蒸着装置
【課題】簡単な構成で蒸着物質の収率を向上できる蒸着装置を提供すること。
【解決手段】
プラスチックレンズ上に蒸着物質を蒸着する蒸着装置であって、上面に開口した凹部９１２を備える筐体と、凹部９１２に設けられた蒸着源９２と、筐体の上面９１１Ａ，９１３Ａに接触するとともに、スライド可能に取り付けられ、かつ蒸着源９２を覆う補正板９３とを、備え、筐体は、蒸着源９２とともに補正板９３を加熱するハロゲンランプ９４を内部に設けられたことを特徴とする。
【解決手段】
プラスチックレンズ上に蒸着物質を蒸着する蒸着装置であって、上面に開口した凹部９１２を備える筐体と、凹部９１２に設けられた蒸着源９２と、筐体の上面９１１Ａ，９１３Ａに接触するとともに、スライド可能に取り付けられ、かつ蒸着源９２を覆う補正板９３とを、備え、筐体は、蒸着源９２とともに補正板９３を加熱するハロゲンランプ９４を内部に設けられたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックレンズには、種々の機能が付与される。例えば、表面での光の反射を抑えるための反射防止膜が形成され、その反射防止膜の表面には、撥水処理、防曇処理等の表面処理が施される。そして、これらの反射防止膜の形成および表面処理には、真空蒸着方法が使用される。
真空蒸着方法では、蒸発源で蒸着物質の加熱を行うことにより、離れた位置に保持された基板上に蒸発した蒸着物質を蒸着させる。ここで、大面積の基板あるいは多数の基板に同時に蒸着する場合、基板の場所によって蒸発源から基板までの距離が異なると、基板の場所によって蒸着量が異なる。そこで、蒸着物質を均一の厚みで基板に蒸着させるために、蒸発源と基板との間に補正板を設けて、基板に到達する蒸着量の調整を行なっている。（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４８６５７号公報
【特許文献２】特開２００６−３４８３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、蒸発した蒸着物質は、補正板の温度の低い表面に凝縮して付着する。すなわち、補正板の表面温度が気化した蒸発物質の蒸着温度未満である場合には、蒸着物質の付着が起こる。また、補正板を蒸発源の直上付近に設ける配置では、蒸着物質がより多く補正板に付着する。このため、蒸着物質の収率が低下するという問題がある。ここで収率とは、（基板に到達した蒸着物質の総量／蒸着物質の総量）×１００で表される。
一方、特許文献２では、補正板を加熱するための加熱手段を備え、補正板への蒸着物質の付着を少なくしているが、蒸着物質の収率は十分とは言えない。また、補正板を加熱するための手段を別途設ける必要があり、装置が複雑化するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、簡単な構成で蒸着物質の収率を向上できる蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の蒸着装置は、プラスチックレンズ上に蒸着物質を蒸着する蒸着装置であって、上面に開口した凹部を備える筐体と、前記凹部に設けられた蒸着源と、前記筐体の上面に接触するとともに、スライド可能に取り付けられ、かつ前記蒸着源を覆う補正板とを、備え、前記筐体は、前記蒸着源とともに前記補正板を加熱する加熱手段を内部に設けられたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、蒸着源を覆う補正板が加熱手段により、蒸着源とともに筐体を介して加熱されるので、蒸着源で加熱され気化した蒸着物質が補正板に付着することが少なく、プラスチックレンズに到達し、蒸着物質の収率が向上する。また、補正板は筐体の上面に接触し、上面をスライド可能に取り付けられているので、筐体から離れることがなく、筐体を介して常に加熱されるので、補正板の温度が下がって、蒸着物質が補正板に付着することを防ぐことができる。さらに、蒸着源と補正板の加熱を同一の加熱手段により行うので、補正板用の加熱手段を別途設ける必要がなく、装置の構造を簡単なものにできる。
【０００８】
また、本発明では、前記補正板は、複数の板状体からなることが好ましい。
この発明によれば、補正板が複数の板状体からなるので、板状体同士の相対位置を変えることで、蒸着源を覆う面積や位置を調整することができる。すなわち、蒸着物質の蒸着量をこれらの板状体の相対位置により調整し、所望の量とすることができる。
【０００９】
さらに本発明では、前記複数の板状体は、互いに近接離間可能かつ回動可能に設けられたことが好ましい。
この発明によれば、複数の板状体が互いに近接離間可能かつ回動可能に設けられているので、板状体同士の相対位置を容易に変え、蒸着源を覆う面積や位置を調整することができる。したがって、蒸着条件の変化によってプラスチックレンズの保持された位置で到達する蒸着物質量の変化が生じても、板状体を容易に最適な位置に配置し、蒸着物質の蒸着量を調整することができる。これにより、補正板に付着する蒸着物質の量が減少し、蒸着物質の収率が向上する。
【００１０】
そして、本発明では、前記複数の板状体は、同一平面上に設けられたことが好ましい。
この発明によれば、複数の板状体が同一平面上に設けられているので、板状体間に高さ方向の空間や隙間が生じることがない。したがって、高さ方向の空間から蒸着物質が漏れることがなく、板状体の相対位置を同一平面上で調整するだけで、確実に蒸着物質の蒸着量を調整することができる。
【００１１】
また、本発明では、前記筐体は、前記蒸着源が設けられた筐体本体と、この筐体本体の平面と同一となる平面を有するとともに、前記補正板を支持するブラケットを備え、前記複数の板状体は、その幅方向の中心に溝孔を備えるコ字型に形成され、前記溝孔において、前記ブラケットに取付部材により取り付けられたことが好ましい。
この発明によれば、簡単な構成で、板状体を互いに近接離間可能かつ回動可能に取り付けることができ、かつ板状体の位置を簡単に変えることができる。したがって、蒸着物質の蒸着量を簡単に調整することができる。
【００１２】
さらに本発明では、前記補正板の熱容量が前記蒸着源の熱容量よりも小さいことが好ましい。
この発明によれば、補正板の熱容量が蒸着源の熱容量よりも小さいので、補正板の温度を蒸着源の温度よりも高い温度に保つことができる。すなわち、補正板の温度を蒸着物質の蒸着温度よりも高い温度に保つことができるので、補正板に付着する蒸着物質の量が減少し、蒸着物質の収率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態にかかる真空蒸着装置を示す概略図。
【図２】本発明の実施形態にかかる真空蒸着装置の一部を示す上面図。
【図３】本発明の実施形態にかかる蒸着装置を示す上面図。
【図４】本発明の実施形態にかかる蒸着装置を示す断面図。
【図５】本発明の実施形態にかかる補正板の配置を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、支持装置２０に保持されたプラスチックレンズ１０への蒸着等の表面処理を行なう真空蒸着装置１００の概略図が示されている。図１において、本発明の蒸着装置は、蒸着装置９０として示されている。
図１において、プラスチックレンズ１０は、支持装置２０に複数保持されている。支持装置２０は、ドーム状の断面形状を有している。そして、プラスチックレンズ１０が同心円状に４段にわたって保持できるようになっている。
また、支持装置２０は、真空蒸着装置１００の内部を工程ごとに移動して、プラスチックレンズ１０への表面処理が行なわれる。また、支持装置２０は、各プラスチックレンズ１０への処理が均一になるように、図示しない回転機構によって回転させられている。
【００１５】
真空蒸着装置１００は、支持装置２０が内部を通過可能な三つのチャンバ３０，４０および５０を備えている。これらのチャンバ３０，４０，５０は互いに連結され、かつ、その内部を支持装置２０がプラスチックレンズ１０を保持した状態で通過可能となっている。また、各チャンバは、各チャンバ間の図示しないシャッタによって相互に密封できるようになっており、各チャンバの内圧は真空生成装置３１、４１および５１によりそれぞれ制御されている。
【００１６】
チャンバ３０は、エントランスまたはゲートチャンバである。支持装置２０は、外部からチャンバ３０の内部に導入され、一定時間、一定の圧力下で加熱される。このとき、プラスチックレンズ１０および支持装置２０に吸着したガスの脱ガスが行なわれる。チャンバ３０の真空生成装置３１は、ロータリーポンプ３２、ルーツポンプ３３およびクライオポンプ３４を備えている。
【００１７】
チャンバ４０は、真空蒸着による薄膜の形成やプラズマ等による表面処理を行なうチャンバである。チャンバ４０の真空生成装置４１もチャンバ３０の真空生成装置３１と同様に、ロータリーポンプ４２、ルーツポンプ４３およびクライオポンプ４４を備えている。
【００１８】
チャンバ４０の内部には、屈折率の異なる蒸着物質を組み合わせて反射防止膜１２を効率よく形成するために、蒸発源６１および蒸発源６２が一対設けられている。そして、これら一対の蒸発源６１，６２に配置された蒸着物質６３，６４を蒸発させる電子銃６５，６６および蒸着量を調整する開閉可能なシャッタ６７，６８が一対設けられている。
屈折率の異なる蒸着物質の例として、低屈折率物質として酸化ケイ素が、高屈折率物質としては、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ジルコニウムが挙げられる。
【００１９】
また、チャンバ４０には、プラズマ処理を行なうために、高周波プラズマ発生装置７０が設置されている。高周波プラズマ発生装置７０は、チャンバ内に設置されたＲＦコイル７１と、チャンバ外でこれに接続されているマッチングボックス７２と高周波発信器７３とから構成されている。
プラズマ処理に使用されるガスである酸素７４とアルゴン７５は、オートプレシャーコントローラ７７で所定の圧力になるように、マスフローコントローラ７８で流量が制御されて導入される。
【００２０】
さらに、チャンバ４０には、イオンアシスト蒸着および表面処理を行なうためのイオンガン８０が設置されている。イオンガン８０には、導入ガスをプラズマ化し、正イオンを発生するためのＲＦ電源８１と正イオンを加速するためのＤＣ電源８２とが接続されている。
イオンガン８０に使用する酸素７４とアルゴン７５は、マスフローコントローラ８３で流量が制御されて導入される。
【００２１】
図２には、チャンバ５０内の上面図が示されている。
チャンバ５０は、有機化合物である蒸着物質を蒸着することにより有機化合物層を形成するチャンバである。チャンバ５０内部には、有機化合物を含む蒸着装置９０がドーム状の支持装置２０の下に位置するよう設置されている。そして、図１に示すように、チャンバ５０は、ロータリーポンプ５２、ルーツポンプ５３およびターボ分子ポンプ５４を備えた真空生成装置５１により適当な圧力に保持されている。
【００２２】
以下に、蒸着装置９０について詳しく説明する。
図３には、蒸着装置９０の上面図が示されている。また図４には蒸着装置９０の断面図が示されている。
蒸着装置９０は、上面に開口した凹部９１２を備える筐体９１と、凹部９１２に設けられた蒸着源９２と、蒸着源９２を覆い、筐体９１の上面９１１Ａに接触し、かつ上面９１１Ａ上をスライド可能に取り付けられた補正板９３とを備えている。
【００２３】
筐体９１は、直方体状の筐体本体９１１と、筐体本体９１１の互いに対向する側面９１１Ｂの略中央に設けられた１対のブラケット９１３を備えている。筐体本体９１１は、上面９１１Ａの略中央に、開口した凹部９１２を備え、内部に加熱手段であるハロゲンランプ９４を有している。そして、ブラケット９１３は、その上面９１３Ａが、筐体本体９１１の上面９１１Ａと連続した高さとなる平面を形成し、かつ上面から見て凹部９１２に対称に設けられている。
筐体９１は、その耐熱温度が７００℃以上で、熱伝導性が良好なものが好ましい。筐体９１の材料としては、各種ステンレス、アルミニウム、銅、チタン等の金属が使用できる。筐体９１は、ハロゲンランプ９４からの赤外光を集光して加熱される。
蒸着源９２は、上面が開口した銅製の容器であり、凹部９１２に設けられ、ハロゲンランプ９４によって筐体９１とともに加熱される。なお、蒸着源９２としてはその他にも、多孔質セラミックペレットを使用しても良い。
【００２４】
補正板９３は、長方形の一方の短辺に当該短辺の長さ寸法と同じ直径の半円９３１Ａを組み合わせた２枚の板状体からなる。この補正板９３の幅方向の中央には、他方の短辺９３１Ｂに向かう長さ方向に沿った溝孔９３２が設けられ、平面視でコ字型に形成されている。そして、補正板９３は、ブラケット９１３の上面９１３Ａに１枚ずつ、溝孔９３２を通してボルトーナットなどの取付部材９３３で取り付けられている。このようにして取り付けられた２枚の補正板９３は、互いの半円９３１Ａが、蒸着源９２を挟むように配置され、筐体本体９１１の上面９１１Ａとブラケット９１３の上面９１３Ａに当接している。そして、補正板９３は、取付部材９３３を緩めて、図５に示すように、溝孔９３２方向にスライドすることで互いに近接離間させたり、回動させることが可能になっている。これにより、蒸着源９２の開口位置や面積を調整することができる。すなわち、２枚の補正板９３の相対位置を調整する事により、支持装置２０の異なる場所に保持されたプラスチックレンズ１０に対する蒸着量を調整できるようになっている。
【００２５】
なお、２枚の補正板９３はいずれも、同一平面である筐体本体９１１の上面９１１Ａおよびブラケット９１３の上面９１３Ａ上に当接して設けられたもので、同一平面上をスライドするものであり、互いに重なり合うことはない。したがって、２枚の補正板９３間、および、上面９１１Ａならびに９１３Ａと補正板９３間に上下方向の隙間ができることはない。よって、２枚の補正板９３の水平方向の相対位置以外により蒸着量が変化することはない。
【００２６】
また、補正板９３は、ブラケット９１３の上面９１３Ａおよび筐体本体９１１の上面９１１Ａに接触して配置されている。したがって、補正板９３は、ハロゲンランプ９４によって筐体本体９１１が加熱されると、上面９１１Ａを介して同時に加熱される。また、補正板９３は、ブラケット９１３の上面９１３Ａにも接触しており、ブラケット９１３は、筐体本体９１１の側面９１１Ｂに当接して設けられているので、筐体本体９１１の側面９１１Ｂからブラケット９１３が受けた熱を上面９１３Ａを介して受けることによっても加熱される。これにより、補正板９３は、全面が筐体９１に接触して、十分に加熱され、その表面温度が蒸着温度以上になるよう保持されるので、蒸着源９２から蒸発した蒸着物質が補正板９３に付着することを抑制することができる。
【００２７】
２枚の補正板９３の相対位置は、蒸着条件によって最適なものに設定する。すなわち、チャンバ容積、蒸着時の圧力、蒸着物質の分子量、基板の三次元形状、支持装置２０へのプラスチックレンズ１０の保持位置などを考慮する。
例えば、支持装置２０は、蒸着が行なわれている間回転しているが、中心部と外周部では、蒸着装置９０に対する移動速度が異なる。中心部は移動速度が遅く、外周部は早い。したがって、中心部ほど蒸着物質が多く蒸着される。このような場合には、２枚の補正板９３の間を、中心部に向かっては狭く、外周部に向かって広く開口するようにハの字型に配置、固定する。
【００２８】
また、補正板９３の形状は、様々な形の板状のものに加え、パンチングメタル、網、ハニカム等を適宜使い分ける。また、補正板９３の材質は、一般にＳＵＳやアルミなどであるが、熱伝導効率が高く、加熱温度に耐えられ、ガス放出の少ないものであれば使用可能である。
【００２９】
そして、２枚の補正板９３の形状を決定するに当たっては、その熱容量の合計が蒸着源９２の熱容量よりも小さくなるよう設計する。このように設計すれば、補正板９３の温度が蒸着源９２の温度になるよう加熱される。すなわち、補正板９３の温度が蒸着物質の蒸着温度よりも高くなるよう加熱される。したがって、蒸着物質が補正板９３に付着することを確実に抑制することができる。このような補正板９３は、計算により決定できる。
例えば、蒸着源９２の直径を２０ｍｍとし、補正板９３を３０ｍｍの半円と２５ｍｍ×３０ｍｍの長方形を組み合わせた形状（Ａ）または、２０ｍｍの半円と３０ｍｍ×２０ｍｍの長方形を組み合わせた形状（Ｂ）とする。そして、この蒸着源９２を４．５ｇの銅製の容器と０．８ｇのスチールウールからなる、蒸着物質を含浸させる構造として、熱容量をシミュレートする。銅の比熱を０．３８４Ｊ／ｇ・Ｋ、スチールウールの比熱を０．６２５Ｊ／ｇ・Ｋとして、熱容量＝質量×比熱を求めると、蒸着源およびペレットの合計熱容量は、２．２Ｊ／Ｋとなる。
これに対し、補正板９３を例えばステンレスの中でも最も比熱の大きいＳＵＳ３０４（比熱 ０．５９Ｊ／ｇ・Ｋ）、または銅で構成する場合、補正板９３の比熱と形状は表１に示す関係となる。なお、下記表１で補正板９３の重量は２枚分の重量である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
表１に記載された補正板９３のうち、蒸着源９２およびペレットの合計熱容量２．２Ｊ／Ｋよりも小さい熱容量を有する補正板９３を用いる。そうすれば、補正板９３の温度を蒸着物質の蒸着温度よりも高く保つことができ、蒸着物質が補正板９３に付着することを確実に抑制することができる。例えば、２枚の補正板９３の重量の合計が１０．０ｇである場合には、厚さを０．３ｍｍとすれば、補正板９３の熱容量が蒸着源の熱容量よりも十分に小さくなる。
【００３２】
以下に、本実施形態に係るプラスチックレンズ１０への表面処理工程を説明する。
まず、プラスチックレンズ１０に、ハードコート層を形成する（工程Ａ）。ハードコート層は、無機微粒子を有するゾルゲルを硬化する方法等によって得ることができる。この方法によれば、無機微粒子をプラスチックレンズ１０の屈折率に合わせて選択することが可能で、プラスチックレンズ１０とハードコート層との界面の反射が抑えられる。ハードコート層は、必要に応じて、片面および両面に形成される。プラスチックレンズ１０の場合は、両面に形成する。
【００３３】
次に、反射防止膜を形成する（工程Ｂ）。支持装置２０に保持されたプラスチックレンズ１０は、チャンバ３０に導入され脱ガスされる。次に支持装置２０は、チャンバ４０に導かれ、ハードコート層の表面に反射防止膜が成膜される。この工程では、高屈折率と低屈折率の複数の薄膜が交互に積層され、反射防止膜１２の最上層には、二酸化ケイ素を主成分とする薄膜が形成される。
【００３４】
そして、反射防止膜の最上層である二酸化ケイ素を含む薄膜と有機化合物との反応性を高めるため、表面にシラノール基を生成するための処理を行なう（工程Ｃ）。
チャンバ４０に酸素７４またはアルゴン７５が導入され、オートプレシャーコントローラ７７とマスフローコントローラ７８によって、チャンバ４０内は一定圧力に制御される。高周波プラズマはおよそ１０−３から１０３Ｐａで発生可能であるが、１×１０−２Ｐａ〜１×１０−１Ｐａが好適である。高周波周波数は、１３．５６ＭＨｚとした。処理時間は、０．５〜３分で、この工程で二酸化ケイ素の表面にシラノール基が生成される。
【００３５】
その他、シラノール基を生成するための処理として、イオンガン８０を使用することもできる。
イオンガン８０に、酸素７４またはアルゴン７５がマスフローコントローラ８３で一定流量に制御されて導入される。導入されたガスは、イオンガン８０内部でプラズマ化される。プラズマは高周波プラズマであり、ＲＦ電源８１の周波数は通常１３．５６ＭＨＺである。生成した正イオンは、ＤＣ電源８２で電圧印加された加速電極によって引き出され、二酸化ケイ素の表面に照射される。なお、プラスチックレンズ１０上で絶縁破壊が起き、異常放電が発生するのを防止するため、内蔵されたニュートライザーから電子を供給し中和している。処理時間は、０．５〜３分間で、この工程で、二酸化ケイ素の表面にシラノール基が生成される。
【００３６】
続いて、反射防止膜に蒸着による表面処理を行い、有機化合物層を形成する。有機化合物層としては、撥水層または防曇層を形成することができる。撥水層はフッ素を含有する有機化合物を、防曇層は親水性基を有する有機化合物を用いることで得られる。有機化合物層が形成された後、チャンバ５０は徐々に大気圧に戻され、プラスチックレンズ１０が支持装置２０ごと取り出される。
【００３７】
その後、プラスチックレンズ１０は、表裏反転して再度支持装置２０にセットされ、工程Ｂ〜工程Ｃと同様の処理を行なう。これによって、プラスチックレンズ１０の両面に有機化合物層が形成される。
【００３８】
プラスチックレンズ１０は、チャンバ５０から取り出された後、図示しない恒温恒湿槽に投入され、適当な湿度と温度の雰囲気でアニールされる。または、室内に所定時間放置してエージングが行なわれる。その後、有機化合物層の厚みを調整する必要があれば、過剰分を拭き取るなどの除去作業が行なわれる。
【００３９】
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
蒸着源９２を覆う補正板９３がハロゲンランプ９４により、蒸着源９２とともに筐体９１を介して加熱されるので、蒸着源９２で加熱され気化した蒸着物質が補正板９３に付着することが少なく、プラスチックレンズ１０に到達し、蒸着物質の収率が向上する。
また、補正板９３は筐体９１の上面９１１Ａおよび９１３Ａ上に接触し、上面９１１Ａおよび９１３Ａ上をスライド可能に取り付けられているので、筐体９１から離れることがなく、筐体９１を介して常に加熱されるので、補正板９３の温度が下がって、蒸着物質が補正板９３に付着することを防ぐことができる。
さらに、蒸着源９２と補正板９３の加熱を同一の加熱手段であるハロゲンランプ９４により同時に行うので、少ないエネルギーの使用で蒸着物質の収率を向上させることができる。また、補正板９３用の加熱手段を別途設ける必要がなく、真空蒸着装置１００の構造を簡単なものにできる。
【００４０】
複数の補正板９３の相対位置が変更可能なので、蒸着条件の変化によってプラスチックレンズ１０の保持された位置で到達する蒸着物質のばらつきが生じても、補正板９３を最適な位置に配置できる。したがって、補正板９３に付着する蒸着物質の量を減少でき、蒸着物質の収率を向上させることができる。
【００４１】
また、複数の補正板９３が同一平面上に設けられているので、補正板９３間に高さ方向の空間が生じることがない。したがって、補正板９３の水平方向の相対位置を調整するだけで、確実に蒸着物質の蒸着量を調整することができる。
【００４２】
さらに、補正板９３は、その幅方向の中心に溝孔９３２を備えるコ字型に形成され、溝孔９３２において、取付部材９３３により取り付けられているので、簡単な構成で、補正板９３を互いに近接離間可能かつ回動可能に取り付けることができ、かつ補正板９３の位置を簡単に変えることができる。したがって、蒸着物質の蒸着量を簡単に調整することができる。
また、補正板９３は、ブラケット９１３に取り付けられている。ブラケット９１３は、筐体９１の側面９１１Ｂに設けられ、その上面９１３Ａが、筐体本体９１１の上面９１１Ａと連続した高さに設けられ、同一平面を形成している。したがって、補正板９３は、筐体本体９１１だけでなく、ブラケット９１３からも熱を受け加熱されるので、蒸着物質が補正板９３に付着することを防ぐことができる。
【００４３】
また、補正板９３の熱容量を蒸着源９２の熱容量よりも小さいものとしたので、補正板９３の温度を蒸着物質の蒸着温度よりも高い温度に保つことができるので、補正板に付着する蒸着物質の量が減少し、蒸着物質の収率が向上する。
【００４４】
以下、実施例に基づき本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１〜３］
プラスチックレンズ１０として、眼鏡用プラスチックレンズ（セイコーエプソン株式会社製：セイコースーパーソブリン）を用い、ハードコート層１１が形成されたプラスチックレンズ１０を支持装置２０に複数配置した。
支持装置２０は、図２および図３に示すように、同心円状に４段でプラスチックレンズ１０を保持できるようになっている。ここで、プラスチックレンズ１０の保持位置を支持装置２０の中心から外周にかけて、１段目、２段目、３段目、４段目と呼ぶ。プラスチックレンズ１０は、１段目から４段目にかけて各１枚ずつ保持した。
【００４６】
プラスチックレンズ１０と支持装置２０とをチャンバ３０で脱ガスした後、チャンバ４０において、二酸化ケイ素と二酸化ジルコニウムの層を交互に蒸着し、これらの層からなる反射防止膜１２を形成した。この反射防止膜１２の最上層は、二酸化ケイ素である。
【００４７】
引き続き、チャンバ４０内に酸素７４を導入し、圧力を４．０×１０−２Ｐａに制御しつつ、高周波プラズマ発生装置６０でプラズマを発生させた。プラズマ発生条件は、１３．５６ＭＨｚ、４００Ｗで１分間処理を行なった。
【００４８】
その後、チャンバ５０に支持装置２０を移動し、有機化合物層１４を形成した。蒸着物質として、ダイキン工業株式会社製のフッ素含有有機ケイ素化合物（オプツールＤＳＸ）を用いた。これは、下記の一般式（１）で表される組成物を含有しており、分子量はおよそ４０００〜５０００である。常圧での蒸発温度は、およそ３５０℃〜５００℃である。
【００４９】
【化１】
【００５０】
式中、Ｒｆ１は、パーフルオロアルキル基、Ｘ１は水素、臭素、またはヨウ素、Ｙは水素または低級アルキル基、Ｚはフッ素またはトリフルオロメチル基、Ｒ１は水酸基または加水分解可能な基、Ｒ２は水素または一価の炭化水素基を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは０または１以上の整数で、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは少なくとも１以上であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅでくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において限定されない。ｆは０、１または２を表す。ｇは１、２または３を表す。ｈは１以上の整数を表す。
【００５１】
このオプツールＤＳＸを、フッ素系溶剤（ダイキン工業株式会社製：デムナムソルベント）に希釈して固形分濃度３％を調整し、これを蒸着源９２に含浸させ乾燥したものを使用した。ここで、蒸着源９２への含浸量は、固形分重量で５ｍｇから１５ｍｇまで５ｍｇずつ変化させたものを用いた。
【００５２】
補正板９３は、図４に示したように筐体９１に接触するよう配置した。また、補正板９３は、板状のＳＵＳ製であり、その形状と取り付け位置は、事前に蒸着量分布を調べて最適なものとした。なお、事前に真空中で加熱テストも行い、補正板９３が蒸着物質の蒸着温度以上に加熱されることを確認している。
【００５３】
チャンバ５０は、ターボ分子ポンプ５４を用いて、圧力が（２．０〜３．０）×１０−２Ｐａの範囲を維持するようにして蒸着した。
蒸着中は、ハロゲンランプ９４を使用し、蒸着源９２内でペレットを６００℃に加熱して、フッ素含有有機ケイ素化合物を蒸着させた。このとき、補正板９３の最大温度は、６０５℃であった。加熱は、２００℃／分の上昇速度で行い、加熱時間は５分間であった。有機化合物層１４を形成後、支持装置２０およびプラスチックレンズ１０をチャンバ５０から取り出した。
【００５４】
［比較例１〜３］
実施例１〜３において、蒸着装置９０を従来の蒸着装置変更し、蒸着物質のペレットへの含浸量を表２に示す量とした以外は同様にして、プラスチックレンズ１０への蒸着を行った。
なお、従来の蒸着装置は、補正板９３が筐体９１の上面９１１Ａから高さ１２０ｍｍ離れ、かつ筐体９１がブラケット９１３を備えていない点で蒸着装置９０と異なる。すなわち、補正板は筐体９１から直接熱を受けるものではない。
【００５５】
次に、実施例１〜３、および比較例１〜３において形成された薄膜について、拭き耐久性試験及び耐アルカリ性試験を行い、下記評価方法に基づき評価した。
【００５６】
以下に詳しく評価方法を説明する。
試験１：拭き耐久性試験
木綿布を用い、基材の表面を２００ｇの荷重をかけながら、５０００回往復させた。拭き耐久性試験前後の防汚性能について、接触角と油性インク拭き取り性によって評価した。
試験２：耐アルカリ性試験
０．０５Ｎに調整した水酸化ナトリウム水溶液中に、基材の一部を切り取った試験片を３時間浸漬し、浸漬後の試験片を水でよく洗った。その試験片のアルカリ浸漬前後の防汚性能について、接触角と油性インク拭き取り性によって評価した。
【００５７】
（評価方法）
（評価１：接触角）
接触角の測定には、接触角計（ＤＭ−７００ 協和界面科学株式会社製）を使用し、液滴法による純水の接触角を測定した。
撥水膜として許容できる純水接触角は９１°以上であり、９１°未満は蒸着量下限以下とみなす。
（評価２：インク拭き取り性）
基材の表面に、黒色油性マーカー（「ハイマッキーケア」ゼブラ株式会社製）により約４ｃｍの直線を描いた後５分間放置した。放置後、該マーク部をワイプ紙（「ケイドライ」株式会社クレシア製）によって拭き取りを行い、その拭き取り易さを下記の基準にて判定した。
（基準）
○；１０回以下の拭き取りで完全に除去
△；１１回から２０回までの拭き取りで完全に除去
×；２０回の拭き取り後も除去されない部分が残る
これらの評価結果を表２〜３に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
表２から、含浸量１０ｍｇの実施例２および含浸量１５ｍｇの実施例３では、いずれの試験においても、すべてのプラスチックレンズ１０で接触角、およびインク拭き取り性の良好な結果が得られたことがわかる。これに対し、比較例１、２では、実施例２、３とそれぞれ同じ含浸量としたにも関わらず、いずれの試験においても、試験後の接触角およびインク拭き取り性が含浸量５ｍｇとした実施例１よりも劣る結果となった。すなわち、実施例１〜３は蒸着物質の収率がよいことがわかる。
一方、比較例３では、すべてのプラスチックレンズ１０で接触角およびインク拭き取り性の良好な結果が得られているが、含浸量を２０ｍｇに増量しており、実施例１〜３と比較して収率がよいとは言えない。
【符号の説明】
【００６１】
１０…プラスチックレンズ、９０…蒸着装置、９１…筐体、９２…蒸着源、９３…補正板、９４…ハロゲンランプ（加熱手段）、９１１…筐体本体、９１１Ａ，９１３Ａ…上面、９１２…凹部、９１３…ブラケット、９３２…溝孔、９３３…取付部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックレンズには、種々の機能が付与される。例えば、表面での光の反射を抑えるための反射防止膜が形成され、その反射防止膜の表面には、撥水処理、防曇処理等の表面処理が施される。そして、これらの反射防止膜の形成および表面処理には、真空蒸着方法が使用される。
真空蒸着方法では、蒸発源で蒸着物質の加熱を行うことにより、離れた位置に保持された基板上に蒸発した蒸着物質を蒸着させる。ここで、大面積の基板あるいは多数の基板に同時に蒸着する場合、基板の場所によって蒸発源から基板までの距離が異なると、基板の場所によって蒸着量が異なる。そこで、蒸着物質を均一の厚みで基板に蒸着させるために、蒸発源と基板との間に補正板を設けて、基板に到達する蒸着量の調整を行なっている。（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４８６５７号公報
【特許文献２】特開２００６−３４８３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、蒸発した蒸着物質は、補正板の温度の低い表面に凝縮して付着する。すなわち、補正板の表面温度が気化した蒸発物質の蒸着温度未満である場合には、蒸着物質の付着が起こる。また、補正板を蒸発源の直上付近に設ける配置では、蒸着物質がより多く補正板に付着する。このため、蒸着物質の収率が低下するという問題がある。ここで収率とは、（基板に到達した蒸着物質の総量／蒸着物質の総量）×１００で表される。
一方、特許文献２では、補正板を加熱するための加熱手段を備え、補正板への蒸着物質の付着を少なくしているが、蒸着物質の収率は十分とは言えない。また、補正板を加熱するための手段を別途設ける必要があり、装置が複雑化するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、簡単な構成で蒸着物質の収率を向上できる蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の蒸着装置は、プラスチックレンズ上に蒸着物質を蒸着する蒸着装置であって、上面に開口した凹部を備える筐体と、前記凹部に設けられた蒸着源と、前記筐体の上面に接触するとともに、スライド可能に取り付けられ、かつ前記蒸着源を覆う補正板とを、備え、前記筐体は、前記蒸着源とともに前記補正板を加熱する加熱手段を内部に設けられたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、蒸着源を覆う補正板が加熱手段により、蒸着源とともに筐体を介して加熱されるので、蒸着源で加熱され気化した蒸着物質が補正板に付着することが少なく、プラスチックレンズに到達し、蒸着物質の収率が向上する。また、補正板は筐体の上面に接触し、上面をスライド可能に取り付けられているので、筐体から離れることがなく、筐体を介して常に加熱されるので、補正板の温度が下がって、蒸着物質が補正板に付着することを防ぐことができる。さらに、蒸着源と補正板の加熱を同一の加熱手段により行うので、補正板用の加熱手段を別途設ける必要がなく、装置の構造を簡単なものにできる。
【０００８】
また、本発明では、前記補正板は、複数の板状体からなることが好ましい。
この発明によれば、補正板が複数の板状体からなるので、板状体同士の相対位置を変えることで、蒸着源を覆う面積や位置を調整することができる。すなわち、蒸着物質の蒸着量をこれらの板状体の相対位置により調整し、所望の量とすることができる。
【０００９】
さらに本発明では、前記複数の板状体は、互いに近接離間可能かつ回動可能に設けられたことが好ましい。
この発明によれば、複数の板状体が互いに近接離間可能かつ回動可能に設けられているので、板状体同士の相対位置を容易に変え、蒸着源を覆う面積や位置を調整することができる。したがって、蒸着条件の変化によってプラスチックレンズの保持された位置で到達する蒸着物質量の変化が生じても、板状体を容易に最適な位置に配置し、蒸着物質の蒸着量を調整することができる。これにより、補正板に付着する蒸着物質の量が減少し、蒸着物質の収率が向上する。
【００１０】
そして、本発明では、前記複数の板状体は、同一平面上に設けられたことが好ましい。
この発明によれば、複数の板状体が同一平面上に設けられているので、板状体間に高さ方向の空間や隙間が生じることがない。したがって、高さ方向の空間から蒸着物質が漏れることがなく、板状体の相対位置を同一平面上で調整するだけで、確実に蒸着物質の蒸着量を調整することができる。
【００１１】
また、本発明では、前記筐体は、前記蒸着源が設けられた筐体本体と、この筐体本体の平面と同一となる平面を有するとともに、前記補正板を支持するブラケットを備え、前記複数の板状体は、その幅方向の中心に溝孔を備えるコ字型に形成され、前記溝孔において、前記ブラケットに取付部材により取り付けられたことが好ましい。
この発明によれば、簡単な構成で、板状体を互いに近接離間可能かつ回動可能に取り付けることができ、かつ板状体の位置を簡単に変えることができる。したがって、蒸着物質の蒸着量を簡単に調整することができる。
【００１２】
さらに本発明では、前記補正板の熱容量が前記蒸着源の熱容量よりも小さいことが好ましい。
この発明によれば、補正板の熱容量が蒸着源の熱容量よりも小さいので、補正板の温度を蒸着源の温度よりも高い温度に保つことができる。すなわち、補正板の温度を蒸着物質の蒸着温度よりも高い温度に保つことができるので、補正板に付着する蒸着物質の量が減少し、蒸着物質の収率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態にかかる真空蒸着装置を示す概略図。
【図２】本発明の実施形態にかかる真空蒸着装置の一部を示す上面図。
【図３】本発明の実施形態にかかる蒸着装置を示す上面図。
【図４】本発明の実施形態にかかる蒸着装置を示す断面図。
【図５】本発明の実施形態にかかる補正板の配置を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、支持装置２０に保持されたプラスチックレンズ１０への蒸着等の表面処理を行なう真空蒸着装置１００の概略図が示されている。図１において、本発明の蒸着装置は、蒸着装置９０として示されている。
図１において、プラスチックレンズ１０は、支持装置２０に複数保持されている。支持装置２０は、ドーム状の断面形状を有している。そして、プラスチックレンズ１０が同心円状に４段にわたって保持できるようになっている。
また、支持装置２０は、真空蒸着装置１００の内部を工程ごとに移動して、プラスチックレンズ１０への表面処理が行なわれる。また、支持装置２０は、各プラスチックレンズ１０への処理が均一になるように、図示しない回転機構によって回転させられている。
【００１５】
真空蒸着装置１００は、支持装置２０が内部を通過可能な三つのチャンバ３０，４０および５０を備えている。これらのチャンバ３０，４０，５０は互いに連結され、かつ、その内部を支持装置２０がプラスチックレンズ１０を保持した状態で通過可能となっている。また、各チャンバは、各チャンバ間の図示しないシャッタによって相互に密封できるようになっており、各チャンバの内圧は真空生成装置３１、４１および５１によりそれぞれ制御されている。
【００１６】
チャンバ３０は、エントランスまたはゲートチャンバである。支持装置２０は、外部からチャンバ３０の内部に導入され、一定時間、一定の圧力下で加熱される。このとき、プラスチックレンズ１０および支持装置２０に吸着したガスの脱ガスが行なわれる。チャンバ３０の真空生成装置３１は、ロータリーポンプ３２、ルーツポンプ３３およびクライオポンプ３４を備えている。
【００１７】
チャンバ４０は、真空蒸着による薄膜の形成やプラズマ等による表面処理を行なうチャンバである。チャンバ４０の真空生成装置４１もチャンバ３０の真空生成装置３１と同様に、ロータリーポンプ４２、ルーツポンプ４３およびクライオポンプ４４を備えている。
【００１８】
チャンバ４０の内部には、屈折率の異なる蒸着物質を組み合わせて反射防止膜１２を効率よく形成するために、蒸発源６１および蒸発源６２が一対設けられている。そして、これら一対の蒸発源６１，６２に配置された蒸着物質６３，６４を蒸発させる電子銃６５，６６および蒸着量を調整する開閉可能なシャッタ６７，６８が一対設けられている。
屈折率の異なる蒸着物質の例として、低屈折率物質として酸化ケイ素が、高屈折率物質としては、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ジルコニウムが挙げられる。
【００１９】
また、チャンバ４０には、プラズマ処理を行なうために、高周波プラズマ発生装置７０が設置されている。高周波プラズマ発生装置７０は、チャンバ内に設置されたＲＦコイル７１と、チャンバ外でこれに接続されているマッチングボックス７２と高周波発信器７３とから構成されている。
プラズマ処理に使用されるガスである酸素７４とアルゴン７５は、オートプレシャーコントローラ７７で所定の圧力になるように、マスフローコントローラ７８で流量が制御されて導入される。
【００２０】
さらに、チャンバ４０には、イオンアシスト蒸着および表面処理を行なうためのイオンガン８０が設置されている。イオンガン８０には、導入ガスをプラズマ化し、正イオンを発生するためのＲＦ電源８１と正イオンを加速するためのＤＣ電源８２とが接続されている。
イオンガン８０に使用する酸素７４とアルゴン７５は、マスフローコントローラ８３で流量が制御されて導入される。
【００２１】
図２には、チャンバ５０内の上面図が示されている。
チャンバ５０は、有機化合物である蒸着物質を蒸着することにより有機化合物層を形成するチャンバである。チャンバ５０内部には、有機化合物を含む蒸着装置９０がドーム状の支持装置２０の下に位置するよう設置されている。そして、図１に示すように、チャンバ５０は、ロータリーポンプ５２、ルーツポンプ５３およびターボ分子ポンプ５４を備えた真空生成装置５１により適当な圧力に保持されている。
【００２２】
以下に、蒸着装置９０について詳しく説明する。
図３には、蒸着装置９０の上面図が示されている。また図４には蒸着装置９０の断面図が示されている。
蒸着装置９０は、上面に開口した凹部９１２を備える筐体９１と、凹部９１２に設けられた蒸着源９２と、蒸着源９２を覆い、筐体９１の上面９１１Ａに接触し、かつ上面９１１Ａ上をスライド可能に取り付けられた補正板９３とを備えている。
【００２３】
筐体９１は、直方体状の筐体本体９１１と、筐体本体９１１の互いに対向する側面９１１Ｂの略中央に設けられた１対のブラケット９１３を備えている。筐体本体９１１は、上面９１１Ａの略中央に、開口した凹部９１２を備え、内部に加熱手段であるハロゲンランプ９４を有している。そして、ブラケット９１３は、その上面９１３Ａが、筐体本体９１１の上面９１１Ａと連続した高さとなる平面を形成し、かつ上面から見て凹部９１２に対称に設けられている。
筐体９１は、その耐熱温度が７００℃以上で、熱伝導性が良好なものが好ましい。筐体９１の材料としては、各種ステンレス、アルミニウム、銅、チタン等の金属が使用できる。筐体９１は、ハロゲンランプ９４からの赤外光を集光して加熱される。
蒸着源９２は、上面が開口した銅製の容器であり、凹部９１２に設けられ、ハロゲンランプ９４によって筐体９１とともに加熱される。なお、蒸着源９２としてはその他にも、多孔質セラミックペレットを使用しても良い。
【００２４】
補正板９３は、長方形の一方の短辺に当該短辺の長さ寸法と同じ直径の半円９３１Ａを組み合わせた２枚の板状体からなる。この補正板９３の幅方向の中央には、他方の短辺９３１Ｂに向かう長さ方向に沿った溝孔９３２が設けられ、平面視でコ字型に形成されている。そして、補正板９３は、ブラケット９１３の上面９１３Ａに１枚ずつ、溝孔９３２を通してボルトーナットなどの取付部材９３３で取り付けられている。このようにして取り付けられた２枚の補正板９３は、互いの半円９３１Ａが、蒸着源９２を挟むように配置され、筐体本体９１１の上面９１１Ａとブラケット９１３の上面９１３Ａに当接している。そして、補正板９３は、取付部材９３３を緩めて、図５に示すように、溝孔９３２方向にスライドすることで互いに近接離間させたり、回動させることが可能になっている。これにより、蒸着源９２の開口位置や面積を調整することができる。すなわち、２枚の補正板９３の相対位置を調整する事により、支持装置２０の異なる場所に保持されたプラスチックレンズ１０に対する蒸着量を調整できるようになっている。
【００２５】
なお、２枚の補正板９３はいずれも、同一平面である筐体本体９１１の上面９１１Ａおよびブラケット９１３の上面９１３Ａ上に当接して設けられたもので、同一平面上をスライドするものであり、互いに重なり合うことはない。したがって、２枚の補正板９３間、および、上面９１１Ａならびに９１３Ａと補正板９３間に上下方向の隙間ができることはない。よって、２枚の補正板９３の水平方向の相対位置以外により蒸着量が変化することはない。
【００２６】
また、補正板９３は、ブラケット９１３の上面９１３Ａおよび筐体本体９１１の上面９１１Ａに接触して配置されている。したがって、補正板９３は、ハロゲンランプ９４によって筐体本体９１１が加熱されると、上面９１１Ａを介して同時に加熱される。また、補正板９３は、ブラケット９１３の上面９１３Ａにも接触しており、ブラケット９１３は、筐体本体９１１の側面９１１Ｂに当接して設けられているので、筐体本体９１１の側面９１１Ｂからブラケット９１３が受けた熱を上面９１３Ａを介して受けることによっても加熱される。これにより、補正板９３は、全面が筐体９１に接触して、十分に加熱され、その表面温度が蒸着温度以上になるよう保持されるので、蒸着源９２から蒸発した蒸着物質が補正板９３に付着することを抑制することができる。
【００２７】
２枚の補正板９３の相対位置は、蒸着条件によって最適なものに設定する。すなわち、チャンバ容積、蒸着時の圧力、蒸着物質の分子量、基板の三次元形状、支持装置２０へのプラスチックレンズ１０の保持位置などを考慮する。
例えば、支持装置２０は、蒸着が行なわれている間回転しているが、中心部と外周部では、蒸着装置９０に対する移動速度が異なる。中心部は移動速度が遅く、外周部は早い。したがって、中心部ほど蒸着物質が多く蒸着される。このような場合には、２枚の補正板９３の間を、中心部に向かっては狭く、外周部に向かって広く開口するようにハの字型に配置、固定する。
【００２８】
また、補正板９３の形状は、様々な形の板状のものに加え、パンチングメタル、網、ハニカム等を適宜使い分ける。また、補正板９３の材質は、一般にＳＵＳやアルミなどであるが、熱伝導効率が高く、加熱温度に耐えられ、ガス放出の少ないものであれば使用可能である。
【００２９】
そして、２枚の補正板９３の形状を決定するに当たっては、その熱容量の合計が蒸着源９２の熱容量よりも小さくなるよう設計する。このように設計すれば、補正板９３の温度が蒸着源９２の温度になるよう加熱される。すなわち、補正板９３の温度が蒸着物質の蒸着温度よりも高くなるよう加熱される。したがって、蒸着物質が補正板９３に付着することを確実に抑制することができる。このような補正板９３は、計算により決定できる。
例えば、蒸着源９２の直径を２０ｍｍとし、補正板９３を３０ｍｍの半円と２５ｍｍ×３０ｍｍの長方形を組み合わせた形状（Ａ）または、２０ｍｍの半円と３０ｍｍ×２０ｍｍの長方形を組み合わせた形状（Ｂ）とする。そして、この蒸着源９２を４．５ｇの銅製の容器と０．８ｇのスチールウールからなる、蒸着物質を含浸させる構造として、熱容量をシミュレートする。銅の比熱を０．３８４Ｊ／ｇ・Ｋ、スチールウールの比熱を０．６２５Ｊ／ｇ・Ｋとして、熱容量＝質量×比熱を求めると、蒸着源およびペレットの合計熱容量は、２．２Ｊ／Ｋとなる。
これに対し、補正板９３を例えばステンレスの中でも最も比熱の大きいＳＵＳ３０４（比熱 ０．５９Ｊ／ｇ・Ｋ）、または銅で構成する場合、補正板９３の比熱と形状は表１に示す関係となる。なお、下記表１で補正板９３の重量は２枚分の重量である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
表１に記載された補正板９３のうち、蒸着源９２およびペレットの合計熱容量２．２Ｊ／Ｋよりも小さい熱容量を有する補正板９３を用いる。そうすれば、補正板９３の温度を蒸着物質の蒸着温度よりも高く保つことができ、蒸着物質が補正板９３に付着することを確実に抑制することができる。例えば、２枚の補正板９３の重量の合計が１０．０ｇである場合には、厚さを０．３ｍｍとすれば、補正板９３の熱容量が蒸着源の熱容量よりも十分に小さくなる。
【００３２】
以下に、本実施形態に係るプラスチックレンズ１０への表面処理工程を説明する。
まず、プラスチックレンズ１０に、ハードコート層を形成する（工程Ａ）。ハードコート層は、無機微粒子を有するゾルゲルを硬化する方法等によって得ることができる。この方法によれば、無機微粒子をプラスチックレンズ１０の屈折率に合わせて選択することが可能で、プラスチックレンズ１０とハードコート層との界面の反射が抑えられる。ハードコート層は、必要に応じて、片面および両面に形成される。プラスチックレンズ１０の場合は、両面に形成する。
【００３３】
次に、反射防止膜を形成する（工程Ｂ）。支持装置２０に保持されたプラスチックレンズ１０は、チャンバ３０に導入され脱ガスされる。次に支持装置２０は、チャンバ４０に導かれ、ハードコート層の表面に反射防止膜が成膜される。この工程では、高屈折率と低屈折率の複数の薄膜が交互に積層され、反射防止膜１２の最上層には、二酸化ケイ素を主成分とする薄膜が形成される。
【００３４】
そして、反射防止膜の最上層である二酸化ケイ素を含む薄膜と有機化合物との反応性を高めるため、表面にシラノール基を生成するための処理を行なう（工程Ｃ）。
チャンバ４０に酸素７４またはアルゴン７５が導入され、オートプレシャーコントローラ７７とマスフローコントローラ７８によって、チャンバ４０内は一定圧力に制御される。高周波プラズマはおよそ１０−３から１０３Ｐａで発生可能であるが、１×１０−２Ｐａ〜１×１０−１Ｐａが好適である。高周波周波数は、１３．５６ＭＨｚとした。処理時間は、０．５〜３分で、この工程で二酸化ケイ素の表面にシラノール基が生成される。
【００３５】
その他、シラノール基を生成するための処理として、イオンガン８０を使用することもできる。
イオンガン８０に、酸素７４またはアルゴン７５がマスフローコントローラ８３で一定流量に制御されて導入される。導入されたガスは、イオンガン８０内部でプラズマ化される。プラズマは高周波プラズマであり、ＲＦ電源８１の周波数は通常１３．５６ＭＨＺである。生成した正イオンは、ＤＣ電源８２で電圧印加された加速電極によって引き出され、二酸化ケイ素の表面に照射される。なお、プラスチックレンズ１０上で絶縁破壊が起き、異常放電が発生するのを防止するため、内蔵されたニュートライザーから電子を供給し中和している。処理時間は、０．５〜３分間で、この工程で、二酸化ケイ素の表面にシラノール基が生成される。
【００３６】
続いて、反射防止膜に蒸着による表面処理を行い、有機化合物層を形成する。有機化合物層としては、撥水層または防曇層を形成することができる。撥水層はフッ素を含有する有機化合物を、防曇層は親水性基を有する有機化合物を用いることで得られる。有機化合物層が形成された後、チャンバ５０は徐々に大気圧に戻され、プラスチックレンズ１０が支持装置２０ごと取り出される。
【００３７】
その後、プラスチックレンズ１０は、表裏反転して再度支持装置２０にセットされ、工程Ｂ〜工程Ｃと同様の処理を行なう。これによって、プラスチックレンズ１０の両面に有機化合物層が形成される。
【００３８】
プラスチックレンズ１０は、チャンバ５０から取り出された後、図示しない恒温恒湿槽に投入され、適当な湿度と温度の雰囲気でアニールされる。または、室内に所定時間放置してエージングが行なわれる。その後、有機化合物層の厚みを調整する必要があれば、過剰分を拭き取るなどの除去作業が行なわれる。
【００３９】
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
蒸着源９２を覆う補正板９３がハロゲンランプ９４により、蒸着源９２とともに筐体９１を介して加熱されるので、蒸着源９２で加熱され気化した蒸着物質が補正板９３に付着することが少なく、プラスチックレンズ１０に到達し、蒸着物質の収率が向上する。
また、補正板９３は筐体９１の上面９１１Ａおよび９１３Ａ上に接触し、上面９１１Ａおよび９１３Ａ上をスライド可能に取り付けられているので、筐体９１から離れることがなく、筐体９１を介して常に加熱されるので、補正板９３の温度が下がって、蒸着物質が補正板９３に付着することを防ぐことができる。
さらに、蒸着源９２と補正板９３の加熱を同一の加熱手段であるハロゲンランプ９４により同時に行うので、少ないエネルギーの使用で蒸着物質の収率を向上させることができる。また、補正板９３用の加熱手段を別途設ける必要がなく、真空蒸着装置１００の構造を簡単なものにできる。
【００４０】
複数の補正板９３の相対位置が変更可能なので、蒸着条件の変化によってプラスチックレンズ１０の保持された位置で到達する蒸着物質のばらつきが生じても、補正板９３を最適な位置に配置できる。したがって、補正板９３に付着する蒸着物質の量を減少でき、蒸着物質の収率を向上させることができる。
【００４１】
また、複数の補正板９３が同一平面上に設けられているので、補正板９３間に高さ方向の空間が生じることがない。したがって、補正板９３の水平方向の相対位置を調整するだけで、確実に蒸着物質の蒸着量を調整することができる。
【００４２】
さらに、補正板９３は、その幅方向の中心に溝孔９３２を備えるコ字型に形成され、溝孔９３２において、取付部材９３３により取り付けられているので、簡単な構成で、補正板９３を互いに近接離間可能かつ回動可能に取り付けることができ、かつ補正板９３の位置を簡単に変えることができる。したがって、蒸着物質の蒸着量を簡単に調整することができる。
また、補正板９３は、ブラケット９１３に取り付けられている。ブラケット９１３は、筐体９１の側面９１１Ｂに設けられ、その上面９１３Ａが、筐体本体９１１の上面９１１Ａと連続した高さに設けられ、同一平面を形成している。したがって、補正板９３は、筐体本体９１１だけでなく、ブラケット９１３からも熱を受け加熱されるので、蒸着物質が補正板９３に付着することを防ぐことができる。
【００４３】
また、補正板９３の熱容量を蒸着源９２の熱容量よりも小さいものとしたので、補正板９３の温度を蒸着物質の蒸着温度よりも高い温度に保つことができるので、補正板に付着する蒸着物質の量が減少し、蒸着物質の収率が向上する。
【００４４】
以下、実施例に基づき本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１〜３］
プラスチックレンズ１０として、眼鏡用プラスチックレンズ（セイコーエプソン株式会社製：セイコースーパーソブリン）を用い、ハードコート層１１が形成されたプラスチックレンズ１０を支持装置２０に複数配置した。
支持装置２０は、図２および図３に示すように、同心円状に４段でプラスチックレンズ１０を保持できるようになっている。ここで、プラスチックレンズ１０の保持位置を支持装置２０の中心から外周にかけて、１段目、２段目、３段目、４段目と呼ぶ。プラスチックレンズ１０は、１段目から４段目にかけて各１枚ずつ保持した。
【００４６】
プラスチックレンズ１０と支持装置２０とをチャンバ３０で脱ガスした後、チャンバ４０において、二酸化ケイ素と二酸化ジルコニウムの層を交互に蒸着し、これらの層からなる反射防止膜１２を形成した。この反射防止膜１２の最上層は、二酸化ケイ素である。
【００４７】
引き続き、チャンバ４０内に酸素７４を導入し、圧力を４．０×１０−２Ｐａに制御しつつ、高周波プラズマ発生装置６０でプラズマを発生させた。プラズマ発生条件は、１３．５６ＭＨｚ、４００Ｗで１分間処理を行なった。
【００４８】
その後、チャンバ５０に支持装置２０を移動し、有機化合物層１４を形成した。蒸着物質として、ダイキン工業株式会社製のフッ素含有有機ケイ素化合物（オプツールＤＳＸ）を用いた。これは、下記の一般式（１）で表される組成物を含有しており、分子量はおよそ４０００〜５０００である。常圧での蒸発温度は、およそ３５０℃〜５００℃である。
【００４９】
【化１】
【００５０】
式中、Ｒｆ１は、パーフルオロアルキル基、Ｘ１は水素、臭素、またはヨウ素、Ｙは水素または低級アルキル基、Ｚはフッ素またはトリフルオロメチル基、Ｒ１は水酸基または加水分解可能な基、Ｒ２は水素または一価の炭化水素基を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは０または１以上の整数で、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは少なくとも１以上であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅでくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において限定されない。ｆは０、１または２を表す。ｇは１、２または３を表す。ｈは１以上の整数を表す。
【００５１】
このオプツールＤＳＸを、フッ素系溶剤（ダイキン工業株式会社製：デムナムソルベント）に希釈して固形分濃度３％を調整し、これを蒸着源９２に含浸させ乾燥したものを使用した。ここで、蒸着源９２への含浸量は、固形分重量で５ｍｇから１５ｍｇまで５ｍｇずつ変化させたものを用いた。
【００５２】
補正板９３は、図４に示したように筐体９１に接触するよう配置した。また、補正板９３は、板状のＳＵＳ製であり、その形状と取り付け位置は、事前に蒸着量分布を調べて最適なものとした。なお、事前に真空中で加熱テストも行い、補正板９３が蒸着物質の蒸着温度以上に加熱されることを確認している。
【００５３】
チャンバ５０は、ターボ分子ポンプ５４を用いて、圧力が（２．０〜３．０）×１０−２Ｐａの範囲を維持するようにして蒸着した。
蒸着中は、ハロゲンランプ９４を使用し、蒸着源９２内でペレットを６００℃に加熱して、フッ素含有有機ケイ素化合物を蒸着させた。このとき、補正板９３の最大温度は、６０５℃であった。加熱は、２００℃／分の上昇速度で行い、加熱時間は５分間であった。有機化合物層１４を形成後、支持装置２０およびプラスチックレンズ１０をチャンバ５０から取り出した。
【００５４】
［比較例１〜３］
実施例１〜３において、蒸着装置９０を従来の蒸着装置変更し、蒸着物質のペレットへの含浸量を表２に示す量とした以外は同様にして、プラスチックレンズ１０への蒸着を行った。
なお、従来の蒸着装置は、補正板９３が筐体９１の上面９１１Ａから高さ１２０ｍｍ離れ、かつ筐体９１がブラケット９１３を備えていない点で蒸着装置９０と異なる。すなわち、補正板は筐体９１から直接熱を受けるものではない。
【００５５】
次に、実施例１〜３、および比較例１〜３において形成された薄膜について、拭き耐久性試験及び耐アルカリ性試験を行い、下記評価方法に基づき評価した。
【００５６】
以下に詳しく評価方法を説明する。
試験１：拭き耐久性試験
木綿布を用い、基材の表面を２００ｇの荷重をかけながら、５０００回往復させた。拭き耐久性試験前後の防汚性能について、接触角と油性インク拭き取り性によって評価した。
試験２：耐アルカリ性試験
０．０５Ｎに調整した水酸化ナトリウム水溶液中に、基材の一部を切り取った試験片を３時間浸漬し、浸漬後の試験片を水でよく洗った。その試験片のアルカリ浸漬前後の防汚性能について、接触角と油性インク拭き取り性によって評価した。
【００５７】
（評価方法）
（評価１：接触角）
接触角の測定には、接触角計（ＤＭ−７００ 協和界面科学株式会社製）を使用し、液滴法による純水の接触角を測定した。
撥水膜として許容できる純水接触角は９１°以上であり、９１°未満は蒸着量下限以下とみなす。
（評価２：インク拭き取り性）
基材の表面に、黒色油性マーカー（「ハイマッキーケア」ゼブラ株式会社製）により約４ｃｍの直線を描いた後５分間放置した。放置後、該マーク部をワイプ紙（「ケイドライ」株式会社クレシア製）によって拭き取りを行い、その拭き取り易さを下記の基準にて判定した。
（基準）
○；１０回以下の拭き取りで完全に除去
△；１１回から２０回までの拭き取りで完全に除去
×；２０回の拭き取り後も除去されない部分が残る
これらの評価結果を表２〜３に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
表２から、含浸量１０ｍｇの実施例２および含浸量１５ｍｇの実施例３では、いずれの試験においても、すべてのプラスチックレンズ１０で接触角、およびインク拭き取り性の良好な結果が得られたことがわかる。これに対し、比較例１、２では、実施例２、３とそれぞれ同じ含浸量としたにも関わらず、いずれの試験においても、試験後の接触角およびインク拭き取り性が含浸量５ｍｇとした実施例１よりも劣る結果となった。すなわち、実施例１〜３は蒸着物質の収率がよいことがわかる。
一方、比較例３では、すべてのプラスチックレンズ１０で接触角およびインク拭き取り性の良好な結果が得られているが、含浸量を２０ｍｇに増量しており、実施例１〜３と比較して収率がよいとは言えない。
【符号の説明】
【００６１】
１０…プラスチックレンズ、９０…蒸着装置、９１…筐体、９２…蒸着源、９３…補正板、９４…ハロゲンランプ（加熱手段）、９１１…筐体本体、９１１Ａ，９１３Ａ…上面、９１２…凹部、９１３…ブラケット、９３２…溝孔、９３３…取付部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックレンズ上に蒸着物質を蒸着する蒸着装置であって、
上面に開口した凹部を備える筐体と、
前記凹部に設けられた蒸着源と、
前記筐体の上面に接触するとともに、スライド可能に取り付けられ、かつ前記蒸着源を覆う補正板とを、備え、
前記筐体は、前記蒸着源とともに前記補正板を加熱する加熱手段を内部に設けられた
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸着装置において、
前記補正板は、複数の板状体からなる
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の蒸着装置において、
前記複数の板状体は、互いに近接離間可能かつ回動可能に設けられた
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の蒸着装置において、
前記複数の板状体は、同一平面上に設けられた
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の蒸着装置において、
前記筐体は、前記蒸着源が設けられた筐体本体と、
この筐体本体の平面と同一となる平面を有するとともに、前記補正板を支持するブラケットを備え、
前記複数の板状体は、その幅方向の中心に溝孔を備えるコ字型に形成され、前記溝孔において、前記ブラケットに取付部材により取り付けられた
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の蒸着装置において、
前記補正板の熱容量が前記蒸着源の熱容量よりも小さい
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項１】
プラスチックレンズ上に蒸着物質を蒸着する蒸着装置であって、
上面に開口した凹部を備える筐体と、
前記凹部に設けられた蒸着源と、
前記筐体の上面に接触するとともに、スライド可能に取り付けられ、かつ前記蒸着源を覆う補正板とを、備え、
前記筐体は、前記蒸着源とともに前記補正板を加熱する加熱手段を内部に設けられた
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸着装置において、
前記補正板は、複数の板状体からなる
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の蒸着装置において、
前記複数の板状体は、互いに近接離間可能かつ回動可能に設けられた
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の蒸着装置において、
前記複数の板状体は、同一平面上に設けられた
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の蒸着装置において、
前記筐体は、前記蒸着源が設けられた筐体本体と、
この筐体本体の平面と同一となる平面を有するとともに、前記補正板を支持するブラケットを備え、
前記複数の板状体は、その幅方向の中心に溝孔を備えるコ字型に形成され、前記溝孔において、前記ブラケットに取付部材により取り付けられた
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の蒸着装置において、
前記補正板の熱容量が前記蒸着源の熱容量よりも小さい
ことを特徴とする蒸着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８４４５３（Ｐ２０１２−１８４４５３Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６４４２（Ｐ２０１１−４６４４２）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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