薄膜成膜方法および光学素子の製造方法
【課題】薄膜成膜方法および光学素子の製造方法において、被成膜体の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができるようにする。
【解決手段】被成膜体１０上の凸面部１０ａに液状の薄膜形成材料９を供給し、被成膜体１０を回転することにより凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂ上で薄膜形成材料９を塗り拡げて成膜する薄膜成膜方法であって、被成膜体１０を回転する前に、薄膜形成材料９をコバ平坦面１０ｂの外縁部から、より外方に案内する塗布案内面１０ｃを設けておく方法とする。
【解決手段】被成膜体１０上の凸面部１０ａに液状の薄膜形成材料９を供給し、被成膜体１０を回転することにより凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂ上で薄膜形成材料９を塗り拡げて成膜する薄膜成膜方法であって、被成膜体１０を回転する前に、薄膜形成材料９をコバ平坦面１０ｂの外縁部から、より外方に案内する塗布案内面１０ｃを設けておく方法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜成膜方法および光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜を形成する場合、真空蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスが用いられている。しかし、レンズなど有限の曲率を持った被成膜体に薄膜を形成する場合、ドライプロセスでは薄膜を形成する薄膜形成粒子の入射角度が被成膜面の曲率によって変化するため、膜厚が均一な薄膜を形成することが難しいという問題がある。また、ドライプロセスでは、大気雰囲気で成膜することができないため、真空チャンバーなどが必要となり、装置が大型化するという問題もある。
このため、ドライプロセスに代えて、有限の曲率を有する被成膜面や大面積の被成膜面でも膜厚の均一性が得られやすく、大気雰囲気でも成膜が可能な湿式法（ウエットプロセス）を用いた薄膜成膜方法が提案されている。ウエットプロセスとは、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法などにより、液体を基板に塗布して乾燥・熱処理することにより成膜する方法である。
例えば、スピンコート法では、液状の薄膜形成材料を被成膜体上に滴下し、被成膜体を高速回転させる。滴下された薄膜形成材料は、遠心力によって短時間のうちに被成膜体に沿って拡がり、均一膜厚の薄膜が形成される。このとき、膜厚は、被成膜体の回転数、薄膜形成材料の種類、濃度、粘度、滴下量、温湿度環境等によって決定される。
ただし、被成膜体の回転速度や被成膜体の外径が小さすぎる場合に、遠心力が薄膜形成材料を被成膜面上に止める力を超える大きさに達しないことがある。この場合、薄膜形成材料が外縁部で滞留して盛り上がり、被成膜体の外縁での膜厚が厚くなってしまうという問題がある。
このため特許文献１では、基板の周縁部領域に形成された材料膜の盛り上がりに対して、気流を吹き付けるための吹き付けノズルを有する薄膜化均一部を備え、この吹き付けノズルは、基板の周縁部領域の材料膜に対して、所定の流量の気流を、基板に対して所定の角度を有して斜めに、かつ、基板の内方から外方に向けて吹き付けるように設置された成膜装置が記載されている。また、これにより成膜を行う成膜方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６４８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の薄膜成膜方法には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術は、気流の流量や吹き付けの方向によって、材料膜の膜厚が変化するため、気流の流量や吹き付けの方向の条件出しが必要となる。特許文献１に記載されたように材料膜がレジスト膜であって基板の形状も平板に限定される、といった前提がある場合には条件出しの手間が少なくて済む可能性もある。
しかし、例えば、光学素子のように、被成膜面の形状が種々の曲面からなる場合や、薄膜の膜厚許容誤差が小さい場合には、成膜対象の個々の条件に合わせて、高精度な実験を行って条件出しを行う必要が生じる。このため、条件出しに要する作業時間が膨大となるとともに、気流発生装置にも高精度な制御特性が要求される。したがって、条件出しのコストや気流発生装置のコストが大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被成膜体の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる薄膜成膜方法および光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の薄膜成膜方法は、被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給し、前記被成膜体を回転することにより前記被成膜面上で前記薄膜形成材料を塗り拡げて成膜する薄膜成膜方法であって、前記被成膜体を回転する前に、前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁部から、より外方に案内する塗布案内面を設けておく方法とする。
【０００７】
また、本発明の薄膜成膜方法では、前記被成膜体は、樹脂成形によって、前記被成膜面を含む被成膜体本体と、該被成膜体本体の外周部から、より外方に突出する突起部とを有する形状に形成し、前記塗布案内面は、前記突起部上で前記被成膜面に隣接する位置に設けられたことが好ましい。
【０００８】
また、本発明の薄膜成膜方法では、成膜後に、前記被成膜体本体から前記突起部を切除することが好ましい。
【０００９】
また、本発明の薄膜成膜方法では、前記突起部は、前記樹脂成形のゲート部を含むことが好ましい。
【００１０】
また、本発明の薄膜成膜方法では、前記塗布案内面は、平面または湾曲面からなり、前記薄膜形成材料の目標塗布厚さをｈとするとき、前記塗布案内面および前記被成膜面の境界における前記被成膜面に対する前記塗布案内面の高さが０以上ｈ以下であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の薄膜成膜方法では、前記被成膜面の外縁部に到達する前記薄膜形成材料を、前記被成膜体の回転時の遠心力によって前記塗布案内面を通して飛散させることが好ましい。
【００１２】
本発明の光学素子の製造方法は、本発明の薄膜成膜方法を用いて、前記被成膜体上に薄膜を成膜することにより光学素子を製造する方法とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法によれば、被成膜体を回転する前に薄膜形成材料を被成膜面の外縁部から、より外方に案内する塗布案内面を設けておくことによって被成膜面の外縁部における薄膜形成材料の滞留を低減することができるため、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置および被成膜体の構成を示す模式的な断面図および平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図、ならびに本発明の第１の実施形態に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法によって成膜した薄膜の分光反射率特性の一例を示す模式的なグラフである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な平面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例、第２変形例、第３変形例）に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な断面図である。
【図７】第１および第２比較例の突起部における作用を説明する模式的な断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第４変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図、ならびに第４変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第５変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図およびそのＣ−Ｃ断面図、ならびに第５変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第６変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図およびそのＤ−Ｄ断面図、ならびに第６変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第７変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図、ならびに第７変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の第８変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図、ならびに第８変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置および被成膜体の構成を示す模式的な平面図、およびそのＥ−Ｅ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１６】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置および被成膜体の構成を示す模式的な断面図および平面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図である。図２（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法によって成膜した薄膜の分光反射率特性の一例を示す模式的なグラフである。横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を示す。
【００１７】
本実施形態の薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置１は、図１（ａ）に示すように、被成膜体１０上に液状の薄膜形成材料９を供給し、被成膜体１０を回転させて液状の薄膜形成材料９による薄膜を形成する装置である。
【００１８】
被成膜体１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、被成膜体本体１０Ａと、突起部１０Ｂとを備える。
被成膜体本体１０Ａは、片面側に平面視円形の平面からなる裏面部１０ｄを備え、これと反対側の片面に、回転対称の凸面部１０ａと、裏面部１０ｄと平行な平面からなるコバ平坦面１０ｂとを備える。
凸面部１０ａの形状は、凸状の回転対称面であって面精度が良好な曲面であれば、特に限定されない。例えば、球面、軸対称非球面、回転楕円面等の回転対称面を採用することができる。
裏面部１０ｄおよびコバ平坦面１０ｂは、凸面部１０ａの中心軸である光軸Ｏに直交する平面である。
被成膜体本体１０Ａの外周部には、光軸Ｏと同軸の円筒面からなる側面部１０ｅが形成されている。
このような構成により、被成膜体本体１０Ａは、中心部に凸面部１０ａおよび裏面部１０ｄによってレンズ作用を有するレンズ部１０Ｌと、レンズ部１０Ｌの側面から径方向外方に延ばされた円環状のコバ平坦部１０Ｆとからなるコバ平坦付きの凸平レンズの形状を備えている。
【００１９】
突起部１０Ｂは、側面部１０ｅの一箇所から光軸Ｏを通る径方向に沿う外方に突出された棒状突起であり、本実施形態では、断面が矩形状とされている。突起部１０Ｂの光軸Ｏに沿う方向の厚さは、コバ平坦部１０Ｆの厚さと同一であり、コバ平坦部１０Ｆの表裏面は、それぞれコバ平坦面１０ｂおよび裏面部１０ｄに整列されている。
【００２０】
突起部１０Ｂの長さは、突起部１０Ｂの最外周に到達する薄膜形成材料９に作用する遠心力によって、薄膜形成材料９が径方向外側に飛散する程度の長さに設定することが好ましい。
薄膜形成材料９が径方向外側に飛散されるために必要な突起部１０Ｂの長さは、薄膜形成材料９の密度、粘度、突起部１０Ｂの材質や表面性、および被成膜体１０を回転する回転速度に依存する。このため、これらの条件を適宜設定して、予め、突起部１０Ｂの端部で薄膜形成材料９に作用する力のつり合いをシミュレーションしたり、実験を行ったりすることにより、適切な長さに設定しておけばよい。
【００２１】
本実施形態では、このような被成膜体１０の凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂ、および裏面部１０ｄを被成膜面として、それぞれに一定厚さの光学薄膜１２（薄膜）を成膜して、表面の屈折率を調整し、図２（ｃ）に示すコバ平坦付の凸平レンズからなる光学素子１１を製造する。
光学素子１１のレンズ有効領域は、例えば、凸面部１０ａの中心部の円状領域に限定してもよいが、本実施形態では、凸面部１０ａの全体がレンズ有効領域に設定されているものとして説明する。
光学素子１１のレンズ有効径（本実施形態では凸面部１０ａの外径）は、必要に応じて適宜の寸法を採用することができるが、本実施形態は、例えば、レンズ有効径が１０ｍｍ以下の小径レンズの場合に特に好適である。
【００２２】
被成膜体１０の寸法の一例としては、側面部１０ｅの外径が６ｍｍ、凸面部１０ａの外径が５ｍｍ、コバ平坦部１０Ｆの厚さが１ｍｍ、突起部１０Ｂの長さが４ｍｍの例を挙げることができる。
また、被成膜体１０は、例えばガラス材料を切削、研磨して形成してもよいが、本実施形態では、樹脂成形により形成している。
被成膜体１０の樹脂材料としては、光学レンズ用途に用いることができれば特に限定されない。例えば、アクリル、ポリカーボネートなどを採用することができるが、本実施形態では、一例として、屈折率ｎｄ＝１．５３１のシクロオレフィンポリマーを採用している。ここで、「ｎｄ」は、ｄ線における屈折率である。
【００２３】
また、被成膜体１０を樹脂成形で形成する場合、突起部１０Ｂはキャビティの形状を転写することにより形成してもよいが、本実施形態では、少なくとも成形用のゲート部で硬化した形状を成形品に残存させて形成している。すなわち、成形品の取り出し後、ゲート部もしくはランナー部に対応する樹脂部分を所定長さに切断して形成している。
【００２４】
光学薄膜１２としては、凸面部１０ａ、裏面部１０ｄに必要な光学特性に応じて適宜の膜構成を採用することができる。本実施形態では、一例として、透過率を向上するため、波長５２０ｎｍにおける屈折率が１．２６のシリカゾルを膜厚１０３ｎｍとなるように成膜する場合の例で説明する。
このような光学薄膜１２の分光反射率特性は、図３に示すように、波長３５０ｎｍの反射率が約２．３％となり、波長が増大するにつれて反射率が減少し、波長５２０ｎｍの反射率が約０．０４％の最小値をとり、波長が増大するにつれて反射率が漸増し、波長７５０の反射率が約０．９９％となる。
このため、光学薄膜１２は、可視領域での透過率を改善する反射防止膜になっている。
【００２５】
薄膜成膜装置１の概略構成は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、保持治具２、吸引部８、支持台部３、駆動モータ５、および材料滴下部７を備える。
【００２６】
保持治具２は、被成膜体１０を鉛直軸回りに回転可能に保持する部材であり、水平に配置された円板部２ｂと、円板部２ｂの下面側の中心に鉛直軸に沿って延びる回転軸２ｄとを備える。
なお、円板部２ｂは、着脱可能に設けられており、図１（ａ）では、被成膜体１０の凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂ、および塗布案内面１０ｃを鉛直上方に向けた状態で保持する場合の円板部２ｂを描いている。
裏面部１０ｄに光学薄膜１２を成膜する場合の円板部２ｂの形状は、当業者には容易に理解されるため、以下では、特に断らない限り、凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂに光学薄膜１２を成膜する場合の構成例で説明する。
【００２７】
円板部２ｂの上面２ａの中心部には、被成膜体１０の裏面部１０ｄを下面側から保持する保持穴部２ｃが設けられている。
保持穴部２ｃの平面視形状は、被成膜体１０の側面部１０ｅを挿入可能なＣ字状の円弧部が回転軸２ｄの中心軸線Ｐと同軸に設けられ、円弧部の周方向の開口部に被成膜体１０の突起部１０Ｂの外周が挿入可能な矩形状部が形成されている。
保持穴部２ｃの上面２ａからの深さは、被成膜体１０のコバ平坦部１０Ｆおよび突起部１０Ｂの上面が上面２ａより突出する深さに設定されている。
また、保持穴部２ｃの底面には、中心軸線Ｐに沿って、回転軸２ｄ内を貫通する吸引孔部２ｅが設けられている。
【００２８】
回転軸２ｄの中間部には、回転軸２ｄを回転可能に支持する軸受４の内輪が固定されている。また、軸受４の外輪は、保持治具２を下方から支持する箱状の支持台部３に固定支持されている。
このため、回転軸２ｄの下端部は、支持台部３を上方から貫通して、支持台部３の内部側に延ばされている。
【００２９】
支持台部３の内部には、保持治具２を回転駆動する駆動モータ５が配置されている。
駆動モータ５の出力軸と回転軸２ｄの下端部とは、支持台部３の下方において、例えばギヤ列などからなる伝動機構６を介して連結されている。これにより、駆動モータ５の回転駆動力が回転軸２ｄに伝達され、保持治具２が鉛直軸回りに回転駆動されるようになっている。
駆動モータ５の回転数は、伝動機構６の減速比を考慮して、回転軸２ｄの回転数が、例えば、２０００ｒｐｍから８０００ｒｐｍの範囲になる適宜回転数に設定する。
【００３０】
また、支持台部３の内部には、図示略の吸引ポンプを備える吸引部８が設けられている。
吸引部８は、回転ジョイント８ａを介して吸引孔部２ｅの下端部に連結されている。これにより、吸引部８は吸引孔部２ｅ内の空気を下方に吸引して、保持穴部２ｃ上に載置された被成膜体１０を、保持穴部２ｃの底面に吸着固定することができるようになっている。
【００３１】
以上、円板部２ｂが、被成膜体１０の凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂ、および塗布案内面１０ｃを鉛直上方に向けた状態で保持する場合の例で説明した。裏面部１０ｄに成膜する場合には、保持穴部２ｃに代えて、裏面部１０ｄを鉛直上方に向けた状態で、鉛直軸回りに回転可能に保持する保持穴部を備える円板部を取り付ければよい。この場合、吸引孔部２ｅは、凸面部１０ａに当接することがないように、コバ平坦面１０ｂを吸引する位置に設けておくことが好ましい。
【００３２】
材料滴下部７は、保持治具２に保持された被成膜体１０の被成膜面の中心位置に薄膜形成材料９を供給するものである。本実施形態の凸面部１０ａを上に向けた配置では、材料滴下部７は滴下口７ａを凸面部１０ａの中心に向けて、保持治具２の上方に配置され、図示略の材料貯留部から送出される薄膜形成材料９を、凸面部１０ａに向けて一定量だけ滴下できるようになっている。
【００３３】
次に、薄膜成膜装置１の動作について、本実施形態の薄膜成膜方法を中心として説明する。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な平面図である。図５（ａ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図５（ｂ）は、図４（ｃ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００３４】
薄膜成膜装置１によって、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に薄膜形成材料９の薄膜を成膜するには、まず、樹脂成形を行って、突起部１０Ｂ上に塗布案内面１０ｃが設けられた被成膜体１０を成形する。
本実施形態では、突起部１０Ｂは、ゲート部の形状を利用して形成するため、通常の成形とは異なり、成形品の取り出し後に、ゲート位置での切断は行わず、ゲートより上流側の所定長さの位置でゲート部またはランナー部を切断する。
【００３５】
次に、駆動モータ５の駆動を停止した状態で、凸面部１０ａを上方に向けて被成膜体１０を保持穴部２ｃに載置する。そして、吸引部８による吸引を開始して、被成膜体１０を吸着し、保持穴部２ｃ内における被成膜体１０の位置を固定する。
これにより、被成膜体１０は、コバ平坦面１０ｂおよび塗布案内面１０ｃが、上面２ａよりも突出した状態に保持される。
本実施形態では、薄膜成膜装置１の設置雰囲気は大気雰囲気でよいため、被成膜体１０のセットは、例えば、人手で行ってもよいし、ロボットなどを用いてセットしてもよい。
【００３６】
次に、材料滴下部７から薄膜の形成に必要な一定量の薄膜形成材料９を滴下する。滴下された薄膜形成材料９は、図１（ａ）に示すように、凸面部１０ａの中心に液滴として供給される。本実施形態の例では、薄膜形成材料９の量は５μＬとする。
薄膜形成材料９を滴下したら、駆動モータ５を駆動して保持治具２の回転を開始させる。本実施形態では、一例として、保持治具２の回転数が３０００ｒｐｍとなるように回転させる。
【００３７】
これにより、凸面部１０ａ上の薄膜形成材料９に遠心力が作用して、図４（ａ）に示すように、薄膜形成材料９が中心から外周側に移動する。このため、薄膜形成材料９は凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上で平面視円状に拡がって薄層化され、塗布膜９Ａが形成されていく。
さらに、回転を続けると、塗布膜９Ａは、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂの全体を覆う範囲に塗り拡げられ、図４（ｂ）に示すように、塗布膜先端９ａが、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達する。
このとき、本実施形態の具体例におけるコバ平坦面１０ｂの外径と保持治具２の回転数の条件では、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達した塗布膜９Ａに作用する遠心力が、コバ平坦面１０ｂの外縁部で塗布膜９Ａをコバ平坦面１０ｂ上に止める力、例えば、塗布膜９Ａの表面張力等を超えることができない。このため、塗布膜９Ａがコバ平坦面１０ｂの外縁部から径方向外側に飛散されることはない。
この結果、塗布案内面１０ｃとの境界を除くコバ平坦面１０ｂの外縁部には、図５（ａ）に示すように、塗布膜先端９ａの近傍に薄膜形成材料９が一時的に滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｂが形成される。
【００３８】
ただし、本実施形態では、コバ平坦面１０ｂの外縁部の一部にコバ平坦面１０ｂと連続する水平面からなる塗布案内面１０ｃが接続されている。このため、図４（ｃ）に示すように、塗布案内面１０ｃと接するコバ平坦面１０ｂの外縁部では、薄膜形成材料９が塗布案内面１０ｃ上を移動する。これにより薄膜化が進行するとともに、塗布案内面１０ｃ上に余剰膜部９Ｂが塗り拡げられていく。
このとき、塗布案内面１０ｃとの境界では膜厚が低下する結果、コバ平坦面１０ｂの外縁部に一時的に形成される厚肉部９ｂの薄膜形成材料９が、塗布案内面１０ｃとの境界部に流れ込んでいく。この結果、厚肉部９ｂは消失する。
【００３９】
次に、塗布案内面１０ｃ上に塗り拡げられた余剰膜部９Ｂが塗布案内面１０ｃの径方向の端部に到達すると、余剰膜部９Ｂを塗布案内面１０ｃ上に止める力は、塗布案内面１０ｃの外縁部で厚肉部９ｂを塗布案内面１０ｃ上に止める力とあまり変わらないのに対して、遠心力は、回転半径の二乗に比例して増大している。このため、突起部１０Ｂの径方向寸法を適宜設定することにより、余剰膜部９Ｂの一部を飛散体９Ｃとして突起部１０Ｂの外方に飛散させることができる。
この結果、塗布案内面１０ｃ上には、余剰膜部９Ｂが滞留することはないため、コバ平坦面１０ｂの外縁部に集まる余剰の薄膜形成材料９は、厚肉部９ｂを形成することなく継続的に塗布案内面１０ｃ上に流れ込む。この結果、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上の塗布膜９Ａの膜厚が均一化される。
このようにして、駆動モータ５により被成膜体１０を３０００ｒｐｍで１０秒間の回転をさせた後、駆動モータ５を停止する。
これにより、光学薄膜１２の膜厚１０３ｎｍを得ることができた。
【００４０】
次に、吸引部８による吸引を停止して、被成膜体１０を保持治具２から取り外し、予め８０℃に加熱しておいた図示略の乾燥炉に投入して、１０分間加熱し、塗布膜９Ａを硬化させる。
以上で、本実施形態の薄膜成膜方法が終了する。
【００４１】
次に、本実施形態の光学素子の製造方法を行う。
本製造方法では、図２（ｂ）に示すように、カッター１３によって、光学薄膜１２が形成された被成膜体１０から突起部１０Ｂを切除する。これにより、図２（ｃ）に示すように、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に光学薄膜１２が形成された光学素子１１が製造される。
突起部１０Ｂは、ゲート部で硬化した樹脂部分であるため、カッター１３は、通常の樹脂成形においてゲートを切断する工具を用いることができる。
本実施形態では、カッター１３の刃先形状によって、切断面１１ａは、側面部１０ｅの外径よりも突出しない形状に形成されるが、切断面１１ａが側面部１０ｅよりも径方向外方に突出したり、切断バリが発生したりするような場合には、このような切断工程に続けて、切断面１１ａを削ったり、研磨したりする後処理加工を行うようにしてもよい。
【００４２】
このように本実施形態の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法によれば、被成膜体１０を回転する前に薄膜形成材料９を被成膜面である塗布案内面１０ｃの外縁部から、より外方に案内する塗布案内面１０ｃを設けておくことにより被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留を低減することができる。このため、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを低減することができる。すなわち、本実施形態によれば、例えば、複雑な条件出しを行った上で吹き付けノズルによって気流を吹き付けるなどして厚肉部９ａの厚さを低減する従来技術に比べると、塗布案内面１０ｃを遠心力が充分大きくなる位置まで延ばして設けておくだけでよいため、膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
なお、本実施形態は、塗布案内面１０ｃを、被成膜体１０の成形時に被成膜体本体１０Ａに一体に設けておく場合の例になっている。
【００４３】
また、本実施形態では、突起部１０Ｂをゲート部によって構成するため、切除される樹脂部分は、通常の樹脂成形でも切除される不要部分であるため、キャビティの形状によって突起部１０Ｂを形成する場合に比べて、樹脂材料を低減することができる。
【００４４】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図６（ａ）は、本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な断面図である。図７（ａ）は、第１比較例の突起部における作用を説明する模式的な断面図である。
【００４５】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図６（ａ）に示す被成膜体２０を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２０は、被成膜体１０の突起部１０Ｂに代えて、突起部２０Ｂを備える。
突起部２０Ｂは、突起部１０Ｂの塗布案内面１０ｃをコバ平坦面１０ｂから外方に向かうにつれて裏面部１０ｄ側に傾斜させた斜面である塗布案内面２０ｃに代えたものである。
塗布案内面２０ｃの傾斜角は、遠心力の大きさに応じて、薄膜形成材料９がコバ平坦面１０ｂから塗布案内面２０ｃへ流動できる角度に設定する。塗布案内面２０ｃの傾斜角は４５度以下であることが好ましい。
また、被成膜体２０は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。突起部２０Ｂは、樹脂成形のゲート部を用いる。
【００４６】
本変形例によれば、被成膜体２０を回転させた際、図６（ａ）に示すように、コバ平坦面１０ｂ上に塗り拡げられる塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって、塗布案内面２０ｃとの境界に到達する（図示の二点鎖線参照）。コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２０ｃとは段差なく連続しているため、塗布膜９Ａは、塗布膜９Ａに作用する遠心力によって、塗布案内面２０ｃ上に塗り拡げられる。このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００４７】
このような本変形例の作用について、図７（ａ）に示す第１比較例と対比して説明する。
図７（ａ）に示す第１比較例は、被成膜体２０の突起部２０Ｂに代えて、コバ平坦面１０ｂよりも裏面部１０ｄ側に下がった位置に、上面５１ｃが形成された突起部５１Ｂを有する被成膜体５１を用いる場合の例である。
この場合、コバ平坦面１０ｂと上面５１ｃとの境界は、段差が形成され、コバ平坦面１０ｂの外縁部には側面部１０ｅが残存して直角の角部が形成されている。このため、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達した塗布膜先端９ａは、上記第１の実施形態において突起部１０Ｂが設けられていないコバ平坦面１０ｂの外縁部に到達したのと同様であり、上面５１ｃは、薄膜形成材料９を被成膜面の外縁部から、より外方に案内することができない。したがって、被成膜体５１の外縁部の全周にわたって厚肉部９ｂが形成され、塗布膜９Ａの膜厚を均一化することができなくなる。
【００４８】
これに対して、本変形例では、コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２０ｃとが鈍角をなして接続しているため、塗布膜９Ａが塗布案内面２０ｃとの境界に到達しても、塗布膜先端９ａには、直角の角部において作用するような大きな表面張力が発生しない。このため、薄膜形成材料９が塗布案内面２０ｃに円滑に流れて余剰膜部９Ｂが形成される。
その際、塗布案内面２０ｃは重力の作用する方向に傾斜しているため、余剰膜部９Ｂが形成されると余剰膜部９Ｂには重力の分力が作用する。このため、上記第１の実施形態に比べてより円滑な流れが形成される。この結果、塗布案内面２０ｃの端部から、より効率的に飛散体９Ｃを飛散させることができる。
【００４９】
また、成膜後の被成膜体２０の突起部２０Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、光学素子１１が製造される。
【００５０】
［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図６（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の変形例（第２変形例）に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な断面図である。図７（ｂ）は、第２比較例の突起部における作用を説明する模式的な断面図である。
【００５１】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図６（ｂ）に示す被成膜体２１を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２１は、被成膜体１０の突起部１０Ｂに代えて、突起部２１Ｂを備える。
突起部２１Ｂは、突起部１０Ｂの塗布案内面１０ｃをコバ平坦面１０ｂから外方に向かうにつれて裏面部１０ｄ側と反対側に傾斜させた斜面である塗布案内面２１ｃに代えたものである。
塗布案内面２１ｃの傾斜角は、遠心力の大きさに応じて、薄膜形成材料９がコバ平坦面１０ｂから塗布案内面２１ｃへ流動できる角度に設定する。塗布案内面２１ｃの傾斜角は４５度以下であることが好ましい。
また、被成膜体２１は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。突起部２１Ｂは、樹脂成形のゲート部を用いる。
【００５２】
本変形例によれば、被成膜体２１を回転させた際、図６（ｂ）に示すように、コバ平坦面１０ｂ上に塗り拡げられる塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって、塗布案内面２１ｃとの境界に到達する。コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２１ｃとは段差なく連続しているため、塗布膜９Ａは、塗布膜９Ａに作用する遠心力によって、塗布案内面２１ｃ上に塗り拡げられる。このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００５３】
このような本変形例の作用について、図７（ｂ）に示す第２比較例と対比して説明する。
図７（ｂ）に示す第２比較例は、被成膜体２１の突起部２１Ｂに代えて、コバ平坦面１０ｂに対して、目標塗布厚さｈよりも大きな高さＨ０だけ突出して上面５２ｃが形成された突起部５２Ｂを有する被成膜体５２を用いる場合の例である。
この場合、コバ平坦面１０ｂと上面５２ｃとの境界には、コバ平坦面１０ｂから直角に立ち上がる壁状の段差５２ｅが形成されている。このため、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達した塗布膜先端９ａは、段差５２ｅから遠心力と反対側に向かう反力を受けてせき止められるため、厚肉部９ｂが形成される。この結果、被成膜体５２の外縁部の全周にわたって厚肉部９ｂが形成され、塗布膜９Ａの膜厚を均一化することができなくなる。
【００５４】
これに対して、本変形例では、コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２１ｃとが鈍角をなして接続しているため、塗布膜９Ａが塗布案内面２１ｃとの境界に到達しても、塗布膜先端９ａには、遠心力に抗しうる反力が発生しないため、薄膜形成材料９が塗布案内面２１ｃに円滑に流れて余剰膜部９Ｂが形成される。
【００５５】
また、成膜後の被成膜体２１の突起部２１Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、光学素子１１が製造される。
【００５６】
［第３変形例］
次に、本実施形態の第３変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図６（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の変形例（第３変形例）に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な断面図である。
【００５７】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図６（ｃ）に示す被成膜体２２を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２２は、被成膜体１０の突起部１０Ｂに代えて、突起部２２Ｂを備える。
突起部２２Ｂは、突起部１０Ｂの塗布案内面１０ｃに代えて、コバ平坦面１０ｂに対して、目標塗布厚さｈよりも小さな高さＨ１だけ突出した位置に塗布案内面２２ｃを備える。このため、コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２２ｃとの境界には、コバ平坦面１０ｂから直角に立ち上がる壁状の段差２２ｅが形成されている。
また、被成膜体２２は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。突起部２２Ｂは、樹脂成形のゲート部を用いる。
【００５８】
本変形例によれば、被成膜体２２を回転させた際、図６（ｃ）に示すように、コバ平坦面１０ｂ上に塗り拡げられる塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって、塗布案内面２２ｃとの境界に到達する。コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２２ｃとの間は段差２２ｅを介して連続しているが、段差２２ｅの高さは、目標塗布厚さｈより低いため、薄膜形成材料９は、段差２２ｅを乗り越えて塗布案内面２２ｃ上に塗り拡げられる。
塗布案内面２２ｃ上の余剰膜部９Ｂは、一時的には図６（ｃ）に実線で示すように、厚肉となるが、回転が進むにつれて突起部２２Ｂの端部から飛散体９Ｃとして飛散されて減量される。このため、図６（ｃ）に二点鎖線で示すように、塗布膜９Ａが目標塗布厚さｈとなる時点では、塗布膜９Ａと同一面に整列する。したがって、余剰膜部９Ｂが回転の停止後に塗布膜９Ａ側に逆流することはない。
このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００５９】
また、成膜後の被成膜体２２の突起部２２Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、光学素子１１が製造される。
【００６０】
［第４変形例］
次に、本実施形態の第４変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第４変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図である。図８（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第４変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００６１】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図８（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２３を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２３は、被成膜体１０の被成膜体本体１０Ａに代えて、被成膜体本体２３Ａを備える。
被成膜体本体２３Ａは、被成膜体本体１０Ａの凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂに代えて、裏面部１０ｄに平行な平面部２３ａを備える平板部材である。
平面部２３ａには、被成膜体１０における凸面部１０ａと同様の範囲に、光学薄膜１２の膜厚を略一定範囲に収める有効塗布領域２３ｂが設定されている。
また、被成膜体２３は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。突起部１０Ｂは、樹脂成形のゲート部を用いる。
【００６２】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０の凸面部１０ａが平面に形成された場合の例になっているため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００６３】
また、図８（ｃ）に示すように、成膜後の被成膜体２３の突起部１０Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、有効塗布領域２３ｂ内で、略一定の膜厚の光学薄膜１２が形成されることで図３に示す光学特性が得られる光学素子３３が製造される。
光学素子３３は、屈折力を有しない平板状の光学素子の例になっている。
【００６４】
［第５変形例］
次に、本実施形態の第５変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図９（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第５変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図９（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第５変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００６５】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図９（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２４を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２４は、被成膜体１０の被成膜体本体１０Ａ、突起部１０Ｂに代えて、被成膜体本体２４Ａ、突起部２４Ｂを備える。
【００６６】
被成膜体本体２４Ａは、被成膜体本体１０Ａの凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂに代えて、光軸Ｏを中心軸とする回転対称の凸面部２４ａを備える。図９（ｂ）に図示した例では、凸面部２４ａの形状は一例として球面を採用している。
凸面部２４ａ上には、被成膜体１０における凸面部１０ａと同様の範囲に、光学薄膜１２の膜厚を略一定範囲に収めるレンズ有効領域２４ｂが設定されている。
【００６７】
突起部２４Ｂは、側面部１０ｅの一箇所から光軸Ｏを通る径方向に沿う外方に突出された板状の突起であり、突起部１０Ｂの塗布案内面１０ｃに代えて塗布案内面２４ｃを備える。
塗布案内面２４ｃは、突起部２４Ｂにおいて凸面部２４ａと接続する面であり、凸面部２４ａと同様の設計形状で径方向に延長された回転対称面として形成されている。図９（ｂ）に示す例では、凸面部２４ａと同じ曲率の球面形状を有している。
このため、塗布案内面２４ｃは、凸面部２４ａの外縁部と段差なく、かつ滑らかに接続されている。
また、被成膜体２４は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する
【００６８】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０のコバ平坦面１０ｂおよび塗布案内面１０ｃと同様に、凸面部２４ａおよび塗布案内面２４ｃが滑らかに接続されているが、凸面部２４ａおよび塗布案内面２４ｃが湾曲面である球面である点が異なる。
また、コバ平坦面１０ｂおよび塗布案内面１０ｃが遠心力に沿う方向に延びる平面であるのに対して、凸面部２４ａおよび塗布案内面２４ｃが、遠心力に対して斜め下方（裏面部１０ｄ側）に延びる点が異なる。
【００６９】
本変形例によれば、図示は省略するが、被成膜体２４を回転させると、上記第１の実施形態と同様に凸面部２４ａ上に塗布膜９Ａが塗り拡げられ、塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって塗布案内面２４ｃとの境界に到達する。凸面部２４ａと塗布案内面２４ｃとは段差なく、かつ滑らかに連続しているため、塗布膜９Ａは、塗布膜９Ａに作用する遠心力によって、塗布案内面２４ｃ上に塗り拡げられる。
このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面である凸面部２４ａの外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
その際、本変形例では、上記第１変形例と同様に塗布案内面２４ｃが径方向に沿って重力の作用する方向に傾斜しているため、上記第１の実施形態に比べて、より効率的に飛散体９Ｃを飛散させることができる。
【００７０】
また、成膜後の被成膜体２４の突起部２４Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、図９（ｃ）に示すように、コバ平坦無しの凸平レンズである光学素子３４が製造される。
【００７１】
［第６変形例］
次に、本実施形態の第６変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１０（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第６変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図１０（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第６変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００７２】
本変形例は、上記第５変形例の被成膜体２４に代えて、図１０（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２５を用いる点が異なる。以下、上記第５変形例と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２５は、上記第５変形例の被成膜体２４の突起部２４Ｂに代えて、突起部２５Ｂを備える。
突起部２５Ｂは、側面部１０ｅの一箇所から光軸Ｏを通る径方向に沿う外方に突出された板状の突起であり、突起部２４Ｂの塗布案内面２４ｃに代えて塗布案内面２５ｃを備える。
塗布案内面２５ｃは、突起部２５Ｂにおいて凸面部２４ａと接続する面であり、図１０（ｂ）に示すように、光軸Ｏを含む断面形状が凸面部２４ａの外縁部と滑らかに接続して裏面部１０ｄ側に凸の弧状の曲線を描く湾曲面として形成されている。このため、光軸Ｏを含む断面における凸面部２４ａおよび塗布案内面２５ｃの形状は、全体として凸曲線と凹曲線との組合せからなる滑らかな曲線からなる。
塗布案内面２５ｃの周方向に沿う断面形状は、本変形例では、成形用金型の製造が容易となるように、光軸Ｏを回転対称軸とする回転対称面としている。この場合、塗布案内面２５ｃの周方向に沿う断面形状は凸面形状を有する。
また、被成膜体２５は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。
【００７３】
本変形例は、上記第５変形例と同様に、凸面部２４ａと塗布案内面２５ｃとが滑らかに接続されているが、塗布案内面２５ｃの径方向断面が凹形状の湾曲面である点が異なる。
このため、被成膜体２５を回転させると、特に図示しないが、塗布案内面２５ｃに形成される余剰膜部９Ｂが塗布案内面２５ｃの湾曲形状に沿って径方向外側に進む際、裏面部１０ｄに近づいた後、裏面部１０ｄから離間する凹形状に沿って塗り拡げられる。そして、余剰膜部９Ｂは、塗布案内面２５ｃの端部において被成膜体２５の外方に飛散される。
その際、塗布案内面２５ｃの湾曲方向が下方から上方に向けて変化するため、上記第５変形例に比べて遠心力の方向に近い方向に飛散体９Ｃを飛散させることができる。このため、凸面部２４ａの曲率半径が小さい場合でも、効率的に飛散体９Ｃを飛散させることが可能となる。
【００７４】
［第７変形例］
次に、本実施形態の第７変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第７変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図である。図１１（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第７変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００７５】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図１１（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２６を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２６は、被成膜体１０に複数の突起部２６Ｂを追加したものである。突起部２６Ｂの個数は、特に限定されないが、以下では、一例として３個の突起部２６Ｂを設けた場合の例で説明する。
各突起部２６Ｂは、突起部１０Ｂと同様に、側面部１０ｅから光軸Ｏを通る径方向に沿う外方に突出された断面が矩形状の棒状突起である。
このような突起部２６Ｂは、被成膜体２６を樹脂成形する金型において対応する凹部形状を設けることで、被成膜体本体１０Ａと一体成形して形成される。
このように突起部２６Ｂは、突起部１０Ｂとは異なり樹脂成形のゲートの機能は有していないため、ゲートとして必要となる形状や形成位置の制限は課せられない。したがって、各突起部２６Ｂの形状は突起部１０Ｂの形状と全く同様にしてもよいし、異なる形状としてもよい。本変形例では、一例として、突起部１０Ｂよりも周方向の幅が狭い棒状に形成し、突起部１０Ｂとともに円周を４等分する位置に形成している。
【００７６】
本変形例によれば、被成膜体２６を回転させると、特に図示しないが、上記第１の実施形態と同様に凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に塗布膜９Ａが塗り拡げられ、塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって塗布案内面１０ｃ、２６ｃとの境界に到達する。各塗布案内面２６ｃ上では、塗布案内面１０ｃと同様にして余剰膜部９Ｂが形成され、塗布案内面２６ｃの端部から飛散体９Ｃが飛散する。
このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面である凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂの外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
その際、本変形例では、コバ平坦面１０ｂの外縁部において、塗布案内面１０ｃ、２４ｃが、放射状に４箇所に設けられているため、上記第１の実施形態に比べてより迅速に薄膜形成材料９がコバ平坦面１０ｂの外方に移動される。この結果、例えば、薄膜形成材料９の材質が、塗布後に粘性の変化を起こしやすい材質であっても、塗布膜９Ａの膜厚を均一化しやすくなる。
【００７７】
また、成膜後の被成膜体２６の突起部１０Ｂ、２６Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、図１１（ｃ）に示すように、コバ平坦無しの凸平レンズである光学素子３６が製造される。光学素子３６は、側面部１０ｅに切断面１１ａが４箇所形成される点を除いて光学素子１１と同様の形状を有する。
【００７８】
［第８変形例］
次に、本実施形態の第８変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第８変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図である。図１２（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第８変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００７９】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図１２（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２７を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２７は、上記第１の実施形態の被成膜体１０の被成膜体本体１０Ａ、突起部１０Ｂに代えて、それぞれ被成膜体本体２７Ａ、突起部２７Ｂを備える。
被成膜体本体２７Ａは、被成膜体１０のレンズ部１０Ｌによって構成される。
突起部２７Ｂは、被成膜体本体１０Ａのコバ平坦部１０Ｆの外径を突起部１０Ｂの端部の位置まで拡大したものであり、コバ平坦面１０ｂ、側面部１０ｅに代えて、それぞれ外径のみが異なるコバ平坦面２７ｂ（塗布案内面）、側面部２７ｅを備える。
このような被成膜体２７は、金型を用いた樹脂成形によって製造することができる。
【００８０】
本変形例によれば、被成膜体２７を回転させると、特に図示しないが、上記第１の実施形態と同様に凸面部１０ａ上に塗布膜９Ａが塗り拡げられる。また、塗布膜９Ａは、凸面部１０ａに接続するコバ平坦面２７ｂとの境界に到達すると、上記第１の実施形態と同様にして、コバ平坦面２７ｂ上に同心円状に塗り拡げられる。
塗布膜９Ａがコバ平坦面２７ｂの外縁部に到達すると、コバ平坦面２７ｂからは、塗布膜９Ａをコバ平坦面２７ｂ上に止める力が作用するが、コバ平坦面２７ｂの外径が、上記第１の実施形態の塗布案内面１０ｃの端部の位置と同じ寸法の設けられているため、遠心力の方が大きくなる。この結果、薄膜形成材料９は、遠心力によってコバ平坦面２７ｂの外縁部から外方に順次飛散する。
このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面である凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂの外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００８１】
本実施形態は、被成膜体本体２７Ａの外周部から、より外方に突出する突起部２７Ｂが被成膜体本体２７Ａの外周部全周に設けられることにより、円環状に形成された場合の例となっている。
【００８２】
また、成膜後の被成膜体２７の突起部２７Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、図１２（ｃ）に示すように、コバ平坦無しの凸平レンズである光学素子３８が製造される。光学素子３８は、被成膜体２７のレンズ部１０Ｌに光学薄膜１２が形成された部材であり、突起部２７Ｂを切除して形成された円筒面状の切断面１１ａによって側面が形成されている。
【００８３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１３（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置および被成膜体の構成を示す模式的な平面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。
【００８４】
本実施形態の薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置４０は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、被成膜体２８上に液状の薄膜形成材料９を供給し、被成膜体２８を回転させて液状の薄膜形成材料９による薄膜を形成する装置である。
薄膜成膜装置４０の概略構成は、上記第１の実施形態における薄膜成膜装置１の保持治具２に代えて、保持治具４１を備える。
また、被成膜体２８は、上記第１の実施形態に用いる被成膜体１０から突起部１０Ｂを除去したもので、上記第１の実施形態の被成膜体本体１０Ａのみからなる。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８５】
保持治具４１は、上記第１の実施形態の保持治具２の円板部２ｂに代えて、円板部２ｂから保持穴部２ｃのみを削除した円板部４２を備え、円板部４２の上面２ａ上に、固定保持部４４と、移動保持部４３とを設けたものである。
【００８６】
固定保持部４４は、上面２ａ上に裏面部１０ｄを向けて載置された被成膜体２８の側面部１０ｅに側方から係止して、光軸Ｏが中心軸線Ｐと整列する位置に、被成膜体２８を保持する部材である。
本実施形態では、コバ平坦部１０Ｆの厚さ以上であって、上面２ａ上に載置された被成膜体２８のコバ平坦面１０ｂからの突出高さが目標塗布厚さｈ未満になる厚さを有する略直方体ブロック状の部材からなる。
固定保持部４４は、中心軸線Ｐを通り互いに１２０°をなして交差する２つの径方向に沿って２箇所に設けられている。各固定保持部４４の中心軸線Ｐ側の端部には、中心軸線Ｐとの距離が側面部１０ｅの半径に一致するとともに、側面部１０ｅと密着可能な円筒面からなる係止面４４ａが設けられている。
【００８７】
係止面４４ａの上端側に隣接する上面である塗布案内面４４ｃは、上面２ａと平行で中心軸線Ｐを通る径方向に沿って外方に帯状に延ばされた略矩形状の平面からなる。
径方向に沿う塗布案内面４４ｃの長さは、塗布案内面４４ｃの中心軸線Ｐと反対側の端部に到達する薄膜形成材料９に作用する遠心力によって、薄膜形成材料９が径方向外側に飛散する程度の長さに設定することが好ましい。薄膜形成材料９が径方向外側に飛散されるために必要な塗布案内面４４ｃの長さは、薄膜形成材料９の密度、粘度、塗布案内面４４ｃの材質や表面性、および被成膜体２８を回転する回転速度に依存するため、予め、塗布案内面４４ｃの端部で薄膜形成材料９に作用する力のつり合いをシミュレーションしたり、実験を行ったりすることにより、適宜値に設定することができる。
【００８８】
移動保持部４３は、上面２ａ上に裏面部１０ｄを向けて載置された被成膜体２８の側面部１０ｅに対して、進退可能に設けられ、中心軸線Ｐに向かって進出した際に、被成膜体２８を側方から係止して、光軸Ｏが中心軸線Ｐと整列する位置に、被成膜体２８を保持する部材である。
本実施形態では、移動保持部４３は、上面２ａ上に設けられたガイドレール部４３ｂによって中心軸線Ｐに向かって進退可能に保持されたスライド保持部４３Ａと、スライド保持部４３Ａの位置を固定するクランプ部４３Ｂとによって構成されている。
スライド保持部４３Ａの外形状は、固定保持部４４と同様の細長い略直方体状とされ、各固定保持部４４ともに、中心軸線Ｐを中心とする円周を３等分する位置に配置されている。
スライド保持部４３Ａの中心軸線Ｐ側の端部には、側面部１０ｅに密着可能な円筒面からなる係止面４３ａが設けられている。
係止面４３ａの上端側に隣接する上面である塗布案内面４５ｃは、上面２ａと平行で中心軸線Ｐを通る径方向に沿って外方に帯状に延ばされた略矩形状の平面からなる。
塗布案内面４５ｃの上面２ａからの高さおよび径方向に沿う長さは、塗布案内面４４ｃと同様に設定されている。
クランプ部４３Ｂの構成としては、例えば、スライド保持部４３Ａの周方向の側面に対して進退する固定ねじによって、スライド保持部４３Ａの側面を押圧して固定する構成を採用することができる。
【００８９】
薄膜成膜装置４０によって、被成膜体２８の凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に薄膜形成材料９の薄膜を成膜するには、まず、樹脂成形を行って、被成膜体２８を成形する。
次に、駆動モータ５の駆動を停止した状態で、クランプ部４３Ｂを緩めてスライド保持部４３Ａを中心軸線Ｐから離間する位置に後退させる。そして、凸面部１０ａを上方に向けて被成膜体２８を上面２ａの中心部に載置する。
次に、スライド保持部４３Ａを中心軸線Ｐに向けて移動させて側面部１０ｅを押圧し、各固定保持部４４の係止面４４ａと、スライド保持部４３Ａの係止面４３ａとを、側面部１０ｅに密着させる。
次に、クランプ部４３Ｂによって、スライド保持部４３Ａの位置を固定するとともに、吸引部８による吸引を開始して、被成膜体２８を吸着し、上面２ａ上における被成膜体２８の位置を固定する。
このようにして、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、被成膜体２８のコバ平坦面１０ｂには、周方向の３箇所の位置に、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃが隣接して配置される。
このとき、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃの上面２ａからの高さは、コバ平坦面１０ｂと同一平面に整列しているか、または、目標塗布厚さｈより低い高さの範囲の微小な段差が形成された状態である。
【００９０】
このような塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃは、上記第１の実施形態の塗布案内面１０ｃ、あるいは上記第１の実施形態の第３変形例の塗布案内面２２ｃと同様に、薄膜形成材料９を被成膜面の外縁部から、より外方に案内する塗布案内面を構成している。
【００９１】
次に、特に図示しないが、上記第１の実施形態と同様にして、材料滴下部７から薄膜の形成に必要な一定量の薄膜形成材料９を滴下し、駆動モータ５を駆動して保持治具２の回転を開始させる。
これにより、上記第１の実施形態と同様にして、凸面部１０ａ上の薄膜形成材料９に遠心力が作用して、薄膜形成材料９が凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上で平面視円状に拡がって薄層化が進行して塗布膜９Ａが形成されていく。
さらに、回転を続けると、塗布膜９Ａは、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達し、一時的に上記第１の実施形態と同様の厚肉部９ｂを形成するが、薄膜形成材料９は、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃ上で径方向外側に移動し、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃの外周側の端部から外方に向けて飛散され、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂにおける塗布膜９Ａの膜厚が均一化される。
このようにして、塗布膜９Ａが光学薄膜１２を形成するのに必要な乾燥前の目標塗布厚さｈとなるまで、駆動モータ５の回転を続けた後、駆動モータ５を停止する。
【００９２】
次に、吸引部８による吸引を停止するとともに、クランプ部４３Ｂの固定解除を行ってスライド保持部４３Ａを径方向外側に退避させる。そして、被成膜体１０を保持治具４１から取り外し、予め８０℃に加熱しておいた図示略の乾燥炉に投入して、１０分間加熱し、塗布膜９Ａを硬化させる。
これにより、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に膜厚が１０３ｎｍ±３ｎｍの光学薄膜１２が形成される。
以上で、本実施形態の薄膜成膜方法が終了する。
塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃに塗布された余剰膜部９Ｂは、他の被成膜体の成膜を行うまでに清掃しておく。
【００９３】
本実施形態では、突起部１０Ｂのような光学素子に必要のない形状部分を有しないため、本実施形態の薄膜成膜方法が終了して、光学薄膜１２が形成されると、上記第１の実施形態の光学素子１１と同様の形状の光学素子が製造されることになる。したがって、突起部を切除する工程を省略することができる。
【００９４】
本実施形態によれば、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃを、薄膜成膜装置４０に設けておき、被成膜体２８を固定保持部４４、移動保持部４３によって保持することによって、これらの塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃを被成膜面の外縁部に設けることができる。このため、被成膜体２８に突起部を設けることなく、回転する前に塗布案内面を設けることができる。これにより、上記第１の実施形態と同様に、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００９５】
なお、上記の各実施形態および各変形例の説明では、被成膜体の被成膜面が凸面または平面の場合の例で説明したが、例えば凹面等、ウエットプロセスによって成膜可能な適宜の被成膜面の形状を採用することができる。
したがって、光学素子としては、上記に説明した凸平レンズの形状以外にも、両凸レンズ、両凹レンズ、凹平レンズ、メニスカスレンズ等の形状を採用することができる。
【００９６】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、薄膜の一例として、可視領域での透過率を改善する反射防止膜の場合の例で説明したが、これに限定されず、被成膜面の反射率、透過率、偏光特性等の光学特性を変更する適宜の薄膜を採用することができる。例えば、反射防止膜、反射膜、半透過膜、波長選択膜、偏光膜、光吸収膜等を挙げることができる。
また、他の薄膜の種類の例としては、被成膜面の機械的、物理的、電気的な特性を変更する薄膜であって、高精度な膜厚管理を行う必要がある薄膜を挙げることができる。このような薄膜の例としては、光学素子において、機能上、光を透過させたり反射させたりする光学面に用いられるハードコート膜、帯電防止膜、導電膜、撥水膜、撥膜油等を挙げることができる。
また、薄膜は、一層には限定されず、複数層設けてもよい。複数層設ける場合には、各層ごとに、硬化を行ってから、硬化された薄膜上に薄膜形成材料を塗り拡げた後に硬化させて薄膜を重ねる工程を繰り返せばよい。
【００９７】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、被成膜体がレンズまたは透明な平行平板からなる光学素子として用いることができる場合の例で説明したが、薄膜が反射膜である場合には、ミラーとして用いられる光学素子や、薄膜が波長選択膜や偏光膜の場合には、プリズムとして用いられる光学素子を製造できる被成膜体であってもよい。
【００９８】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、塗布案内面が、被成膜面の外縁部から径方向に延ばされた場合と、被成膜面の外縁部の全周に円環状に設けられた場合とで説明したが、塗布案内面の延在方向や形状は、余剰な薄膜形成材料が被成膜面の外縁部から、より外方に案内できれば、これら以外の延在方向や形状を採用できる。
例えば、渦巻き螺旋状や、周方向の幅が径方向内側から外側に向かって拡幅する台形状の形状としてもよい。
【００９９】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、被成膜体が光学素子に用いられる場合の例で説明したが、被成膜体は、光学素子に用いられる形状、材質には限定されない。
【０１００】
また、上記の第２の実施形態では、成膜後の被成膜体がそのまま光学素子として用いられる場合の例を説明したが、上記第１の実施形態および各変形例の成膜後の被成膜体においても、例えば突起部１０Ｂ等を切除しない被成膜体１０を、そのまま光学素子として用いてもよい。
その際、例えば、突起部１０Ｂ等を残した形状の光学素子では、突起部１０Ｂ等を光学素子の位置決めや回り止めを行う部品形状として利用することが可能である。
また、上記第８変形例の被成膜体２７の突起部２７Ｂを残した形状の光学素子では、突起部２７Ｂを光学素子の取り付けコバ平坦として用いることが可能である。
【０１０１】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、塗布案内面の端部に到達した薄膜形成材料を遠心力によって飛散させる場合の例で説明したが、塗布案内面に滞留した薄膜形成材料が被成膜面に逆流するおそれがない場合には、薄膜形成材料を塗布案内面から飛散させないようにしてもよい。
薄膜形成材料が逆流しない場合の例としては、例えば、塗布案内面の面積が充分広いため、余剰の薄膜形成材料が塗布案内面に成膜されても厚肉部を形成しない場合や、薄膜形成材料の乾燥が早いため、厚肉部が形成された状態で流動性が低下する場合等を挙げることができる。
【０１０２】
また、上記の第８変形例の説明では、突起部２７Ｂを切除して、光学素子３８を製造する場合の例で説明したが、突起部２７Ｂをコバ平坦面１０ｂの外周部に相当する位置で切断することにより、光学素子１１と同様な形状を有するコバ平坦付き凸平レンズを製造してもよい。
【０１０３】
また、上記の第７変形例の説明では、塗布案内面２５ｃが、光軸Ｏに関して回転対称面で構成される場合の例で説明したが、塗布案内面２５ｃは、回転対称面には限定されない。
例えば、塗布案内面２５ｃの周方向に沿う断面形状は、凸面部２４ａの近傍では凸面部２４ａに沿う球面状の凸面とされ、突起部２５Ｂの径方向外側の端部に向かって凸面部２４ａから離間するにつれて漸次曲率を変化させることで、周方向に沿う断面形状を凹面形状としてもよい。
この場合、塗布案内面２５ｃに、上方に開口し径方向外側に延びる溝部が形成されるため、薄膜形成材料９が周方向に飛散することなく円滑に径方向に案内される。
また、塗布案内面２５ｃの溝状部分に薄膜形成材料９を貯留することができるため、遠心力によって薄膜形成材料９を飛散させない場合でも、余剰な薄膜形成材料９を塗布案内面２５ｃ上に止めておき、かつ、被成膜面側に逆流しないようにすることができる。
【０１０４】
また、上記の各実施形態および各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１、４０ 薄膜成膜装置
２、４１ 保持治具
２ａ 上面
２ｃ 保持穴部
５ 駆動モータ
７ 材料滴下部
９ 薄膜形成材料
９Ａ 塗布膜
９Ｂ 余剰膜部
９Ｃ 飛散体
９ａ 塗布膜先端
９ｂ 厚肉部
１０、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８ 被成膜体
１０Ａ、２３Ａ、２４Ａ、２７Ａ 被成膜体本体
１０Ｂ、２０Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂ、２６Ｂ、２７Ｂ 突起部
１０Ｆ コバ平坦部
１０Ｌ レンズ部
１０ａ、２４ａ 凸面部（被成膜面）
１０ｂ コバ平坦面（被成膜面）
１０ｃ、２０ｃ、２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、２５ｃ、２６ｃ、４４ｃ、４５ｃ 塗布案内面
１０ｅ、２７ｅ 側面部
１１、３３、３４、３６、３８ 光学素子
１２ 光学薄膜（薄膜）
２２ｅ 段差
２３ａ 平面部（被成膜面）
２３ｂ 有効塗布領域
２４ａ 凸面部（被成膜面）
２４ｂ レンズ有効領域
Ｏ 光軸
Ｐ 中心軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜成膜方法および光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜を形成する場合、真空蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスが用いられている。しかし、レンズなど有限の曲率を持った被成膜体に薄膜を形成する場合、ドライプロセスでは薄膜を形成する薄膜形成粒子の入射角度が被成膜面の曲率によって変化するため、膜厚が均一な薄膜を形成することが難しいという問題がある。また、ドライプロセスでは、大気雰囲気で成膜することができないため、真空チャンバーなどが必要となり、装置が大型化するという問題もある。
このため、ドライプロセスに代えて、有限の曲率を有する被成膜面や大面積の被成膜面でも膜厚の均一性が得られやすく、大気雰囲気でも成膜が可能な湿式法（ウエットプロセス）を用いた薄膜成膜方法が提案されている。ウエットプロセスとは、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法などにより、液体を基板に塗布して乾燥・熱処理することにより成膜する方法である。
例えば、スピンコート法では、液状の薄膜形成材料を被成膜体上に滴下し、被成膜体を高速回転させる。滴下された薄膜形成材料は、遠心力によって短時間のうちに被成膜体に沿って拡がり、均一膜厚の薄膜が形成される。このとき、膜厚は、被成膜体の回転数、薄膜形成材料の種類、濃度、粘度、滴下量、温湿度環境等によって決定される。
ただし、被成膜体の回転速度や被成膜体の外径が小さすぎる場合に、遠心力が薄膜形成材料を被成膜面上に止める力を超える大きさに達しないことがある。この場合、薄膜形成材料が外縁部で滞留して盛り上がり、被成膜体の外縁での膜厚が厚くなってしまうという問題がある。
このため特許文献１では、基板の周縁部領域に形成された材料膜の盛り上がりに対して、気流を吹き付けるための吹き付けノズルを有する薄膜化均一部を備え、この吹き付けノズルは、基板の周縁部領域の材料膜に対して、所定の流量の気流を、基板に対して所定の角度を有して斜めに、かつ、基板の内方から外方に向けて吹き付けるように設置された成膜装置が記載されている。また、これにより成膜を行う成膜方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６４８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の薄膜成膜方法には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術は、気流の流量や吹き付けの方向によって、材料膜の膜厚が変化するため、気流の流量や吹き付けの方向の条件出しが必要となる。特許文献１に記載されたように材料膜がレジスト膜であって基板の形状も平板に限定される、といった前提がある場合には条件出しの手間が少なくて済む可能性もある。
しかし、例えば、光学素子のように、被成膜面の形状が種々の曲面からなる場合や、薄膜の膜厚許容誤差が小さい場合には、成膜対象の個々の条件に合わせて、高精度な実験を行って条件出しを行う必要が生じる。このため、条件出しに要する作業時間が膨大となるとともに、気流発生装置にも高精度な制御特性が要求される。したがって、条件出しのコストや気流発生装置のコストが大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被成膜体の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる薄膜成膜方法および光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の薄膜成膜方法は、被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給し、前記被成膜体を回転することにより前記被成膜面上で前記薄膜形成材料を塗り拡げて成膜する薄膜成膜方法であって、前記被成膜体を回転する前に、前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁部から、より外方に案内する塗布案内面を設けておく方法とする。
【０００７】
また、本発明の薄膜成膜方法では、前記被成膜体は、樹脂成形によって、前記被成膜面を含む被成膜体本体と、該被成膜体本体の外周部から、より外方に突出する突起部とを有する形状に形成し、前記塗布案内面は、前記突起部上で前記被成膜面に隣接する位置に設けられたことが好ましい。
【０００８】
また、本発明の薄膜成膜方法では、成膜後に、前記被成膜体本体から前記突起部を切除することが好ましい。
【０００９】
また、本発明の薄膜成膜方法では、前記突起部は、前記樹脂成形のゲート部を含むことが好ましい。
【００１０】
また、本発明の薄膜成膜方法では、前記塗布案内面は、平面または湾曲面からなり、前記薄膜形成材料の目標塗布厚さをｈとするとき、前記塗布案内面および前記被成膜面の境界における前記被成膜面に対する前記塗布案内面の高さが０以上ｈ以下であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の薄膜成膜方法では、前記被成膜面の外縁部に到達する前記薄膜形成材料を、前記被成膜体の回転時の遠心力によって前記塗布案内面を通して飛散させることが好ましい。
【００１２】
本発明の光学素子の製造方法は、本発明の薄膜成膜方法を用いて、前記被成膜体上に薄膜を成膜することにより光学素子を製造する方法とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法によれば、被成膜体を回転する前に薄膜形成材料を被成膜面の外縁部から、より外方に案内する塗布案内面を設けておくことによって被成膜面の外縁部における薄膜形成材料の滞留を低減することができるため、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置および被成膜体の構成を示す模式的な断面図および平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図、ならびに本発明の第１の実施形態に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法によって成膜した薄膜の分光反射率特性の一例を示す模式的なグラフである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な平面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例、第２変形例、第３変形例）に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な断面図である。
【図７】第１および第２比較例の突起部における作用を説明する模式的な断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第４変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図、ならびに第４変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第５変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図およびそのＣ−Ｃ断面図、ならびに第５変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第６変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図およびそのＤ−Ｄ断面図、ならびに第６変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第７変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図、ならびに第７変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の第８変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図、ならびに第８変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置および被成膜体の構成を示す模式的な平面図、およびそのＥ−Ｅ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１６】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置および被成膜体の構成を示す模式的な断面図および平面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図である。図２（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法によって成膜した薄膜の分光反射率特性の一例を示す模式的なグラフである。横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を示す。
【００１７】
本実施形態の薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置１は、図１（ａ）に示すように、被成膜体１０上に液状の薄膜形成材料９を供給し、被成膜体１０を回転させて液状の薄膜形成材料９による薄膜を形成する装置である。
【００１８】
被成膜体１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、被成膜体本体１０Ａと、突起部１０Ｂとを備える。
被成膜体本体１０Ａは、片面側に平面視円形の平面からなる裏面部１０ｄを備え、これと反対側の片面に、回転対称の凸面部１０ａと、裏面部１０ｄと平行な平面からなるコバ平坦面１０ｂとを備える。
凸面部１０ａの形状は、凸状の回転対称面であって面精度が良好な曲面であれば、特に限定されない。例えば、球面、軸対称非球面、回転楕円面等の回転対称面を採用することができる。
裏面部１０ｄおよびコバ平坦面１０ｂは、凸面部１０ａの中心軸である光軸Ｏに直交する平面である。
被成膜体本体１０Ａの外周部には、光軸Ｏと同軸の円筒面からなる側面部１０ｅが形成されている。
このような構成により、被成膜体本体１０Ａは、中心部に凸面部１０ａおよび裏面部１０ｄによってレンズ作用を有するレンズ部１０Ｌと、レンズ部１０Ｌの側面から径方向外方に延ばされた円環状のコバ平坦部１０Ｆとからなるコバ平坦付きの凸平レンズの形状を備えている。
【００１９】
突起部１０Ｂは、側面部１０ｅの一箇所から光軸Ｏを通る径方向に沿う外方に突出された棒状突起であり、本実施形態では、断面が矩形状とされている。突起部１０Ｂの光軸Ｏに沿う方向の厚さは、コバ平坦部１０Ｆの厚さと同一であり、コバ平坦部１０Ｆの表裏面は、それぞれコバ平坦面１０ｂおよび裏面部１０ｄに整列されている。
【００２０】
突起部１０Ｂの長さは、突起部１０Ｂの最外周に到達する薄膜形成材料９に作用する遠心力によって、薄膜形成材料９が径方向外側に飛散する程度の長さに設定することが好ましい。
薄膜形成材料９が径方向外側に飛散されるために必要な突起部１０Ｂの長さは、薄膜形成材料９の密度、粘度、突起部１０Ｂの材質や表面性、および被成膜体１０を回転する回転速度に依存する。このため、これらの条件を適宜設定して、予め、突起部１０Ｂの端部で薄膜形成材料９に作用する力のつり合いをシミュレーションしたり、実験を行ったりすることにより、適切な長さに設定しておけばよい。
【００２１】
本実施形態では、このような被成膜体１０の凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂ、および裏面部１０ｄを被成膜面として、それぞれに一定厚さの光学薄膜１２（薄膜）を成膜して、表面の屈折率を調整し、図２（ｃ）に示すコバ平坦付の凸平レンズからなる光学素子１１を製造する。
光学素子１１のレンズ有効領域は、例えば、凸面部１０ａの中心部の円状領域に限定してもよいが、本実施形態では、凸面部１０ａの全体がレンズ有効領域に設定されているものとして説明する。
光学素子１１のレンズ有効径（本実施形態では凸面部１０ａの外径）は、必要に応じて適宜の寸法を採用することができるが、本実施形態は、例えば、レンズ有効径が１０ｍｍ以下の小径レンズの場合に特に好適である。
【００２２】
被成膜体１０の寸法の一例としては、側面部１０ｅの外径が６ｍｍ、凸面部１０ａの外径が５ｍｍ、コバ平坦部１０Ｆの厚さが１ｍｍ、突起部１０Ｂの長さが４ｍｍの例を挙げることができる。
また、被成膜体１０は、例えばガラス材料を切削、研磨して形成してもよいが、本実施形態では、樹脂成形により形成している。
被成膜体１０の樹脂材料としては、光学レンズ用途に用いることができれば特に限定されない。例えば、アクリル、ポリカーボネートなどを採用することができるが、本実施形態では、一例として、屈折率ｎｄ＝１．５３１のシクロオレフィンポリマーを採用している。ここで、「ｎｄ」は、ｄ線における屈折率である。
【００２３】
また、被成膜体１０を樹脂成形で形成する場合、突起部１０Ｂはキャビティの形状を転写することにより形成してもよいが、本実施形態では、少なくとも成形用のゲート部で硬化した形状を成形品に残存させて形成している。すなわち、成形品の取り出し後、ゲート部もしくはランナー部に対応する樹脂部分を所定長さに切断して形成している。
【００２４】
光学薄膜１２としては、凸面部１０ａ、裏面部１０ｄに必要な光学特性に応じて適宜の膜構成を採用することができる。本実施形態では、一例として、透過率を向上するため、波長５２０ｎｍにおける屈折率が１．２６のシリカゾルを膜厚１０３ｎｍとなるように成膜する場合の例で説明する。
このような光学薄膜１２の分光反射率特性は、図３に示すように、波長３５０ｎｍの反射率が約２．３％となり、波長が増大するにつれて反射率が減少し、波長５２０ｎｍの反射率が約０．０４％の最小値をとり、波長が増大するにつれて反射率が漸増し、波長７５０の反射率が約０．９９％となる。
このため、光学薄膜１２は、可視領域での透過率を改善する反射防止膜になっている。
【００２５】
薄膜成膜装置１の概略構成は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、保持治具２、吸引部８、支持台部３、駆動モータ５、および材料滴下部７を備える。
【００２６】
保持治具２は、被成膜体１０を鉛直軸回りに回転可能に保持する部材であり、水平に配置された円板部２ｂと、円板部２ｂの下面側の中心に鉛直軸に沿って延びる回転軸２ｄとを備える。
なお、円板部２ｂは、着脱可能に設けられており、図１（ａ）では、被成膜体１０の凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂ、および塗布案内面１０ｃを鉛直上方に向けた状態で保持する場合の円板部２ｂを描いている。
裏面部１０ｄに光学薄膜１２を成膜する場合の円板部２ｂの形状は、当業者には容易に理解されるため、以下では、特に断らない限り、凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂに光学薄膜１２を成膜する場合の構成例で説明する。
【００２７】
円板部２ｂの上面２ａの中心部には、被成膜体１０の裏面部１０ｄを下面側から保持する保持穴部２ｃが設けられている。
保持穴部２ｃの平面視形状は、被成膜体１０の側面部１０ｅを挿入可能なＣ字状の円弧部が回転軸２ｄの中心軸線Ｐと同軸に設けられ、円弧部の周方向の開口部に被成膜体１０の突起部１０Ｂの外周が挿入可能な矩形状部が形成されている。
保持穴部２ｃの上面２ａからの深さは、被成膜体１０のコバ平坦部１０Ｆおよび突起部１０Ｂの上面が上面２ａより突出する深さに設定されている。
また、保持穴部２ｃの底面には、中心軸線Ｐに沿って、回転軸２ｄ内を貫通する吸引孔部２ｅが設けられている。
【００２８】
回転軸２ｄの中間部には、回転軸２ｄを回転可能に支持する軸受４の内輪が固定されている。また、軸受４の外輪は、保持治具２を下方から支持する箱状の支持台部３に固定支持されている。
このため、回転軸２ｄの下端部は、支持台部３を上方から貫通して、支持台部３の内部側に延ばされている。
【００２９】
支持台部３の内部には、保持治具２を回転駆動する駆動モータ５が配置されている。
駆動モータ５の出力軸と回転軸２ｄの下端部とは、支持台部３の下方において、例えばギヤ列などからなる伝動機構６を介して連結されている。これにより、駆動モータ５の回転駆動力が回転軸２ｄに伝達され、保持治具２が鉛直軸回りに回転駆動されるようになっている。
駆動モータ５の回転数は、伝動機構６の減速比を考慮して、回転軸２ｄの回転数が、例えば、２０００ｒｐｍから８０００ｒｐｍの範囲になる適宜回転数に設定する。
【００３０】
また、支持台部３の内部には、図示略の吸引ポンプを備える吸引部８が設けられている。
吸引部８は、回転ジョイント８ａを介して吸引孔部２ｅの下端部に連結されている。これにより、吸引部８は吸引孔部２ｅ内の空気を下方に吸引して、保持穴部２ｃ上に載置された被成膜体１０を、保持穴部２ｃの底面に吸着固定することができるようになっている。
【００３１】
以上、円板部２ｂが、被成膜体１０の凸面部１０ａ、コバ平坦面１０ｂ、および塗布案内面１０ｃを鉛直上方に向けた状態で保持する場合の例で説明した。裏面部１０ｄに成膜する場合には、保持穴部２ｃに代えて、裏面部１０ｄを鉛直上方に向けた状態で、鉛直軸回りに回転可能に保持する保持穴部を備える円板部を取り付ければよい。この場合、吸引孔部２ｅは、凸面部１０ａに当接することがないように、コバ平坦面１０ｂを吸引する位置に設けておくことが好ましい。
【００３２】
材料滴下部７は、保持治具２に保持された被成膜体１０の被成膜面の中心位置に薄膜形成材料９を供給するものである。本実施形態の凸面部１０ａを上に向けた配置では、材料滴下部７は滴下口７ａを凸面部１０ａの中心に向けて、保持治具２の上方に配置され、図示略の材料貯留部から送出される薄膜形成材料９を、凸面部１０ａに向けて一定量だけ滴下できるようになっている。
【００３３】
次に、薄膜成膜装置１の動作について、本実施形態の薄膜成膜方法を中心として説明する。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な平面図である。図５（ａ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図５（ｂ）は、図４（ｃ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００３４】
薄膜成膜装置１によって、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に薄膜形成材料９の薄膜を成膜するには、まず、樹脂成形を行って、突起部１０Ｂ上に塗布案内面１０ｃが設けられた被成膜体１０を成形する。
本実施形態では、突起部１０Ｂは、ゲート部の形状を利用して形成するため、通常の成形とは異なり、成形品の取り出し後に、ゲート位置での切断は行わず、ゲートより上流側の所定長さの位置でゲート部またはランナー部を切断する。
【００３５】
次に、駆動モータ５の駆動を停止した状態で、凸面部１０ａを上方に向けて被成膜体１０を保持穴部２ｃに載置する。そして、吸引部８による吸引を開始して、被成膜体１０を吸着し、保持穴部２ｃ内における被成膜体１０の位置を固定する。
これにより、被成膜体１０は、コバ平坦面１０ｂおよび塗布案内面１０ｃが、上面２ａよりも突出した状態に保持される。
本実施形態では、薄膜成膜装置１の設置雰囲気は大気雰囲気でよいため、被成膜体１０のセットは、例えば、人手で行ってもよいし、ロボットなどを用いてセットしてもよい。
【００３６】
次に、材料滴下部７から薄膜の形成に必要な一定量の薄膜形成材料９を滴下する。滴下された薄膜形成材料９は、図１（ａ）に示すように、凸面部１０ａの中心に液滴として供給される。本実施形態の例では、薄膜形成材料９の量は５μＬとする。
薄膜形成材料９を滴下したら、駆動モータ５を駆動して保持治具２の回転を開始させる。本実施形態では、一例として、保持治具２の回転数が３０００ｒｐｍとなるように回転させる。
【００３７】
これにより、凸面部１０ａ上の薄膜形成材料９に遠心力が作用して、図４（ａ）に示すように、薄膜形成材料９が中心から外周側に移動する。このため、薄膜形成材料９は凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上で平面視円状に拡がって薄層化され、塗布膜９Ａが形成されていく。
さらに、回転を続けると、塗布膜９Ａは、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂの全体を覆う範囲に塗り拡げられ、図４（ｂ）に示すように、塗布膜先端９ａが、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達する。
このとき、本実施形態の具体例におけるコバ平坦面１０ｂの外径と保持治具２の回転数の条件では、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達した塗布膜９Ａに作用する遠心力が、コバ平坦面１０ｂの外縁部で塗布膜９Ａをコバ平坦面１０ｂ上に止める力、例えば、塗布膜９Ａの表面張力等を超えることができない。このため、塗布膜９Ａがコバ平坦面１０ｂの外縁部から径方向外側に飛散されることはない。
この結果、塗布案内面１０ｃとの境界を除くコバ平坦面１０ｂの外縁部には、図５（ａ）に示すように、塗布膜先端９ａの近傍に薄膜形成材料９が一時的に滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｂが形成される。
【００３８】
ただし、本実施形態では、コバ平坦面１０ｂの外縁部の一部にコバ平坦面１０ｂと連続する水平面からなる塗布案内面１０ｃが接続されている。このため、図４（ｃ）に示すように、塗布案内面１０ｃと接するコバ平坦面１０ｂの外縁部では、薄膜形成材料９が塗布案内面１０ｃ上を移動する。これにより薄膜化が進行するとともに、塗布案内面１０ｃ上に余剰膜部９Ｂが塗り拡げられていく。
このとき、塗布案内面１０ｃとの境界では膜厚が低下する結果、コバ平坦面１０ｂの外縁部に一時的に形成される厚肉部９ｂの薄膜形成材料９が、塗布案内面１０ｃとの境界部に流れ込んでいく。この結果、厚肉部９ｂは消失する。
【００３９】
次に、塗布案内面１０ｃ上に塗り拡げられた余剰膜部９Ｂが塗布案内面１０ｃの径方向の端部に到達すると、余剰膜部９Ｂを塗布案内面１０ｃ上に止める力は、塗布案内面１０ｃの外縁部で厚肉部９ｂを塗布案内面１０ｃ上に止める力とあまり変わらないのに対して、遠心力は、回転半径の二乗に比例して増大している。このため、突起部１０Ｂの径方向寸法を適宜設定することにより、余剰膜部９Ｂの一部を飛散体９Ｃとして突起部１０Ｂの外方に飛散させることができる。
この結果、塗布案内面１０ｃ上には、余剰膜部９Ｂが滞留することはないため、コバ平坦面１０ｂの外縁部に集まる余剰の薄膜形成材料９は、厚肉部９ｂを形成することなく継続的に塗布案内面１０ｃ上に流れ込む。この結果、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上の塗布膜９Ａの膜厚が均一化される。
このようにして、駆動モータ５により被成膜体１０を３０００ｒｐｍで１０秒間の回転をさせた後、駆動モータ５を停止する。
これにより、光学薄膜１２の膜厚１０３ｎｍを得ることができた。
【００４０】
次に、吸引部８による吸引を停止して、被成膜体１０を保持治具２から取り外し、予め８０℃に加熱しておいた図示略の乾燥炉に投入して、１０分間加熱し、塗布膜９Ａを硬化させる。
以上で、本実施形態の薄膜成膜方法が終了する。
【００４１】
次に、本実施形態の光学素子の製造方法を行う。
本製造方法では、図２（ｂ）に示すように、カッター１３によって、光学薄膜１２が形成された被成膜体１０から突起部１０Ｂを切除する。これにより、図２（ｃ）に示すように、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に光学薄膜１２が形成された光学素子１１が製造される。
突起部１０Ｂは、ゲート部で硬化した樹脂部分であるため、カッター１３は、通常の樹脂成形においてゲートを切断する工具を用いることができる。
本実施形態では、カッター１３の刃先形状によって、切断面１１ａは、側面部１０ｅの外径よりも突出しない形状に形成されるが、切断面１１ａが側面部１０ｅよりも径方向外方に突出したり、切断バリが発生したりするような場合には、このような切断工程に続けて、切断面１１ａを削ったり、研磨したりする後処理加工を行うようにしてもよい。
【００４２】
このように本実施形態の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法によれば、被成膜体１０を回転する前に薄膜形成材料９を被成膜面である塗布案内面１０ｃの外縁部から、より外方に案内する塗布案内面１０ｃを設けておくことにより被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留を低減することができる。このため、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを低減することができる。すなわち、本実施形態によれば、例えば、複雑な条件出しを行った上で吹き付けノズルによって気流を吹き付けるなどして厚肉部９ａの厚さを低減する従来技術に比べると、塗布案内面１０ｃを遠心力が充分大きくなる位置まで延ばして設けておくだけでよいため、膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
なお、本実施形態は、塗布案内面１０ｃを、被成膜体１０の成形時に被成膜体本体１０Ａに一体に設けておく場合の例になっている。
【００４３】
また、本実施形態では、突起部１０Ｂをゲート部によって構成するため、切除される樹脂部分は、通常の樹脂成形でも切除される不要部分であるため、キャビティの形状によって突起部１０Ｂを形成する場合に比べて、樹脂材料を低減することができる。
【００４４】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図６（ａ）は、本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な断面図である。図７（ａ）は、第１比較例の突起部における作用を説明する模式的な断面図である。
【００４５】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図６（ａ）に示す被成膜体２０を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２０は、被成膜体１０の突起部１０Ｂに代えて、突起部２０Ｂを備える。
突起部２０Ｂは、突起部１０Ｂの塗布案内面１０ｃをコバ平坦面１０ｂから外方に向かうにつれて裏面部１０ｄ側に傾斜させた斜面である塗布案内面２０ｃに代えたものである。
塗布案内面２０ｃの傾斜角は、遠心力の大きさに応じて、薄膜形成材料９がコバ平坦面１０ｂから塗布案内面２０ｃへ流動できる角度に設定する。塗布案内面２０ｃの傾斜角は４５度以下であることが好ましい。
また、被成膜体２０は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。突起部２０Ｂは、樹脂成形のゲート部を用いる。
【００４６】
本変形例によれば、被成膜体２０を回転させた際、図６（ａ）に示すように、コバ平坦面１０ｂ上に塗り拡げられる塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって、塗布案内面２０ｃとの境界に到達する（図示の二点鎖線参照）。コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２０ｃとは段差なく連続しているため、塗布膜９Ａは、塗布膜９Ａに作用する遠心力によって、塗布案内面２０ｃ上に塗り拡げられる。このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００４７】
このような本変形例の作用について、図７（ａ）に示す第１比較例と対比して説明する。
図７（ａ）に示す第１比較例は、被成膜体２０の突起部２０Ｂに代えて、コバ平坦面１０ｂよりも裏面部１０ｄ側に下がった位置に、上面５１ｃが形成された突起部５１Ｂを有する被成膜体５１を用いる場合の例である。
この場合、コバ平坦面１０ｂと上面５１ｃとの境界は、段差が形成され、コバ平坦面１０ｂの外縁部には側面部１０ｅが残存して直角の角部が形成されている。このため、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達した塗布膜先端９ａは、上記第１の実施形態において突起部１０Ｂが設けられていないコバ平坦面１０ｂの外縁部に到達したのと同様であり、上面５１ｃは、薄膜形成材料９を被成膜面の外縁部から、より外方に案内することができない。したがって、被成膜体５１の外縁部の全周にわたって厚肉部９ｂが形成され、塗布膜９Ａの膜厚を均一化することができなくなる。
【００４８】
これに対して、本変形例では、コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２０ｃとが鈍角をなして接続しているため、塗布膜９Ａが塗布案内面２０ｃとの境界に到達しても、塗布膜先端９ａには、直角の角部において作用するような大きな表面張力が発生しない。このため、薄膜形成材料９が塗布案内面２０ｃに円滑に流れて余剰膜部９Ｂが形成される。
その際、塗布案内面２０ｃは重力の作用する方向に傾斜しているため、余剰膜部９Ｂが形成されると余剰膜部９Ｂには重力の分力が作用する。このため、上記第１の実施形態に比べてより円滑な流れが形成される。この結果、塗布案内面２０ｃの端部から、より効率的に飛散体９Ｃを飛散させることができる。
【００４９】
また、成膜後の被成膜体２０の突起部２０Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、光学素子１１が製造される。
【００５０】
［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図６（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の変形例（第２変形例）に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な断面図である。図７（ｂ）は、第２比較例の突起部における作用を説明する模式的な断面図である。
【００５１】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図６（ｂ）に示す被成膜体２１を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２１は、被成膜体１０の突起部１０Ｂに代えて、突起部２１Ｂを備える。
突起部２１Ｂは、突起部１０Ｂの塗布案内面１０ｃをコバ平坦面１０ｂから外方に向かうにつれて裏面部１０ｄ側と反対側に傾斜させた斜面である塗布案内面２１ｃに代えたものである。
塗布案内面２１ｃの傾斜角は、遠心力の大きさに応じて、薄膜形成材料９がコバ平坦面１０ｂから塗布案内面２１ｃへ流動できる角度に設定する。塗布案内面２１ｃの傾斜角は４５度以下であることが好ましい。
また、被成膜体２１は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。突起部２１Ｂは、樹脂成形のゲート部を用いる。
【００５２】
本変形例によれば、被成膜体２１を回転させた際、図６（ｂ）に示すように、コバ平坦面１０ｂ上に塗り拡げられる塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって、塗布案内面２１ｃとの境界に到達する。コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２１ｃとは段差なく連続しているため、塗布膜９Ａは、塗布膜９Ａに作用する遠心力によって、塗布案内面２１ｃ上に塗り拡げられる。このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００５３】
このような本変形例の作用について、図７（ｂ）に示す第２比較例と対比して説明する。
図７（ｂ）に示す第２比較例は、被成膜体２１の突起部２１Ｂに代えて、コバ平坦面１０ｂに対して、目標塗布厚さｈよりも大きな高さＨ０だけ突出して上面５２ｃが形成された突起部５２Ｂを有する被成膜体５２を用いる場合の例である。
この場合、コバ平坦面１０ｂと上面５２ｃとの境界には、コバ平坦面１０ｂから直角に立ち上がる壁状の段差５２ｅが形成されている。このため、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達した塗布膜先端９ａは、段差５２ｅから遠心力と反対側に向かう反力を受けてせき止められるため、厚肉部９ｂが形成される。この結果、被成膜体５２の外縁部の全周にわたって厚肉部９ｂが形成され、塗布膜９Ａの膜厚を均一化することができなくなる。
【００５４】
これに対して、本変形例では、コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２１ｃとが鈍角をなして接続しているため、塗布膜９Ａが塗布案内面２１ｃとの境界に到達しても、塗布膜先端９ａには、遠心力に抗しうる反力が発生しないため、薄膜形成材料９が塗布案内面２１ｃに円滑に流れて余剰膜部９Ｂが形成される。
【００５５】
また、成膜後の被成膜体２１の突起部２１Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、光学素子１１が製造される。
【００５６】
［第３変形例］
次に、本実施形態の第３変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図６（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の変形例（第３変形例）に係る薄膜成膜方法の工程について説明する模式的な断面図である。
【００５７】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図６（ｃ）に示す被成膜体２２を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２２は、被成膜体１０の突起部１０Ｂに代えて、突起部２２Ｂを備える。
突起部２２Ｂは、突起部１０Ｂの塗布案内面１０ｃに代えて、コバ平坦面１０ｂに対して、目標塗布厚さｈよりも小さな高さＨ１だけ突出した位置に塗布案内面２２ｃを備える。このため、コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２２ｃとの境界には、コバ平坦面１０ｂから直角に立ち上がる壁状の段差２２ｅが形成されている。
また、被成膜体２２は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。突起部２２Ｂは、樹脂成形のゲート部を用いる。
【００５８】
本変形例によれば、被成膜体２２を回転させた際、図６（ｃ）に示すように、コバ平坦面１０ｂ上に塗り拡げられる塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって、塗布案内面２２ｃとの境界に到達する。コバ平坦面１０ｂと塗布案内面２２ｃとの間は段差２２ｅを介して連続しているが、段差２２ｅの高さは、目標塗布厚さｈより低いため、薄膜形成材料９は、段差２２ｅを乗り越えて塗布案内面２２ｃ上に塗り拡げられる。
塗布案内面２２ｃ上の余剰膜部９Ｂは、一時的には図６（ｃ）に実線で示すように、厚肉となるが、回転が進むにつれて突起部２２Ｂの端部から飛散体９Ｃとして飛散されて減量される。このため、図６（ｃ）に二点鎖線で示すように、塗布膜９Ａが目標塗布厚さｈとなる時点では、塗布膜９Ａと同一面に整列する。したがって、余剰膜部９Ｂが回転の停止後に塗布膜９Ａ側に逆流することはない。
このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００５９】
また、成膜後の被成膜体２２の突起部２２Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、光学素子１１が製造される。
【００６０】
［第４変形例］
次に、本実施形態の第４変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第４変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図である。図８（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第４変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００６１】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図８（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２３を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２３は、被成膜体１０の被成膜体本体１０Ａに代えて、被成膜体本体２３Ａを備える。
被成膜体本体２３Ａは、被成膜体本体１０Ａの凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂに代えて、裏面部１０ｄに平行な平面部２３ａを備える平板部材である。
平面部２３ａには、被成膜体１０における凸面部１０ａと同様の範囲に、光学薄膜１２の膜厚を略一定範囲に収める有効塗布領域２３ｂが設定されている。
また、被成膜体２３は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。突起部１０Ｂは、樹脂成形のゲート部を用いる。
【００６２】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０の凸面部１０ａが平面に形成された場合の例になっているため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００６３】
また、図８（ｃ）に示すように、成膜後の被成膜体２３の突起部１０Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、有効塗布領域２３ｂ内で、略一定の膜厚の光学薄膜１２が形成されることで図３に示す光学特性が得られる光学素子３３が製造される。
光学素子３３は、屈折力を有しない平板状の光学素子の例になっている。
【００６４】
［第５変形例］
次に、本実施形態の第５変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図９（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第５変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図９（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第５変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００６５】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図９（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２４を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２４は、被成膜体１０の被成膜体本体１０Ａ、突起部１０Ｂに代えて、被成膜体本体２４Ａ、突起部２４Ｂを備える。
【００６６】
被成膜体本体２４Ａは、被成膜体本体１０Ａの凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂに代えて、光軸Ｏを中心軸とする回転対称の凸面部２４ａを備える。図９（ｂ）に図示した例では、凸面部２４ａの形状は一例として球面を採用している。
凸面部２４ａ上には、被成膜体１０における凸面部１０ａと同様の範囲に、光学薄膜１２の膜厚を略一定範囲に収めるレンズ有効領域２４ｂが設定されている。
【００６７】
突起部２４Ｂは、側面部１０ｅの一箇所から光軸Ｏを通る径方向に沿う外方に突出された板状の突起であり、突起部１０Ｂの塗布案内面１０ｃに代えて塗布案内面２４ｃを備える。
塗布案内面２４ｃは、突起部２４Ｂにおいて凸面部２４ａと接続する面であり、凸面部２４ａと同様の設計形状で径方向に延長された回転対称面として形成されている。図９（ｂ）に示す例では、凸面部２４ａと同じ曲率の球面形状を有している。
このため、塗布案内面２４ｃは、凸面部２４ａの外縁部と段差なく、かつ滑らかに接続されている。
また、被成膜体２４は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する
【００６８】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０のコバ平坦面１０ｂおよび塗布案内面１０ｃと同様に、凸面部２４ａおよび塗布案内面２４ｃが滑らかに接続されているが、凸面部２４ａおよび塗布案内面２４ｃが湾曲面である球面である点が異なる。
また、コバ平坦面１０ｂおよび塗布案内面１０ｃが遠心力に沿う方向に延びる平面であるのに対して、凸面部２４ａおよび塗布案内面２４ｃが、遠心力に対して斜め下方（裏面部１０ｄ側）に延びる点が異なる。
【００６９】
本変形例によれば、図示は省略するが、被成膜体２４を回転させると、上記第１の実施形態と同様に凸面部２４ａ上に塗布膜９Ａが塗り拡げられ、塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって塗布案内面２４ｃとの境界に到達する。凸面部２４ａと塗布案内面２４ｃとは段差なく、かつ滑らかに連続しているため、塗布膜９Ａは、塗布膜９Ａに作用する遠心力によって、塗布案内面２４ｃ上に塗り拡げられる。
このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面である凸面部２４ａの外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
その際、本変形例では、上記第１変形例と同様に塗布案内面２４ｃが径方向に沿って重力の作用する方向に傾斜しているため、上記第１の実施形態に比べて、より効率的に飛散体９Ｃを飛散させることができる。
【００７０】
また、成膜後の被成膜体２４の突起部２４Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、図９（ｃ）に示すように、コバ平坦無しの凸平レンズである光学素子３４が製造される。
【００７１】
［第６変形例］
次に、本実施形態の第６変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１０（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第６変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図１０（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第６変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００７２】
本変形例は、上記第５変形例の被成膜体２４に代えて、図１０（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２５を用いる点が異なる。以下、上記第５変形例と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２５は、上記第５変形例の被成膜体２４の突起部２４Ｂに代えて、突起部２５Ｂを備える。
突起部２５Ｂは、側面部１０ｅの一箇所から光軸Ｏを通る径方向に沿う外方に突出された板状の突起であり、突起部２４Ｂの塗布案内面２４ｃに代えて塗布案内面２５ｃを備える。
塗布案内面２５ｃは、突起部２５Ｂにおいて凸面部２４ａと接続する面であり、図１０（ｂ）に示すように、光軸Ｏを含む断面形状が凸面部２４ａの外縁部と滑らかに接続して裏面部１０ｄ側に凸の弧状の曲線を描く湾曲面として形成されている。このため、光軸Ｏを含む断面における凸面部２４ａおよび塗布案内面２５ｃの形状は、全体として凸曲線と凹曲線との組合せからなる滑らかな曲線からなる。
塗布案内面２５ｃの周方向に沿う断面形状は、本変形例では、成形用金型の製造が容易となるように、光軸Ｏを回転対称軸とする回転対称面としている。この場合、塗布案内面２５ｃの周方向に沿う断面形状は凸面形状を有する。
また、被成膜体２５は、被成膜体１０と同様に樹脂成形によって作製する。
【００７３】
本変形例は、上記第５変形例と同様に、凸面部２４ａと塗布案内面２５ｃとが滑らかに接続されているが、塗布案内面２５ｃの径方向断面が凹形状の湾曲面である点が異なる。
このため、被成膜体２５を回転させると、特に図示しないが、塗布案内面２５ｃに形成される余剰膜部９Ｂが塗布案内面２５ｃの湾曲形状に沿って径方向外側に進む際、裏面部１０ｄに近づいた後、裏面部１０ｄから離間する凹形状に沿って塗り拡げられる。そして、余剰膜部９Ｂは、塗布案内面２５ｃの端部において被成膜体２５の外方に飛散される。
その際、塗布案内面２５ｃの湾曲方向が下方から上方に向けて変化するため、上記第５変形例に比べて遠心力の方向に近い方向に飛散体９Ｃを飛散させることができる。このため、凸面部２４ａの曲率半径が小さい場合でも、効率的に飛散体９Ｃを飛散させることが可能となる。
【００７４】
［第７変形例］
次に、本実施形態の第７変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第７変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図である。図１１（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第７変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００７５】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図１１（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２６を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２６は、被成膜体１０に複数の突起部２６Ｂを追加したものである。突起部２６Ｂの個数は、特に限定されないが、以下では、一例として３個の突起部２６Ｂを設けた場合の例で説明する。
各突起部２６Ｂは、突起部１０Ｂと同様に、側面部１０ｅから光軸Ｏを通る径方向に沿う外方に突出された断面が矩形状の棒状突起である。
このような突起部２６Ｂは、被成膜体２６を樹脂成形する金型において対応する凹部形状を設けることで、被成膜体本体１０Ａと一体成形して形成される。
このように突起部２６Ｂは、突起部１０Ｂとは異なり樹脂成形のゲートの機能は有していないため、ゲートとして必要となる形状や形成位置の制限は課せられない。したがって、各突起部２６Ｂの形状は突起部１０Ｂの形状と全く同様にしてもよいし、異なる形状としてもよい。本変形例では、一例として、突起部１０Ｂよりも周方向の幅が狭い棒状に形成し、突起部１０Ｂとともに円周を４等分する位置に形成している。
【００７６】
本変形例によれば、被成膜体２６を回転させると、特に図示しないが、上記第１の実施形態と同様に凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に塗布膜９Ａが塗り拡げられ、塗布膜９Ａの塗布膜先端９ａが遠心力によって塗布案内面１０ｃ、２６ｃとの境界に到達する。各塗布案内面２６ｃ上では、塗布案内面１０ｃと同様にして余剰膜部９Ｂが形成され、塗布案内面２６ｃの端部から飛散体９Ｃが飛散する。
このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面である凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂの外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
その際、本変形例では、コバ平坦面１０ｂの外縁部において、塗布案内面１０ｃ、２４ｃが、放射状に４箇所に設けられているため、上記第１の実施形態に比べてより迅速に薄膜形成材料９がコバ平坦面１０ｂの外方に移動される。この結果、例えば、薄膜形成材料９の材質が、塗布後に粘性の変化を起こしやすい材質であっても、塗布膜９Ａの膜厚を均一化しやすくなる。
【００７７】
また、成膜後の被成膜体２６の突起部１０Ｂ、２６Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、図１１（ｃ）に示すように、コバ平坦無しの凸平レンズである光学素子３６が製造される。光学素子３６は、側面部１０ｅに切断面１１ａが４箇所形成される点を除いて光学素子１１と同様の形状を有する。
【００７８】
［第８変形例］
次に、本実施形態の第８変形例の薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第８変形例に係る薄膜成膜方法に用いる被成膜体の模式的な平面図および正面図である。図１２（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の第８変形例に係る光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な正面図である。
【００７９】
本変形例は、上記第１の実施形態の被成膜体１０に代えて、図１２（ａ）、（ｂ）に示す被成膜体２７を用いる点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被成膜体２７は、上記第１の実施形態の被成膜体１０の被成膜体本体１０Ａ、突起部１０Ｂに代えて、それぞれ被成膜体本体２７Ａ、突起部２７Ｂを備える。
被成膜体本体２７Ａは、被成膜体１０のレンズ部１０Ｌによって構成される。
突起部２７Ｂは、被成膜体本体１０Ａのコバ平坦部１０Ｆの外径を突起部１０Ｂの端部の位置まで拡大したものであり、コバ平坦面１０ｂ、側面部１０ｅに代えて、それぞれ外径のみが異なるコバ平坦面２７ｂ（塗布案内面）、側面部２７ｅを備える。
このような被成膜体２７は、金型を用いた樹脂成形によって製造することができる。
【００８０】
本変形例によれば、被成膜体２７を回転させると、特に図示しないが、上記第１の実施形態と同様に凸面部１０ａ上に塗布膜９Ａが塗り拡げられる。また、塗布膜９Ａは、凸面部１０ａに接続するコバ平坦面２７ｂとの境界に到達すると、上記第１の実施形態と同様にして、コバ平坦面２７ｂ上に同心円状に塗り拡げられる。
塗布膜９Ａがコバ平坦面２７ｂの外縁部に到達すると、コバ平坦面２７ｂからは、塗布膜９Ａをコバ平坦面２７ｂ上に止める力が作用するが、コバ平坦面２７ｂの外径が、上記第１の実施形態の塗布案内面１０ｃの端部の位置と同じ寸法の設けられているため、遠心力の方が大きくなる。この結果、薄膜形成材料９は、遠心力によってコバ平坦面２７ｂの外縁部から外方に順次飛散する。
このため、上記第１の実施形態と同様にして、被成膜面である凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂの外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００８１】
本実施形態は、被成膜体本体２７Ａの外周部から、より外方に突出する突起部２７Ｂが被成膜体本体２７Ａの外周部全周に設けられることにより、円環状に形成された場合の例となっている。
【００８２】
また、成膜後の被成膜体２７の突起部２７Ｂを第１の実施形態と同様にして切除すれば、図１２（ｃ）に示すように、コバ平坦無しの凸平レンズである光学素子３８が製造される。光学素子３８は、被成膜体２７のレンズ部１０Ｌに光学薄膜１２が形成された部材であり、突起部２７Ｂを切除して形成された円筒面状の切断面１１ａによって側面が形成されている。
【００８３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る薄膜成膜方法および光学素子の製造方法について説明する。
図１３（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置および被成膜体の構成を示す模式的な平面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。
【００８４】
本実施形態の薄膜成膜方法に用いる薄膜成膜装置４０は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、被成膜体２８上に液状の薄膜形成材料９を供給し、被成膜体２８を回転させて液状の薄膜形成材料９による薄膜を形成する装置である。
薄膜成膜装置４０の概略構成は、上記第１の実施形態における薄膜成膜装置１の保持治具２に代えて、保持治具４１を備える。
また、被成膜体２８は、上記第１の実施形態に用いる被成膜体１０から突起部１０Ｂを除去したもので、上記第１の実施形態の被成膜体本体１０Ａのみからなる。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８５】
保持治具４１は、上記第１の実施形態の保持治具２の円板部２ｂに代えて、円板部２ｂから保持穴部２ｃのみを削除した円板部４２を備え、円板部４２の上面２ａ上に、固定保持部４４と、移動保持部４３とを設けたものである。
【００８６】
固定保持部４４は、上面２ａ上に裏面部１０ｄを向けて載置された被成膜体２８の側面部１０ｅに側方から係止して、光軸Ｏが中心軸線Ｐと整列する位置に、被成膜体２８を保持する部材である。
本実施形態では、コバ平坦部１０Ｆの厚さ以上であって、上面２ａ上に載置された被成膜体２８のコバ平坦面１０ｂからの突出高さが目標塗布厚さｈ未満になる厚さを有する略直方体ブロック状の部材からなる。
固定保持部４４は、中心軸線Ｐを通り互いに１２０°をなして交差する２つの径方向に沿って２箇所に設けられている。各固定保持部４４の中心軸線Ｐ側の端部には、中心軸線Ｐとの距離が側面部１０ｅの半径に一致するとともに、側面部１０ｅと密着可能な円筒面からなる係止面４４ａが設けられている。
【００８７】
係止面４４ａの上端側に隣接する上面である塗布案内面４４ｃは、上面２ａと平行で中心軸線Ｐを通る径方向に沿って外方に帯状に延ばされた略矩形状の平面からなる。
径方向に沿う塗布案内面４４ｃの長さは、塗布案内面４４ｃの中心軸線Ｐと反対側の端部に到達する薄膜形成材料９に作用する遠心力によって、薄膜形成材料９が径方向外側に飛散する程度の長さに設定することが好ましい。薄膜形成材料９が径方向外側に飛散されるために必要な塗布案内面４４ｃの長さは、薄膜形成材料９の密度、粘度、塗布案内面４４ｃの材質や表面性、および被成膜体２８を回転する回転速度に依存するため、予め、塗布案内面４４ｃの端部で薄膜形成材料９に作用する力のつり合いをシミュレーションしたり、実験を行ったりすることにより、適宜値に設定することができる。
【００８８】
移動保持部４３は、上面２ａ上に裏面部１０ｄを向けて載置された被成膜体２８の側面部１０ｅに対して、進退可能に設けられ、中心軸線Ｐに向かって進出した際に、被成膜体２８を側方から係止して、光軸Ｏが中心軸線Ｐと整列する位置に、被成膜体２８を保持する部材である。
本実施形態では、移動保持部４３は、上面２ａ上に設けられたガイドレール部４３ｂによって中心軸線Ｐに向かって進退可能に保持されたスライド保持部４３Ａと、スライド保持部４３Ａの位置を固定するクランプ部４３Ｂとによって構成されている。
スライド保持部４３Ａの外形状は、固定保持部４４と同様の細長い略直方体状とされ、各固定保持部４４ともに、中心軸線Ｐを中心とする円周を３等分する位置に配置されている。
スライド保持部４３Ａの中心軸線Ｐ側の端部には、側面部１０ｅに密着可能な円筒面からなる係止面４３ａが設けられている。
係止面４３ａの上端側に隣接する上面である塗布案内面４５ｃは、上面２ａと平行で中心軸線Ｐを通る径方向に沿って外方に帯状に延ばされた略矩形状の平面からなる。
塗布案内面４５ｃの上面２ａからの高さおよび径方向に沿う長さは、塗布案内面４４ｃと同様に設定されている。
クランプ部４３Ｂの構成としては、例えば、スライド保持部４３Ａの周方向の側面に対して進退する固定ねじによって、スライド保持部４３Ａの側面を押圧して固定する構成を採用することができる。
【００８９】
薄膜成膜装置４０によって、被成膜体２８の凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に薄膜形成材料９の薄膜を成膜するには、まず、樹脂成形を行って、被成膜体２８を成形する。
次に、駆動モータ５の駆動を停止した状態で、クランプ部４３Ｂを緩めてスライド保持部４３Ａを中心軸線Ｐから離間する位置に後退させる。そして、凸面部１０ａを上方に向けて被成膜体２８を上面２ａの中心部に載置する。
次に、スライド保持部４３Ａを中心軸線Ｐに向けて移動させて側面部１０ｅを押圧し、各固定保持部４４の係止面４４ａと、スライド保持部４３Ａの係止面４３ａとを、側面部１０ｅに密着させる。
次に、クランプ部４３Ｂによって、スライド保持部４３Ａの位置を固定するとともに、吸引部８による吸引を開始して、被成膜体２８を吸着し、上面２ａ上における被成膜体２８の位置を固定する。
このようにして、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、被成膜体２８のコバ平坦面１０ｂには、周方向の３箇所の位置に、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃが隣接して配置される。
このとき、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃの上面２ａからの高さは、コバ平坦面１０ｂと同一平面に整列しているか、または、目標塗布厚さｈより低い高さの範囲の微小な段差が形成された状態である。
【００９０】
このような塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃは、上記第１の実施形態の塗布案内面１０ｃ、あるいは上記第１の実施形態の第３変形例の塗布案内面２２ｃと同様に、薄膜形成材料９を被成膜面の外縁部から、より外方に案内する塗布案内面を構成している。
【００９１】
次に、特に図示しないが、上記第１の実施形態と同様にして、材料滴下部７から薄膜の形成に必要な一定量の薄膜形成材料９を滴下し、駆動モータ５を駆動して保持治具２の回転を開始させる。
これにより、上記第１の実施形態と同様にして、凸面部１０ａ上の薄膜形成材料９に遠心力が作用して、薄膜形成材料９が凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上で平面視円状に拡がって薄層化が進行して塗布膜９Ａが形成されていく。
さらに、回転を続けると、塗布膜９Ａは、コバ平坦面１０ｂの外縁部に到達し、一時的に上記第１の実施形態と同様の厚肉部９ｂを形成するが、薄膜形成材料９は、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃ上で径方向外側に移動し、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃの外周側の端部から外方に向けて飛散され、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂにおける塗布膜９Ａの膜厚が均一化される。
このようにして、塗布膜９Ａが光学薄膜１２を形成するのに必要な乾燥前の目標塗布厚さｈとなるまで、駆動モータ５の回転を続けた後、駆動モータ５を停止する。
【００９２】
次に、吸引部８による吸引を停止するとともに、クランプ部４３Ｂの固定解除を行ってスライド保持部４３Ａを径方向外側に退避させる。そして、被成膜体１０を保持治具４１から取り外し、予め８０℃に加熱しておいた図示略の乾燥炉に投入して、１０分間加熱し、塗布膜９Ａを硬化させる。
これにより、凸面部１０ａおよびコバ平坦面１０ｂ上に膜厚が１０３ｎｍ±３ｎｍの光学薄膜１２が形成される。
以上で、本実施形態の薄膜成膜方法が終了する。
塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃに塗布された余剰膜部９Ｂは、他の被成膜体の成膜を行うまでに清掃しておく。
【００９３】
本実施形態では、突起部１０Ｂのような光学素子に必要のない形状部分を有しないため、本実施形態の薄膜成膜方法が終了して、光学薄膜１２が形成されると、上記第１の実施形態の光学素子１１と同様の形状の光学素子が製造されることになる。したがって、突起部を切除する工程を省略することができる。
【００９４】
本実施形態によれば、塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃを、薄膜成膜装置４０に設けておき、被成膜体２８を固定保持部４４、移動保持部４３によって保持することによって、これらの塗布案内面４４ｃ、４４ｃ、４３ｃを被成膜面の外縁部に設けることができる。このため、被成膜体２８に突起部を設けることなく、回転する前に塗布案内面を設けることができる。これにより、上記第１の実施形態と同様に、被成膜面の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。
【００９５】
なお、上記の各実施形態および各変形例の説明では、被成膜体の被成膜面が凸面または平面の場合の例で説明したが、例えば凹面等、ウエットプロセスによって成膜可能な適宜の被成膜面の形状を採用することができる。
したがって、光学素子としては、上記に説明した凸平レンズの形状以外にも、両凸レンズ、両凹レンズ、凹平レンズ、メニスカスレンズ等の形状を採用することができる。
【００９６】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、薄膜の一例として、可視領域での透過率を改善する反射防止膜の場合の例で説明したが、これに限定されず、被成膜面の反射率、透過率、偏光特性等の光学特性を変更する適宜の薄膜を採用することができる。例えば、反射防止膜、反射膜、半透過膜、波長選択膜、偏光膜、光吸収膜等を挙げることができる。
また、他の薄膜の種類の例としては、被成膜面の機械的、物理的、電気的な特性を変更する薄膜であって、高精度な膜厚管理を行う必要がある薄膜を挙げることができる。このような薄膜の例としては、光学素子において、機能上、光を透過させたり反射させたりする光学面に用いられるハードコート膜、帯電防止膜、導電膜、撥水膜、撥膜油等を挙げることができる。
また、薄膜は、一層には限定されず、複数層設けてもよい。複数層設ける場合には、各層ごとに、硬化を行ってから、硬化された薄膜上に薄膜形成材料を塗り拡げた後に硬化させて薄膜を重ねる工程を繰り返せばよい。
【００９７】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、被成膜体がレンズまたは透明な平行平板からなる光学素子として用いることができる場合の例で説明したが、薄膜が反射膜である場合には、ミラーとして用いられる光学素子や、薄膜が波長選択膜や偏光膜の場合には、プリズムとして用いられる光学素子を製造できる被成膜体であってもよい。
【００９８】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、塗布案内面が、被成膜面の外縁部から径方向に延ばされた場合と、被成膜面の外縁部の全周に円環状に設けられた場合とで説明したが、塗布案内面の延在方向や形状は、余剰な薄膜形成材料が被成膜面の外縁部から、より外方に案内できれば、これら以外の延在方向や形状を採用できる。
例えば、渦巻き螺旋状や、周方向の幅が径方向内側から外側に向かって拡幅する台形状の形状としてもよい。
【００９９】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、被成膜体が光学素子に用いられる場合の例で説明したが、被成膜体は、光学素子に用いられる形状、材質には限定されない。
【０１００】
また、上記の第２の実施形態では、成膜後の被成膜体がそのまま光学素子として用いられる場合の例を説明したが、上記第１の実施形態および各変形例の成膜後の被成膜体においても、例えば突起部１０Ｂ等を切除しない被成膜体１０を、そのまま光学素子として用いてもよい。
その際、例えば、突起部１０Ｂ等を残した形状の光学素子では、突起部１０Ｂ等を光学素子の位置決めや回り止めを行う部品形状として利用することが可能である。
また、上記第８変形例の被成膜体２７の突起部２７Ｂを残した形状の光学素子では、突起部２７Ｂを光学素子の取り付けコバ平坦として用いることが可能である。
【０１０１】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、塗布案内面の端部に到達した薄膜形成材料を遠心力によって飛散させる場合の例で説明したが、塗布案内面に滞留した薄膜形成材料が被成膜面に逆流するおそれがない場合には、薄膜形成材料を塗布案内面から飛散させないようにしてもよい。
薄膜形成材料が逆流しない場合の例としては、例えば、塗布案内面の面積が充分広いため、余剰の薄膜形成材料が塗布案内面に成膜されても厚肉部を形成しない場合や、薄膜形成材料の乾燥が早いため、厚肉部が形成された状態で流動性が低下する場合等を挙げることができる。
【０１０２】
また、上記の第８変形例の説明では、突起部２７Ｂを切除して、光学素子３８を製造する場合の例で説明したが、突起部２７Ｂをコバ平坦面１０ｂの外周部に相当する位置で切断することにより、光学素子１１と同様な形状を有するコバ平坦付き凸平レンズを製造してもよい。
【０１０３】
また、上記の第７変形例の説明では、塗布案内面２５ｃが、光軸Ｏに関して回転対称面で構成される場合の例で説明したが、塗布案内面２５ｃは、回転対称面には限定されない。
例えば、塗布案内面２５ｃの周方向に沿う断面形状は、凸面部２４ａの近傍では凸面部２４ａに沿う球面状の凸面とされ、突起部２５Ｂの径方向外側の端部に向かって凸面部２４ａから離間するにつれて漸次曲率を変化させることで、周方向に沿う断面形状を凹面形状としてもよい。
この場合、塗布案内面２５ｃに、上方に開口し径方向外側に延びる溝部が形成されるため、薄膜形成材料９が周方向に飛散することなく円滑に径方向に案内される。
また、塗布案内面２５ｃの溝状部分に薄膜形成材料９を貯留することができるため、遠心力によって薄膜形成材料９を飛散させない場合でも、余剰な薄膜形成材料９を塗布案内面２５ｃ上に止めておき、かつ、被成膜面側に逆流しないようにすることができる。
【０１０４】
また、上記の各実施形態および各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１、４０ 薄膜成膜装置
２、４１ 保持治具
２ａ 上面
２ｃ 保持穴部
５ 駆動モータ
７ 材料滴下部
９ 薄膜形成材料
９Ａ 塗布膜
９Ｂ 余剰膜部
９Ｃ 飛散体
９ａ 塗布膜先端
９ｂ 厚肉部
１０、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８ 被成膜体
１０Ａ、２３Ａ、２４Ａ、２７Ａ 被成膜体本体
１０Ｂ、２０Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂ、２６Ｂ、２７Ｂ 突起部
１０Ｆ コバ平坦部
１０Ｌ レンズ部
１０ａ、２４ａ 凸面部（被成膜面）
１０ｂ コバ平坦面（被成膜面）
１０ｃ、２０ｃ、２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、２５ｃ、２６ｃ、４４ｃ、４５ｃ 塗布案内面
１０ｅ、２７ｅ 側面部
１１、３３、３４、３６、３８ 光学素子
１２ 光学薄膜（薄膜）
２２ｅ 段差
２３ａ 平面部（被成膜面）
２３ｂ 有効塗布領域
２４ａ 凸面部（被成膜面）
２４ｂ レンズ有効領域
Ｏ 光軸
Ｐ 中心軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給し、前記被成膜体を回転することにより前記被成膜面上で前記薄膜形成材料を塗り拡げて成膜する薄膜成膜方法であって、
前記被成膜体を回転する前に、
前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁部から、より外方に案内する塗布案内面を設けておく
ことを特徴とする薄膜成膜方法。
【請求項２】
前記被成膜体は、樹脂成形によって、前記被成膜面を含む被成膜体本体と、該被成膜体本体の外周部から、より外方に突出する突起部とを有する形状に形成し、
前記塗布案内面は、前記突起部上で前記被成膜面に隣接する位置に設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜成膜方法。
【請求項３】
成膜後に、前記被成膜体本体から前記突起部を切除する
ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜成膜方法。
【請求項４】
前記突起部は、前記樹脂成形のゲート部を含む
ことを特徴とする請求項２または３記載の薄膜成膜方法。
【請求項５】
前記塗布案内面は、平面または湾曲面からなり、
前記薄膜形成材料の目標塗布厚さをｈとするとき、前記塗布案内面および前記被成膜面の境界における前記被成膜面に対する前記塗布案内面の高さが０以上ｈ以下である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜成膜方法。
【請求項６】
前記被成膜面の外縁部に到達する前記薄膜形成材料を、前記被成膜体の回転時の遠心力によって前記塗布案内面を通して飛散させる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜成膜方法。
【請求項７】
請求項１に記載の薄膜成膜方法を用いて、前記被成膜体上に薄膜を成膜することにより光学素子を製造する光学素子の製造方法。
【請求項１】
被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給し、前記被成膜体を回転することにより前記被成膜面上で前記薄膜形成材料を塗り拡げて成膜する薄膜成膜方法であって、
前記被成膜体を回転する前に、
前記薄膜形成材料を前記被成膜面の外縁部から、より外方に案内する塗布案内面を設けておく
ことを特徴とする薄膜成膜方法。
【請求項２】
前記被成膜体は、樹脂成形によって、前記被成膜面を含む被成膜体本体と、該被成膜体本体の外周部から、より外方に突出する突起部とを有する形状に形成し、
前記塗布案内面は、前記突起部上で前記被成膜面に隣接する位置に設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜成膜方法。
【請求項３】
成膜後に、前記被成膜体本体から前記突起部を切除する
ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜成膜方法。
【請求項４】
前記突起部は、前記樹脂成形のゲート部を含む
ことを特徴とする請求項２または３記載の薄膜成膜方法。
【請求項５】
前記塗布案内面は、平面または湾曲面からなり、
前記薄膜形成材料の目標塗布厚さをｈとするとき、前記塗布案内面および前記被成膜面の境界における前記被成膜面に対する前記塗布案内面の高さが０以上ｈ以下である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜成膜方法。
【請求項６】
前記被成膜面の外縁部に到達する前記薄膜形成材料を、前記被成膜体の回転時の遠心力によって前記塗布案内面を通して飛散させる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜成膜方法。
【請求項７】
請求項１に記載の薄膜成膜方法を用いて、前記被成膜体上に薄膜を成膜することにより光学素子を製造する光学素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−７１９（Ｐ２０１３−７１９Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７３４１（Ｐ２０１１−１３７３４１）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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