JPH06191863A - 光学素子成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイヤモンドライクカーボン膜と基材の密着
力を高め、耐久性の高い光学素子成形型を得ることを目
的とする。 【構成】 炭化硅素（ＳｉＣ）を型基材３とし、表面に
ダイヤモンドライクカーボン膜からなる表面層１を有し
てなる光学素子成形型において、この型基材３とこの表
面層１との間に、硅素（Ｓｉ）を主成分とする中間層２
を有する光学素子成形型である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光学ガラスを加
熱プレスし、光学素子を成形する成形型に適用して好適
な光学素子成形型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学ガラスを加熱プレスし、光学
素子を成形する成形型においては、ガラスの離型性、耐
熱性、および硬度などが型の材質を選定する上で重要な
要因となる。特にランタン系のガラスにおいては、ガラ
スと型表面との融着が発生しやすく、離型性が重要であ
る。

【０００３】そのために一般には、型表面にこの目的に
あう機能膜を形成するが、その１つであるダイヤモンド
ライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」という）膜について
は、型基材として用いた炭化硅素（ＳｉＣ）に対してプ
ラズマＣＶＤ法やイオンプレーティング法により成膜す
る試みがなされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光学素子成形型では、その１つＤＬＣ膜につい
ては、型基材として用いたＳｉＣに対して密着力が弱
く、型の耐久性が低いという問題があった。

【０００５】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、ＤＬＣ膜と基材の密着力を高め、耐久性の
高い光学素子成形型を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子成形型
は、例えば図１に示すように、炭化硅素（ＳｉＣ）を型
基材３とし、表面にダイヤモンドライクカーボン膜から
なる表面層１を有してなる光学素子成形型において、こ
の型基材３とこの表面層１との間に、硅素（Ｓｉ）を主
成分とする中間層２を有するものである。

【０００７】また、本発明の光学素子成形型は、中間層
２の硅素（Ｓｉ）が、型基材３の炭化硅素（ＳｉＣ）に
拡散している上述構成の光学素子成形型である。

【０００８】また、本発明の光学素子成形型は、例えば
図１に示すように、中間層２が、スパッタ法で形成され
た膜である上述構成の光学素子成形型である。

【０００９】

【作用】本発明の光学素子成形型によれば、炭化硅素
（ＳｉＣ）を型基材３とし、表面にダイヤモンドライク
カーボン膜からなる表面層１を有してなる光学素子成形
型において、この型基材３とこの表面層１との間に、中
間拡散層としてのＳｉを形成することにより、離型性、
表面硬度、および密着力に優れ、長期の使用に耐え得る
ものとすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明光学素子成形型の一実施例につ
いて図１を参照しながら説明しよう。

【００１１】図１は、本例において製作した光学素子成
形型を模式的に示したものであり、１は高温のガラスと
接する表面層となるべきＤＬＣ層である。また、２は中
間層をなすＳｉ層であり、３は型基材となるＳｉＣ基材
である。

【００１２】つぎに、本例の光学素子成形型の製作方法
について説明する。

【００１３】型基材であるＳｉＣ焼結体の成形面には、
ＣＶＤ法により配向性を有するβ−ＳｉＣ層が形成され
ている。これを径１２ｍｍ、Ｒ８に鏡面加工する。ここ
でＳｉＣ焼結体は多孔質の構造であり、β−ＳｉＣ層は
緻密な膜を形成するものである。

【００１４】つぎに、スパッタ法により、Ｓｉ層２を成
膜する。スパッタガスとしてＡｒを用い、ＲＦ電力を３
００Ｗ、更に基盤側にＤＣ−３００Ｖを印加した。この
時、Ｓｉ層２の膜厚は、約１００ｎｍであった。

【００１５】この上に、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法により
ＤＬＣ膜１を成膜する。ここで原料ガスとしてはエチレ
ンガスを用いた。このようにして製作した光学素子成形
型は図１に示した通りであり、高温のガラスと接する表
面層がＤＬＣ層１であり、この膜厚は約２００ｎｍであ
る。中間層がＳｉ層２であり、型基材はＳｉＣ基材３で
ある。ここで、Ｓｉ層２からなる中間層は、ＳｉＣ基材
３との間に拡散層を持っている。

【００１６】つぎに、本例の光学素子成形型を用いたガ
ラスプレス実験について説明する。

【００１７】本例の光学素子成形型を用いて、ランタン
系の光学ガラスを成形したところ、１０００ショット以
上経過しても、充分な離型性を有し、成形面の劣化は認
められなかった。

【００１８】また、本例の光学素子成形型の比較例とし
て、ＳｉＣ基材上に直接ＤＬＣ層を成膜した型を用い
て、ランタン系の光学ガラスを成形したところ、１０シ
ョット以下で成形面の劣化が認められた。

【００１９】上述のように、型基材をＳｉＣとし、機能
膜としてのＤＬＣ層を直接成膜する成形型においては、
密着力の不足により、成形時の膜剥離や成形面のあれが
生じやすい。ここで、ＤＬＣ層は、プラズマＣＶＤ法に
より成膜しているが、ＣＶＤ法は層内の結合力を高める
には有効だが、層間では組成変化が急激なため、密着力
をかせぎにくい。ところが、Ｓｉウェハーでは、ＤＬＣ
との間に強い密着力が得られることを見いだした。そこ
で、Ｓｉを中間層として、ＳｉＣ基材に成膜したのであ
る。

【００２０】ここで、Ｓｉの成膜には、スパッタ法を用
い、ＳｉのＳｉＣに対する拡散層を形成し、充分な密着
力を得ることができた。この手法により、成形面をＤＬ
Ｃ膜とした成形型の耐久性を高めることができた。

【００２１】以上のことから、本例によればＳｉＣを型
基材とし、ＤＬＣを表面層とする光学素子成形型におい
て、中間拡散層としてのＳｉを形成することにより、離
型性、表面硬度、および密着力に優れ、長期の使用に耐
え得るものとすることができる。また、本発明は、Ｓｉ
を型基材にスパッタにより拡散させているため、ＳｉＣ
以外の材料、例えば超硬合金などにも応用でき、その用
途としては、成形型の他に、切削刃のような加工具に対
しても有効である。

【００２２】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればＳ
ｉＣを型基材とし、ＤＬＣを表面層とする光学素子成形
型において、中間拡散層としてのＳｉを形成することに
より、離型性、表面硬度、および密着力に優れ、長期の
使用に耐え得るものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明光学素子成形型の一実施例を示す構成図
である。

【符号の説明】

１ ＤＬＣ層 ２ Ｓｉ層 ３ ＳｉＣ層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭化硅素（ＳｉＣ）を基材とし、表面に
   ダイヤモンドライクカーボン膜からなる表面層を有して
   なる光学素子成形型において、 上記基材と上記表面層との間に、硅素（Ｓｉ）を主成分
   とする中間層を有することを特徴とする光学素子成形
   型。
2. 【請求項２】 中間層の硅素（Ｓｉ）は、基材の炭化硅
   素（ＳｉＣ）に拡散していることを特徴とする請求項１
   記載の光学素子成形型。
3. 【請求項３】 中間層は、スパッタ法で形成された膜で
   あることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形型。