JPS5966343A - 光学的被膜の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学的板＋１Ｑの製造方法１こ閃し、さら１こ
詳しくは炭素質扱役、即ち純粋状居（またはほんの低濃
度の不純物（炭素−水素イし学府１合状態に於ける水素
の如く）を含む炭素の被）トすとともｌこ材料表面（こ
光学的な被膜をツバ１工する光学的被膜の；１シ造方法
に関する。

各種形態の炭素を被覆するための方法として。

数種の既知の真□空蒸漬願法があるか、これらめ方　□
法はそりそれ独自に不都、合を有して、その：ため、ａ
：。

ＲＤ、Ｏドイツ特許明細書Ｄ　ＯＳ２７３６５１４．　
（同種英国出願１’、５　ｓ　２”：２３１号〕に記載
する如意　□受諾不可能な性質の合成製品を生成するこ
ととなる。炭素質被覆の生成のためにＮＲＤＯは高周波
電源の使用、即ち、５．、Ｑ　Ｑ　Ｅ　Ｈｚ以上の高周
波を蒸着表面上番こバイアス電圧として確、、立するた
めに該表面と容量的に結合して、前記表面附近のイオン
化したガスから陽イオンを吸引することを提案しており
、前記蒸着被膜は主として炭素より成るもの、すなわち
炭素質であることかＮＲＤＯにより知られている。

ところで、〜Ｒ’ＤＯにより提案された周波数（即ち５
ＱＱＫ、Ｈｚ　以上）に於てはブタンの如き炭化水素ガ
スのイオン化により多数のパラメータの腹素数変数であ
る電気インビーダメ宴有するプラズマを生成し、且つ竺
パラメータは前記溶着工程中に変化しその結果、前記プ
ラズマインビーダ、ンスの変化となり制御ができなくな
り溶着工程の繰返し施工が不能となることが分っており
１．この、１男１１は各工程毎１こ炭素質被覆の厚さか
変ること自、、、体、、によって芒明、さ９た。ま１に
、−節１」能なインピーダンス整合装置を介して俗着室
、と結合する電源□を用いることと、前記溶着工：程お
よｄ電力レベルの監視と、再生可能な一定した溶着条件
を達成するための前記インピ、−ダン％町、？、、、装
置用、調整設備を設けることが考えられたが、か＼る配
置は腹雑且つ高価となるのである０、：。

さらに、□各工：幅中に於て・、前記プラズマインピー
ダンスを左右するパラメー□りはミ衷空室内の圧力とそ
の変化と、炭化水源ガスおよび表面を被覆Ｔべき材料の
性質と、該真空室内の篭（包の配列と間隔、および奄龜
間Ｍｒ　Ｆ３：、の大きさを含むものであることが発、
見され薔おう、筐仁すべきことには、か＼るバラメー身
の所定セットに対して前記フラズマイン、ピーダンス（
す（ハ）が５００ＫＨ２未満で決定可能な周波数で施行
されるときには実質的に一定であるが、この決定可能な
周波数を超えるときにはプラズマインピーダンスは溶着
工程中にＥｌｈｉな変化をすることが立証されている。

・　　。

しかして、前記炭素被覆がこ＼に述べる・炭素質型式と
するためには、被覆すべき表面を、前記プラズマを生成
する炭化水素ガス中にある炭素−水素化学結合の全部ま
たは少くとも大部分を中断すなわち解離するに充分な比
較的高エネルギーのツ イオンにより割戻することが必要であり、これは炭素−
水素化学結合を実質的に多量に倉み仝然異質の光学的特
性を有する被覆を生成する既知のはるか１こ低い電ｍ、
電匝（約５００Ｖ以壬）を用いて生成するプラズマとは
１４ｆｌｌのプラズマを比較・的高電源電ロニ（約ＬＫ
、Ｖ以」二）を用いて生成することにより達成されるが
、該生成被覆はこ＼に定義する「炭素質被覆」ではない
。

従って、本発明は、炭化水素ガスか□らプラズマ形式で
得られる炭素の真空溶着により炭素質被覆を表面に施工
する光学的被膜の製造方法を提供するもので、この場合
の前記表面は５００に’Ｈ２未満の周波数で動作する交
流電源に接続し、この周波数ではＡｉｌ記１プラズマの
電気インピーダンスは溶着工程時には実質的に変化しな
い、の、である。

さらに本発明は、高価な、設、備を、・使用せずに発生
し得る比較的低レベル、即ち５．．００ｇ！、Ｈ２，未
満の周波数を利用し、洛つ、前記プラズマ、インピーダ
ンスは溶着工程中を通じて実質的に一定であるので該溶
着工程は比較的安全で再生・可能であり、且つ動的監視
を要せずに施行できると、共に、前記交流電源と真・空
室との間のイ、・ン、ビーダンス整合用、回路網、の必
要がないことは了解できよう。

なお、本発明による方法は６：１．、、Ｘ　１０−　”
の領域内の圧力で遂行するのが好ま・七＜、電源から与
えられる平均口乗値平方根゛也田、は、、２．、、Ｊ　
、Ｖの領域（こ含まれるものであり、この圧力と電圧と
で、は炭化水素ガスの本質は臨界、とはな１・らず、ま
た、、ブタンは容易に市販のものが入手出来るので好ま
しい炭化水素ガス−であるが、はかｌこ型抜たは軽分子
ｈ−ｌの炭化水素ガス類・か使用できる。　　　　　　
１さらに好まし、＜（、ま削記しに圧力と電圧とを用い
、且つ添付図面に図解する電気、的装置を利用すｉｌは
Ｊ　Ｉ％ｊは一定のＩＭ波数即ち３　［］　ＯＫ　ｎ　
Ｚとなる。

こ＼（こ発見し１こ目ｉ］記パラメータを用いて良好な
光学的品質のダイヤモンド状炭素賃被覆を力゛ラス′１
：ｒ：はゲルマニウムの如き基板材料−１ユに溶着し得
る。

図面は本発明の方法により材料表面１こ炭素質破べｔを
１１；行する’ｊ＝　ｉ’イの説明図である。

Ｉ・ン１面に於て、基板（１［］　）　ｉ；Ｌぞの材料
表面を被覆されるもので、接地１した真空￥（ｌｌ）内
に吊るず板接地コ形アーム（１乙）から絶総体（１２）
により絶経し１こ金属電極（１１）ｌこより支持され、
該ｎ１（ｉｊ（１１）は８００ピコフアラツド阻止コン
デン→Ｊ゛−を介して３００ＫＨｚ’ａｉ旅の１端子（
こ接続し、また該電極（こ循還冷却水を庫ふために使用
する２本の金属管（１２Δ）を連結すると共に前記宙、
諒（１５）の他の端子は接地してあり、さらに、ｎ１１
ｇ己Ｊ形アーム（１ろ）により支持し且つこれに接続す
る薄い金属シールド（８）をＩｉ」記′電極（１１）の
１＾ｊ　ＩＪＢに配設して前記真空室（１４）内に吊る
すプレート（２４）と共に前記真空室（１４）内の常時
放ｍを閉じ込める段目をし、まりｉｉ］　Ｍｒ２　’ｉ
’ｔｆ　源（１５）　ハ、定’１ＪｉＩｆ発Ｎ　Ｂ’Ｊ
　トｅ　ＦＹ器とより成り電［（；変動性か？Ｕられ、
１１つ動作１Ｍ波数は固定またはｉｌ変とすることがで
き、さらに削配水輸送用金槙管（１２Ａ　、）はＪ形ア
ーム（１６）と１狂＆（１１）内の人気ＥＥを受けるも
ので゛ある。

さらに、Ｍｉｌ泥真空室（１４）ｆこは、真空ポンプと
矢印（１７）で示す如く接続し、ｆ１一つ通気弁（１８
）ｉこ接続する吐出ボート（１６）と、熱電対真空計（
１９）、およびニードル弁（２ｏ）でこれを介して選別
ガスを矢印（７１、）　、　（２１Ａ）の如く供給する
ニードル弁との肯接続部が前記真空室（１４）Ｉこ取付
けられている。

次（こ、本装置首の動作１こつぃて述べると、ｎｉＪ記
真空室（１４）は約２Ｘ１０−’）ルまで排気しアルゴ
ンを１１１記ニードル弁（２０）を介して供給？涼（２
１）から入れ、自ｉＪま己ルｒｌ＋：ミ（１５９を励磁
して電ｋ（１１）と接地した食刻キＹンチャープレート
（２４）との間で放電（〜、これら７「嶺（１１）とキ
ャッチャ−プレー１−　（２４）とは約９　ｃｍｍ　Ｉ
ＱＭしてアルゴンイオンプラズマを形成し、この放電は
約１．９　Ｋ　Ｖの”市諒により５．０Ｘ１０　　トル
の圧力で１５分間継続して行われて前記基板（１０）の
我面を見金に清浄にし、且つ基板を所要温度に月１１熱
し、次１こアルゴンを弁により排出して代わりに供給源
（２１Ａ）から炭化水素ガス（例えはブタン）を入れ放
電１を止めずに５．０Ｘ１０　　）ルの１」二カで所貿
時間継続し、この状態に於て実ａ的に純粋な炭素の＋＋
ｉに硬い被膜が（２３）で示すごとく被覆ずへき表面上
（こ構成されるのである。

なお、前記基板（１０）は導体、不導体または半導体で
もよく、ま１こコンデンサ（２６〕は、望むならば短絡
してもよいが、前記基板（１０〕か導体である場合には
、該コンデンサ（２６）により具空室内のアーク発生を
制仰する簡単な方法が与えられる。

■　　串 今１つの他の例では、約ｉ、５　Ｋ　ｚの電レベルで０
．５〜ｉ、５ＫＷの範囲内で動作する電源から…Ｊ記基
板支持屯電極１１）ｉこ２００〜６００Ｖの血流バイア
ス′ｉｆ、土を用いて３９　Ｑ　Ｋ　Ｈｚ　　でプラズ
マを発生した。屯Ｍ（１１）の初期湿度は６０°Ｃであ
り、且つ溶着時の動作ｌ都度は０．１から１．０トルの
範囲内であった。なお、これらパラメータ範囲内でゲル
マニウムの如き基板上に良質の耐久性炭℃ 素質被覆を急速１こ生成でき刀か、同様番こ良質な被覆
か圧力レベルを、増力ｔ＋　（１０−０トルまで）して
得られ、また１、ＯＸ　１０　　から０．１トルまでの
範囲内の圧力レベルでも得られたものと信じている。

既知のＮＲＤＯ工稈（こ対する関係に於て６９０ＫＨｚ
で動作する被覆生成時間は係数２により減少し被覆面積
は係数２により増力口する一方、被覆１ｖさの均等性は
向上しまた８〜１２ミクロン帯域に於ける電磁放射のｍ
」訃り破Ｕによるｌ吸収は２０％たけ減少したのであっ
て、本発明（こ従って利用した周波数は＋ｊｉＪ記プラ
ズマインピーダンスか変化する１Ｍ波数より低いもので
あつ゛Ｃ１結果的（こはずへての整合または動的側？ａ
１）装置内を介装することなく電、諒を前記７８着室（
こ１血接に接続したのである。

以北から明白な如く、本発明方法ｌこよる光学的被膜は
基板の表面反射率を減少することを主た、なお、前記被
膜は単二被膜または一層フイルムのうちの１層を形成し
てもよく、さらに、例え４ず眼用のレンズに菊ける被制
御濃度吸収フブルタとして使用してもよく、また前記光
学的破膜のその他の用途は比較的軟い光学的材料に磨耗
抵抗を与えることであり、この場合番こは被膜は反射防
止特性を有しても有しな（ともよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の製造方法により材料表面に炭素質波器を
施工する装置の実施をを示す。 （１０）・・・基板 （１５）・・・交流電源 （２６）・・・被膜 、　　　図面の浄書（内容に変更なし）手続補正書（方
式）・ □　昭和５８年３月２３日 特許庁長官殿 １　事件の表示 昭和５７年特許願第１　”７８２　ｉ　１号２　発明の
名称 光学的被膜の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 ４６代理人 住　所　〒５９０　　大阪府堺市住吉橋町１丁９番９号
米沢ヒ゛ル氏　名　（６７００）　　弁理士　　津　１
）　！　、久　（・″　。 １、、）、、、、

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　プラズマ形式で炭化水素ガスから炭素を引き
   出し、これを真空溶着することにより基板の表面上Ｉこ
   炭素質被覆を施す光学的被膜の製造方法であって、前記
   表面はｂ　ＯＱ　Ｋ　Ｈｚ未満の１Ｍ波数で動作する交
   流電源と結合し、該同波数では前記プラズマの電気イン
   ピーダンスは１ｉｉｌぎ己溶着工程中１こは実質的に変
   化し２ないことを特徴とする光学的被膜の製造方法。
2. （２）　　特ｄ１−精求の範囲第１項記載の光学的被膜
   の製造方法であって、Ｍｌ記溶着工程時の出力およびｉ
   １１記交流電諒より印加される島田では、前記プラズマ
   が得られる炭化水素ガスの本質は臨界とならないことを
   特徴とするもの。
3. （３）　　特許請求の範囲第２項記載の光学的被膜の製
   造方法であって、前記叱方は１×１０　乃至ｉ　ｏ、ｏ
   　トルの範囲内にあることを特徴とするもの。
4. （４）　　特許Ｒ？２求の範囲第２まｆコは第３拍記載
   の光学的被膜の製造方法であって、ｔｉｉｌ　Ｋｉ：　
   ’ｄＬ　ＥＴＥか約２ＫＶであることを特徴とするもの
   。
5. （５）　　特許請求の範囲第１項乃至第４拍のうり、何
   れか１項記４（＼７の光学的被膜の製造方法で・あって
   、Ｄｉ、ｌ　＃ｔ−，渭着王程ｌこ先立ってｉｉ＋記４
   Ｈｉ−板を不活性ガスから石１ら、！Ｌるイオンプラズ
   マによりｌＩ＃　Ｔ争ｔｃすることを特徴とするもの。 （θ　特Ｊ１禎求の帖ｆｆｆ］第１項乃十第５項のうち
   、何才１か１項記斬の光学的被膜の製造方法であって、
   前記基板は司期には周囲７１°４．１度より？；ｒいＰ
   Ｊｉ定１品度であることを特徴々するもの。