KR100211473B1 - Optical element molding die and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 유리와 융착하지 않고 높은 경도, 높은 표면 평활성 및 높은 내구성을 갖는 광학 소자 성형 다이를 제공하는 것이다. 이 목적을 달성하기 위해 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 그 화합물을 함유하는 박막이 이온 플레이팅법 또는 스퍼터링법에 의해 적어도 광학 소자 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는 방법에 의해 제조된다. 본 발명에 따른 성형 다이를 사용하여 유리 광학 소자를 성형하는 경우에는 유리와 다이 사이의 이형 특성이 매우 양호하다. 그 결과, 표면 조도, 표면 정밀도, 투과율, 및 형상 정밀도가 양호한 성형품을 얻을 수 있다. 또한, 상기 다이를 사용함으로써 압축 성형을 장시간 동안 반복 수행해도 막의 박리 또는 균열, 및 손상과 같은 결함이 발생하지 않아 내구성이 향상된다. 또한, 상기 성형 다이를 사용하여 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서는 막의 열화 및 성형 유리의 표면 조도의 열화를 일으키지 않는 광학 소자 성형 다이를 낮은 비용으로 제조할 수 있어서 생산성이 향상되고 비용이 절감된다.It is an object of the present invention to provide an optical element forming die having high hardness, high surface smoothness and high durability without fusion with glass. In order to achieve this object, the optical element forming die of the present invention is formed by a method in which a thin film containing lithium element or a compound thereof is formed as a release layer on at least the forming surface of the optical element forming die by ion plating or sputtering. Are manufactured. In the case of molding the glass optical element using the molding die according to the present invention, the release property between the glass and the die is very good. As a result, a molded article having good surface roughness, surface precision, transmittance, and shape accuracy can be obtained. Further, by using the die, even if the compression molding is repeatedly performed for a long time, defects such as peeling or cracking of the film, and damage do not occur, thereby improving durability. In addition, in the method of manufacturing an optical element molding die for producing a glass optical element using the molding die, an optical element molding die can be manufactured at low cost without causing deterioration of the film and surface roughness of the molded glass. It is improved and the cost is reduced.

Description

광학 소자 성형 다이 및 그의 제조 방법{Optical Element Molding Die and Method of Manufacturing the Same}Optical element molding die and method of manufacturing the same

본 발명은 압축 성형에 의해 유리 원료로부터 렌즈 또는 프리즘과 같은 광학 소자의 제조에 사용되는 광학 소자 성형 다이 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical element forming die and a method for manufacturing the same, which are used in the production of an optical element such as a lens or prism from a glass raw material by compression molding.

렌즈와 같은 광학 소자를 임의의 광택 단계를 필요로 하지 않고 압축 성형에 의해 제조하는 기술은 통상의 제조에 필요한 복잡한 공정의 필요성을 제거하여 광학 소자를 단순하고 저비용으로 제조할 수 있게 된다. 특히 최근에 이 기술은 프리즘 및 다른 특수 유리 광학 소자 및 렌즈의 제조에 사용되기 시작하고 있다.Techniques for producing optical elements, such as lenses, by compression molding without the need for any glossiness step, can eliminate the need for complicated processes required for conventional manufacturing, making the optical elements simple and low cost. In particular, the technique has recently begun to be used in the manufacture of prisms and other specialty glass optical elements and lenses.

광학 소자의 상기 압축 성형에 사용되는 다이의 재료는 높은 경도, 높은 내열성, 양호한 이형성 및 높은 거울면 가공성을 가질 것이 요구된다. 일반적으로 금속 및 세라믹이 상기 다이 재료로서 선택되고 상이한 방법, 예를 들면 성형 표면이 상기 임의의 재료로 코팅되는 방법이 제시되어 왔다.The material of the die used for the compression molding of the optical element is required to have high hardness, high heat resistance, good release property and high mirror surface workability. In general, methods have been proposed in which metals and ceramics are selected as the die material and different methods, for example molding surfaces are coated with any of the above materials.

예를 들면 일본 특허 공개 제49-51112호, 동 제52-45613호 및 동 제60-246230호에는 각각 13Cr 마르텐사이트강, SiC 및 Si3N4, 및 초경합금을 귀금속으로 코팅한 재료가 각각 제시되어 있다. 일본 특허 공개 제61-183134호, 동 제61-281030호 및 동 제1-301864호에는 다이아몬드 박막 또는 다이아몬드상 탄소막이 제시되어 있다. 일본 특허 공개 제64-83529호에는 경탄소막으로 코팅된 재료가 제시되어 있다. 또한, 일본 특허 공고 제2-31012호에는 5 내지 500 nm 두께의 탄소막이 렌즈 또는 성형 다이 상에 형성되는 방법이 제시되어 있다.For example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 49-51112, 52-45613, and 60-246230 show materials of 13Cr martensitic steel, SiC and Si 3 N 4 , and cemented carbide coated with precious metal, respectively. It is. Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-183134, 61-281030, and 1-301864 show a diamond thin film or a diamond-like carbon film. Japanese Patent Laid-Open No. 64-83529 discloses a material coated with a light carbon film. Further, Japanese Patent Publication No. 2-31012 discloses a method in which a carbon film of 5 to 500 nm thickness is formed on a lens or a molding die.

불운하게도, 상기 13Cr 마르텐사이트강은 쉽게 산화되고 강의 Fe가 유리에 확산되어 고온에서 착색 유리를 형성한다는 결점이 있다. 일반적으로 SiC 및 Si3N4는 쉽게 산화되지 않는 것으로 간주된다. 그러나, 이들 재료는 고온에서 산화되어 표면에 SiO2를 형성하여 유리의 융착을 야기한다. 귀금속으로 코팅된 재료는 쉽게 융착되지 않는다. 그러나, 코팅층은 매우 연질이기 때문에 재료는 손상 및 변형을 받기 쉽다.Unfortunately, the 13Cr martensite steel is easily oxidized and the Fe of the steel diffuses into the glass to form colored glass at high temperatures. In general, SiC and Si 3 N 4 are considered not readily oxidized. However, these materials are oxidized at high temperatures to form SiO 2 on the surface, causing fusion of the glass. Materials coated with precious metals are not easily fused. However, because the coating layer is very soft, the material is susceptible to damage and deformation.

또한, 일반적으로 다이아몬드상 탄소막, a-C:H 막 또는 경탄소막을 사용하는 성형 다이는 다이와 유리 사이의 이형성을 개선시키고 유리와 융착하지 않는다고 생각되고 있다. 그러나, 약한 유리 재료가 사용되는 경우 유리는 다이에서 이형될 때 쉽게 균열된다. 따라서, 추가로 이형성을 개선시킬 것이 요구된다. 다이아몬드 박막은 경도가 높고 내열성이 우수하다. 그러나, 이 다이아몬드상 탄소막은 상기 다이아몬드상 탄소막, a-C:H막 및 경탄소막, 즉 소위 무정형 탄소막보다 다이와 유리 사이의 이형성이 불량하다. 따라서, 이 막도 역시 이형성의 개선이 요구된다.It is also generally believed that molding dies using diamond-like carbon films, a-C: H films, or light carbon films improve releasability between the die and the glass and do not fuse with the glass. However, when weak glass materials are used, the glass easily cracks when it is released from the die. Therefore, there is a need to further improve releasability. Diamond thin film has high hardness and excellent heat resistance. However, this diamond-like carbon film is poor in releasability between die and glass than the diamond-like carbon film, a-C: H film, and light carbon film, that is, an amorphous carbon film. Therefore, this film also needs improvement of releasability.

또한, 일본 특허 공고 제2-31012호에 기술된 실시태양에서 탄소막은 진공 증착에 의해 형성된다. 그러나, 이 탄소막은 일반적으로 기판에 대한 밀착력이 약하고 형성 과정 동안에 박리된다. 즉, 이 막은 내구성의 문제를 갖는다.Further, in the embodiment described in Japanese Patent Publication No. 2-31012, the carbon film is formed by vacuum deposition. However, this carbon film is generally weak in adhesion to the substrate and peels off during the formation process. That is, this film has a problem of durability.

본 발명은 상기 문제점을 고려한 것으로서 유리와 융착하지 않고 높은 경도, 높은 표면 평활성 및 높은 다이 내구성을 갖는 광학 소자 성형 다이 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical element forming die and a manufacturing method thereof having high hardness, high surface smoothness and high die durability without being fused with glass.

도 1a 및 1b는 본 발명의 광학 소자 성형 다이를 보여주는 개략적 단면도.1A and 1B are schematic cross-sectional views showing an optical element forming die of the present invention.

도 2는 제1 실시태양에 따라 이온 플레이팅법을 사용하는 이형층 형성 장치를 보여주는 개략도.2 is a schematic view showing a release layer forming apparatus using the ion plating method according to the first embodiment.

도 3은 제1 실시태양에 따라 스퍼터링을 사용하는 이형층 형성 장치를 보여주는 개략도.3 is a schematic view showing a release layer forming apparatus using sputtering according to the first embodiment.

도 4는 본 발명에 따른 광학 소자 성형 다이를 사용하는 렌즈 성형 장치를 보여주는 개략도.4 is a schematic view showing a lens forming apparatus using the optical element forming die according to the present invention.

도 5는 제1 실시태양의 실시예 2 내지 5 및 비교 실시예 1 내지 4의 결과를 보여주는 표.5 is a table showing the results of Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 of the first embodiment.

도 6은 제1 실시태양의 실시예 6 내지 10 및 비교 실시예 5 및 6의 결과를 보여주는 표.6 is a table showing the results of Examples 6 to 10 and Comparative Examples 5 and 6 of the first embodiment.

도 7은 제1 실시태양의 실시예 11 내지 16 및 비교 실시예 7 및 8의 결과를 보여주는 표.7 is a table showing the results of Examples 11 to 16 and Comparative Examples 7 and 8 of the first embodiment.

도 8은 제1 실시태양의 실시예 19 내지 21의 결과를 보여주는 표.8 is a table showing the results of Examples 19 to 21 of the first embodiment.

도 9는 제1 실시태양의 실시예 22 내지 24의 결과를 보여주는 표.9 is a table showing the results of Examples 22 to 24 of the first embodiment.

도 10은 제2 실시태양에 따른 스퍼터링을 사용하는 이형층 형성 장치를 보여주는 개략도.10 is a schematic view showing a release layer forming apparatus using sputtering according to the second embodiment.

도 11은 제2 실시태양의 실시예 2 내지 5 및 비교 실시예 1 내지 4의 결과를 보여주는 표.11 is a table showing the results of Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 of the second embodiment.

도 12은 제2 실시태양의 실시예 6 내지 11 및 비교 실시예 5 및 6의 결과를 보여주는 표.12 is a table showing the results of Examples 6 to 11 and Comparative Examples 5 and 6 of the second embodiment.

도 13은 제2 실시태양의 실시예 12 내지 15 및 비교 실시예 7 및 8의 결과를 보여주는 표.13 is a table showing the results of Examples 12-15 and Comparative Examples 7 and 8 of the second embodiment.

도 14는 제2 실시태양의 실시예 16 내지 20 및 비교 실시예 9 및 10의 결과를 보여주는 표.14 is a table showing the results of Examples 16 to 20 and Comparative Examples 9 and 10 of the second embodiment.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1: 다이 기재 금속1: die base metal

2: 박막2: thin film

3: 층 계면3: layer interface

21: 진공 탱크21: vacuum tank

22: 기체 배기부22: gas exhaust

23: 기체 공급부23: gas supply unit

24: 기체 유속 조절 장치24: gas flow control device

25: RF 전원25: RF power

26: 정합기26: matcher

27: RF 안테나27: RF antenna

28: 기판 홀더28: substrate holder

29: 기판29: substrate

31: 진공 탱크31: vacuum tank

32: 기체 배기부32: gas exhaust

33: 기판 홀더33: substrate holder

34: 기판34: substrate

35: 기체 공급부35: gas supply unit

36: 표적 재료36: target material

37: RF 전원37: RF power

38: 정합기38: matcher

41: 진공 탱크41: vacuum tank

42: 상부 금형42: upper mold

43: 하부 금형43: lower mold

44: 상부 금형 압축기44: upper mold compressor

45: 맨드릴45: mandrel

46: 금형 홀더46: mold holder

47: 가열기47: burner

48: 푸싱 바아48: Pushing Bar

49: 에어 실린더49: air cylinder

121: 진공 탱크121: vacuum tank

122: 기체 배기부122: gas exhaust

123: 기판 홀더123: substrate holder

124: 기판124: substrate

125: 기체 공급부125: gas supply unit

126: 표적126: target

127: 알칼리 표적127: alkali target

128: RF 전원128: RF power

129: 정합기129: matcher

123: 기판 회전 기구123: substrate rotating mechanism

210: DC 전원210: DC power

211: 전자원211: electron source

212: 전자원용 전원212: power source for electron source

213: 증발원213: evaporation source

310: 기판 홀더 회전기310: substrate holder rotator

410: 오일 회전 펌프410: oil rotary pump

411, 412 및 413: 밸브411, 412, and 413: valve

414: 불활성 기체 유입 밸브414: inert gas inlet valve

415: 밸브415: valve

416: 누출 밸브416: leak valve

417: 밸브417: valve

418: 온도 센서418: temperature sensor

상기 문제를 해결하고 상기 목적을 달성하고자 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 제1 특징으로서 다음과 같은 특징을 갖는다.In order to solve the above problems and achieve the above object, the optical element forming die of the present invention has the following features as a first feature.

즉, 본 발명의 상기 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TaN의 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이이다.That is, the optical element forming die of the present invention is an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, in which a thin film of TaN containing a lithium element or a lithium compound is formed as a release layer on at least the molding surface. .

제2 특징으로서, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 다음과 같은 특징을 갖는다.As a second feature, the optical element forming die of the present invention has the following features.

즉, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TiN의 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이이다.That is, the optical element shaping die of the present invention is an optical element shaping die for producing a glass optical element by compression molding in which a thin film of TiN containing a lithium element or a lithium compound is formed as a release layer on at least the molding surface.

제3 특징으로서, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 다음과 같은 특징을 갖는다.As a third feature, the optical element forming die of the present invention has the following features.

즉, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 ZrN의 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이이다.That is, the optical element shaping die of the present invention is an optical element shaping die for producing a glass optical element by compression molding in which a thin film of ZrN containing a lithium element or a lithium compound is formed as a release layer on at least the molding surface.

제4 특징으로서, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 다음과 같은 특징을 갖는다.As a fourth feature, the optical element forming die of the present invention has the following features.

즉, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TiC의 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이이다.That is, the optical element shaping die of the present invention is an optical element shaping die for producing a glass optical element by compression molding, wherein a thin film of TiC containing a lithium element or a lithium compound is formed as a release layer on at least the molding surface.

제5 특징으로서, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 다음과 같은 특징을 갖는다.As a fifth feature, the optical element shaping die of the present invention has the following features.

즉, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TiCN의 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이이다.That is, the optical element shaping die of the present invention is an optical element shaping die for producing a glass optical element by compression molding, in which a thin film of TiCN containing a lithium element or a lithium compound is formed as a release layer on at least a molding surface.

제6 특징으로서, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 다음과 같은 특징을 갖는다.As a sixth feature, the optical element forming die of the present invention has the following features.

즉, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 MoC의 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이이다.That is, the optical element shaping die of the present invention is an optical element shaping die for producing a glass optical element by compression molding in which a thin film of MoC containing a lithium element or a lithium compound is formed at least as a release layer on the molding surface.

제7 특징으로서, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 다음과 같은 특징을 갖는다.As a seventh feature, the optical element forming die of the present invention has the following features.

즉, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 SiC의 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이이다.That is, the optical element shaping die of the present invention is an optical element shaping die for producing a glass optical element by compression molding, in which a thin film of SiC containing a lithium element or a lithium compound is formed as a release layer on at least a molding surface.

제8 특징으로서, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 다음과 같은 특징을 갖는다.As an eighth feature, the optical element forming die of the present invention has the following features.

즉, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 SiN의 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이이다.That is, the optical element shaping die of the present invention is an optical element shaping die for producing a glass optical element by compression molding in which a thin film of SiN containing a lithium element or a lithium compound is formed as a release layer on at least the molding surface.

제9 특징으로서, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 다음과 같은 특징을 갖는다.As a ninth feature, the optical element forming die of the present invention has the following features.

즉, 본 발명의 광학 소자 성형 다이는 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 CrC의 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이이다.That is, the optical element shaping die of the present invention is an optical element shaping die for producing a glass optical element by compression molding in which a thin film of CrC containing a lithium element or a lithium compound is formed as a release layer on at least a molding surface.

또한, 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 제1 특징에 따라 다음과 같은 특징을 갖는다.Moreover, the manufacturing method of the optical element shaping | molding die of this invention has the following characteristics according to 1st characteristic.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TaN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 이온 플레이팅법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method of manufacturing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the thin film of TaN containing a lithium element or a lithium compound is ion plated using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Is formed as a release layer on at least the molding surface of the molding die.

제2 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to the second aspect, the manufacturing method of the optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TiN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 이온 플레이팅법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method of manufacturing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the thin film of TiN containing a lithium element or a lithium compound is ion plated using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Is formed as a release layer on at least the molding surface of the molding die.

제3 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a third aspect, the manufacturing method of the optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 ZrN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 이온 플레이팅법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the thin film of ZrN containing a lithium element or a lithium compound is ion plated using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Is formed as a release layer on at least the molding surface of the molding die.

제4 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a fourth aspect, the manufacturing method of the optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TiC의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 이온 플레이팅법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the thin film of TiC containing lithium element or lithium compound is ion plated using a metal supply material containing lithium element or lithium compound. Is formed as a release layer on at least the molding surface of the molding die.

제5 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a fifth aspect, the method for producing an optical element shaping die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TiCN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 이온 플레이팅법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method of manufacturing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the thin film of TiCN containing a lithium element or a lithium compound is ion plated using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Is formed as a release layer on at least the molding surface of the molding die.

제6 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a sixth aspect, the method for producing an optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 MoC의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 이온 플레이팅법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method of manufacturing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the ion plating method is performed by using a metal feed material containing a lithium element or a lithium compound in a thin film of MoC containing a lithium element or a lithium compound. Is formed as a release layer on at least the molding surface of the molding die.

제7 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a seventh aspect, a method for producing an optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 SiC의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 이온 플레이팅법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the thin film of SiC containing a lithium element or a lithium compound is ion plated using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Is formed as a release layer on at least the molding surface of the molding die.

제8 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to an eighth aspect, the method for producing an optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 SiN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 이온 플레이팅법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method of manufacturing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the thin film of SiN containing a lithium element or a lithium compound is ion plated using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Is formed as a release layer on at least the molding surface of the molding die.

제9 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a ninth aspect, a method for producing an optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 CrC의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 스퍼터링법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, a thin film of CrC containing a lithium element or a lithium compound is subjected to the sputtering method using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Thereby at least as a release layer on the forming surface of the forming die.

제10 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a tenth aspect, the method for producing an optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 SiC의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 스퍼터링법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, a thin film of SiC containing a lithium element or a lithium compound is subjected to the sputtering method using a metal feed material containing a lithium element or a lithium compound. Thereby at least as a release layer on the forming surface of the forming die.

제11 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to an eleventh aspect, the method for producing an optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TiN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 스퍼터링법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the thin film of TiN containing lithium element or lithium compound is subjected to sputtering method using a metal supply material containing lithium element or lithium compound. Thereby at least as a release layer on the forming surface of the forming die.

제12 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a twelfth aspect, the method for producing an optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TaN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 스퍼터링법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, a thin film of TaN containing a lithium element or a lithium compound is subjected to sputtering using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Thereby at least as a release layer on the forming surface of the forming die.

제13 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a thirteenth aspect, the manufacturing method of the optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 ZrN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 스퍼터링법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, a thin film of ZrN containing a lithium element or a lithium compound is subjected to sputtering using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Thereby at least as a release layer on the forming surface of the forming die.

제14 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a fourteenth aspect, the method for manufacturing the optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TiC의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 스퍼터링법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, a thin film of TiC containing lithium element or a lithium compound is subjected to sputtering using a metal supply material containing lithium element or a lithium compound. Thereby at least as a release layer on the forming surface of the forming die.

제15 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a fifteenth aspect, the method for producing an optical element shaping die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 TiCN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 스퍼터링법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the manufacturing method of the optical element shaping die for manufacturing the glass optical element by compression molding, the thin film of TiCN containing lithium element or lithium compound is subjected to sputtering method using a metal supply material containing lithium element or lithium compound. Thereby at least as a release layer on the forming surface of the forming die.

제16 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a sixteenth aspect, the manufacturing method of the optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 MoC의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 스퍼터링법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, a thin film of MoC containing a lithium element or a lithium compound is subjected to the sputtering method using a metal feed material containing a lithium element or a lithium compound. Thereby at least as a release layer on the forming surface of the forming die.

제17 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a seventeenth aspect, a method for producing an optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 SiN의 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는 금속 공급 재료를 사용하여 스퍼터링법에 의해 적어도 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성된다.That is, in the method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, a thin film of SiN containing a lithium element or a lithium compound is subjected to the sputtering method using a metal supply material containing a lithium element or a lithium compound. Thereby at least as a release layer on the forming surface of the forming die.

제18 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to an eighteenth aspect, the method for producing an optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 본 발명의 방법은 2개 이상의 표적 (적어도 하나의 표적은 알칼리 금속을 포함하고 적어도 하나의 나머지 표적은 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물을 형성하기 위한 표적임)을 사용하는 스퍼터링법에 의해 형성되고 1종 이상의 알칼리 금속을 포함하는 이형층을 성형 표면 상에 갖는 광학 소자 성형 다이의 제조 방법이다.That is, the method of the present invention is directed to a sputtering method using two or more targets (at least one target comprises an alkali metal and at least one remaining target is a target for forming metal carbide, metal nitride or metal carbonitride). It is a manufacturing method of the optical element shaping | dying die formed by having and having the mold release layer containing 1 or more types of alkali metals on a molding surface.

제19 특징에 따라 본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.According to a nineteenth aspect, the manufacturing method of the optical element forming die of the present invention has the following characteristics.

즉, 본 발명의 방법은 2개 이상의 표적 (적어도 하나의 표적은 알칼리 금속을 포함하고 적어도 하나의 나머지 표적은 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물을 형성하기 위한 표적임)을 사용하는 스퍼터링법에 의해 형성되고 1종 이상의 알칼리 금속을 포함하는 이형층을 성형 표면 상에 갖고, 알칼리 금속을 포함하는 표적과 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물 형성용 표적을 동시에 스퍼터링함으로써 알칼리 금속과 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물와의 혼합층이 광학 소자 성형 표면으로부터 적어도 100 nm 이상의 영역에 형성되는 광학 소자 성형 다이의 제조 방법이다.That is, the method of the present invention is directed to a sputtering method using two or more targets (at least one target comprises an alkali metal and at least one remaining target is a target for forming metal carbide, metal nitride or metal carbonitride). Alkali metals and metal carbides, metals by having a release layer formed on the molding surface and containing at least one alkali metal on the molding surface, and sputtering a target containing alkali metals and a target for forming a metal carbide, metal nitride or metal carbonitride It is a manufacturing method of the optical element shaping die | dye in which the mixed layer with nitride or metal carbonitride is formed in the area | region at least 100 nm or more from the optical element shaping surface.

본 발명자들은 다음과 같은 연구를 수행하여 상기 발명을 완성하였다. 즉, 통상의 광학 소자 성형 다이의 문제점을 고려하여 본 발명자들은 성형 표면의 표면층으로서 사용된 이형층의 성형 성능에 대한 첨가제의 효과를 철저히 실험하였다. 그 결과, 본 발명자들은 성형 성능에 대한 알칼리 금속, 특히 리튬의 효과를 규명하게 되었다.The present inventors completed the present invention by performing the following studies. That is, in view of the problems of conventional optical element forming dies, the present inventors thoroughly tested the effect of additives on the molding performance of the release layer used as the surface layer of the molding surface. As a result, the inventors have identified the effects of alkali metals, especially lithium, on the molding performance.

통상의 성형 다이의 표면 및 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 세라믹 박막은 유리에 대한 밀착력이 비교적 강하여 이형성에 문제를 갖는다. 따라서, 약한 유리, 렌즈 직경이 큰 광학 소자 또는 곡률이 작은 광학 소자가 성형될 때 유리가 균열되고 다이에 밀착된다. 따라서, 본 발명자들은 심도있게 연구하여 다양한 원소를 이형층에 첨가하여 보다 양호한 이형성을 얻었다. 그 결과, 본 발명자들은 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 이형층에 첨가할 때 다이와 유리 사이의 밀착이 크게 감소된다는 것을 발견하였다.The surface of conventional molding dies and ceramic thin films of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride have a relatively strong adhesion to glass and thus have problems in releasability. Therefore, the glass cracks and adheres to the die when weak glass, an optical element having a large lens diameter, or an optical element having a small curvature is formed. Therefore, the present inventors have studied in depth and added various elements to the release layer to obtain better release properties. As a result, the inventors found that the adhesion between the die and the glass is greatly reduced when the lithium element or the lithium compound is added to the release layer.

즉, 리튬 원소는 많은 종류의 유리에 포함될 때에도 높은 반응성을 갖는다. 종래에 다이의 표면에 리튬 원소를 포함하는 막을 형성하여 이형막으로서 사용하는 것은 전혀 제시되지 않았다. 그러나, 본 발명자들은 상기 심도있는 연구를 통하여 미량의 리튬 원소 또는 그의 화합물이 다이의 표면에 존재하면 다이와 유리 사이의 이형성이 개선된다는 것을 발견하였다. 이러한 사실에 대한 이유가 아직 많이 제시되지 않고 있지만, 리튬 원소 및 리튬의 화합물, 예를 들면 산화물은 융점이 낮고 유리 성형 온도에서 기화되어 리튬 원소 또는 화합물이 유리와 다이 사이의 계면에서 이형층 (이 경우에는 기체층)으로서 작용하는 것으로 추측된다.That is, lithium element has a high reactivity even when included in many kinds of glass. Conventionally, forming a film containing lithium element on the surface of a die and using it as a release film has not been proposed at all. However, the present inventors have discovered through the in-depth study that the releasability between the die and the glass is improved when a trace amount of lithium element or a compound thereof is present on the surface of the die. Although many reasons for this fact have not been given yet, compounds of lithium and lithium, such as oxides, have a low melting point and are vaporized at the glass forming temperature so that the lithium elements or compounds are released from the interface between the glass and the die. In the case of a gas layer).

본 발명은 이러한 방식으로 확립되어 그 결과 유리와 융착하지 않고 높은 경도, 높은 표면 평활성 및 높은 다이 내구성을 갖는 광학 소자 성형 다이를 실현하였다.The present invention has been established in this way to achieve an optical element forming die having high hardness, high surface smoothness and high die durability without fusion with glass.

또한, 1종 이상의 알칼리 금속을 포함하는 이형층을 성형 표면 상에 갖는 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서 이형층은 2개 이상의 표적 (적어도 하나의 표적은 알칼리 금속을 포함하고 적어도 하나의 나머지 표적은 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물을 형성하기 위한 표적임)을 사용하는 스퍼터링법에 의해 형성된다. 이 방법은 유리와 융착하지 않고 높은 경도, 높은 표면 평활성 및 높은 다이 내구성을 갖는 광학 소자 성형 다이의 형성을 실현한다.In addition, in the method for producing an optical element forming die having a release layer comprising at least one alkali metal on a molding surface, the release layer may include two or more targets (at least one target comprises an alkali metal and at least one remaining target Formed by sputtering), which is a target for forming metal carbide, metal nitride or metal carbonitride. This method realizes the formation of an optical element forming die having high hardness, high surface smoothness and high die durability without fusion with glass.

또한, 본 발명에서 1종 이상의 알칼리 금속을 포함하는 이형층은 2개 이상의 표적 (적어도 하나의 표적은 알칼리 금속을 포함하고 적어도 하나의 나머지 표적은 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물을 형성하기 위한 표적임)을 사용하는 스퍼터링법에 의해 성형 표면 상에 형성된다. 그 결과, 알칼리 금속은 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물에 용이하게 조절하면서 첨가될 수 있다.In addition, in the present invention, the release layer comprising at least one alkali metal may comprise at least two targets (at least one target comprises an alkali metal and at least one remaining target is for forming a metal carbide, metal nitride or metal carbonitride). On the forming surface by a sputtering method using a target). As a result, the alkali metal can be added to the metal carbide, metal nitride or metal carbonitride with easy adjustment.

상기 논의된 사항 이외의 다른 목적 및 이점은 후술되는 본 발명의 바람직한 실시태양의 기술로부터 당업계의 숙련가에게 자명할 것이다. 실시예의 일부를 형성하고 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면을 참고로 하여 실시태양을 기술한다. 그러나, 이러한 실시예는 본 발명의 상이한 실시태양을 제한하지 않으며 따라서 본 발명의 범위를 정함에 있어서는 명세서에 후속하는 특허 청구의 범위를 참고로 한다.Other objects and advantages other than those discussed above will be apparent to those skilled in the art from the description of the preferred embodiments of the present invention described below. Embodiments are described with reference to the accompanying drawings, which form a part of the embodiments and illustrate embodiments of the invention. However, these examples do not limit the different embodiments of the present invention, and therefore, reference should be made to the claims that follow the specification in determining the scope of the invention.

실시예Example

제1 실시태양First embodiment

본 발명의 광학 소자 성형 다이의 제조 방법은 첨부된 도면을 참고로 하여 아래에서 상세하게 기술된다. 도 1a 및 1b는 성형 다이의 개략적 단면도이다. 도 1a 및 1b에서 부호 (1)은 다이 기재 금속을 나타내고 (2)는 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 하나 이상의 원소 또는 이들 원소의 화합물을 하나 이상 포함하는 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물로부터 제조된 박막을 의미한다. 도 1b에서 층 계면 (3)은 다이 기재 금속 (1)과 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물의 박막 (2) 사이에 형성된다.The manufacturing method of the optical element forming die of the present invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1A and 1B are schematic cross-sectional views of a forming die. In Figures 1A and 1B, (1) denotes a die based metal and (2) any metal carbide, metal nitride and metal carbonaceous comprising at least one element selected from lithium, potassium and sodium or at least one compound of these elements It means a thin film prepared from the cargo. In FIG. 1B, the layer interface 3 is formed between the die base metal 1 and the thin film 2 of metal carbide, metal nitride or metal carbonitride.

이 실시태양은 볼록렌즈 성형 다이를 보여주고 있지만, 본 발명은 이 볼록렌즈 성형 다이에 제한되지 않는다. 즉, 본 발명은 오목렌즈 성형 다이, 비구면렌즈 성형 다이, 실린더형 렌즈 성형 다이 등으로 유사하게 응용될 수 있다.Although this embodiment shows a convex lens forming die, the present invention is not limited to this convex lens forming die. That is, the present invention can be similarly applied to concave lens forming dies, aspherical lens forming dies, cylindrical lens forming dies, and the like.

본 발명에서 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 하나 이상의 원소 또는 이들 원소의 화합물을 하나 이상 포함하고 성형 다이의 성형 표면 상의 박막으로서 사용되는 이형층은 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 하나 이상의 원소 또는 이들 원소의 화합물을 하나 이상 포함하는 금속 공급원을 사용하거나 또는 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중에서 선택되는 재료를 사용하여 이온 플레이팅법 또는 스퍼터링법에 의해 형성된다. 그 결과, 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 하나 이상의 원소 또는 이들 원소의 화합물을 하나 이상 포함하는 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중의 임의의 박막이 적어도 성형 표면 상에 형성되는 성형 다이가 형성된다.In the present invention, the release layer containing at least one element selected from lithium, potassium and sodium or a compound of these elements and used as a thin film on the forming surface of the forming die is at least one element selected from lithium, potassium and sodium or these It is formed by ion plating or sputtering using a metal source comprising at least one compound of the element or using a material selected from metal carbides, metal nitrides and metal carbonitrides. The result is a forming die in which any thin film of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride comprising at least one element selected from lithium, potassium and sodium or at least one compound of these elements is formed on at least the forming surface. .

도 2는 이온 플레이팅법에 사용되는 막 형성 장치의 개략도이다. 도 2에서 부호 (21)은 진공 탱크, (22)는 오일 확산 펌프, 회전 펌프 및 진공 펌프 (도시하지 않음)에 연결된 기체 배기부, (23)은 기체 공급부, (24)는 강철 기체 실린더, 압력 조절기 및 밸브 (도시하지 않음)에 연결된 기체 유속 조절 장치를 나타낸다.2 is a schematic view of a film forming apparatus used in the ion plating method. In Fig. 2, reference numeral 21 denotes a vacuum tank, 22 denotes a gas exhaust unit connected to an oil diffusion pump, a rotary pump and a vacuum pump (not shown), 23 denotes a gas supply unit, 24 denotes a steel gas cylinder, Indicates a gas flow rate regulator connected to a pressure regulator and a valve (not shown).

부호 (25)는 RF 전원, (26)은 정합기, (27)은 RF 안테나, (28)은 기판 홀더, (29)는 기판을 나타낸다. 이 기판 및 기판 홀더에 DC 전원 (210)에 의해 부의 DC 바이어스가 인가될 수 있다. 부호 (211)은 전자원, (212)는 전자원 (211)을 위한 전원을 나타낸다. 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중에서 선택되는 금속 공급원 또는 원료 (이하에서 증발원 (213)으로 언급됨)는 열용융될 수 있고 전자원 (211)에서 방출되는 전자빔에 의해 증발될 수 있다.Reference numeral 25 denotes an RF power supply, 26 a matching device, 27 an RF antenna, 28 a substrate holder, and 29 a substrate. A negative DC bias can be applied to this substrate and the substrate holder by the DC power supply 210. Reference numeral 211 denotes an electron source, and 212 denotes a power source for the electron source 211. The metal source or raw material (hereinafter referred to as evaporation source 213) selected from metal carbide, metal nitride and metal carbonitride may be hot melted and evaporated by an electron beam emitted from the electron source 211.

상기 이온 플레이팅법의 단계는 다음과 같다.The steps of the ion plating method are as follows.

(1) 적어도 부분적으로 탄소 및 질소의 하나 또는 두개 모두를 포함하는 기체를 진공 탱크로 공급한다.(1) A gas at least partially containing one or both of carbon and nitrogen is fed to a vacuum tank.

(2) 증발원 (213)을 용융시키고 전자빔에 의해 증발시킨다.(2) The evaporation source 213 is melted and evaporated by an electron beam.

(3) 고주파수를 인가하여 탄소 및 질소의 하나 또는 두개 모두를 포함하는 기체 및 증발원 물질을 플라즈마로 변화시킨 후 이온으로 전환시킨다.(3) A high frequency is applied to convert a gas and an evaporation source material containing one or both of carbon and nitrogen into plasma and then to ions.

(4) 기판에 부의 바이어스를 인가하여 이온을 기판 상에 조사한다.(4) A negative bias is applied to the substrate to irradiate ions onto the substrate.

(5) 탄소 및 질소의 하나 또는 두개 모두를 포함하는 기체 및 증발원 물질을 플라즈마 내에서 또는 기판의 표면에서 서로 반응하게 한다.(5) Allow gas and evaporation source materials comprising one or both of carbon and nitrogen to react with each other in the plasma or at the surface of the substrate.

(6) 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막을 기판 표면 상에 형성시킨다.(6) A thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride is formed on the substrate surface.

본 발명의 이온 플레이팅법은 상기 장치 및 시스템에 전혀 제한되지 않는다. 예를 들면, 전원을 인가하여 증발원을 열용융시키고 증발시키는 방법 또는 DC 아크 방전에 의해 증발원을 용융시키고 증발시키는 방법을 사용할 수도 있다. 또한, DC 방전을 사용하여 기체 및 증발 금속의 플라즈마를 형성시킬 수도 있다. 또한, 고주파수를 인가하는 방법을 기판 바이어스로서 사용할 수 있다.The ion plating method of the present invention is not limited to the above apparatus and system at all. For example, a method of applying a power source to heat melting and evaporating the evaporation source or a method of melting and evaporating the evaporation source by DC arc discharge may be used. DC discharge may also be used to form a plasma of gas and evaporated metal. In addition, a method of applying a high frequency can be used as the substrate bias.

도 3은 스퍼터링법에 사용되는 막 형성 장치의 개략도이다. 도 3에서 부호 (31)은 진공 탱크, (32)는 오일 확산 펌프, 회전 펌프 및 진공 펌프 (도시하지 않음)에 연결된 기체 배기부, (33)은 기판 홀더, (34)는 기판, (35)는 강철 기체 실린더, 압력 조절기 및 밸브 (도시하지 않음)에 연결된 기체 공급부를 나타낸다.3 is a schematic view of a film forming apparatus used in the sputtering method. In Fig. 3, reference numeral 31 denotes a vacuum tank, 32 denotes an oil diffusion pump, a rotary pump and a gas exhaust connected to a vacuum pump (not shown), 33 denotes a substrate holder, 34 denotes a substrate, 35 Denotes a gas supply connected to a steel gas cylinder, a pressure regulator and a valve (not shown).

부호 (36)은 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중에서 선택된 원료 (이하에서 표적 재료 (36)으로 언급됨)를 나타내고 (37)은 RF 전원, (38)은 정합기를 나타낸다.Reference numeral 36 denotes a raw material selected from metal carbide, metal nitride and metal carbonitride (hereinafter referred to as target material 36), 37 denotes an RF power source, and 38 denote a matching device.

스퍼터링법이 상기 장치에 사용될 때 성형 다이의 성형 표면은 다음과 같이 형성된다.When the sputtering method is used in the apparatus, the forming surface of the forming die is formed as follows.

(1) 적어도 부분적으로 탄소 및 질소의 하나 또는 두개 모두를 포함하는 기체를 진공 탱크에 공급한다.(1) Supply a gas to the vacuum tank at least partially comprising one or both of carbon and nitrogen.

(2) 고주파수를 표적 재료에 인가하여 적어도 부분적으로 탄소 및 질소의 하나 또는 두개 모두를 포함하는 기체 및 증발원 물질을 플라즈마로 변화시킨 후 이온으로 전환시킨다.(2) A high frequency is applied to the target material to convert the gas and evaporation source material containing at least partially one or both of carbon and nitrogen into plasma and then into ions.

(3) 표적 재료를 스퍼터링한다.(3) Sputter the target material.

(4) 탄소 및 질소의 하나 또는 두개 모두를 포함하는 기체 및 표적 재료를 플라즈마 내에서 또는 기판의 표면에서 서로 반응하게 한다.(4) Allow the gas and target material comprising one or both of carbon and nitrogen to react with each other in the plasma or at the surface of the substrate.

(5) 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막을 기판 표면 상에 형성시킨다.(5) A thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride is formed on the substrate surface.

본 발명의 스퍼터링법은 상기 장치 및 시스템에 전혀 제한되지 않는다. 예를 들면, RF 전원 대신에 DC 전원을 사용하는 장치 또는 시스템을 사용할 수 있다. 또한, 표적 재료 근처에 자석이 배치된 마그네트론 스퍼터링법 또는 표적 재료가 서로 대향 배치된 대향 스퍼터링법을 사용할 수도 있다.The sputtering method of the present invention is not limited to the above apparatus and system at all. For example, a device or system that uses a DC power source instead of an RF power source can be used. It is also possible to use a magnetron sputtering method in which magnets are disposed near the target material or an opposite sputtering method in which the target materials are disposed opposite to each other.

상기 이온 플레이팅법 및 스퍼터링법 모두에서 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막을 형성하기 위해서 다음과 같은 수단을 필요로 한다.In order to form a thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride in both the ion plating method and the sputtering method, the following means are required.

(1) 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중에서 선택되는 금속원 또는 원료를 용융 또는 스퍼터링에 의해 기판 표면 상에 증발시킨다.(1) A metal source or raw material selected from metal carbide, metal nitride and metal carbonitride is evaporated on the substrate surface by melting or sputtering.

(2) 적어도 부분적으로 탄소 및 질소의 하나 또는 두개 모두를 포함하는 기체를 플라즈마로 전환시킨다.(2) Convert a gas at least partially comprising one or both of carbon and nitrogen into a plasma.

(3) 탄소 및 질소의 하나 또는 두개 모두를 포함하는 기체와 증발원 또는 표적 재료를 플라즈마 내에서 또는 기판의 표면에서 서로 반응하게 한다.(3) Allow a gas comprising one or both of carbon and nitrogen and an evaporation source or target material to react with each other in the plasma or at the surface of the substrate.

(4) 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막을 기판 표면 상에 형성시킨다.(4) A thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride is formed on the substrate surface.

금속 탄화물은 탄소 함유 기체, 예를 들면 탄화수소 기체, 예를 들면 메탄, 에탄, 에틸렌 또는 아세틸렌, 일산화탄소 또는 할로겐화 탄소를 막 형성 분위기 기체에 첨가하고 기체를 금속과 반응시켜 형성시킬 수 있다. 금속 질화물은 질소 함유 기체, 예를 들면 질소 기체, 암모니아 또는 할로겐화 질소를 막 형성 분위기 기체에 첨가하고 기체를 금속과 반응시켜 형성시킬 수 있다. 금속 탄질화물은 탄소 함유 기체 및 질소 함유 기체 두개 모두를 막 형성 분위기 기체에 첨가하고 이들 기체를 금속과 반응시켜 형성시킬 수 있다.Metal carbides can be formed by adding a carbon containing gas, such as a hydrocarbon gas, such as methane, ethane, ethylene or acetylene, carbon monoxide or halogenated carbon, to the film forming atmosphere gas and reacting the gas with the metal. The metal nitride can be formed by adding a nitrogen containing gas, such as nitrogen gas, ammonia or nitrogen halide to the film forming atmosphere gas and reacting the gas with the metal. Metal carbonitrides can be formed by adding both a carbon containing gas and a nitrogen containing gas to the film forming atmosphere gas and reacting these gases with the metal.

상기 형성 과정에서 수소 또는 희소 기체 (예를 들면, 헬륨, 아르곤 및 네온)를 포함하는 기체를 막 형성 분위기 기체에 적절하게 첨가할 수 있다. 특히 스퍼터링법에서 현저한 스퍼터링 효과를 갖는 아르곤과 같은 희소 기체를 첨가하는 것이 바람직하다.In the formation process, a gas containing hydrogen or a rare gas (for example, helium, argon and neon) may be appropriately added to the film forming atmosphere gas. In particular, it is preferable to add a rare gas such as argon having a significant sputtering effect in the sputtering method.

본 발명에서 박막이 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물을 사용하여 이온 플레이팅법에 의해 형성될 때 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중에서 선택되는 금속 공급원 또는 원료에 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소 또는 이들 원소의 1종 이상의 화합물을 첨가함으로써 형성되는 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막에 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소를 첨가할 수 있다.In the present invention, when the thin film is formed by ion plating using any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride, the metal source or raw material selected from metal carbide, metal nitride and metal carbonitride is selected from lithium, potassium and sodium. One or more elements selected from lithium, potassium and sodium may be added to the thin film of any one of metal carbides, metal nitrides and metal carbonitrides formed by adding one or more elements selected or one or more compounds of these elements. .

본 발명에서 박막이 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물을 사용하여 스퍼터링법에 의해 형성될 때 표적 재료에 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소 또는 이들 원소의 1종 이상의 화합물을 첨가하거나 또는 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소 또는 이들 원소의 1종 이상의 화합물을 포함하는 펠렛을 표적 재료 상에 위치시킴으로써 형성되는 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막에 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소를 첨가할 수 있다.In the present invention, when the thin film is formed by sputtering using any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride, at least one element selected from lithium, potassium and sodium or at least one compound of these elements is added to the target material. To a thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride formed by adding or placing a pellet comprising at least one element selected from lithium, potassium and sodium or at least one compound of these elements on a target material One or more elements selected from lithium, potassium and sodium can be added.

임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막 내의 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 함량은 0.05 내지 5원자%, 바람직하게는 0.1 내지 2 원자%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1 원자%이다. 본 명세서에서 언급되는 함량 (원자%)은 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 한 원소만이 박막에 포함되는 경우에는 해당 원소의 함량이고 2종 이상의 원소가 포함되는 경우에는 해당 원소들의 총 함량이다.The content of at least one element selected from lithium, potassium and sodium in the thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride is 0.05 to 5 atomic%, preferably 0.1 to 2 atomic%, more preferably 0.5 to 1 atomic%. The content (atomic%) referred to herein is the content of the corresponding element when only one element among lithium, potassium and sodium is included in the thin film, and the total content of the corresponding element when two or more elements are included.

상기 함량이 0.05 원자% 미만이면 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 첨가 효과가 전혀 발생하기 않는다. 함량이 5 원자% 보다 크면 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막은 이형성이 비교적 양호하더라도 막의 질이 상당이 열화된다.If the content is less than 0.05 atomic%, the effect of addition of at least one element selected from lithium, potassium and sodium does not occur at all. If the content is greater than 5 atomic%, the thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride deteriorates the film quality considerably even if the release property is relatively good.

리튬, 칼륨 및 나트륨 모두는 유리에 대하여 양호한 이형성을 갖는다. 특히, 리튬은 양호한 이형성 및 높은 다이 내구성을 갖는다.Lithium, potassium and sodium all have good release properties for glass. In particular, lithium has good release properties and high die durability.

이러한 리튬 첨가의 효과는 대직경 렌즈 또는 메니스커스 렌즈의 성형에서 특히 현저하다. 대직경 렌즈 (예를 들면 30 Ф 이상)의 성형에서 일반적으로 큰 스트레스가 다이에 발생하여 이형막을 상당히 열화시킨다. 또한, 메니스커스 렌즈 (특히 볼록 메니스커스 렌즈)의 성형에서 외각 원주에 큰 스트레스가 발생하여 외각 원주가 쉽게 균열되고 이형층을 열화시킨다. 반대로, 이형층으로서 리튬을 포함하는 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막을 갖는 본 발명에 따른 광학 소자 성형 다이는 양호한 이형성을 갖고 이형층의 열화 및 유리의 균열을 억제한다. 이 광학 소자 성형 다이는 대직경 렌즈 또는 메니스커스 렌즈의 성형용 다이에 특히 적합하다.The effect of this lithium addition is particularly noticeable in the molding of large diameter lenses or meniscus lenses. In the molding of large diameter lenses (e.g., 30 [deg.] Or more), large stresses generally occur on the die, which significantly degrades the release film. In addition, in forming a meniscus lens (especially a convex meniscus lens), a large stress is generated on the outer circumference, so that the outer circumference easily cracks and deteriorates the release layer. In contrast, the optical element forming die according to the present invention having a thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride containing lithium as a release layer has good release properties and suppresses deterioration of the release layer and cracking of the glass. This optical element forming die is particularly suitable for dies for forming large diameter lenses or meniscus lenses.

리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소를 첨가하는 방법의 예는 리튬, 칼륨 및 나트륨 원소를 증발원 또는 표적 재료에 첨가하는 방법 및 이들 원소를 다양한 화합물, 예를 들면 산화물, 할라이드, 카르보네이트, 술페이트 및 니트레이트의 형태로 증발원 또는 표적 재료에 첨가하는 방법이다. 또한, 리튬, 칼륨 및 나트륨 원소 또는 이들 원소의 화합물을 증발 또는 스퍼터링에 의해 기화시켜 막 형성 대기에 도입할 수도 있다. 그 결과, 이들 원소를 형성되는 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막에 첨가할 수 있다.Examples of methods of adding one or more elements selected from lithium, potassium and sodium are methods of adding lithium, potassium and sodium elements to an evaporation source or target material and adding these elements to various compounds such as oxides, halides, carbos To the evaporation source or target material in the form of nates, sulphates and nitrates. In addition, lithium, potassium and sodium elements or compounds of these elements may be vaporized by evaporation or sputtering and introduced into the film-forming atmosphere. As a result, these elements can be added to the thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride formed.

그러나, 증발원 또는 표적 재료에 첨가되는 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 비율은 많은 경우에 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 형성되는 박막에 포함되는 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 비율과 동일하지 않기 때문에 주의해야 한다. 이것은 증기압 또는 증발원 또는 표적 재료의 스퍼터링 속도가 리튬, 칼륨 및 나트륨 원소 또는 이들 원소의 화합물 각각의 증기압 또는 스퍼터링 속도와 상이하기 때문이다.However, the proportion of at least one element selected from lithium, potassium and sodium added to the evaporation source or target material is in many cases lithium, potassium and sodium included in the thin film formed of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride Care should be taken because it is not equal to the ratio of one or more elements selected from among them. This is because the sputtering rate of vapor pressure or evaporation source or target material is different from the vapor pressure or sputtering rate of each of lithium, potassium and sodium elements or compounds of these elements.

따라서, 본 발명에서 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막 내의 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 첨가량은 증발원 또는 표적 재료 내의 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 첨가량과는 달리 상기 범위 내로 정하여야 한다.Therefore, in the present invention, the addition amount of at least one element selected from lithium, potassium and sodium in the thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride is at least one selected from lithium, potassium and sodium in the evaporation source or target material. Unlike the addition amount of the element should be set within the above range.

본 발명에 따른 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막은 유리의 종류, 성형 온도 및 성형 분위기 기체에 따라 상이하게 제조될 수 있다. 그러나, 경도 및 내열성을 고려할 때 주기율표의 4A, 5A 및 6A족 원소 및 실리콘의 탄화물, 질화물 및 탄질화물을 사용하는 것이 바람직하다. 이 실시태양에서 주기율표의 4A족 원소는 Ti, Zr 및 Hf이고 주기율표의 5A족 원소는 V, Nb 및 Ta이고 주기율표의 6A족 원소는 Cr, Mo 및 W이다.The thin films of any of the metal carbides, metal nitrides and metal carbonitrides according to the present invention can be produced differently depending on the kind of glass, the molding temperature and the molding atmosphere gas. However, in consideration of hardness and heat resistance, it is preferable to use carbides, nitrides and carbonitrides of group 4A, 5A and 6A elements of the periodic table and silicon. In this embodiment the Group 4A elements of the periodic table are Ti, Zr and Hf, the Group 5A elements of the periodic table are V, Nb and Ta and the Group 6A elements of the periodic table are Cr, Mo and W.

실리콘은 일반적으로 금속으로 분류되지 않는다. 그러나, 본 발명에서 실리콘의 탄화물, 질화물 및 탄질화물은 광의의 개념으로서 각각 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물로 언급한다.Silicon is not generally classified as a metal. However, carbides, nitrides and carbonitrides of silicon in the present invention are referred to broadly as metal carbides, metal nitrides and metal carbonitrides, respectively.

주기율표의 4A, 5A 및 6A족 원소 및 실리콘의 탄화물, 질화물 및 탄질화물은 높은 경도 (비커스 (Vickers) 경도 1000 이상, 일반적으로 2000 이상)를 갖고 성형시 거의 변형되지 않는다. 또한, 이들 원소의 탄화물, 질화물 및 탄질화물은 높은 융점 (1500℃ 이상, 일반적으로 2000℃ 이상)을 갖고 따라서 높은 내열성을 갖는다. 따라서, 이들 화합물은 유리와 거의 반응하지 않고 높은 성형 내구성을 갖는다.Carbide, nitride and carbonitrides of Group 4A, 5A and 6A elements of the periodic table and silicon have a high hardness (Vickers hardness of 1000 or more, generally 2000 or more) and hardly deform during molding. In addition, carbides, nitrides and carbonitrides of these elements have a high melting point (1500 ° C. or higher, generally 2000 ° C. or higher) and thus high heat resistance. Therefore, these compounds hardly react with the glass and have high molding durability.

상기한 바와 같이, 양호한 이형성 및 높은 성형 내구성을 갖는 광학 소자 성형 다이의 이형층은 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소를 임의의 주기율표의 4A, 5A 및 6A족 원소 및 실리콘의 탄화물, 질화물 및 탄질화물의 박막에 첨가함으로써 얻을 수 있다. 이와 대조적으로, 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소를 본 발명의 범위 외의 임의의 금속 또는 합금의 박막에 첨가하는 경우에는 본 발명의 범위 내의 주기율표의 4A, 5A 및 6A족 원소 및 실리콘의 탄화물, 질화물 및 탄질화물의 박막의 경우만큼 이형성이 개선되지 않는다. 이러한 이유는 아직 밝혀지지 않았지만, 금속 박막 또는 합금 박막 내에 리튬, 칼륨 및 나트륨 원소의 합금이 형성되어 막을 안정화시켜 막이 이형층으로서 기능하지 못하기 때문인 것으로 보인다. 또한, 금속 또는 합금의 박막은 일반적으로 융점이 낮고 고온에서 불안정하다. 추가로 이러한 종류의 박막은 유리와의 반응, 변형, 마멸 및 손상을 받기 쉬워서 막의 성형 내구성이 작다.As described above, the release layer of the optical element forming die having good release properties and high molding durability may be formed of one or more elements selected from lithium, potassium and sodium, carbides of group 4A, 5A and 6A elements and silicon of any periodic table, It can be obtained by adding to thin films of nitrides and carbonitrides. In contrast, when adding at least one element selected from lithium, potassium and sodium to a thin film of any metal or alloy outside the scope of the present invention, the elements 4A, 5A and 6A of the periodic table within the scope of the present invention and silicon The release property is not improved as much as in the case of the thin film of carbide, nitride and carbonitride. The reason for this is not known yet, but it appears that an alloy of lithium, potassium and sodium elements is formed in the metal thin film or the alloy thin film to stabilize the film so that the film does not function as a release layer. In addition, thin films of metals or alloys generally have a low melting point and are unstable at high temperatures. In addition, this type of thin film is susceptible to reaction, deformation, abrasion and damage with glass, resulting in low molding durability of the film.

리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소를 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막 전체에 첨가할 필요는 없다. 즉, 상기 원소를 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막의 표면 근처에 첨가하여도 충분하다. 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막의 표면 근처는 막의 표면으로부터 약 수백 nm의 영역을 의미한다. 특히 표면으로부터 100 nm 미만의 영역 내의 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 농도는 성형 특성에 크게 기여한다. 따라서, 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막 형성의 초기 단계에서 리튬, 칼륨 및 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 첨가량은 감소되거나 또는 어떤 원소도 첨가되지 않는다. 막 형성의 최종 단계, 즉 수백 ㎚ 이하의 막 두께를 갖는 영역에서만 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택되는 1종 이상의 원소에 대해 본 발명에서 규정하는 농도 (0.05 내지 5 원자%)를 설정해도 좋다.At least one element selected from lithium, potassium and sodium need not be added to the entire thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride. That is, it is sufficient to add the element near the surface of the thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride. Near the surface of the thin film of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride means an area of several hundred nm from the surface of the film. In particular, the concentration of at least one element selected from lithium, potassium and sodium in the region of less than 100 nm from the surface contributes greatly to the molding properties. Thus, in the initial stage of thin film formation of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride, the amount of addition of at least one element selected from lithium, potassium and sodium is reduced or no element is added. The concentration (0.05 to 5 atomic%) specified in the present invention may be set for at least one element selected from lithium, potassium and sodium only in the final stage of film formation, that is, in a region having a film thickness of several hundred nm or less.

본 발명에 사용된 기판의 예는 산화물계 세라믹, 예를 들면 알루미나 및 지르코니아, 탄화물 및 질화물계 세라믹, 예를 들면 실리콘 탄화물, 실리콘 질화물, 티탄 탄화물, 티탄 질화물 및 텅스텐 탄화물, WC계 초경합급 및 몰리브덴, 텅스텐 및 탄탈과 같은 금속이다.Examples of substrates used in the present invention include oxide based ceramics such as alumina and zirconia, carbide and nitride based ceramics such as silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, titanium nitride and tungsten carbide, WC based superalloys and Metals such as molybdenum, tungsten and tantalum.

이 실시태양에서 기판의 형태는 막 형성 장치 또는 성형되는 렌즈의 형태에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 예를 들면, 렌즈가 성형될 때 성형 표면은 렌즈 직경의 곡률에 따라 곡면 형상으로 된다. 임의의 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물의 박막은 기상 합성법을 사용하여 곡면 상에 형성될 수 있다.In this embodiment, the shape of the substrate may be appropriately determined depending on the shape of the film forming apparatus or the lens to be molded. For example, when the lens is molded, the forming surface is curved in accordance with the curvature of the lens diameter. Thin films of any metal carbide, metal nitride and metal carbonitride can be formed on the curved surface using vapor phase synthesis.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

실시예 1Example 1

본 실시예에서는 도 2에 도시한 실시태양, 즉 이온 플레이팅법에 의해 질화탄탈로 구성되는 이형층을 성형하였다. 사용된 다이 기재 금속은 SiC 소결체를 소정의 형상으로 가공하고 CVD법에 의해 다결정 SiC 막을 형성한 후 성형 표면을 Rmax= 0.04 ㎛의 경면(鏡面)으로 연마하여 성형하였다.In this embodiment, a release layer made of tantalum nitride was formed by the embodiment shown in FIG. 2, that is, the ion plating method. The used die base metal was formed by processing the SiC sintered body into a predetermined shape, forming a polycrystalline SiC film by CVD, and then polishing the molded surface with a mirror surface of R max = 0.04 μm.

이 성형 다이를 잘 세척하고, 도 2에 도시한 이온 플레이팅 장치에 설치하였다. 금속원으로는 탄탈 (분말, 100 메쉬)을 사용하고, 0.1 원자%의 염화리튬 (LiCl)을 탄탈에 혼합하였다. 진공 탱크 (21)을 소정의 진공도로 배기시킨 후, 기체 공급부 (23)으로부터 질소 및 아르곤 기체를 각각 20 ㎖/분의 유속으로 도입하였다.This molding die was washed well and installed in the ion plating apparatus shown in FIG. Tantalum (powder, 100 mesh) was used as a metal source, and 0.1 atomic% of lithium chloride (LiCl) was mixed with tantalum. After evacuating the vacuum tank 21 to a predetermined vacuum, nitrogen and argon gas were introduced from the gas supply section 23 at a flow rate of 20 ml / min, respectively.

압력은 2.7 x 10-2Pa이었다. RF 전원 (25) (주파수 13.56 MHz)를 사용하여 500W의 RF 전압을 인가함으로써 RF 코일 (27) 근처에 플라즈마를 형성하였다. 또한, DC 전원 (210)을 사용하여 기판 (29) 및 기판 홀더 (28)에 -150W의 바이어스 전압을 인가하였다. 또한, 전자원 (211)을 사용하여 탄탈원 (213)을 용해시켰다. 이상과 같은 조작에 의해 다이 기재 금속의 성형 표면 위에 두께 1.5 ㎛의 질화티탄 막을 형성하였다. 상기한 질화탄탈 박막과 동일한 합성 조건하에 형성한 분석용 샘플을 2차 이온 질량 분석법 (SIMS)으로 측정하였다. 그 결과, 표면 근처 (표면으로부터 약 20 ㎚의 영역)에서 질화탄탈 박막 중의 리튬의 함유량은 약 1.0 원자%이었다.The pressure was 2.7 x 10 -2 Pa. Plasma was formed near the RF coil 27 by applying an RF voltage of 500 W using an RF power source 25 (frequency 13.56 MHz). In addition, a bias voltage of -150 W was applied to the substrate 29 and the substrate holder 28 using the DC power supply 210. In addition, the tantalum source 213 was dissolved using the electron source 211. By the above operation, a titanium nitride film having a thickness of 1.5 mu m was formed on the molding surface of the die base metal. An analytical sample formed under the same synthetic conditions as the tantalum nitride thin film described above was measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS). As a result, the lithium content in the tantalum nitride thin film in the vicinity of the surface (area of about 20 nm from the surface) was about 1.0 atomic%.

이하, 본 실시예의 광학 소자 성형 다이를 사용하여 유리 렌즈의 압축 성형을 행한 결과를 설명하겠다. 도 4에 도시한 유리 렌즈 성형 장치에서, 부호 (41)은 진공 탱크, (42)는 광학 소자를 성형하기 위한 상부 금형, (43)은 하부 금형, (44)는 상부 금형을 압축시키기 위한 상부 금형 압축기, (45)는 맨드릴, (46)은 금형 홀더, (47)은 가열기, (48)은 하부 금형을 밀어올리기 위한 푸싱 바아, (49)는 상기 푸싱 바아를 작동시키는 에어 실린더, (410)은 오일 회전 펌프, (411), (412) 및 (413)은 밸브, (414)는 불활성 기체 유입 밸브, (415)는 밸브, (416)은 누출 밸브, (417)은 밸브, (418)은 온도 센서이다.Hereinafter, the result of performing the compression molding of the glass lens using the optical element shaping | molding die of a present Example is demonstrated. In the glass lens forming apparatus shown in Fig. 4, reference numeral 41 denotes a vacuum tank, 42 denotes an upper mold for molding an optical element, 43 denotes a lower mold, and 44 denotes an upper mold for compressing an upper mold. A mold compressor, 45 a mandrel, 46 a mold holder, 47 a heater, 48 a pushing bar for pushing up the lower mold, 49 an air cylinder for actuating the pushing bar, 410 ) Are oil rotary pumps, 411, 412 and 413 are valves, 414 are inert gas inlet valves, 415 are valves, 416 are leak valves, 417 are valves, and 418 ) Is the temperature sensor.

성형하고자 하는 유리는 플린트계 광학 유리 SF14 (연화점 Sp= 586 ℃, 전이점 Tg=485 ℃)이고, 이 유리로부터 직경이 30 ㎜이고 두께비가 4인 오목 렌즈를 성형하였다. 성형 조건은 질소 분위기 하에서 압축 온도 588 ℃로 하였다. 성형하는 동안에 성형 다이와 성형된 광학 소자 사이의 이형 특성은 양호하였다. 다이 표면은 집광로의 빛을 성형 다이에 조사하고 표면을 육안으로 관찰함으로써 검사하였다. 막의 박리 또는 균열 또는 유리의 융착이 발생하는 경우에는 그 부분에 명확한 마크를 볼 수 있다. 그러나, 본 실시예에 의해 형성한 광학 소자 성형 다이를 상기 검사법으로 관찰한 바, 경면 특성이 매우 양호하고, 막의 박리 또는 균열 또는 유리의 융착으로 인한 표시가 관찰되지 않았다. 이것을 확인하기 위하여 상기 광학 소자 성형 다이의 표면을 주사형 전자 현미경을 사용하여 500 내지 5000배의 배율로 표면을 관찰하였다. 그 결과, 막의 박리 및 균열이 발생하지 않았고 유리가 융착되지 않았다. 또한, 성형된 유리 렌즈의 표면 특성도 동일한 방법으로 육안 관찰한 바, 렌즈 표면 위의 막의 박리, 마크 및 미세 메니스커스가 관찰되지 않았다.The glass to be molded was Flint-based optical glass SF14 (softening point Sp = 586 ° C, transition point Tg = 485 ° C), and a concave lens having a diameter of 30 mm and a thickness ratio of 4 was formed from this glass. Molding conditions were 588 degreeC of compression temperature under nitrogen atmosphere. The release properties between the molding die and the molded optical element were good during molding. The die surface was inspected by irradiating the molding die with light from a light collecting path and visually observing the surface. In the case where peeling or cracking of the film or fusion of the glass occurs, a clear mark can be seen in that part. However, when the optical element forming die formed by the present Example was observed by the said inspection method, the mirror surface characteristic was very favorable, and the indication by peeling of a film | membrane or a crack, or fusion of glass was not observed. In order to confirm this, the surface of the said optical element shaping | dye die was observed at the magnification of 500-5000 times using the scanning electron microscope. As a result, no peeling and cracking of the film occurred and the glass did not fuse. In addition, the surface properties of the molded glass lens were also visually observed in the same manner, and no peeling, marks and fine meniscus of the film on the lens surface were observed.

질화탄탈 막에 리튬을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상술한 바와 동일한 조건하에 광학 소자 성형 다이를 형성하였다. 그 결과, 상술한 것과 동일한 유리 재료 및 동일한 형상을 사용하여 유리 성형을 행하였지만 다이와 유리 사이의 이형력이 매우 강하였다. 따라서, 유리가 균열되었고 성형 다이에 부분적으로 융착하였다.An optical element forming die was formed under the same conditions as described above except that lithium was not added to the tantalum nitride film. As a result, glass molding was performed using the same glass material and the same shape as described above, but the release force between the die and the glass was very strong. Thus, the glass was cracked and partially fused to the forming die.

실시예 2-5, 비교 실시예 1-4Example 2-5, Comparative Example 1-4

이하, 실시예 2 내지 5 및 비교 실시예 1 내지 4를 설명하겠다. 본 실시예 및 비교 실시예에서는 질화티탄 박막에 각종 원소를 첨가하고 그 효과를 평가하였다. 질화티탄 박막은 이온 플레이팅법으로 합성하였다. 다이 기재 금속으로서 WC계 초경합금을 소정의 형상으로 가공하였다. 수득된 성형 다이를 잘 세척하고, 도 2에 도시한 장치에 설치하고, 질화티탄의 합성을 행하였다. 금속원으로는 티탄 (분말, 100 메쉬)을 사용하고, 각종 첨가제를 각각 0.2 원자%로 첨가하였다. 다른 합성 조건으로서 질소와 아르곤 기체는 각각 20 ㎖/분의 유속으로 도입하고, 바이어스 전압은 -120V, RF 출력은 400W, 압력은 3.3 x 10-2Pa로 하였다. 상기 조건하에서 약 1.2 ㎛의 막 두께를 갖는 질화티탄 막을 형성하였다.Hereinafter, Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 will be described. In the present Example and the comparative example, various elements were added to the titanium nitride thin film, and the effect was evaluated. Titanium nitride thin films were synthesized by ion plating. WC-based cemented carbide was processed into a predetermined shape as a die base metal. The obtained molding die was washed well, installed in the apparatus shown in Fig. 2, and titanium nitride was synthesized. Titanium (powder, 100 mesh) was used as a metal source, and various additives were added at 0.2 atomic%, respectively. As other synthesis conditions, nitrogen and argon gas were introduced at a flow rate of 20 ml / min, respectively, with a bias voltage of -120 V, an RF output of 400 W, and a pressure of 3.3 x 10 -2 Pa. Under the above conditions, a titanium nitride film having a film thickness of about 1.2 mu m was formed.

이어서, 상기 광학 소자 성형 다이를 사용하여 유리 렌즈의 압축 성형을 행하였다. 성형은 연속식 성형 장치 (도시하지 않음)를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 플린트계 광학 유리 SF14 (연화점 Sp= 586 ℃, 전이점 Tg=485 ℃)를 사용하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 588 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다. 렌즈 형상은 실시예 1과 동일하였다. 그 결과를 도 5에 도시하였다.Next, compression molding of the glass lens was performed using the said optical element shaping | molding die. Molding was carried out using a continuous molding apparatus (not shown), and Flint-based optical glass SF14 (softening point Sp = 586 ° C, transition point Tg = 485 ° C) was used as the glass to be molded. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 588 ° C. under a nitrogen atmosphere. The lens shape was the same as in Example 1. The results are shown in FIG.

도 5에서, 질화티탄 막 중의 각종 원소의 농도는 성형 다이의 합성 조건과 동일한 조건에서 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정함으로써 구하였다.In FIG. 5, the concentration of various elements in the titanium nitride film was determined by measuring the sample for evaluation separately prepared under the same conditions as the synthesis conditions of the molding die using the SIMS method.

성형품의 표면 특성은 성형된 렌즈에 집광로의 빛을 조사하고 그 표면 특성 (표면 상의 흐림, 마크 및 미세 메니스커스)을 육안으로 관찰함으로써 평가하였다. 평가 기준으로는 성형된 렌즈가 제품으로서 사용될 수 있는지의 여부를 한도 견본이라 불리는 샘플과 비교하여 측정하였다. 상기 한도 견본은 아스페리티 (asperity) 및 플로우-라인 (flow-line) (소정의 렌즈 형상과의 차이) 각각이 뉴튼 링 (Newton's ring) 약 1개이고, 최대 표면 조도 (P-V값)가 약 30 ㎚이며, 평균 표면 조도 (RMS)가 약 5 ㎚이고, 크기가 약 10 ㎛까지인 마크의 수가 전체 렌즈 중에 2개이며, 이들 마크가 서로 근접해 있지 않다고 하는 조건을 만족시킨다. 이 한도 견본보다 표면 특성이 열악한 성형품은 제품으로서 사용할 수 없다. 평가 기준 중에서, ×는 표면 특성이 한도 견본보다 열악하여 성형품을 제품으로서 사용할 수 없다는 것을 의미한다. △는 한도 견본과 동일한 수준의 표면 특성을 갖거나 또는 간단하게 닦아 세척함으로써 한도 견본과 동일한 수준의 표면 특성을 얻을 수 있다는 것을 의미한다. ○는 표면 특성이 한도 견본보다 우수하다는 것을 의미한다. ◎는 표면 특성이 뛰어나고 흐림 등이 발생하지 않는다는 것을 의미한다. 성형 내구성은 한도 견본과 동일한 수준 또는 그 이상인 제품을 규정 수량 성형하는 것이 가능한지의 여부로 평가하였다. ×는 유리의 융착 또는 균열로 인해 규정 수량의 제품을 성형하지 못함을 의미한다. △는 거의 규정 수량에 가까운 제품을 성형할 수 있음을 의미한다. ○는 규정 수량의 1.5배 이상인 다수의 제품을 성형할 수 있음을 의미한다. ◎는 규정 수량의 2배 이상의 다수의 제품을 성형할 수 있음을 의미한다.The surface properties of the molded article were evaluated by irradiating the molded lens with light of a light collecting path and visually observing the surface properties (blur, marks and fine meniscus on the surface). Evaluation criteria were measured by comparing whether a molded lens can be used as a product with a sample called a limit sample. The limit specimens each have about one Newton's ring for asperity and flow-line (difference from a given lens shape), and a maximum surface roughness (PV value) of about 30 Nm, the average surface roughness (RMS) is about 5 nm, the number of marks having a size of up to about 10 mu m is two of all lenses, and the condition that these marks are not close to each other is satisfied. Molded articles with poorer surface characteristics than this limit sample cannot be used as products. In the evaluation criteria, x means that the surface properties are inferior to the limit samples, so that the molded article cannot be used as a product. Δ means that the surface properties at the same level as the limit sample can be obtained or the surface properties at the same level as the limit sample can be obtained by simply wiping and washing. (Circle) means that a surface characteristic is superior to a limit sample. ◎ means that the surface characteristics are excellent and no blur or the like occurs. Molding durability was evaluated by whether or not it was possible to mold a specified quantity of products at or above the limit sample. × means that the product of specified quantity cannot be molded due to fusion or cracking of the glass. (Triangle | delta) means that the product nearly moldable can be shape | molded. (Circle) means that many products which are 1.5 times or more of the prescribed quantity can be molded. (◎) means that many products can be molded more than twice the specified quantity.

실시예 2 내지 5에서는 질화티탄 막에 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택되는 1종 이상의 원소를 첨가함으로써, 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있었다. 반면, 비교 실시예 1 내지 4에서는 첨가 원소가 상기한 범위를 벗어났기 때문에 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성이 저하되었다. 특히, 비교 실시예 1 내지 3에서는 성형 다이와 유리 사이의 접착력이 커서 성형 중에 다이와 유리의 이형 특성이 악화되며 성형된 유리 제품 중 일부는 균열이 발생하였다. 더우기, 유리가 균열되고 성형 다이에 접착하기 때문에 성형 시험 도중에 다이를 세척할 필요가 있었다. 또한, 비교 실시예 4에서는 질화티탄 막이 상당히 열화되고 박리되었다. 그 결과, 성형된 유리의 표면 특성이 저하되어 성형된 유리는 실제 용도에 적합하지 않게 되었다.In Examples 2 to 5, by adding at least one element selected from lithium, potassium and sodium to the titanium nitride film, the surface characteristics and molding durability of the molded article satisfactory as the optical element molding die could be obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, since the additive element was out of the above range, the surface properties and molding durability of the molded article were lowered. In particular, in Comparative Examples 1 to 3, the adhesive force between the molding die and the glass was so great that the mold release properties of the die and the glass were deteriorated during molding, and some of the molded glass products had cracks. Moreover, it was necessary to clean the die during the molding test because the glass cracked and adhered to the molding die. Further, in Comparative Example 4, the titanium nitride film was significantly degraded and peeled off. As a result, the surface properties of the molded glass were lowered and the molded glass was not suitable for practical use.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택된 1종 이상의 원소를 질화티탄 막에 첨가함으로써, 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있었다.As described above, in the present invention, by adding at least one element selected from lithium, potassium and sodium to the titanium nitride film, it is possible to obtain surface characteristics and molding durability of a molded article satisfactory as an optical element forming die.

실시예 6-10, 비교 실시예 5 및 6Examples 6-10, Comparative Examples 5 and 6

이하, 실시예 6 내지 10 및 비교 실시예 5 및 6을 설명하겠다. 본 실시예 및 비교 실시예에서는 질화티탄 박막 중의 첨가 원소의 농도를 평가하였다. 질화티탄은 이온 플레이팅법을 사용하여 실시예 2에서와 동일한 방법으로 형성하였다. 또한, 다이 기재 금속은 미리 소정의 형상으로 가공하였다. 수득된 성형 다이를 잘 세척하고, 도 2에 도시한 장치에 설치하고, 질화티탄 박막을 형성하였다. 막 형성 동안 금속 티탄 재료에 첨가되는 염화리튬의 양을 변화시킴으로써 질화티탄 막에 첨가되는 리튬의 양을 변화시켰다. 다른 합성 조건으로는 기체원 유속을 질소는 20 ㎖/분, 아르곤은 30 ㎖/분으로 하고, 바이어스 전압은 -100V, RF 출력은 400W, 압력은 3.5 x 10-2Pa로 하였다. 그 결과, 약 1 ㎛의 막 두께를 갖는 질화티탄 막을 형성하였다.Hereinafter, Examples 6 to 10 and Comparative Examples 5 and 6 will be described. In the present Example and the comparative example, the concentration of the additional element in the titanium nitride thin film was evaluated. Titanium nitride was formed in the same manner as in Example 2 using the ion plating method. In addition, the die base metal was previously processed into a predetermined shape. The obtained molding die was washed well, installed in the apparatus shown in Fig. 2, and a titanium nitride thin film was formed. The amount of lithium added to the titanium nitride film was changed by changing the amount of lithium chloride added to the metal titanium material during film formation. In other synthesis conditions, the gas source flow rate was 20 ml / min for nitrogen, 30 ml / min for argon, the bias voltage was -100V, the RF output was 400W, and the pressure was 3.5 x 10 -2 Pa. As a result, a titanium nitride film having a film thickness of about 1 mu m was formed.

이어서, 이 광학 소자 성형 다이를 사용하여 유리 렌즈의 압축 성형을 행하였다. 상기 성형은 연속식 성형 장치를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 플린트계 광학 유리 SF14 (연화점 Sp= 586 ℃, 전이점 Tg=485 ℃)를 사용하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 588 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다. 렌즈 형상은 실시예 1과 동일하였다. 그 결과를 도 6에 도시하였다.Subsequently, compression molding of the glass lens was performed using this optical element shaping | molding die. The said molding was performed using the continuous molding apparatus, and flint type optical glass SF14 (softening point Sp = 586 degreeC and transition point Tg = 485 degreeC) was used as glass to shape | mold. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 588 ° C. under a nitrogen atmosphere. The lens shape was the same as in Example 1. The results are shown in FIG.

도 6에서, 질화티탄 막 중의 리튬 농도는 성형 다이의 합성 조건과 동일한 조건에서 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정함으로써 구하였다.In FIG. 6, the lithium concentration in the titanium nitride film was determined by measuring the sample for evaluation separately prepared under the same conditions as the synthesis conditions of the molding die using the SIMS method.

실시예 6 내지 10에서는 리튬 원소 농도를 0.05 내지 5 원자%로 설정함으로써 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있었다. 반면, 비교 실시예 5 및 6에서는 리튬 원소 농도가 상기한 범위를 벗어났기 때문에 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성이 저하되었다. 더우기, 비교 실시예 5에서는 리튬 원소의 농도가 낮아서 다이와 유리 사이의 접착력이 컸다. 그 결과, 성형 도중에 다이와 유리의 이형 특성이 악화되며 성형된 유리 제품 중 일부는 균열되었다. 또한, 유리가 균열되고 성형 다이에 접착하기 때문에 성형 시험 도중에 다이를 세척할 필요가 있었다. 또한, 비교 실시예 6에서는 리튬 원소의 농도가 높아서 질화티탄 막이 열화되고, 성형을 행하였을 때 막이 마모 및 박리되었다. 그 결과, 성형된 유리의 표면 특성이 저하되어 성형 유리는 실제 용도에 적합하지 않게 되었다. 상술한 바와 같이, 첨가 원소의 농도가 0.05 원자% 미만일 때에는 성형 도중의 다이 및 유리의 이형 특성이 만족스럽지 못했다. 첨가 원소의 농도가 5 원자%를 초과할 때에는 질화티탄 박막의 막 품질이 열화되어 막의 마모 또는 박리를 초래하였다.In Examples 6 to 10, by setting the lithium element concentration to 0.05 to 5 atomic%, satisfactory molded article surface characteristics and molding durability as optical element molding dies could be obtained. On the other hand, in Comparative Examples 5 and 6, since the lithium element concentration was out of the above range, the surface characteristics and molding durability of the molded article were lowered. Moreover, in the comparative example 5, the density | concentration of lithium element was low, and the adhesive force between die | dye and glass was large. As a result, the release properties of the die and glass deteriorated during molding and some of the molded glass articles cracked. In addition, it was necessary to wash the die during the molding test because the glass cracked and adhered to the molding die. In Comparative Example 6, the titanium nitride film was deteriorated due to the high concentration of lithium element, and the film was worn and peeled off when forming. As a result, the surface properties of the molded glass were lowered and the molded glass was not suitable for practical use. As mentioned above, when the concentration of the additive element was less than 0.05 atomic%, the release properties of the die and the glass during molding were not satisfactory. When the concentration of the added element was more than 5 atomic%, the film quality of the titanium nitride thin film was degraded, resulting in abrasion or peeling of the film.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 이형층에 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택된 1종 이상의 원소를 원소 농도가 0.05 내지 5 원자%가 되도록 첨가함으로써, 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있었다.As described above, in the present invention, at least one element selected from lithium, potassium, and sodium is added to the release layer so that the element concentration is 0.05 to 5 atomic%, thereby obtaining satisfactory molded article surface characteristics and molding durability as an optical element forming die. Could.

실시예 11-16, 비교 실시예 7 및 8Examples 11-16, Comparative Examples 7 and 8

이하, 실시예 11 내지 16 및 비교 실시예 7 및 8을 설명하겠다. 본 실시예 및 비교 실시예에서는 각종 이형막을 형성 및 평가하였다. 이들 이형막은 이온 플레이팅법을 사용하여 상기한 바와 동일한 방법으로 형성하였다. 또한, 다이 기재 금속은 미리 소정의 형상으로 가공하였다. 수득된 성형 다이를 잘 세척하고, 도 2에 도시한 장치에 설치하고, 이형층 (박막)을 형성하였다. 막 형성시에 각종 금속원을 사용하였고 기체는 다음과 같이 선택하였다.Hereinafter, Examples 11 to 16 and Comparative Examples 7 and 8 will be described. In this example and a comparative example, various release films were formed and evaluated. These release films were formed in the same manner as described above using the ion plating method. In addition, the die base metal was previously processed into a predetermined shape. The obtained molding die was washed well, installed in the apparatus shown in Fig. 2, and a release layer (thin film) was formed. Various metal sources were used in the film formation and the gas was selected as follows.

(1) 금속 질화물을 형성할 때: 질소 20 ㎖/분 및 아르곤 20 ㎖/분.(1) When forming a metal nitride: 20 ml / min nitrogen and 20 ml / min argon.

(2) 금속 탄화물을 형성할 때: 메탄 20 ㎖/분 및 아르곤 20 ㎖/분.(2) When forming metal carbide: 20 ml / min of methane and 20 ml / min of argon.

(3) 금속 탄질화물을 형성할 때: 질소 10 ㎖/분, 메탄 10 ㎖/분 및 아르곤 20 ㎖/분.(3) When forming metal carbonitride: 10 ml / min of nitrogen, 10 ml / min of methane and 20 ml / min of argon.

(4) 금속막을 형성할 때: 아르곤 30 ㎖/분.(4) When forming a metal film: 30 ml / min of argon.

또한, 염화리튬을 금속원에 첨가함으로써 리튬을 이형층에 첨가하였다. 다른 합성 조건으로는 바이어스 전압은 -100V, RF 출력은 400W, 압력은 3.5 x 10-2Pa, 막 두께는 약 1 ㎛로 하였다.In addition, lithium was added to the release layer by adding lithium chloride to the metal source. As other synthesis conditions, the bias voltage was -100V, the RF output was 400W, the pressure was 3.5 x 10 -2 Pa, and the film thickness was about 1 m.

이어서, 이 광학 소자 성형 다이를 사용하여 유리 렌즈의 압축 성형을 행하였다. 상기 성형은 연속식 성형 장치를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 플린트계 광학 유리 SF14 (연화점 Sp= 586 ℃, 전이점 Tg=485 ℃)를 사용하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 588 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다. 렌즈 형상은 실시예 1과 동일하였다. 그 결과를 도 7에 도시하였다.Subsequently, compression molding of the glass lens was performed using this optical element shaping | molding die. The said molding was performed using the continuous molding apparatus, and flint type optical glass SF14 (softening point Sp = 586 degreeC and transition point Tg = 485 degreeC) was used as glass to shape | mold. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 588 ° C. under a nitrogen atmosphere. The lens shape was the same as in Example 1. The results are shown in FIG.

도 7에서, 이형막 중의 리튬 농도는 성형 다이의 합성 조건과 동일한 조건에서 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정함으로써 구하였다. 리튬 농도는 상기 샘플 모두에서 0.5 내지 1.2 원자%인 것으로 밝혀졌다.In FIG. 7, the lithium concentration in a release film was calculated | required by measuring the sample for evaluation created separately on the same conditions as the synthesis conditions of a shaping | die die using SIMS method. The lithium concentration was found to be 0.5 to 1.2 atomic percent in all of the samples.

실시예 11 내지 16에서는 주기율표 4A, 5A 및 6A족 원소 및 실리콘의 탄화물, 질화물, 탄질화물 각각의 박막을 사용함으로써 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있었다. 반면, 비교 실시예 7 및 8에서는 첨가 원소가 상기한 범위를 벗어났기 때문에 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성이 저하되었다.In Examples 11 to 16, satisfactory molded article surface characteristics and molding durability were obtained as optical element forming dies by using thin films of carbides, nitrides, and carbonitrides of periodic table 4A, 5A, and 6A elements and silicon. On the other hand, in Comparative Examples 7 and 8, since the additive element was out of the above range, the surface properties and molding durability of the molded article were lowered.

특히, 비교 실시예 7에서는 유리와의 반응성이 높아 다이와 유리 사이의 접착력이 컸다. 그 결과, 성형 도중에 다이와 유리의 이형 특성이 악화되며, 성형된 유리 제품 중 일부는 균열이 발생하였다. 더우기, 유리가 균열되고 성형 다이에 접착하기 때문에 성형 시험 도중에 다이를 세척할 필요가 있었다.In particular, in Comparative Example 7, the reactivity with the glass was high, and the adhesion between the die and the glass was large. As a result, the release properties of the die and glass deteriorated during molding, and some of the molded glass products had cracks. Moreover, it was necessary to clean the die during the molding test because the glass cracked and adhered to the molding die.

또한, 비교 실시예 7 및 8에서는 아마도 막의 경도가 낮기 때문에 막이 열화되고, 성형을 행하였을 때 막이 마모 및 박리되었다. 그 결과, 성형된 유리의 표면 특성이 저하되어 성형 유리는 실제 용도에 적합하지 않게 되었다.Further, in Comparative Examples 7 and 8, the film deteriorated, presumably because of the low hardness of the film, and the film was worn and peeled off when forming. As a result, the surface properties of the molded glass were lowered and the molded glass was not suitable for practical use.

실시예 17Example 17

이하, 실시예 17을 설명하겠다. 본 실시예에서는 스퍼터링법에 의해 탄화크롬 박막으로 구성된 이형층을 형성하였다. 이 탄화크롬 막은 도 3에 도시한 바와 같은 스퍼터링 장치를 사용하여 형성하였다. 본 실시예에서는 표적으로서 1 원자%의 산화리튬 (Li2O)을 함유하는 크롬을 사용하였다. 또한, 소정의 형상으로 가공된 초경합금 재료로 만들어진 다이 기재 금속을 도 3에 도시한 장치에 설치하고, 탄화크롬 박막을 형성하였다. 형성 조건으로는 기체 유속이 메탄 20 ㎖/분 및 아르곤 10 ㎖/분, 기판 온도는 실온, RF 출력은 400W, 압력은 5 x 10-1Pa로 하였다. 상기 조건하에서 두께 약 800 ㎚의 탄화크롬 막을 형성하였다.Example 17 will now be described. In this embodiment, a release layer made of a chromium carbide thin film was formed by sputtering. This chromium carbide film was formed using a sputtering apparatus as shown in FIG. In this example, chromium containing 1 atomic% of lithium oxide (Li 2 O) was used as a target. Further, a die base metal made of a cemented carbide material processed into a predetermined shape was installed in the apparatus shown in Fig. 3 to form a chromium carbide thin film. As the conditions for forming, the gas flow rate was 20 ml / min for methane and 10 ml / min for argon, the substrate temperature was room temperature, the RF output was 400 W, and the pressure was 5 × 10 −1 Pa. Under these conditions, a chromium carbide film having a thickness of about 800 nm was formed.

상기 성형 다이의 합성 조건하에 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정하였다. 그 결과, 탄화크롬 막 중의 리튬 원소 농도는 2.1 원자%인 것으로 밝혀졌다.The evaluation sample prepared separately under the synthesis conditions of the said molding die was measured using the SIMS method. As a result, it was found that the lithium element concentration in the chromium carbide film was 2.1 atomic%.

상기 성형 다이를 사용하여 성형 내구성 시험을 행하였다. 이 압축 성형은 연속식 성형 장치를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 크라운계 광학 유리 SK12 (연화점 Sp= 672 ℃, 전이점 Tg=550 ℃)를 사용하였다. 직경이 35 ㎜이고 두께비가 4인 오목 렌즈를 성형하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 620 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다.The molding durability test was done using the said molding die. This compression molding was performed using a continuous molding apparatus, and crown type optical glass SK12 (softening point Sp = 672 degreeC and transition point Tg = 550 degreeC) was used as glass to shape | mold. A concave lens having a diameter of 35 mm and a thickness ratio of 4 was molded. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 620 ° C. under a nitrogen atmosphere.

그 결과, 성형 도중에 다이와 성형된 광학 소자 사이의 이형 특성은 양호하였다. 성형 후에 다이 표면을 주사형 전자 현미경을 사용하여 관찰하였을 때, 막의 박리 및 균열이 발생하지 않았고 유리가 융착되지 않아 양호한 다이 표면 특성을 나타내었다. 또한, 성형된 유리 렌즈는 실제로 만족할만한 표면 조도를 가졌다.As a result, the release property between the die and the molded optical element was good during molding. When the die surface was observed using a scanning electron microscope after molding, no peeling and cracking of the film occurred and the glass did not fuse, showing good die surface properties. In addition, the molded glass lenses actually had satisfactory surface roughness.

탄화크롬 막에 리튬을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상술한 바와 동일한 조건하에서 광학 소자 성형 다이를 작성하고, 상술한 바와 동일한 유리 재료 및 동일한 형상을 사용하여 유리 성형을 행하였다. 그 결과, 다이와 유리 사이의 이형력이 강하여 유리가 균열되고 다이에 부분적으로 융착하였다.Except not adding lithium to the chromium carbide film, the optical element shaping | dye die was created on the same conditions as mentioned above, and glass forming was performed using the same glass material and the same shape as mentioned above. As a result, the releasing force between the die and the glass was strong and the glass cracked and partially fused to the die.

실시예 18Example 18

이하, 실시예 18을 설명하겠다. 본 실시예에서는 스퍼터링법을 사용하여 이형층으로서 탄화실리콘 박막을 형성하였다. 이 탄화실리콘 막은 도 3에 도시한 바와 같은 스퍼터링 장치를 사용하여 형성하였다. 본 실시예에서는 표적으로서 탄화실리콘을 사용하였고, 붕소화리튬 (LiB2)의 펠렛을 표적의 표면 상에 배치시킴으로써 탄화실리콘 박막에 리튬을 첨가하였다.Example 18 is described below. In this embodiment, a silicon carbide thin film was formed as a release layer using the sputtering method. This silicon carbide film was formed using a sputtering apparatus as shown in FIG. In this example, silicon carbide was used as a target, and lithium was added to the silicon carbide thin film by placing pellets of lithium boride (LiB 2 ) on the surface of the target.

소정의 형상으로 가공된 초경합금 재료로 만들어진 다이 기재 금속을 도 3에 도시한 장치에 설치하고, 탄화실리콘 박막을 형성하였다. 형성 조건은 기체 유속이 메탄 10 ㎖/분 및 아르곤 30 ㎖/분, 기판 온도는 200 ℃, RF 출력은 400W, 압력은 5 x 10-1Pa로 하였다. 상기 조건하에서 성형 표면 상에 두께 약 1.2 ㎛의 탄화실리콘 막을 형성하였다.A die base metal made of cemented carbide material processed into a predetermined shape was installed in the apparatus shown in FIG. 3 to form a silicon carbide thin film. Formation conditions were gas flow rates of 10 ml / methane and 30 ml / m of argon, substrate temperature of 200 ° C., RF output of 400 W, and pressure of 5 × 10 −1 Pa. Under the above conditions, a silicon carbide film having a thickness of about 1.2 mu m was formed on the molded surface.

상기 성형 다이의 합성 조건하에 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정하였다. 그 결과, 탄화실리콘 막 중의 리튬 원소 농도는 2.1 원자%인 것으로 밝혀졌다.The evaluation sample prepared separately under the synthesis conditions of the said molding die was measured using the SIMS method. As a result, it was found that the lithium element concentration in the silicon carbide film was 2.1 atomic%.

상기 성형 다이를 사용하여 성형 내구성 시험을 행하였다. 이 압축 성형은 연속식 성형 장치를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 크라운계 광학 유리 SK12 (연화점 Sp= 672 ℃, 전이점 Tg=550 ℃)를 사용하였다. 직경이 35 ㎜이고 두께비가 4인 오목 렌즈를 성형하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 620 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다.The molding durability test was done using the said molding die. This compression molding was performed using a continuous molding apparatus, and crown type optical glass SK12 (softening point Sp = 672 degreeC and transition point Tg = 550 degreeC) was used as glass to shape | mold. A concave lens having a diameter of 35 mm and a thickness ratio of 4 was molded. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 620 ° C. under a nitrogen atmosphere.

그 결과, 성형 도중에 다이 및 성형된 광학 소자 사이의 이형 특성은 양호하였다. 성형 후에 다이 표면을 주사형 전자 현미경을 사용하여 관찰하였을 때 막의 박리 및 균열이 발생하지 않았고 유리가 융착되지 않아 양호한 다이 표면 특성을 나타내었다. 또한, 성형된 유리 렌즈는 실제로 만족할만한 표면 조도를 가졌다.As a result, the release property between the die and the molded optical element was good during molding. When the die surface was observed using a scanning electron microscope after molding, no peeling and cracking of the film occurred and the glass did not fuse, showing good die surface properties. In addition, the molded glass lenses actually had satisfactory surface roughness.

탄화실리콘 막에 리튬을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상술한 바와 동일한 조건하에서 광학 소자 성형 다이를 작성하고, 상술한 바와 동일한 유리 재료 및 동일한 형상을 사용하여 유리 성형을 행하였다. 그 결과, 다이와 유리 사이의 이형력이 강하여 유리가 균열되고 다이에 부분적으로 융착하였다.Except not adding lithium to the silicon carbide film, the optical element shaping | dying die was created on the same conditions as mentioned above, and glass forming was performed using the same glass material and the same shape as above-mentioned. As a result, the releasing force between the die and the glass was strong and the glass cracked and partially fused to the die.

실시예 19-21Example 19-21

실시예 19 내지 21에서는 스퍼터링법에 의해 질화티탄 박막으로 구성되는 이형층을 형성하였다. 이 질화티탄 막은 도 3에 도시한 바와 같은 스퍼터링 장치를 사용하여 형성하였다. 본 실시예에서는 표적으로서 티탄을 사용하였고, 도 8에 도시한 펠렛을 표적의 표면 상에 배치시킴으로써 질화티탄 박막에 리튬을 첨가하였다.In Examples 19 to 21, a release layer composed of a titanium nitride thin film was formed by sputtering. This titanium nitride film was formed using a sputtering apparatus as shown in FIG. In this example, titanium was used as a target, and lithium was added to the titanium nitride thin film by placing the pellets shown in FIG. 8 on the surface of the target.

소정의 형상으로 가공된 초경합금 재료로 만들어진 다이 기재 금속을 도 3에 도시한 장치에 설치하고, 탄화티탄 박막을 형성하였다. 형성 조건은 기체 유속이 질소 10 ㎖/분 및 아르곤 15 ㎖/분, 기판 온도는 180 ℃, RF 출력은 420W 및 압력은 4 x 10-1Pa로 하였다. 상기 조건하에서 두께 약 1.5 ㎛의 탄화티탄 막을 형성하였다. 질화티탄 막 중의 리튬 원소 농도는 상기 성형 다이의 합성 조건하에 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정하였다. 그 결과를 도 8에 도시하였다.A die base metal made of cemented carbide material processed into a predetermined shape was installed in the apparatus shown in FIG. 3 to form a titanium carbide thin film. Formation conditions were a gas flow rate of 10 ml / min nitrogen and 15 ml / min argon, a substrate temperature of 180 ° C., an RF output of 420 W, and a pressure of 4 × 10 −1 Pa. Under the above conditions, a titanium carbide film having a thickness of about 1.5 mu m was formed. The lithium element concentration in the titanium nitride film was measured using a SIMS method for an evaluation sample separately prepared under the synthesis conditions of the molding die. The results are shown in FIG.

상기 성형 다이를 사용하여 성형 내구성 시험을 행하였다. 이 압축 성형은 연속식 성형 장치를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 크라운계 광학 유리 SK12 (연화점 Sp= 672 ℃, 전이점 Tg=550 ℃)를 사용하였다. 직경이 35 ㎜인 오목 렌즈를 성형하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 620 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다.The molding durability test was done using the said molding die. This compression molding was performed using a continuous molding apparatus, and crown type optical glass SK12 (softening point Sp = 672 degreeC and transition point Tg = 550 degreeC) was used as glass to shape | mold. A concave lens having a diameter of 35 mm was molded. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 620 ° C. under a nitrogen atmosphere.

도 8에 도시한 바와 같이, 성형 도중에 다이와 성형된 광학 소자 사이의 이형 특성은 양호하였다. 성형 후에 다이 표면을 주사형 전자 현미경을 사용하여 관찰하였을 때 막의 박리 및 균열이 발생하지 않았고 유리가 융착되지 않아 양호한 다이 표면 특성을 나타내었다. 또한, 성형된 유리 렌즈는 실제로 만족할만한 표면 조도를 가졌다. 질화티탄 막에 리튬을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상술한 바와 동일한 조건하에서 광학 소자 성형 다이를 작성하고, 상술한 바와 동일한 유리 재료 및 동일한 형상을 사용하여 유리 성형을 행하였다. 그 결과, 다이와 유리 사이의 이형력이 증가하여 유리가 균열되고 다이에 부분적으로 융착하였다.As shown in Fig. 8, the release property between the die and the molded optical element during the molding was good. When the die surface was observed using a scanning electron microscope after molding, no peeling and cracking of the film occurred and the glass did not fuse, showing good die surface properties. In addition, the molded glass lenses actually had satisfactory surface roughness. Except not adding lithium to the titanium nitride film, an optical element forming die was produced under the same conditions as described above, and glass molding was performed using the same glass material and the same shape as described above. As a result, the release force between the die and the glass increased, causing the glass to crack and partially fuse to the die.

실시예 22-24Example 22-24

실시예 22 내지 24에서는 볼록 메니스커스 유리 렌즈 (SF8에 상당함)를 성형하였다. 질화티탄으로 구성된 이형층은 실시예 19 내지 21에서와 동일한 스퍼터링법을 사용하여 형성하였다. 실시예 22 내지 24에서는 티탄을 표적으로서 사용하고, 도 9에 도시한 바와 같은 펠렛을 표적의 표면 상에 배치시킴으로써 질화티탄 박막에 알칼리 원소를 첨가하였다.In Examples 22 to 24, convex meniscus glass lenses (equivalent to SF8) were molded. A release layer made of titanium nitride was formed using the same sputtering method as in Examples 19 to 21. In Examples 22 to 24, an alkali element was added to the titanium nitride thin film by using titanium as a target and placing pellets as shown in FIG. 9 on the surface of the target.

소정의 형상으로 가공된 WC계 초경합금으로 만들어진 다이 기재 금속을 도 3에 도시한 장치에 설치하고, 질화티탄 막을 형성하였다. 형성 조건은 기체 유속이 질소 8 ㎖/분 및 아르곤 13 ㎖/분, 기판 온도는 100 ℃, RF 출력은 1000W, 압력은 0.35 Pa로 하였다. 상기 조건하에서 두께 약 0.8 ㎛의 탄화실리콘 막을 형성하였다. 상기 막 중의 알칼리 농도는 상기 성형 다이의 합성 조건과 동일한 조건하에 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정하였다. 그 결과를 도 9에 도시하였다.A die base metal made of a WC-based cemented carbide processed into a predetermined shape was installed in the apparatus shown in FIG. 3 to form a titanium nitride film. Formation conditions were gas flow rates of 8 ml / min of nitrogen and 13 ml / min of argon, substrate temperature of 100 deg. C, RF output of 1000 W, and pressure of 0.35 Pa. Under these conditions, a silicon carbide film having a thickness of about 0.8 mu m was formed. The alkali concentration in the said film measured the sample for evaluation prepared separately on the same conditions as the synthesis conditions of the said molding die using SIMS method. The results are shown in FIG.

상기 성형 다이 및 연속식 성형 장치를 사용하여 성형 내구성 시험을 행하였다. 성형하고자 하는 유리는 SF8에 상당하였고, 직경이 25 ㎜인 볼록 메니스커스 렌즈를 성형하였다. 성형 조건은 질소 분위기 및 압축 온도 590 ℃이었다.Molding durability tests were conducted using the molding die and continuous molding apparatus. The glass to be molded was equivalent to SF8, and a convex meniscus lens having a diameter of 25 mm was molded. Molding conditions were nitrogen atmosphere and compression temperature of 590 degreeC.

도 9에 도시한 바와 같이, 다이와 성형된 광학 소자 사이의 이형 특성은 실질적으로 만족할만하였다. 특히, 이형막으로서 리튬을 함유하는 질화티탄 막을 사용하였을 때 (실시예 22) 성형품의 표면 특성은 매우 양호하였다. 다이 표면을 성형 후에 주사형 전자 현미경을 사용하여 관찰하였을 때 막의 박리 및 유리의 융착이 발생하지 않아 양호한 다이 표면 특성을 나타내었다.As shown in FIG. 9, the release properties between the die and the molded optical element were substantially satisfactory. In particular, when a titanium nitride film containing lithium was used as the release film (Example 22), the surface properties of the molded article were very good. When the die surface was observed using a scanning electron microscope after molding, film peeling and fusion of glass did not occur, thereby showing good die surface properties.

질화티탄 막에 알칼리 원소를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기한 바와 동일한 조건하에서 광학 소자 성형 다이를 작성하고, 상술한 바와 동일한 유리 재료 및 동일한 형상을 사용하여 유리 성형을 행하였다. 그 결과, 성형된 유리의 외부 주변부가 균열되었고, 유리가 다이에 부분적으로 융착하였다.Except not adding an alkali element to a titanium nitride film, the optical element shaping | dye die was created on the same conditions as mentioned above, and glass forming was performed using the same glass material and the same shape as mentioned above. As a result, the outer periphery of the molded glass cracked and the glass partially fused to the die.

제2 실시태양Second embodiment

본 실시태양에서는 광학 소자 성형 다이의 구조가 도 1에 도시한 것과 동일하고, 다이의 제조 방법만이 상이하였다.In this embodiment, the structure of the optical element forming die is the same as that shown in Fig. 1, and only the manufacturing method of the die is different.

도 10은 스퍼터링법을 사용하는 막 형성 장치를 도시한 개략도이다.10 is a schematic view showing a film forming apparatus using the sputtering method.

도 10에서, 부호 (121)은 진공 탱크를 나타내고, (122)는 오일 확산 펌프, 회전 펌프 및 진공 밸브 (어느 것도 도시하지 않음)에 접속되어 있는 기체 배기부를 나타낸다. 부호 (123)은 기판 홀더, (124)는 기판을 나타내며, (125)는 기체 유속 조절 장치, 강철 기체 실린더, 압력 조절기, 밸브 등 (어느 것도 도시하지 않음)이 접속되어 있는 기체 공급부를 나타낸다. 부호 (126)은 금속원 또는 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 표적을 나타내고, (127)은 알칼리 금속 또는 알칼리 화합물을 함유하는 표적 (이하, 알칼리 표적 재료라고 부름), (128)은 RF 전원, (129)는 정합기를 나타낸다. 부호 (310)은 기판 홀더 (123)을 회전시키는 기판 회전 기구이다.In FIG. 10, reference numeral 121 denotes a vacuum tank, and 122 denotes a gas exhaust portion connected to an oil diffusion pump, a rotary pump, and a vacuum valve (not shown). Reference numeral 123 denotes a substrate holder, 124 denotes a substrate, and 125 denotes a gas supply unit to which a gas flow rate regulator, a steel gas cylinder, a pressure regulator, a valve, and the like (not shown) are connected. Reference numeral 126 denotes a target of a metal source or a metal carbide, metal nitride and metal carbonitride, and 127 denotes a target containing an alkali metal or an alkali compound (hereinafter referred to as an alkali target material), (128 ) Denotes an RF power supply, and 129 denotes a matcher. Reference numeral 310 denotes a substrate rotating mechanism for rotating the substrate holder 123.

예를 들면, 상기 장치의 조작은 다음과 같다.For example, the operation of the apparatus is as follows.

(1) 진공 탱크에 탄소 또는 질소 중 어느 하나 또는 양쪽 모두를 함유하는 기체와 1종 이상의 희소 기체를 함유하는 막 형성 분위기 기체를 도입한다.(1) Into the vacuum tank, a gas containing any one or both of carbon or nitrogen and a film forming atmosphere gas containing at least one rare gas are introduced.

(2) 금속원 또는 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 표적 및 알칼리 표적 재료에 고주파수를 인가한다.(2) High frequency is applied to the metal source or the target and alkali target material of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride.

(3) 막 형성 분위기 기체를 플라즈마로 바꿈으로써 표적 재료를 스퍼터링한다.(3) The target material is sputtered by changing the film-forming atmosphere gas into plasma.

(4) 기판 표면에 알칼리 금속을 함유하는 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막을 형성한다.(4) A thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride containing an alkali metal is formed on the substrate surface.

본 발명의 스퍼터링법은 상기 장치 및 방식에 전혀 한정되지 않는다. 예를 들면, RF 전원 대신 DC 전원을 사용할 수도 있다. 또한, 표적 재료 근처에 자석을 배치시킨 마그네트론 스퍼터링법이나, 표적 재료들을 서로 마주보도록 배치시킨 대향 스퍼터링법을 사용할 수도 있다.The sputtering method of the present invention is not limited to the above apparatus and method at all. For example, DC power may be used instead of RF power. It is also possible to use a magnetron sputtering method in which magnets are placed near the target material, or an opposing sputtering method in which target materials are disposed to face each other.

금속 표적을 사용하는 경우에는 막 형성 분위기 기체에 탄소 또는 질소 중 어느 하나 또는 양쪽 모두를 함유하는 기체를 첨가함으로써 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막을 형성할 수 있다. 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 탄질화물 중 어느 하나의 표적을 사용하는 경우에는 탄소 또는 질소 중 어느 하나 또는 양쪽 모두를 함유하는 기체를 사용하지 않고 희소 기체만으로도 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막을 형성할 수 있다. 금속의 탄화 및 질화를 향상시키기 위해서는 탄소 및 질소 중 어느 하나 또는 양쪽 모두를 함유하는 기체를 첨가하는 것도 가능하다.In the case of using a metal target, a thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride can be formed by adding a gas containing either or both of carbon and nitrogen to the film forming atmosphere gas. When using a target of any one of metal carbide, metal nitride, and metal carbonitride, any rare metal alone, metal carbide, metal nitride, or metal carbonitride can be used without using a gas containing either or both carbon and nitrogen. One thin film can be formed. In order to improve carbonization and nitriding of the metal, it is also possible to add a gas containing either or both of carbon and nitrogen.

즉, 막 형성 분위기 기체 중에 메탄, 에탄, 에틸렌 또는 아세틸렌과 같은 탄화수소 기체, 일산화탄소 또는 할로겐화탄소 등의 탄소 함유 기체를 첨가하여 이 기체를 금속과 반응시킴으로써 금속 탄화물을 형성할 수 있다. 또한, 막 형성 분위기 기체 중에 질소 기체, 암모니아 또는 할로겐화질소 등의 질소 함유 기체를 첨가하여 이 기체를 금속과 반응시킴으로써 금속 질화물을 형성할 수 있다. 또한, 막 형성 분위기 기체 중에 탄소 함유 기체와 질소 함유 기체 모두를 첨가하여 이 기체들을 금속과 반응시킴으로써 금속 탄질화물을 형성할 수 있다. 또한, 막 형성 분위기 기체 중에 수소 또는 희소 기체 (예: 헬륨, 아르곤 및 네온)을 함유하는 기체를 적당히 첨가할 수도 있다. 특히, 스퍼터링법에 있어서는 스퍼터링 효과가 큰 아르곤 등의 희소 기체를 첨가하는 것이 소망된다.That is, a metal carbide can be formed by adding a hydrocarbon gas such as methane, ethane, ethylene or acetylene, a carbon-containing gas such as carbon monoxide or a halide to react with the metal in the film forming atmosphere gas. In addition, a metal nitride can be formed by adding a nitrogen-containing gas such as nitrogen gas, ammonia or nitrogen halide to the film-forming atmosphere gas and reacting the gas with a metal. In addition, metal carbonitride can be formed by adding both a carbon-containing gas and a nitrogen-containing gas to a film forming atmosphere gas and reacting the gases with a metal. In addition, a gas containing hydrogen or a rare gas (for example, helium, argon and neon) may be appropriately added to the film forming atmosphere gas. In particular, in the sputtering method, it is desired to add a rare gas such as argon having a large sputtering effect.

금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막 중의 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택되는 1종 이상의 원소의 함량은 0.05 내지 5 원자%, 바람직하게는 0.1 내지 2 원자%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1 원자%이다. 본 명세서에서 언급되는 함량 (원자%)이란 박막 중에 리튬, 칼륨 및 나트륨 중 1종만이 함유되는 경우에는 그 한 원소의 함량을 말하고 2종 이상의 원소가 함유되는 경우에는 원소들의 총 함량을 말한다. 상기 함량이 0.05 원자% 미만이면 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택되는 1종 이상의 원소를 첨가시키는 효과가 없다. 상기 함량이 5 원자%를 초과하면 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막이 상당히 열화된다.The content of at least one element selected from lithium, potassium and sodium in the thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride is 0.05 to 5 atomic%, preferably 0.1 to 2 atomic%, more preferably 0.5 To 1 atomic%. The content (atomic%) referred to herein refers to the content of one element when only one of lithium, potassium and sodium is contained in the thin film, and the total content of elements when two or more elements are contained. If the content is less than 0.05 atomic%, there is no effect of adding at least one element selected from lithium, potassium and sodium. If the content exceeds 5 atomic%, the thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride deteriorates considerably.

리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택되는 1종 이상의 원소는 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 표적과는 별도로 상기 원소 또는 상기 원소의 산화물, 할로겐화물, 탄산염, 황산염 및 질산염 등의 각종 화합물의 표적을 작성한 후 작성된 표적을 스퍼터링함으로써 첨가할 수 있다. 리튬, 칼륨 및 나트륨 원소 또는 이들 원소의 화합물은 스퍼터링에 의해 기화되고, 막 형성 분위기 중에 도입된다. 이들 원소는 막 형성된 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막 중에 첨가된다.The at least one element selected from lithium, potassium and sodium is a compound of various kinds, such as oxides, halides, carbonates, sulfates and nitrates of the element or the element, apart from the target of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride. It can be added by sputtering the created target after making the target of. Lithium, potassium and sodium elements or compounds of these elements are vaporized by sputtering and introduced into a film forming atmosphere. These elements are added in the thin film of any one of the metal carbide, metal nitride, and metal carbonitride which have just been formed.

금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막은 유리의 형태, 성형 온도 및 성형 분위기에 따라 각종 박막으로부터 선택될 수 있다. 그러나, 경도, 내열성 등을 고려하는 경우에는 주기율표의 4A, 5A, 6A족 원소 및 실리콘의 탄화물, 질화물 및 탄소 화합물을 사용하는 것이 소망된다. 본 실시태양에서, 주기율표의 4A족 원소는 Ti, Zr 및 Hf이고, 주기율표의 5A족 원소는 V, Nb 및 Ta이며, 주기율표의 6A족 원소는 Cr, Mo 및 W이다. 실리콘은 일반적으로 금속으로서 분류되지 않으나, 본 발명에서는 실리콘의 탄화물, 질화물 및 탄질화물을 각각 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물이라 부른다. 주기율표의 4A, 5A 및 6A족 원소 및 실리콘의 탄화물, 질화물 및 탄질화물은 높은 경도 (비커스 경도로 1000 이상, 일반적으로는 2000 이상)를 갖고 성형시 변형이 적다. 추가로, 상기 원소들의 탄화물, 질화물 및 탄질화물은 높은 융점 (1500 ℃ 이상, 일반적으로는 2000 ℃ 이상)을 가져 고온에서 높은 안정성을 갖는다. 따라서, 상기 화합물들은 유리와 거의 반응하지 않으며 높은 성형 내구성을 갖는다.The thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride may be selected from various thin films depending on the shape of the glass, the molding temperature and the molding atmosphere. However, when considering hardness, heat resistance and the like, it is desired to use carbides, nitrides and carbon compounds of the 4A, 5A, 6A group elements and silicon of the periodic table. In this embodiment, the Group 4A elements of the periodic table are Ti, Zr and Hf, the Group 5A elements of the periodic table are V, Nb and Ta, and the Group 6A elements of the periodic table are Cr, Mo and W. Silicon is not generally classified as a metal, but in the present invention, carbides, nitrides and carbonitrides of silicon are called metal carbides, metal nitrides and metal carbonitrides, respectively. Carbide, nitride and carbonitrides of Group 4A, 5A and 6A elements and silicon of the periodic table have a high hardness (1000 or more in Vickers hardness, generally 2000 or more) and less deformation during molding. In addition, carbides, nitrides and carbonitrides of these elements have a high melting point (1500 ° C. or higher, generally 2000 ° C. or higher) and have high stability at high temperatures. Thus, the compounds hardly react with the glass and have high molding durability.

리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택되는 1종 이상의 원소는 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막 전체에 첨가할 필요는 없다. 즉, 상기 원소는 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막의 표면 근처에만 첨가시켜도 좋다. 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막의 표면 근처이란 박막의 표면으로부터 약 수백 ㎚의 영역을 의미한다. 특히, 표면으로부터 100 ㎚ 이하의 영역 내의 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택된 1종 이상의 원소의 농도는 성형 특성에 크게 기여한다. 따라서, 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막의 막 형성 초기 단계에서는 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택된 1종 이상의 원소의 첨가량을 적게하거나 또는 첨가하지 않는다. 막 형성의 최종 단계, 즉 수백 ㎚ 이하의 막 두께를 갖는 영역에서만 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택되는 1종 이상의 원소에 대해 본 발명에서 규정하는 농도 (0.05 내지 5 원자%)를 설정해도 좋다.One or more elements selected from lithium, potassium and sodium need not be added to the entire thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride. That is, the element may be added only near the surface of the thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride. Near the surface of the thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride means an area of several hundred nm from the surface of the thin film. In particular, the concentration of at least one element selected from lithium, potassium and sodium in the region of 100 nm or less from the surface greatly contributes to the molding properties. Therefore, in the initial stage of film formation of the thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride, the addition amount of at least one element selected from lithium, potassium and sodium is not reduced or added. The concentration (0.05 to 5 atomic%) specified in the present invention may be set for at least one element selected from lithium, potassium and sodium only in the final stage of film formation, that is, in a region having a film thickness of several hundred nm or less.

본 발명에서 사용되는 기판의 예로는 알루미나 및 지르코니아와 같은 산화물계 세라믹, 탄화규소, 질화규소, 탄화티탄, 질화티탄, 탄화텅스텐 등의 탄화물 및 질화물계 세라믹, WC계 초경합금, 및 몰리브덴, 텅스텐 및 탄탈과 같은 금속이 있다. 기판의 형상은 막 형성 장치 또는 성형하고자 하는 렌즈의 형상에 따라 임의로 결정할 수 있다. 예를 들면 렌즈를 성형하고자 할 때에는 성형 표면을 렌즈 직경의 곡률에 맞추어 곡면 형상으로 한다. 이 곡면 표면 상에 기상 합성법을 사용하여 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 중 어느 하나의 박막을 형성할 수 있다.Examples of the substrate used in the present invention include oxide-based ceramics such as alumina and zirconia, carbides and nitride-based ceramics such as silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, titanium nitride, tungsten carbide, WC-based cemented carbide, and molybdenum, tungsten and tantalum; There is the same metal. The shape of the substrate can be arbitrarily determined according to the shape of the film forming apparatus or the lens to be molded. For example, when the lens is to be molded, the molding surface is curved to match the curvature of the lens diameter. On this curved surface, a vapor phase synthesis method can be used to form a thin film of any one of metal carbide, metal nitride and metal carbonitride.

이하, 본 실시태양을 실시예를 들어 상세히 설명하겠다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to Examples.

실시예 1Example 1

본 실시예에서는 도 10에 도시한 스퍼터링법에 의해 질화탄탈로 구성되는 이형층을 형성하였다.In this embodiment, a release layer made of tantalum nitride was formed by the sputtering method shown in FIG.

사용된 다이 기재 금속은 SiC 소결체를 소정의 형상으로 가공하고 CVD법에 의해 다결정 SiC 막을 형성한 후 성형 표면을 Rmax= 0.04 ㎛의 경면으로 연마하여 성형하였다. 이 성형 다이를 잘 세척하고, 도 10에 도시한 스퍼터링 장치에 설치하였다. 금속 표적으로는 탄탈을 사용하고, 알칼리원 표적으로는 염화리튬 (LiCl)을 사용하였다. 진공 탱크 (121)을 소정의 진공도로 배기시킨 후, 기체 공급부 (125)로부터 질소 및 아르곤 기체를 각각 20 ㎖/분의 유속으로 도입하였다. 압력은 5 x 10-1Pa이었다. RF 전원 (129) (주파수 13.56 MHz)를 사용하여 탄탈 표적에 800W의 RF 전압을 인가하고 염화리튬 표적에 25W의 RF 전압을 인가하였다. 이 때, 기판 홀더 (123)은 10 rpm으로 회전하였다. 상기 조작에 의해 다이 기재 금속의 성형 표면 위에 두께 1.5 ㎛의 질화티탄 막을 형성하였다. 상기한 질화탄탈 박막과 동일한 합성 조건하에 형성한 분석용 샘플을 2차 이온 질량 분석법 (SIMS)으로 측정하였다. 그 결과, 질화탄탈 박막의 표면 근처 (표면으로부터 약 20 ㎚의 영역)에서의 리튬 함유량은 약 2.0 원자%이었다.The die base metal used was formed by processing the SiC sintered body into a predetermined shape, forming a polycrystalline SiC film by the CVD method, and then polishing the molded surface with a mirror surface of R max = 0.04 μm. This molding die was washed well and installed in the sputtering apparatus shown in FIG. Tantalum was used as a metal target and lithium chloride (LiCl) was used as an alkali source target. After evacuating the vacuum tank 121 to a predetermined degree of vacuum, nitrogen and argon gas were introduced from the gas supply section 125 at a flow rate of 20 ml / min, respectively. The pressure was 5 × 10 −1 Pa. An RF voltage of 800 W was applied to the tantalum target and an RF voltage of 25 W to the lithium chloride target using an RF power source 129 (frequency 13.56 MHz). At this time, the substrate holder 123 was rotated at 10 rpm. By the above operation, a titanium nitride film having a thickness of 1.5 mu m was formed on the molding surface of the die base metal. An analytical sample formed under the same synthetic conditions as the tantalum nitride thin film described above was measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS). As a result, the lithium content in the vicinity of the surface of the tantalum nitride thin film (area of about 20 nm from the surface) was about 2.0 atomic%.

본 실시예의 광학 소자 성형 다이를 사용하여 유리 렌즈의 압축 성형을 행하였다. 유리 렌즈 성형 장치로는 제1 실시태양에서와 같은 도 4에 도시한 장치를 사용하였다.The compression molding of the glass lens was performed using the optical element shaping die of this embodiment. As the glass lens forming apparatus, the apparatus shown in FIG. 4 as in the first embodiment was used.

성형하고자 하는 유리는 플린트계 광학 유리 SF14 (연화점 Sp= 586 ℃, 전이점 Tg=485 ℃)이고, 직경이 30 ㎜이고 두께비가 4인 오목 렌즈를 성형하였다. 성형 조건은 질소 분위기 하에서 압축 온도 588 ℃로 하였다. 성형하는 동안, 성형 다이와 성형된 광학 소자의 이형 특성은 양호하였다. 성형 후에 다이 표면을 주사형 전자 현미경으로 관찰하였다. 그 결과, 막의 박리 또는 균열이 발생하지 않았고, 유리 중의 산화납의 환원 분석물인 납 또는 유리 자체의 융착은 관찰되지 않았다. 즉, 다이는 양호한 표면 특성을 가졌다. 성형된 유리 렌즈는 또한 만족할만한 표면 조도를 가졌다. 질화탄탈 막에 리튬을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상술한 바와 동일한 조건하에 광학 소자 성형 다이를 작성하였고, 상술한 바와 동일한 유리 재료 및 동일한 형상을 사용하여 유리 성형을 행하였다. 그 결과, 다이와 유리 사이의 이형력이 매우 강하여 유리가 균열되고 성형 다이에 부분적으로 융착하였다.The glass to be molded was a concave lens having a flint optical glass SF14 (softening point Sp = 586 ° C, transition point Tg = 485 ° C), having a diameter of 30 mm and a thickness ratio of 4. Molding conditions were 588 degreeC of compression temperature under nitrogen atmosphere. During molding, the release properties of the molding die and the molded optical element were good. The die surface was observed with a scanning electron microscope after molding. As a result, no peeling or cracking of the film occurred, and no fusion of lead or the glass itself, which is a reduction analyte for lead oxide in the glass, was observed. That is, the die had good surface properties. Molded glass lenses also had satisfactory surface roughness. An optical element forming die was produced under the same conditions as described above except that lithium was not added to the tantalum nitride film, and glass molding was performed using the same glass material and the same shape as described above. As a result, the release force between the die and the glass was so strong that the glass cracked and partially fused to the forming die.

실시예 2-5, 비교 실시예 1-4Example 2-5, Comparative Example 1-4

본 실시예 및 비교 실시예에서는 질화티탄 박막에 각종 원소를 첨가하고 그 효과를 평가하였다.In the present Example and the comparative example, various elements were added to the titanium nitride thin film, and the effect was evaluated.

상기 질화티탄 박막은 도 10에 도시한 스퍼터링법에 의해 합성하였다. 다이 기재 금속으로서 WC계 초경합금을 소정의 형상으로 가공하였다. 수득된 성형 다이를 잘 세척하고, 도 10에 도시한 장치에 설치하고, 질화티탄의 합성을 행하였다. 금속 표적으로는 티탄을 사용하였고, 각종 알칼리 화합물 표적을 제조하고 티탄 표적과 함께 스퍼터링함으로써 상기 화합물을 질화티탄에 첨가하였다. 다른 합성 조건으로는 질소 및 아르곤 기체를 각각 25 ㎖/분의 유속으로 도입하고, 티탄 표적에의 RF 출력은 750W, 알칼리 화합물 표적에의 RF 출력은 20W, 압력은 6 x 10-1Pa로 하였다. 상기 조건하에서 약 1.2 ㎛의 막 두께를 갖는 질화티탄 막을 형성하였다. 이어서, 이 광학 소자 성형 다이를 사용하여 유리 렌즈의 압축 성형을 행하였다. 성형은 연속식 성형 장치 (도시하지 않음)를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 플린트계 광학 유리 SF14 (연화점 Sp= 586 ℃, 전이점 Tg=485 ℃)를 사용하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 588 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다. 렌즈 형상은 실시예 1과 동일하였다. 그 결과를 도 11에 도시하였다.The titanium nitride thin film was synthesized by the sputtering method shown in FIG. 10. WC-based cemented carbide was processed into a predetermined shape as a die base metal. The obtained molding die was washed well, installed in the apparatus shown in Fig. 10, and titanium nitride was synthesized. Titanium was used as the metal target, and various alkali compound targets were prepared and added to the titanium nitride by sputtering with the titanium target. In other synthesis conditions, nitrogen and argon gas were introduced at a flow rate of 25 ml / min, respectively, and the RF output to the titanium target was 750 W, the RF output to the alkali compound target was 20 W, and the pressure was 6 x 10 -1 Pa. . Under the above conditions, a titanium nitride film having a film thickness of about 1.2 mu m was formed. Subsequently, compression molding of the glass lens was performed using this optical element shaping | molding die. Molding was carried out using a continuous molding apparatus (not shown), and Flint-based optical glass SF14 (softening point Sp = 586 ° C, transition point Tg = 485 ° C) was used as the glass to be molded. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 588 ° C. under a nitrogen atmosphere. The lens shape was the same as in Example 1. The results are shown in FIG.

도 11에서, 질화티탄 막 중의 각종 원소의 농도는 성형 다이의 합성 조건과 동일한 조건에서 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정함으로써 구하였다.In FIG. 11, the concentration of various elements in the titanium nitride film was determined by measuring the sample for evaluation separately prepared under the same conditions as the synthesis conditions of the molding die using the SIMS method.

실시예 2 내지 5에서는 질화티탄 막 중에 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택되는 1종 이상의 원소를 첨가함으로써 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있었다. 반면, 비교 실시예 1 내지 4에서는 첨가 원소가 상기한 범위를 벗어났기 때문에 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성이 저하되었다. 비교 실시예 1 내지 3에서는 성형 다이와 유리 사이의 접착력이 커서 성형 중에 다이와 유리의 이형 특성이 악화되며 성형된 유리 제품 중 일부는 균열되었다. 더우기, 유리가 균열되고 성형 다이에 접착하기 때문에 성형 시험 도중에 다이를 세척할 필요가 있었다. 비교 실시예 4에서는 질화티탄 막이 상당히 열화되고 박리되었다. 그 결과, 성형된 유리의 표면 특성이 저하되어 성형 유리는 실제 용도에 적합하지 않게 되었다. 상술한 바와 같이 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택된 1종 이상의 원소를 질화티탄 막에 첨가함으로써 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있다.In Examples 2 to 5, by adding at least one element selected from lithium, potassium and sodium to the titanium nitride film, the surface characteristics and molding durability of the molded article satisfactory as the optical element molding die could be obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, since the additive element was out of the above range, the surface properties and molding durability of the molded article were lowered. In Comparative Examples 1 to 3, the adhesive force between the molding die and the glass was so great that the mold release properties of the die and the glass were deteriorated during molding, and some of the molded glass products were cracked. Moreover, it was necessary to clean the die during the molding test because the glass cracked and adhered to the molding die. In Comparative Example 4, the titanium nitride film was significantly degraded and peeled off. As a result, the surface properties of the molded glass were lowered and the molded glass was not suitable for practical use. As described above, by adding at least one element selected from lithium, potassium and sodium to the titanium nitride film, it is possible to obtain surface characteristics and molding durability of a molded article satisfactory as an optical element forming die.

실시예 6-11, 비교 실시예 5 및 6Examples 6-11, Comparative Examples 5 and 6

본 실시예 및 비교 실시예에서는 각종 이형막을 형성 및 평가하였다.In this example and a comparative example, various release films were formed and evaluated.

이들 이형막은 실시예 2에서와 같은 스퍼터링법에 의해 형성하였다.These release films were formed by the sputtering method as in Example 2.

다이 기재 금속은 미리 소정의 형상으로 가공하였다. 수득된 성형 다이를 잘 세척하고, 도 10에 도시한 장치에 설치하고, 이형 박막을 형성하였다. 막 형성시에 각종 금속원을 사용하였고 기체는 다음과 같이 선택하였다.The die base metal was processed into a predetermined shape in advance. The obtained molding die was washed well, installed in the apparatus shown in Fig. 10, and a release thin film was formed. Various metal sources were used in the film formation and the gas was selected as follows.

(1) 금속 질화물을 형성할 때: 질소 20 ㎖/분 및 아르곤 20 ㎖/분.(1) When forming a metal nitride: 20 ml / min nitrogen and 20 ml / min argon.

(2) 금속 탄화물을 형성할 때: 메탄 20 ㎖/분 및 아르곤 20 ㎖/분.(2) When forming metal carbide: 20 ml / min of methane and 20 ml / min of argon.

(3) 금속 탄질화물을 형성할 때: 질소 10 ㎖/분, 메탄 10 ㎖/분 및 아르곤 20 ㎖/분.(3) When forming metal carbonitride: 10 ml / min of nitrogen, 10 ml / min of methane and 20 ml / min of argon.

(4) 금속막을 형성할 때: 아르곤 30 ㎖/분.(4) When forming a metal film: 30 ml / min of argon.

또한, 리튬을 이형층에 첨가하기 위해 알칼리원 표적으로서 불화리튬을 사용하였다.In addition, lithium fluoride was used as the alkali source target to add lithium to the release layer.

다른 합성 조건으로서 금속 표적에의 RF 출력은 800W, 알칼리원 표적에서 RF 출력은 25W, 압력은 3.5 x 10-2Pa, 막 두께는 약 1.2 ㎛로 하였다. 이어서, 이 광학 소자 성형 다이를 사용하여 유리 렌즈의 압축 성형을 행하였다. 성형은 연속식 성형 장치를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 플린트계 광학 유리 SF14 (연화점 Sp= 586 ℃, 전이점 Tg=485 ℃)를 사용하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 588 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다. 렌즈 형상은 실시예 1과 동일하였다. 그 결과를 도 12에 도시하였다.As other synthesis conditions, the RF power to the metal target was 800 W, the RF power was 25 W at the alkali source target, the pressure was 3.5 × 10 −2 Pa, and the film thickness was about 1.2 μm. Subsequently, compression molding of the glass lens was performed using this optical element shaping | molding die. Molding was performed using a continuous molding apparatus, and Flint-based optical glass SF14 (softening point Sp = 586 ° C, transition point Tg = 485 ° C) was used as the glass to be molded. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 588 ° C. under a nitrogen atmosphere. The lens shape was the same as in Example 1. The results are shown in FIG.

이형막 중의 리튬 농도는 성형 다이의 합성 조건과 동일한 조건에서 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정함으로써 구하였다. 그 결과, 리튬 농도는 상기 샘플 모두에서 0.5 내지 1.2 원자%였다.The lithium concentration in a release film was calculated | required by measuring the sample for evaluation created separately on the same conditions as the synthesis conditions of a molding die using SIMS method. As a result, the lithium concentration was 0.5 to 1.2 atomic percent in all of the samples.

실시예 6 내지 11에서는 주기율표 4A, 5A 및 6A족 원소 및 실리콘의 탄화물, 질화물, 탄질화물 중 어느 하나의 박막을 사용함으로써 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있었다. 반면, 비교 실시예 5 및 6에서는 첨가 원소가 상기한 범위를 벗어났기 때문에 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성이 저하되었다. 비교 실시예 5에서는 유리와의 반응성이 높기 때문에 다이와 유리 사이의 접착력이 컸다. 그 결과, 성형 도중에 다이와 유리의 이형 특성이 악화되며, 성형된 유리 제품 중 일부는 균열되었다. 더우기, 유리가 균열되고 성형 다이에 접착하기 때문에 성형 시험 도중에 다이를 세척할 필요가 있었다. 비교 실시예 5 및 6에서는 아마도 막의 경도가 낮기 때문에 막이 열화되고, 성형을 행할 때 막이 마모 및 박리되었다. 그 결과, 성형된 유리의 표면 특성이 저하되어 성형 유리는 실제 용도에 적합하지 않게 되었다.In Examples 6 to 11, by using a thin film of carbide, nitride, or carbonitride of periodic table 4A, 5A, and 6A elements and silicon, satisfactory molded article surface characteristics and molding durability as optical element forming dies were obtained. On the other hand, in Comparative Examples 5 and 6, since the additive element was out of the above range, the surface properties and molding durability of the molded article were lowered. In Comparative Example 5, the adhesion between the die and the glass was large because of its high reactivity with the glass. As a result, the release properties of the die and glass deteriorated during molding, and some of the molded glass products were cracked. Moreover, it was necessary to clean the die during the molding test because the glass cracked and adhered to the molding die. In Comparative Examples 5 and 6, the film deteriorated, perhaps because of the low hardness of the film, and the film was worn and peeled off during molding. As a result, the surface properties of the molded glass were lowered and the molded glass was not suitable for practical use.

실시예 12-15, 비교 실시예 7 및 8Examples 12-15, Comparative Examples 7 and 8

본 실시예 및 비교 실시예에서는 스퍼터링법에 의해 탄화실리콘 박막으로 구성된 이형층을 형성하였다.In the present Example and the comparative example, the release layer comprised from the silicon carbide thin film was formed by the sputtering method.

이 탄화실리콘 막은 도 10에 도시한 바와 같은 스퍼터링 장치를 사용하여 형성하였다.This silicon carbide film was formed using a sputtering apparatus as shown in FIG.

본 실시예 및 비교 실시예에서는 금속 탄화물 표적으로서 탄화실리콘을 사용하고, 알칼리원 표적으로서 붕소화리튬 (LiB2)을 사용함으로써 탄화실리콘 박막에 리튬을 첨가하였다. 본 실시예 및 비교 실시예에서는 막 형성 도중에 붕소화리튬 표적에 고주파수를 인가함으로써 각 탄화실리콘 박막의 표면 근처에만 리튬을 첨가하였다.In this example and the comparative example, lithium was added to the silicon carbide thin film by using silicon carbide as the metal carbide target and lithium boride (LiB 2 ) as the alkali source target. In this example and a comparative example, lithium was added only near the surface of each silicon carbide thin film by applying a high frequency to the lithium boride target during film formation.

소정의 형상으로 가공된 초경합금 재료로 만들어진 다이 기재 금속을 도 10에 도시한 장치에 설치하고, 탄화실리콘 박막을 형성하였다. 형성 조건은 기체 유속이 메탄 10 ㎖/분 및 아르곤 30 ㎖/분, 기판 온도는 200 ℃, 탄화실리콘에의 RF 출력은 800W, 붕소화리튬 표적에의 RF 출력은 25W, 압력은 5 x 10-1Pa로 하였다. 막 형성 도중에 붕소화리튬 표적에 고주파수를 인가하고, 인가 시간을 변화시킴으로써 다양한 두께를 갖는 리튬이 첨가된 탄화실리콘 막을 형성하였다. 리튬을 첨가하지 않은 탄화실리콘 막과 리튬이 첨가된 탄화실리콘 막의 총 두께는 1.2 ㎛로 설정하였음에 주의한다.A die base metal made of a cemented carbide material processed into a predetermined shape was installed in the apparatus shown in Fig. 10 to form a silicon carbide thin film. Formation conditions include a gas flow rate of 10 ml / methane and 30 ml / m of argon, substrate temperature of 200 ° C., RF output to silicon carbide of 800 W, RF output to lithium boride target of 25 W, and pressure of 5 × 10 −. It was set to 1 Pa. High frequency was applied to the lithium boride target during film formation, and the application time was changed to form a silicon carbide-doped silicon carbide film having various thicknesses. Note that the total thickness of the silicon carbide film without lithium and the silicon carbide film with lithium was set to 1.2 m.

리튬이 첨가된 탄화실리콘 막 중의 리튬 원소 농도는 상기 성형 다이의 합성 조건하에 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정하였는데 2.1 원자%인 것으로 밝혀졌다.The lithium element concentration in the lithium-added silicon carbide film was measured using the SIMS method for an evaluation sample separately prepared under the synthesis conditions of the molding die, and found to be 2.1 atomic%.

상기 성형 다이를 사용하여 성형 내구성 시험을 행하였다. 이 압축 성형은 연속식 성형 장치를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 크라운계 광학 유리 SK12 (연화점 Sp= 672 ℃, 전이점 Tg=550 ℃)를 사용하였다. 직경이 35 ㎜이고 두께비가 4인 오목 렌즈를 성형하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 620 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다. 그 결과를 도 13에 도시하였다.The molding durability test was done using the said molding die. This compression molding was performed using a continuous molding apparatus, and crown type optical glass SK12 (softening point Sp = 672 degreeC and transition point Tg = 550 degreeC) was used as glass to shape | mold. A concave lens having a diameter of 35 mm and a thickness ratio of 4 was molded. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 620 ° C. under a nitrogen atmosphere. The results are shown in FIG.

실시예 12 내지 15에서는 성형 도중에 다이와 성형된 광학 소자 사이의 이형 특성은 양호하였다. 성형 후에 다이 표면을 주사형 전자 현미경을 사용하여 관찰하였을 때, 막의 박리 및 균열이 발생하지 않았고 유리가 융착되지 않아 양호한 다이 표면 특성을 나타내었다. 또한, 성형된 유리 렌즈는 실제로 만족할만한 표면 조도를 가졌다. 탄화실리콘 막 중의 리튬 함유층이 0.1 ㎛ 미만인 비교 실시예 7 및 8에서는 다이와 유리 사이의 이형력이 강하여 유리가 균열되고 다이에 부분적으로 융착하였다.In Examples 12 to 15, the release properties between the die and the molded optical element during molding were good. When the die surface was observed using a scanning electron microscope after molding, no peeling and cracking of the film occurred and the glass did not fuse, showing good die surface properties. In addition, the molded glass lenses actually had satisfactory surface roughness. In Comparative Examples 7 and 8 in which the lithium-containing layer in the silicon carbide film was less than 0.1 µm, the releasing force between the die and the glass was strong, so that the glass cracked and partially fused to the die.

실시예 16-20, 비교 실시예 9 및 10Examples 16-20, Comparative Examples 9 and 10

본 실시예 및 비교 실시예에서는 질화티탄 박막 중의 첨가 원소의 농도를 평가하였다.In the present Example and the comparative example, the concentration of the additional element in the titanium nitride thin film was evaluated.

질화티탄은 실시예 2에서와 같은 스퍼터링법에 의해 형성하였다.Titanium nitride was formed by the sputtering method as in Example 2.

다이 기재 금속은 소정의 형상으로 가공하였다. 수득된 다이를 잘 세척하고, 도 10에 도시한 장치에 설치하고, 질화티탄 박막을 형성하였다. 표적으로는 금속 티탄 및 불화리튬을 사용하였고, 막 형성 도중의 불화리튬에의 RF 인가력을 변화시킴으로써 질화티탄 막 중의 리튬의 첨가량을 변화시켰다. 합성 조건으로는 기체원 유속을 질소는 20 ㎖/분, 아르곤은 30 ㎖/분으로 하고, 티탄 표적에의 RF 출력은 750W, 압력은 4 x 10-1Pa로 하였다. 상기 조건하에서 두께 약 1 ㎛의 질화티탄 막을 형성하였다. 이 광학 소자 성형 다이를 사용하여 유리 렌즈의 압축 성형을 행하였다. 성형은 연속식 성형 장치를 사용하여 행하였고, 성형하고자 하는 유리로서는 플린트계 광학 유리 SF14 (연화점 Sp= 586 ℃, 전이점 Tg=485 ℃)를 사용하였다. 질소 분위기하에 압축 온도 588 ℃에서 5000회의 압축 성형을 행하였다. 렌즈 형상은 실시예 1과 동일하였다. 그 결과를 도 14에 도시하였다.The die base metal was processed into a predetermined shape. The obtained die was washed well and installed in the apparatus shown in FIG. 10 to form a titanium nitride thin film. Metal titanium and lithium fluoride were used as the target, and the amount of lithium added in the titanium nitride film was changed by changing the RF application force to the lithium fluoride during film formation. In the synthesis conditions, the gas source flow rate was 20 ml / min for nitrogen and 30 ml / min for argon, the RF output to the titanium target was 750 W, and the pressure was 4 × 10 −1 Pa. Under the above conditions, a titanium nitride film having a thickness of about 1 μm was formed. Compression molding of the glass lens was performed using this optical element molding die. Molding was performed using a continuous molding apparatus, and Flint-based optical glass SF14 (softening point Sp = 586 ° C, transition point Tg = 485 ° C) was used as the glass to be molded. 5000 compression molding was performed at a compression temperature of 588 ° C. under a nitrogen atmosphere. The lens shape was the same as in Example 1. The results are shown in FIG.

도 14에서, 질화티탄 막 중의 리튬 농도는 성형 다이의 합성 조건과 동일한 조건에서 별도로 작성한 평가용 샘플을 SIMS법을 사용하여 측정함으로써 구하였다.In Fig. 14, the lithium concentration in the titanium nitride film was determined by measuring an evaluation sample separately prepared under the same conditions as the synthesis conditions of the molding die using the SIMS method.

실시예 16 내지 20에서는 리튬 원소 농도를 0.05 내지 5 원자%로 함으로써 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있었다. 반면, 비교 실시예 9 및 10에서는 리튬 원소 농도가 상기한 범위를 벗어났기 때문에 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성이 저하되었다. 비교 실시예 9에서는 낮은 리튬 원소 농도로 인해 성형 다이와 유리 사이의 접착력이 커서 성형 도중에 다이와 유리의 이형 특성이 악화되며 성형된 유리 제품 중 일부는 균열되었다. 더우기, 유리가 균열되고 성형 다이에 접착하기 때문에 성형 시험 도중에 다이를 세척할 필요가 있었다. 비교 실시예 10에서는 리튬 원소 농도가 높아서 질화티탄 막이 열화되고, 성형을 행할 때 막이 마모 및 박리되었다. 그 결과, 성형된 유리의 표면 특성이 저하되어 성형 유리는 실제 용도에 적합하지 않게 되었다. 즉, 첨가 원소 농도가 0.05 원자% 미만일 때에는 성형 도중 다이와 유리의 이형 특성이 만족스럽지 못했다. 첨가 원소 농도가 5 원자%를 초과할 때에는 질화티탄 박막의 막 품질이 열화되어 막의 마모 또는 박리를 초래하였다. 상술한 바와 같이, 리튬, 칼륨 및 나트륨에서 선택된 1종 이상의 원소의 첨가 농도를 0.05 내지 5 원자%로 설정함으로써, 광학 소자 성형 다이로서 만족할만한 성형품의 표면 특성 및 성형 내구성을 얻을 수 있다.In Examples 16 to 20, by forming the lithium element concentration of 0.05 to 5 atomic%, satisfactory molded article surface characteristics and molding durability as optical element molding dies could be obtained. On the other hand, in Comparative Examples 9 and 10, since the lithium element concentration was out of the above range, the surface characteristics and molding durability of the molded article were lowered. In Comparative Example 9, the low lithium element concentration resulted in high adhesion between the molding die and the glass, which deteriorated the release property of the die and the glass during molding and cracked some of the molded glass products. Moreover, it was necessary to clean the die during the molding test because the glass cracked and adhered to the molding die. In Comparative Example 10, the titanium nitride film was deteriorated due to the high lithium element concentration, and the film was worn and peeled off during molding. As a result, the surface properties of the molded glass were lowered and the molded glass was not suitable for practical use. That is, when the additive element concentration was less than 0.05 atomic%, the release properties of the die and the glass were not satisfactory during molding. When the added element concentration exceeded 5 atomic%, the film quality of the titanium nitride thin film deteriorated, resulting in abrasion or peeling of the film. As described above, by setting the addition concentration of at least one element selected from lithium, potassium and sodium to 0.05 to 5 atomic%, it is possible to obtain surface characteristics and molding durability of a molded article satisfactory as an optical element molding die.

본 발명은 상기 실시태양에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 정신 및 범주 내에서 각종 변화 및 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위를 나타내기 위하여 하기 특허 청구의 범위를 첨부한다.The present invention is not limited to the above embodiments, and various changes and modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. Therefore, the following claims are attached to show the scope of the present invention.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 성형 다이를 사용하여 유리 광학 소자를 성형하는 경우에는 유리와 다이 사이의 이형 특성이 매우 양호하다. 그 결과, 표면 조도, 표면 정밀도, 투과율, 및 형상 정밀도가 양호한 성형품을 얻을 수 있다. 또한, 상기 다이를 사용함으로써 압축 성형을 장시간 동안 반복 수행해도 막의 박리 또는 균열, 및 손상과 같은 결함이 발생하지 않아 내구성이 향상된다. 또한, 상기 성형 다이를 사용하여 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법에서는 막의 열화 및 성형 유리의 표면 조도의 열화를 일으키지 않는 광학 소자 성형 다이를 낮은 비용으로 제조할 수 있어서 생산성이 향상되고 비용이 절감된다.As mentioned above, when shape | molding a glass optical element using the shaping | molding die which concerns on this invention, the release property between glass and die is very favorable. As a result, a molded article having good surface roughness, surface precision, transmittance, and shape accuracy can be obtained. Further, by using the die, even if the compression molding is repeatedly performed for a long time, defects such as peeling or cracking of the film, and damage do not occur, thereby improving durability. In addition, in the method of manufacturing an optical element molding die for producing a glass optical element using the molding die, an optical element molding die can be manufactured at low cost without causing deterioration of the film and surface roughness of the molded glass. It is improved and the cost is reduced.

Claims (7)

리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는, TaN, TiN, ZrN, TiC, TiCN, MoC, SiC, SiN 및 CrC로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 이루어진 박막이 적어도 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는, 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이.In compression molding, a thin film made of a material selected from the group consisting of TaN, TiN, ZrN, TiC, TiCN, MoC, SiC, SiN and CrC containing a lithium element or a lithium compound is formed at least as a release layer on the molding surface. Optical element molding die for producing a glass optical element. 압축 성형에 의해 유리 광학 소자를 제조하기 위한 광학 소자 성형 다이의 제조 방법으로서, 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 함유하는, TaN, TiN, ZrN, TiC, TiCN, MoC, SiC, SiN 및 CrC로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 이루어진 박막이 리튬 원소 또는 리튬 화합물을 포함하는 금속 공급 재료를 사용하여 이온 플레이팅법 또는 스퍼터링법에 의해 적어도 상기 성형 다이의 성형 표면 상에 이형층으로서 형성되는 것인 방법.A method for producing an optical element forming die for producing a glass optical element by compression molding, the method comprising: from the group consisting of TaN, TiN, ZrN, TiC, TiCN, MoC, SiC, SiN, and CrC containing lithium element or lithium compound Wherein the thin film of the selected material is formed as a release layer on at least the forming surface of the forming die by ion plating or sputtering using a metal feed material comprising a lithium element or a lithium compound. 1종 이상의 알칼리 금속을 포함하는 이형층을 성형 표면 상에 갖는 광학 소자 성형 다이의 제조 방법으로서, 상기 이형층이 2개 이상의 표적을 사용하는 스퍼터링법에 의해 형성되며, 상기 표적 중 적어도 하나는 알칼리 금속을 포함하고, 나머지 중 적어도 하나는 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물을 형성하기 위한 표적인 것인 방법.A method for producing an optical element molding die having a release layer comprising at least one alkali metal on a molding surface, wherein the release layer is formed by a sputtering method using two or more targets, at least one of the targets being alkali A metal, wherein at least one of the remaining is a target for forming metal carbide, metal nitride, or metal carbonitride. 제3항에 있어서, 상기 이형층을 구성하는 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 박막 내의 리튬, 칼륨 및 나트륨으로 구성되는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 성형 표면 상에서의 함량이 0.05 내지 5 원자%인 것인 방법.The metal carbide, metal nitride and metal carbonitride thin film constituting the release layer has a content of 0.05 to 5 atoms on the molding surface of at least one element selected from the group consisting of lithium, potassium and sodium. Which is%. 제3항에 있어서, 알칼리 금속을 포함하는 상기 표적 및 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물을 형성하기 위한 상기 표적을 동시에 스퍼터링함으로써 알칼리 금속과 금속 탄화물, 금속 질화물 또는 금속 탄질화물의 혼합층이 적어도 광학 소자 성형 표면으로부터 100 nm 이상인 영역에 형성되는 것인 방법.4. The mixed layer of alkali metals and metal carbides, metal nitrides or metal carbonitrides according to claim 3, wherein the mixed layer of alkali metals and metal carbides, metal nitrides or metal carbonitrides is at least optical by simultaneously sputtering said targets comprising alkali metals and said targets for forming metal carbides, metal nitrides or metal carbonitrides. And formed in an area of 100 nm or more from the device shaping surface. 제5항에 있어서, 상기 이형층을 구성하는 금속 탄화물, 금속 질화물 및 금속 탄질화물 박막 중 리튬, 칼륨 및 나트륨으로 구성되는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 원소의 성형 표면 상에서의 함량이 0.05 내지 5 원자%인 것인 방법.The metal carbide, metal nitride and metal carbonitride thin film constituting the release layer has a content of 0.05 to 5 atoms on the molding surface of at least one element selected from the group consisting of lithium, potassium and sodium. Which is%. 제3항의 방법에 의해 제조된 광학 소자 성형 다이.An optical element molding die produced by the method of claim 3.
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