I326272 ，九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種麵材料，特別是指一種模造用 光學玻璃材料。 【先前技術】
在无+玻璃鏡片相關領域中，一般製作光學玻璃鏡片 之模造技術，主要是藉由研磨—玻璃原物料致使該破璃原 物料具有近似模造成品之外觀以形成一破璃材料預形體， 並對該玻璃材料預形料以清洗。隨後，將該玻璃材料預 形體放置於-玻璃模造用之模具組内，並對該模具組予以 =熱達軟化點（SOft point)或接近軟化點的溫度，致使 設置於該模具組内的玻璃材料預形體產生軟化並被塑型成 一具有相反於該模具組之成形面的玻璃鏡片。 在一般的情況下，前述的光學玻璃鏡片之模造成形方 式’是將裸露的玻璃材料卿體直接地與模具組之成形面 接觸，在模造過程中，容易導致在玻璃材料與模具組之成 =面兩者之間產生融著（fuS1Qn)的現象，以使得模塑成形 後的玻璃鏡片不易自模具中脫離，因^ 形體對於光學玻璃鏡片之模造枯种玻璃材科預 用昜命短等問題，此外，其模造成形率低 /、史 表面精度無法符合光學應用之需求。 ' 鏡片 為改善前述缺點，熟知此技術領域者是在玻 形體之表面預先沈積一保護層。 ’ 如日本特開測-3刪6號專利，於說明書中揭示出 5 1326272 利用高溫熱裂解（thermal decomposition)的方式在石英 爐管（quartz tube)中通入乙炔（GH2)作為一反應氣體 源，藉以在玻璃材料預形體表面沈積一介於〇_ 1 nm至2 nm 的碳薄膜（carbon film)作為離型用保護層（reiease Layer ) ’用以改善離型性（releasabi lity )及表面面形轉 寫（form transfer)精度。但此類以高溫熱裂解方式所沈積 之碳膜附著性（adhesion)極差’無法承受於模造製程前的 ^ 清洗與擦拭等前處理，因此，有其使用上的限制。 另外’如日本特開昭6 3 - 2 2 2 0 2 3號專利，則是以錢鑛 (sputter)、蒸鍍（evaporation)或溶膠凝膠（s〇1_gel )等方式在放璃材料預形體表面沈積一碳薄膜作為離型用 - 保護層。在玻璃模造過程中，雖然日本特開昭63-222023 - 號專利所提及的碳膜具有優異的熱傳率（thermal conductivity)可提高玻璃材料預形體的受熱均勻性，以及 低摩擦係數（friction coef ficient)可增加玻璃材料預形 籲 體在軟化時於模具組之成形面的移動性等特點，然而，由 於模迻成升> 後，形成於玻璃鏡片表面的碳膜將影響後續光 學干涉鍍膜（optical interference c〇ating)的光學性質 ’因此於模造製程後需進-步地施予回火（⑽㈣叫）處理 藉以去除殘留碳膜及熱應力（thermal价咖）。此外，由 於揭露於日本特開昭63 —222〇23號專利中的方式所沈積之 碳膜附著性過高且粗糙度較大，因而致使在完成模造之後 續的回火處理製程中，不易去除殘留於玻璃鏡片表面的碳 膜並使得最終所製得的破璃鏡片無法獲得優異的表面品質 6 1326272 前面所提及的兩篇曰本專利前 此併入本案作為習知參考資料。〃王肢揭示内容，在 —由上所述，如何減少破璃材料於 融著現象，以使得所製得的玻 ^ 生的 >双嘴規片可以符合興 的要求並增加破璃模造用之模呈 子 上 丄+ 的使用壽命，此外，於 玻璃模造後，亦不影響後續由 、 弁-站,… 曰傻，'由先干干涉鍍臈製程所製得的 光予玻璃鏡片之光學性質，是當前 關業者所需解決的課題之一。1發先予用破璃鏡片相 【發明内容】 因此’本發明之㈣’即在提供—種於模造過程中不 易產生融著現象並增加玻璃模造用模具組的使用壽命，且 不影響後續光學干涉鍍膜製程之模造用光學玻璃材料。 於是’本發明模造用光學玻璃材料，包含：_具有一 連續的外表面之玻璃本體，及一形成在該玻璃本體之外表 面的保護膜（protective film)。 该保護膜具有一基質層（matrix layer)及一埋於該基 貝層且由複數奈米粒子（nan〇 par1：icles)所構成的散佈 (dispersion)單元。該基質層是一選自於下列所構成之群 組·非晶碳（amorphous carbon)、類鑽碳（diamond like carbon;簡稱DLC)及此等之一組合。 【實施方式】 〈發明概要〉 為了減少玻璃材料於模造過程中所產生的融著現象以 7 1326272 使传所製得的玻璃鏡月可以符合光學使用上的要求，亦需 在=璃模造後，不影響後續由光學干涉鍍膜製.程所製得的 光學破璃鏡片之光學性質，形成於玻璃材料預形體表面的 保護膜之附著性恰當與否則成為控制前述需求的關鍵技術 〇 因此，本發明在一玻璃本體之外表面上形成—引入複 數不米粒子且厚度介於〇· 2 nm至2〇 nm之間的保護膜，以 使得該保護膜主要是由碳基質層及含碳之化合物的奈米粒 子所構成。 於形成該含有複數奈米粒子的保護膜之製作過程中， 控制鍍膜製程環境低於該玻璃本體之玻璃轉化溫度（glass transition temperature;簡稱^點），以使得該保護膜整 體是呈非晶質態且維持該保護膜原本之熱傳及摩擦特性， 致使形成有該保護膜的玻璃本體於實施高溫模造製程中仍 保有均勻地文熱以及輕易地於模具組之成形面移動等特點 。此外，並藉與該玻璃本體同質性（c〇herence)相近的含碳 之化合物的奈米粒子對該保護膜整體提供恰當的附著性， 致使該形成有保護膜的玻璃本體於高溫模造之後，仍可藉 由回火處理移除該碳基質層並於該玻璃本體外表面上殘留 微量的奈米粒子，其中，殘留於該玻璃本體表面的微量奈 米粒子亦不影響後續的光學干涉鍍膜的光學特性。 〈發明詳細說明〉 參閱圖1及圖2，本發明之模造用光學玻璃材料之一較 佳實施例包含：一具有一連續的外表面21之玻璃本體2， 8 及一形成在該破璃本體2之外表面21的保護膜3。 ★該保護膜3具有—基質層31及一埋於該基質層31且 由複數奈米粒子321所構成的散佈單元32。該基質層^是 、；下列所構成之群組：非晶碳、類鑽碳及此等之— 組合。 車乂么地，6亥散佈單元32是由一選自於下列所構成之群 ，的材料所衣成.含Ml及碳之組份（component containing
Ml and carbon)、a、B、及此等之一組合。該A是包含—含 Μι及碳之組伤、一含及氧（〇xygen)之組份及一含&、碳 及氧之組伤。该β是包含一含沁及破之組份、一含…及氮 之、且如及含、碳及氮（nitrogen)之組份^更佳地，該 Μ丨疋一選自於下列所構成之群組：矽（Si)、鈦^。、鋁（^) 鶴（W)、纽（Ta)、鉻（cr)、鍅（zr)、飢（V)、銳⑽）、給 (Hf )、硼（B)及此等之一組合。在一具體實施例中，該基質 層31是非晶碳，該散佈單元32是由a所製成，該Μι是矽 ，亦即，δ亥散佈單元3 2是由含矽及;ε炭之組份、含石夕及氧之 組份及含矽、碳及氧之組份所製成。因此，該等奈米粒子 321是由三種奈米粒子所構成：含矽及碳的奈米粒子 、含氧及矽（Sl—0)奈米粒子及含矽、碳及氧（Si-C-Ο)之奈 来粒子。 較佳地’ §亥保護膜3是一起始物（starting material) 的一裂解反應產物。該起始物是含有Ml源、碳源（carb〇n source)、氫源（hydrogen)及一選自於下列所構成之群組： 氧源（oxygen source) '氮源（nitrogen)及此等之一組合。 .適用於本發明之該M1源是—選自於下列所構成之群組 .矽、鈦、鋁、鎢、鈕、鉻、锆、釩、鈮、給、硼及此等 之山•且合。較佳地，該M1源是石夕，且該起始物是含有石夕源 、奴源、氫源及氧源。更佳地，該起始物是一含有矽、碳 、虱及氧的氣體分子。在—具體實施例中，該含有石夕、碳 、虱及氧的氣體分子是六甲基二矽氧烷 (hex鞭thyldisiloxane;簡稱_〇;化學式為㈣必^ 〇 較佳地，該保護膜3的厚度是至少大於〇 2⑽。更佳 地，該保護膜3的厚度是介於〇 2㈣至2〇 nm之間。 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個具體實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 〈具體實施例〉 在本發明之模造用光學玻璃材料的一具體實施例中， 該保濩膜3之基質層31是一非晶碳之基質層，該散佈單元 32是由含矽及碳之組份、含矽及氧之組份及含矽、碳及氧 之組份所製成。因此，在該具體實施例中，該等奈米粒子 321是由三種奈米粒子所構成：含矽及碳（si_〇的奈米粒子 、含氧及矽（Si-Ο)奈米粒子及含矽、碳及氧（si_c_〇)之奈 米粒子。 在該具體實施例中，是使用日商·RA所產之型號為 L-LBAL35且TJ為527 t：之玻璃原物料作為該玻璃本體2 本發明之j具粗貝；^例模造用光學玻璃材料的製作方法 1326272 ，簡單地說明於下。 首先，如圖3所示，提供一玻璃本體2，利用異丙醇 (isopropyl alC0h0l ;化學式為（CH3)2CH〇H;以下簡稱 ipD 清洗該玻璃本體2，其中，該玻璃本體2之外表面21是由 一上表面及一連結且相反於該上表面的下表面所構成。進 一步地，放置該玻璃本體2於一背景壓力值（bMe pressure)為4 X丨〇·3 Pa且製程溫度為48〇的反應腔體十 維持60分鐘，後續地’於該反應腔體中通入膽s〇氣體作 為該具體實施例之起始物以維持工作壓力值為5 χΐ(Γΐ h。 此外，亦分別地控制陽極電流值為〇75 A、基板偏壓 (bias)值為120 v以及鍍膜速率為丨nm/min以作為該保護 膜3的鍍膜製程參數，分別於該玻璃本體2的上下表面（亦 即該外表面21)形成一厚度約為1〇 nm的保護膜3並構成本 發明之模造用光學玻璃材料，如圖丨所示。 本發明之該具體實施例的模造用光學玻璃材料後續是 依序實施清洗、高溫模造、430的回火處理及光學干涉 鍍膜等光學玻璃鏡片相關製程。 *經由前述製程所得結果顯示，於完成保護膜3之鍍膜 製程後，本發明之模造用光學玻璃材料可承受ιρΑ有機溶 劑的清洗。此外，於實施高溫模造製程中，具有高熱傳導 性的該保護膜3亦而使得該玻璃本體2可快速地達到熱均 溫的目的並輕易地於模具組之成形面移動，因此，於高溫 模造製裎中亦提升玻璃鏡片之表面面形轉寫精度。再=恤 經由回火處理移除該基質層31後所殘留於該玻璃本體2外 11 丄以0272 表面21上的微里奈米粒子321(未顯示回火處理後之圖示） ，亦不影響後續的光學干涉鍍膜的光學特性。 另外，直接地將表面未形成有該保護膜3的l_lb虬朽 型玻璃原物料放置於一玻璃模造用之模具組内並施予高溫 模造製程，所得結果顯示該模具組僅具# _次至欠 的模仁使用壽命。然而，與本發明之模造Μ學玻璃材料
相比較，其結果顯示該模具組的使用壽命可增加到5咖欠 至6000次。 *上所述，本發明之模“光學具有降低於 高溫模造過程中所產生的融著現象、模造過程的轉寫精户 向、增加玻龍造用之模具組的使用壽命、且不影塑^ 由光學干㈣膜製程所製得的光學玻璃鏡片之光學性質等 特點，故確實能達到本發明之目的。
准以上所逃者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍’即大凡依本發明巾請: 乾圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1疋吾|J面圖，說明本發明模造用光學玻 一較佳實施例； 叶的 圖2是該圖1之局部放大示意圖；及 —圖3是-剖面圖，說明本發明模造用光學玻璃材料的 一玻璃本體。 12 1326272 【主要元件符號說明】 2… • - ·玻璃本體 31·· 21 · · ‘ * *外表面 32 ‘ · 3… • ••保護膜 321 · ••基質層 ••散佈單元 ••奈米粒子
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