WO2021210301A1 - 赤外線透過部材、及び赤外線透過部材の製造方法 - Google Patents

赤外線透過部材、及び赤外線透過部材の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021210301A1
WO2021210301A1 PCT/JP2021/009252 JP2021009252W WO2021210301A1 WO 2021210301 A1 WO2021210301 A1 WO 2021210301A1 JP 2021009252 W JP2021009252 W JP 2021009252W WO 2021210301 A1 WO2021210301 A1 WO 2021210301A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
organic film
infrared
nitrogen
less
base material
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/009252
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠二 東
Original Assignee
Ａｇｃ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ａｇｃ株式会社 filed Critical Ａｇｃ株式会社
Publication of WO2021210301A1 publication Critical patent/WO2021210301A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/02—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of crystals, e.g. rock-salt, semi-conductors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/111—Anti-reflection coatings using layers comprising organic materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/26—Reflecting filters

Definitions

  • the present invention relates to an infrared transmitting member and a method for manufacturing an infrared transmitting member.
  • Far-infrared transmissive materials such as Si, Ge, ZnS, and chalcogenide glass are used as optical elements such as lens materials for infrared cameras.
  • infrared cameras that absorb less air and efficiently detect infrared rays emitted by the human body and that detect light with a wavelength of 8 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less are expected to be in great demand as automobile sensor parts and surveillance cameras.
  • the above-mentioned far-infrared transmitting material has a high refractive index of, for example, about 2 to 4 at a wavelength of 10 ⁇ m, when they are used as an optical element, it is relatively about 10% or more and 20% or less on one side. Since high reflection occurs, the transmittance may be insufficient.
  • Patent Document 1 describes that an antireflection film composed of a four-layer film containing a metal fluoride film is coated. Further, Patent Document 2 describes an antireflection film using a single-layer film of high-density polyethylene.
  • Patent Document 1 increases the cost of film formation.
  • the antireflection film of Patent Document 2 has a low melting temperature and has a problem in heat resistance. Therefore, there is a demand for an infrared transmitting member having a more appropriate antireflection film.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an infrared transmissive member provided with an appropriate antireflection film, and a method for manufacturing the infrared transmissive member.
  • the infrared transmissive member according to the present disclosure is an infrared transmissive member having an average transmittance of 30% or more of infrared rays having a wavelength of 8 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, and is a base material. And an organic film formed on at least one surface of the base material and having a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, the organic film contains carbon atoms and nitrogen atoms, and contains carbon atoms. The ratio of the content of nitrogen atom to to is greater than 0.04 in molar ratio.
  • the method for manufacturing an infrared transmitting member includes a step of converting ethylene and nitrogen into plasma and supplying the plasmaized ethylene and nitrogen to a base material.
  • a step of forming an organic film having a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less to form an infrared transmitting member on the surface of the base material is included, and the wavelength of the infrared transmitting member is 8 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the average transmittance of infrared rays is 30% or more.
  • an infrared transmitting member provided with an appropriate antireflection film.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an infrared transmitting member according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of the result of FTIR of the infrared transmissive base material with an organic film when Si is used as the base material.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a manufacturing apparatus for manufacturing an infrared transmitting member.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an infrared transmissive member according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a graph showing the measurement results of FTIR between the base material before forming the organic film and the infrared transmissive member of Example 1.
  • FIG. 6 is a graph showing the measurement results of FTIR between the base material before forming the organic film and the infrared transmissive member of Example 7.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an infrared transmitting member according to the present embodiment.
  • the infrared transmitting member 1 according to the present embodiment shown in FIG. 1 is a member that transmits infrared rays.
  • Infrared rays here refer to light (electromagnetic waves) having a wavelength of 8 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • infrared rays refer to light (electromagnetic waves) having a wavelength of 8 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the infrared transmitting member 1 has an average infrared transmittance of 30% or more, preferably 40% or more, and more preferably 50% or more.
  • the average transmittance here is an average value of the transmittance of light of each wavelength in the wavelength band (here, 8 ⁇ m to 15 ⁇ m).
  • the infrared transmitting member 1 is used, for example, as a lens of an infrared camera that detects infrared rays. Further, for example, the infrared transmitting member 1 may be attached to the glass of the vehicle and guide the transmitted infrared rays to the infrared camera in the vehicle. However, the use of the infrared transmissive member 1 is not limited to these, and may be used for any purpose.
  • the infrared transmitting member 1 has a base material 10 and an organic film 12.
  • an organic film 12 is laminated on each of one surface 10a and the other surface 10b of the base material 10.
  • the surfaces 10a and 10b of the infrared transmitting member 1 refer to surfaces (main surfaces) extending in a direction intersecting the optical axis of infrared rays incident on the infrared transmitting member 1.
  • the organic film 12 is not limited to being laminated on both the surfaces 10a and 10b of the base material 10, and may be laminated on at least one of the surfaces 10a and 10b.
  • a protective film may be laminated on the surface 12b of the organic film 12 on the side opposite to the surface 12a on the side adhered to the base material 10.
  • the protective film is a film made of a material different from that of the organic film 12.
  • the protective film is, for example, diamond-like carbon (DLC), a material different from the carbon-containing organic film 12, silicon oxide, metal fluoride (MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , PbF 2 , LaF). 3 , YF 3, etc.) may be an inorganic film.
  • the thickness of the protective film is thinner than the thickness of the organic film 12.
  • the protective film may be provided on at least one of the organic films 12, and may be provided on each organic film 12, for example, an organic film laminated on the outside air side of the base material 10. It may be provided only in 12.
  • the base material 10 is a member that transmits infrared rays.
  • the base material 10 has a flat plate shape, but the shape is not limited to that, and the shape may be appropriately set according to the application and the like.
  • the base material 10 may have a curved surface shape.
  • the thickness D1 of the base material 10, that is, the length between the surface 10a and the surface 10b may also be set according to the application.
  • the base material 10 is a member that transmits infrared rays, and the average transmittance of infrared rays is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and further preferably 50% or more.
  • the average transmittance of the infrared transmitting member 1 described above refers to the average transmittance of the entire infrared transmitting member 1, whereas the average transmittance of the base material 10 refers to the average transmittance of the base material 10 alone. ..
  • the base material 10 has a refractive index of 2 or more and 4 or less with respect to infrared rays having a wavelength of 10 ⁇ m, but the refractive index is not limited to this and may be arbitrary.
  • the material of the base material 10 is arbitrary, but may be, for example, Si, Ge, ZnS, calgogenide glass, or the like.
  • the thickness D1 of the base material 10 is preferably 0.05 mm or more and 20 mm or less, and more preferably 0.05 mm or more and 10 mm or less.
  • the thickness D1 is 0.05 mm or more, the strength of the base material 10 can be sufficiently maintained, and when the thickness D1 is 20 mm or less, the infrared transmittance can be appropriately maintained.
  • the preferred composition of chalcogenite glass is expressed in atomic%. Ge + Ga; 7% to 25%, Sb; 0% -35%, Bi; 0% to 20%, Zn; 0% to 20%, Sn; 0% to 20%, Si; 0% to 20%, La; 0% to 20%, S + Se + Te; 55% -80%, Ti; 0.005% -0.3%, Li + Na + K + Cs; 0% to 20%, F + Cl + Br + I; a composition containing 0% to 20%.
  • the glass preferably has a glass transition point (Tg) of 140 ° C. to 550 ° C.
  • the organic film 12 is an antireflection film (AR film; Anti Reflection film).
  • the organic film 12 suppresses the reflection of infrared rays by the base material 10.
  • the refractive index of the organic film 12 with respect to infrared rays is preferably lower than the refractive index of the base material 10 with respect to infrared rays.
  • the organic film 12 preferably has a refractive index of 2.7 or less, more preferably 2.0 or less, and even more preferably 1.9 or less, with respect to infrared rays having a wavelength of 10 ⁇ m.
  • the difference in the average reflectance of infrared rays of the infrared transmissive member 1 in which the organic film 12 is laminated on one surface of the base material 10 with respect to the average reflectance of infrared rays of the base material 10 alone (the amount of decrease in the average reflectance).
  • the reflectance reduction value of the organic film 12 is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and further preferably 20% or more. By setting such a reflectance reduction value, it is possible to suppress the reflection of infrared rays.
  • the average reflectance is the average value of the reflectance of light of each wavelength in the wavelength band, here, 8 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the thickness D2 of the organic film 12 is 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, preferably 1.0 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less, and more preferably 1.4 ⁇ m or more and 1.8 ⁇ m or less. When the thickness D2 is in this range, it is possible to appropriately provide antireflection property to infrared rays.
  • the organic film 12 is a member in which some atoms of the ethylene polymer are replaced with nitrogen atoms, and can be said to be a nitrogen-containing ethylene polymer. More specifically, the organic film 12 is a member in which a part of carbon atoms contained in the ethylene polymer is replaced with nitrogen atoms.
  • the organic film 12 can be said to be an organic film containing a carbon atom, a hydrogen atom and a nitrogen atom, and it is preferable that the organic film 12 contains carbon atoms, hydrogen atoms and nitrogen atoms as main components, excluding impurities. Examples of impurities include atoms such as oxygen that exist in the air and bond with the organic film 12 after the formation of the ethylene polymer.
  • the nitrogen content ratio which is the ratio of the content of nitrogen atoms to the content of carbon atoms, is larger than 0.04 in terms of molar ratio.
  • the nitrogen content ratio is preferably 0.07 or more and 0.4 or less, more preferably 0.1 or more and 0.3 or less, and further preferably 0.2 or more and 0.3 or less. ..
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • the organic film 12 preferably contains a double bond of a carbon atom and a nitrogen atom and a triple bond of a carbon atom and a nitrogen atom.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of the result of FTIR of the infrared transmissive base material with an organic film when Si is used as the base material.
  • the bonds between the atoms of the organic film 12 can be detected using FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy).
  • the horizontal axis of FIG. 2 is the wave number, and the vertical axis is the transmittance of infrared light of each wave number.
  • the infrared transmission spectrum L1 in FIG. 2 is an FTIR measurement result in the case where a normal ethylene polymer film (polyethylene) having almost no nitrogen content is used as an organic film 12, that is, an infrared transmission spectrum of infrared light for each wave number. An example of is shown.
  • Infrared transmission spectra L1 has the wave number 2800 cm -1 or 3000 cm -1 following positions, an absorption peak P0 not found in infrared transmission spectrum measured only Si organic film 12 is not as a substrate.
  • the absorption peak P0 is an infrared absorption peak generated by the bonds between the atoms of the organic film 12.
  • the absorption peak P0 indicates the absorption of infrared rays by the bond between the carbon atom having a carbon-carbon single bond and the hydrogen atom.
  • the carbon atom having a carbon-carbon single bond is similar to ordinary polyethylene. It is a peak indicating that it exists.
  • the infrared transmission spectrum L2 in FIG. 2 is the measurement result of FTIR of the infrared transmission base material with the organic film 12 containing nitrogen when Si is used as the base material, that is, the infrared transmission spectrum of infrared light for each wave number. An example is shown.
  • the infrared transmission spectrum L2 is caused by the organic film 12 which is not seen in the infrared transmission spectrum measured using only Si without the organic film 12 as a base material, similarly to the infrared transmission spectrum L1 when polyethylene is used. It has an absorption peak P0.
  • the intensity (height) of the absorption peak P0 in the infrared transmission spectrum L2 of the organic film 12 is smaller than the intensity of the absorption peak P0 in the infrared transmission spectrum L1 of polyethylene. That is, the organic film 12 has a smaller number of carbon atoms having a carbon-carbon single bond than polyethylene because the carbon atoms are replaced with nitrogen atoms.
  • the infrared transmission spectrum L2 has a first absorption peak P1 and a second absorption peak P2 due to the organic film 12, which are not seen in the infrared transmission spectrum measured using only Si without the organic film 12 as a base material.
  • the first absorption peak P1 is a peak existing at a position where the wave number is 1550 cm -1 or more and 1700 cm -1 or less.
  • the first absorption peak P1 indicates the absorption of infrared rays due to the double bond between the carbon atom and the nitrogen atom, in other words, the peak indicating the existence of the double bond between the carbon atom and the nitrogen atom.
  • the second absorption peak P2 is a peak existing in a wave number 2160 cm -1 or 2200 cm -1 following positions.
  • the second absorption peak P2 indicates the absorption of infrared rays due to the triple bond between the carbon atom and the nitrogen atom, in other words, the peak indicating the existence of the triple bond between the carbon atom and the nitrogen
  • the peak height of the first absorption peak P1, the height PD1, the peak height of the second absorption peak P2 and height PD2, the transmittance of the 4000 cm -1 from 500 cm -1 in the infrared transmission spectrum L2 Let the maximum value of be the maximum height PD.
  • the height PD1 is, for example, the difference in transmittance between the position where the infrared transmission spectrum L2 starts to fall at the first absorption peak P1 and the apex position of the first absorption peak P1.
  • the height PD2 is the difference in transmittance between the position where the infrared transmission spectrum L2 starts to fall at the second absorption peak P2 and the apex position of the second absorption peak P2.
  • the height PD1 is preferably 5% or more, more preferably 5% or more and 30% or less with respect to the maximum height PD.
  • the height PD2 is preferably smaller than the height PD1, for example, 1% or more and 60% or less, more preferably 3% or more and 30% or less with respect to the height PD1. It is more preferably 5% or more and 20% or less.
  • the organic film 12 contains a double bond of a carbon atom and a nitrogen atom and a triple bond of a carbon atom and a nitrogen atom.
  • the bond energy increases, thermal decomposition can be suppressed, and heat resistance is improved. Since the single bond is replaced with a double bond of a carbon atom and a nitrogen atom, thermal decomposition is further suppressed, and heat resistance to polyethylene can be improved.
  • the organic film 12 is further heated by the triple bond between the carbon atom and the nitrogen atom at the terminal. Decomposition is suppressed and heat resistance to polyethylene can be improved.
  • the organic film 12 is composed of a single layer (one layer) of the nitrogen-containing ethylene polymer as described above, but a plurality of nitrogen-containing ethylene polymers may be laminated. Further, a film made of a material different from that of the organic film 12 may be formed between the organic film 12 and the base material 10.
  • the organic film 12 has a thickness D2 of 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, and contains carbon atoms and nitrogen atoms.
  • the organic film 12 has a nitrogen content ratio of more than 0.04. Therefore, the organic film 12 suppresses the reflection of infrared rays and appropriately functions as an antireflection film for the base material 10. Furthermore, since the organic film 12 is a member containing carbon atoms and nitrogen atoms, an increase in cost can be suppressed. Further, since the organic film 12 has a nitrogen content ratio of more than 0.04, the heat resistance to polyethylene can be increased.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a manufacturing apparatus for manufacturing an infrared transmitting member.
  • the manufacturing apparatus 20 includes pipes 30A, 30B, 30C, pipes 32, MFC34A, 34B, 34C, an injection pipe 36, a power supply 40, an electromagnetic wave generating unit 42, and a stacking chamber 50.
  • the pedestal portion 52 and the discharge pipe 54 are provided.
  • the pipe 30A is a pipe through which the hydrocarbon-containing gas GA flows.
  • the pipe 30B is a pipe through which the nitrogen-containing gas GB flows.
  • the pipe 30C is a pipe through which the inert gas GC flows.
  • MFC34A, 34B, 34C are provided in the pipes 30A, 30B, and 30C, respectively.
  • the MFC Mass Flow Controller
  • the MFC34A adjusts the flow rate of the hydrocarbon-containing gas GA flowing through the pipe 30A
  • the MFC34B adjusts the flow rate of the nitrogen-containing gas GB flowing through the pipe 30B
  • the MFC34C adjusts the flow rate of the inert gas GC flowing through the pipe 30C. do.
  • the hydrocarbon-containing gas GA is a gas containing a hydrocarbon gas.
  • the hydrocarbon gas is a saturated hydrocarbon such as methane, ethane, ethylene, propane, propylene, benzene or toluene, an unsaturated hydrocarbon or an aromatic hydrocarbon, preferably ethylene or toluene.
  • the hydrocarbon-containing gas GA is a gas containing ethylene and argon, but may be a gas containing a gas for dilution other than argon in addition to ethylene.
  • the gas for dilution is, for example, a rare gas such as helium or nitrogen.
  • the hydrocarbon-containing gas GA may contain only ethylene, it can be said that the gas contains at least ethylene.
  • the nitrogen-containing gas GB is a gas containing a nitrogen component, and is a gas containing at least one type of gas containing a nitrogen component in a molecule such as nitrogen gas (N 2), ammonia gas, and cyan gas.
  • the nitrogen-containing gas GB preferably contains only nitrogen gas, but may also contain gases of other components.
  • the inert gas GC is argon in this embodiment, but it may be an inert gas other than argon.
  • the pipe 32 is a pipe connected to the pipes 30A, 30B and 30C, and the hydrocarbon-containing gas GA, the nitrogen-containing gas GB and the inert gas GC flow in from the pipes 30A, 30B and 30C.
  • the injection pipe 36 is connected to the pipe 32, and gas flows in from the pipe 32.
  • the power supply 40 is a power supply for generating electromagnetic waves.
  • the electromagnetic wave generating portion 42 is attached to the outer peripheral portion of the injection pipe 36.
  • the electromagnetic wave generating unit 42 is connected to the power source 40 and generates an electromagnetic wave by the electric power from the power source 40.
  • the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generating unit 42 is, for example, a microwave having a frequency of 2.4 GHz or more and 2.5 GHz or less.
  • the electromagnetic wave generating unit 42 irradiates the electromagnetic wave into the injection pipe 36.
  • the gas flowing into the injection pipe 36 is turned into plasma by electromagnetic waves.
  • the stacking chamber 50 is a chamber for accommodating the pedestal portion 52 inside.
  • the base material 10 is arranged on the pedestal portion 52.
  • the injection pipe 36 has a tip portion 36A on the opposite side to the portion connected to the pipe 32 in the laminating chamber 50.
  • the tip portion 36A is provided at a position facing the position where the base material 10 of the pedestal portion 52 is arranged. From the tip portion 36A, the plasma generated in the injection pipe 36 is ejected toward the pedestal portion 52.
  • the discharge pipe 54 is connected to the stacking chamber 50, and the gas in the stacking chamber 50 is discharged from the discharge pipe 54.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an infrared transmissive member according to the present embodiment.
  • the base material 10 is arranged on the pedestal portion 52 in the stacking chamber 50 (step S10), and the air in the stacking chamber 50 is discharged by a pump (not shown).
  • the pressure in the laminating chamber 50 is 200 Pa or less.
  • the MFC34C is controlled to flow the inert gas GC from the pipe 30C through the pipe 32 into the injection pipe 36 to turn the inert gas GC into plasma (step S12).
  • the inert gas GC in the injection pipe 36 is irradiated with the electromagnetic wave by supplying power from the power source 40 to the electromagnetic wave generating unit 42 while flowing the inert gas GC into the injection pipe 36.
  • the active gas GC is converted into plasma.
  • the plasma of the inert gas GC is injected from the tip portion 36A onto the base material 10 of the pedestal portion 52 (step S14).
  • organic substances are removed from the surface of the base material 10.
  • the period for injecting the plasma of the inert gas GC onto the base material 10 may be arbitrary, but may be, for example, about 1 minute or more and 10 minutes or less. It should be noted that steps S12 and 14 are not essential steps.
  • the inflow of the inert gas GC is stopped, the MFCs 34A and 34B are controlled, and the hydrocarbon-containing gas GA and the nitrogen-containing gas GB are allowed to flow from the pipes 30A and 30B to the pipe 32.
  • the hydrocarbon-containing gas GA and the nitrogen-containing gas GB are mixed (step S16).
  • a mixed gas G of the hydrocarbon-containing gas GA and the nitrogen-containing gas GB is generated in the pipe 32.
  • the ethylene content in the mixed gas G is preferably 0.1% or more and 10% or less in terms of molar ratio with respect to the entire mixed gas G, and is 0 in terms of molar ratio with respect to the entire mixed gas G.
  • the hydrocarbon-containing gas GA and the nitrogen-containing gas GB are supplied so as to be 5.5% or more and 2% or less.
  • the nitrogen content in the mixed gas G is preferably 20% or more in terms of molar ratio with respect to the entire mixed gas G.
  • the mixed gas G is made to flow from the pipe 32 into the injection pipe 36 to turn the mixed gas G into plasma (step S18).
  • the mixed gas G in the injection pipe 36 is irradiated with electromagnetic waves by supplying power from the power source 40 to the electromagnetic wave generating unit 42 while flowing the mixed gas G into the injection pipe 36, and the mixed gas G is applied. Is converted to plasma.
  • the plasma PL of the mixed gas G is injected from the tip portion 36A onto the base material 10 of the pedestal portion 52.
  • the organic film 12 is formed on the surface of the base material 10, and the infrared transmitting member 1 is manufactured.
  • the period for injecting the plasma PL of the mixed gas G onto the base material 10 is adjusted according to the gas conditions and the power conditions so that the film thickness of the organic film 12 becomes a predetermined value, for example, 5 minutes or more and 30 minutes or less. It may be about.
  • the electric power from the power supply 40 to the electromagnetic wave generating unit 42 is preferably 1 W or more and 100 W or less, and more preferably 3 W or more and 50 W or less per 1 cm 2 of the film formation area. By setting the electric power in this range, plasma can be appropriately formed.
  • the distance between the base material 10 and the lower end of the electromagnetic wave generating portion 42 is preferably 5 mm or more and 200 mm or less, and more preferably 20 mm or more and 120 mm or less. By keeping the distance within this range, the organic film 12 can be appropriately formed.
  • the organic film 12 it is preferable to heat the organic film 12 at a predetermined temperature for a predetermined time when forming the organic film 12 on the base material 10 or after forming the organic film 12 on the base material 10. ..
  • the predetermined temperature is preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and more preferably 130 ° C. or higher and 220 ° C. or lower.
  • the predetermined time may be arbitrary, but is preferably 5 minutes or more and 60 minutes or less, and more preferably 10 minutes or more and 30 minutes or less.
  • the organic film 12 By heating the organic film 12 at a predetermined temperature in this way, even if the organic film 12 is subsequently heated to a predetermined temperature, the deterioration of the organic film 12 and the decrease in infrared transmittance are suppressed. .. In addition, the heat absorption portion due to the dangling bond can be removed by heating (heat annealing), and the effect of improving the transmittance can be expected.
  • the mixed gas G is converted into plasma and injected onto the base material 10.
  • this production method by plasma-forming a mixed gas G of ethylene and nitrogen, nitrogen molecules are separated to generate nitrogen atoms, and carbon atoms of ethylene are appropriately replaced with nitrogen atoms to form an organic film 12. Can be formed properly.
  • ethylene and nitrogen are mixed first and then flowed into the injection pipe 36, but the present invention is not limited to this, and ethylene and nitrogen may be flowed into the injection pipe 36 separately.
  • the infrared transmitting member 1 can be appropriately manufactured by using the manufacturing method described above, but the manufacturing method of the infrared transmitting member 1 is not limited to the above description.
  • the infrared transmitting member 1 has an average transmittance of infrared rays having a wavelength of 8 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less of 30% or more, and is formed on the surface of the base material 10 and at least one of the base materials 10. It has an organic film 12 to be formed.
  • the organic film 12 has a thickness D2 of 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, contains carbon atoms and nitrogen atoms, and the ratio of the content of nitrogen atoms to the content of carbon atoms (nitrogen content ratio) is a molar ratio. Greater than 0.04.
  • the organic film 12 suppresses the reflection of infrared rays and appropriately functions as an antireflection film for the base material 10. Furthermore, since the organic film 12 is a member containing carbon atoms and nitrogen atoms, an increase in cost can be suppressed. Further, since the organic film 12 has a nitrogen content ratio of more than 0.04, the heat resistance to polyethylene can be increased. As described above, the infrared transmitting member 1 according to the present embodiment includes a more appropriate antireflection film.
  • the ratio of the content of nitrogen atoms to the content of carbon atoms is preferably 0.07 or more and 0.4 or less in terms of molar ratio, and 0.1 or more and 0 in molar ratio. It is more preferably 0.3 or less, and further preferably 0.2 or more and 0.3 or less in terms of molar ratio.
  • the infrared transmissive member 1 according to the present embodiment can have high heat resistance while ensuring the infrared transmittance when the nitrogen content ratio is in this range.
  • the organic film 12 preferably contains a double bond of a carbon atom and a nitrogen atom and a triple bond of a carbon atom and a nitrogen atom.
  • the infrared transmissive member 1 according to the present embodiment can have high heat resistance when the organic film 12 contains such a bond.
  • Infrared transmissive member 1 infrared transmission spectrum L2 measured using FTIR in a range of 500 cm -1 or more 4000 cm -1 or less, it is preferred to have the first absorption peak P1 and a second absorption peak P2.
  • the first absorption peak P1 is a peak located at a wave number of 1550 cm -1 or more and 1700 cm -1 or less, and has a height of 5% or more with respect to the maximum value (maximum height PD) of the infrared transmission spectrum L2.
  • the second absorption peak P2 is located below the wave number 2160 cm -1 or 2200 cm -1, is less high than the first absorption peak P1.
  • the infrared transmission member 1 according to the present embodiment can have high heat resistance because the infrared transmission spectrum L2 has such a peak.
  • the organic film 12 preferably has a thickness D2 of 1.4 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less. By setting the thickness D2 of the organic film 12 in this range, the reflection of infrared rays can be appropriately suppressed.
  • the infrared transmissive member 1 may have a protective film thinner than the organic film 12 formed on the surface 12b of the organic film 12 opposite to the base material 10 side. By providing the infrared transmitting member 1 with a protective film, the organic film 12 can be appropriately protected.
  • the method for producing the infrared transmissive member 1 includes a step of plasmaizing ethylene and nitrogen, and supplying the plasmaized ethylene and nitrogen to the base material 10 to provide a thickness on the surface of the base material 10. Includes a step of forming an organic film 12 of 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less to form an infrared transmissive member 1.
  • This manufacturing method manufactures an infrared transmitting member 1 having an average transmittance of infrared rays of 8 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less of 30% or more.
  • this production method by plasmaizing ethylene and nitrogen, nitrogen molecules are separated to generate nitrogen atoms, and carbon atoms and nitrogen atoms of ethylene are appropriately replaced to appropriately form an organic film 12. can.
  • ethylene and nitrogen In the step of turning into plasma, it is preferable to turn ethylene and nitrogen into plasma by irradiating ethylene and nitrogen with an electromagnetic wave of 2.4 GHz or more and 2.5 GHz or less. By irradiating such electromagnetic waves, ethylene and nitrogen can be appropriately converted into plasma.
  • the organic film 12 it is preferable to heat the organic film 12 at a temperature of 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower when forming the organic film 12 or after the organic film 12 is formed, and the organic film 12 is heated at 130 ° C. or higher and 220 ° C. or higher. It is more preferable to heat at a temperature of ° C. or lower.
  • Example 1 silicon having a width of 25 mm and a thickness of 0.5 mm and having one side polished was used as the base material.
  • the average transmittance of the base material was 45.1%.
  • NICOLET380 manufactured by Thermo Fisher was used. Then, after washing the base material with ethanol, it was set on the pedestal portion 52 as shown in FIG. 3, and the pressure inside the laminating chamber 50 was adjusted to 100 Pa.
  • the height of the pedestal portion 52 was adjusted so that the distance between the base material 10 and the lower end of the electromagnetic wave generating portion 42 was 50 mm. Then, an argon gas as the inert gas GC is passed through the injection pipe 36 at a flow rate of 1 SLM, an electromagnetic wave of 2.45 GHz is generated with a power of 80 W to irradiate the argon gas, and the argon gas is converted into plasma to form a base. The wood was sprayed for 1 minute.
  • the organic matter on the substrate is removed, and then the argon gas is switched to the nitrogen-containing gas GB, and the nitrogen-containing gas GB having a flow rate of 1 SLM and the hydrocarbon-containing gas GA having a flow rate of 0.08 SLM are injected into the injection tube. It was flushed to 36.
  • the nitrogen-containing gas GB was nitrogen gas.
  • the hydrocarbon-containing gas GA was a mixed gas of argon gas and ethylene gas, and the content of ethylene gas in the hydrocarbon-containing gas GA was 9%.
  • a part of the organic film of the infrared transmissive member of Example 1 was peeled off, and the thickness (film step) was measured with a stylus type film thickness meter (DEKTAK manufactured by Burger Co., Ltd.) and found to be 1600 nm. Further, when the composition of the organic film of Example 1 was measured under the condition of an acceleration voltage of 10 kV with an EDX (OXFORD INSTRUMENT Inc. INCAx-act) attached to a Keyence scanning electron microscope (VE-9800), carbon atoms were contained. The ratio of the content of nitrogen atoms to the amount (nitrogen content ratio) was 0.10 in terms of molar ratio.
  • FIG. 5 is a graph showing the measurement results of FTIR between the base material before forming the organic film and the infrared transmissive member of Example 1.
  • the infrared transmission spectrum L3 of FIG. 5 is the infrared transmission spectrum of the base material before forming the organic film
  • the infrared transmission spectrum L4 is the infrared transmission spectrum of the infrared transmission member of Example 1. As shown in FIG.
  • the infrared transmitting member of Example 1 was heated in the air at 150 ° C. for 1 hour, FTIR was measured, and the average transmittance of 8 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less was calculated to be 53.1% (0.7% from before heating). Was rising). It is considered that this is because the absorption by water was reduced due to the desorption of water in the organic film. Further, the infrared transmissive member of Example 1 was heated at 200 ° C.
  • Example 1 In the air for 1 hour and 250 ° C. in the air for 1 hour to measure FTIR and calculate an average transmittance of 8 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the average transmittance of the product heated at 200 ° C. for 1 hour was 52.7% (up 0.3% from that before heating), and the average transmittance of the product heated at 250 ° C. for 1 hour was 50.5% (heating). It was a decrease of 1.9% from before). Assuming that the rate of decrease in the average transmittance is less than 1% as compared with the criteria for determining the heat-resistant temperature before heating (initial stage of film formation), the heat-resistant temperature in Example 1 can be said to be 200 ° C.
  • Example 2 an infrared transmissive member was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the mixed gas G was turned into plasma with a power of 30 W and the base material was irradiated for 15 minutes.
  • the result of measuring the thickness of the organic film in Example 2 with a stylus type film thickness meter was 1600 nm, and the nitrogen content ratio measured by EDX was 0.11 in terms of molar ratio.
  • the average transmittance at the initial stage of film formation was 52.8%, and the average transmittance after heating in the air at 150 ° C. for 1 hour was 53.2% (up 0.4% from before heating). ), And the average transmittance after heating at 200 ° C.
  • Example 2 Assuming that the reduction rate of the average transmittance is less than 1% as compared with the time before heating (initial stage of film formation), the heat resistant temperature in Example 2 can be said to be 200 ° C.
  • Example 3 In Example 3, the height of the pedestal portion 52 is adjusted so that the distance between the base material 10 and the lower end of the electromagnetic wave generating portion 42 is 100 mm, and the nitrogen-containing gas GB is a mixed gas of 40% nitrogen and 60% argon.
  • the flow rate of the nitrogen-containing gas GB was 2.5 SLM
  • the hydrocarbon-containing gas GA was a helium mixed gas containing 3% ethylene
  • the mixed gas G in which the hydrocarbon-containing gas GA was flown at 0.5 SLM was used with a power of 150 W.
  • An infrared transmissive member was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the base material was converted into plasma and irradiated for 13 minutes.
  • Example 3 The result of measuring the thickness of the organic film in Example 3 with a stylus type film thickness meter was 1300 nm, and the nitrogen content ratio measured by EDX was 0.13 in terms of molar ratio.
  • the average transmittance at the initial stage of film formation is 50.6%
  • the average transmittance after heating at 150 ° C. in the air for 1 hour is 52.1% (1.5% increase from before heating).
  • the average transmittance after heating at 200 ° C. in the air for 1 hour is 51.5% (up 0.9% from before heating), and the average after heating at 250 ° C. in the air for 1 hour.
  • the transmittance was 48.7% (a decrease of 1.9% from that before heating).
  • the heat resistant temperature in Example 3 can be said to be 200 ° C.
  • Example 4 an infrared transmissive member was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the mixed gas G was turned into plasma with a power of 40 W and the base material was irradiated for 10 minutes.
  • the result of measuring the thickness of the organic film in Example 4 with a stylus type film thickness meter was 1800 nm, and the nitrogen content ratio measured by EDX was 0.13 in terms of molar ratio.
  • the average transmittance at the initial stage of film formation was 51.8%, and the average transmittance after heating at 150 ° C. in the air for 1 hour was 52.9% (1.1% increase from before heating). ), And the average transmittance after heating at 200 ° C.
  • Example 4 Assuming that the reduction rate of the average transmittance is less than 1% as compared with the time before heating (initial stage of film formation), the heat resistant temperature in Example 4 can be said to be 250 ° C. or higher.
  • Example 5 In Example 5, the height of the pedestal portion 52 is adjusted so that the distance between the base material 10 and the lower end of the electromagnetic wave generating portion 42 is 100 mm, and the nitrogen-containing gas GB is a mixed gas of 40% nitrogen and 60% argon.
  • the flow rate of the nitrogen-containing gas GB was set to 1.2 SLM, the hydrocarbon-containing gas GA was a helium mixed gas containing 3% ethylene as in Example 1, and the mixed gas G in which the hydrocarbon-containing gas GA was flown at 0.25 SLM was used.
  • Example 5 After the formation, the pressure in the stacking chamber 50 was adjusted to 50 Pa, the mixed gas G was converted into plasma with a power of 150 W, and the base material was irradiated for 9 minutes, but the infrared transmissive member was prepared under the same conditions as in Example 1. ..
  • the result of measuring the thickness of the organic film in Example 5 with a stylus type film thickness meter was 1600 nm, and the nitrogen content ratio measured by EDX was 0.22 in terms of molar ratio.
  • the average transmittance at the initial stage of film formation was 49.9%, and the average transmittance after heating at 150 ° C. in the air for 1 hour was 52.8% (up 2.9% from before heating). ), And the average transmittance after heating at 200 ° C.
  • Example 5 Assuming that the reduction rate of the average transmittance is less than 1% as compared with the time before heating (initial stage of film formation), the heat resistant temperature in Example 5 can be said to be 250 ° C. or higher.
  • Example 6 In Example 6, the height of the pedestal portion 52 is adjusted so that the distance between the base material 10 and the lower end of the electromagnetic wave generating portion 42 is 100 mm, and the nitrogen-containing gas GB is a mixed gas of 40% nitrogen and 60% argon.
  • the flow rate of the nitrogen-containing gas GB was set to 1.2 SLM, the hydrocarbon-containing gas GA was a helium mixed gas containing 3% ethylene as in Example 1, and the mixed gas G in which the hydrocarbon-containing gas GA was flown at 0.13 SLM was used.
  • Example 6 After the formation, the pressure in the stacking chamber 50 was adjusted to 50 Pa, the mixed gas G was converted into plasma with a power of 190 W, and the base material was irradiated for 8 minutes, but the infrared transmissive member was prepared under the same conditions as in Example 1. ..
  • the result of measuring the thickness of the organic film in Example 6 with a stylus type film thickness meter was 1400 nm, and the nitrogen content ratio measured by EDX was 0.31 in terms of molar ratio.
  • the average transmittance at the initial stage of film formation was 49.9%, and the average transmittance after heating at 150 ° C. in the air for 1 hour was 52.5% (2.6% increase from before heating). ), And the average transmittance after heating at 200 ° C.
  • Example 6 Assuming that the reduction rate of the average transmittance is less than 1% as compared with the time before heating (initial stage of film formation), the heat resistant temperature in Example 6 can be said to be 250 ° C. or higher.
  • Example 7 In Example 7, after washing the same substrate as in Example 1 with ethanol, an argon gas having a flow rate of 1 SLM and a hydrocarbon-containing gas GA having a flow rate of 0.17 sccm were passed through the injection pipe 36, and nitrogen gas was not allowed to flow. ..
  • the hydrocarbon-containing gas GA is a mixed gas of argon gas and ethylene gas, and the content of ethylene gas in the hydrocarbon-containing gas GA is 9%.
  • the pressure of the stacking chamber 50 was set to 350 Pa, an electromagnetic wave of 2.45 GHz was generated with a power of 50 W, the ethylene gas was irradiated with plasma, and the substrate was sprayed for 4 minutes. As a result, an organic film was formed on the base material to produce the infrared transmissive member of Example 7. In Example 7, the base material was double-sided polished.
  • FIG. 6 is a graph showing the measurement results of FTIR between the base material before forming the organic film and the infrared transmissive member of Example 7.
  • the infrared transmission spectrum L5 of FIG. 6 is an infrared transmission spectrum of the infrared transmission member of Example 7.
  • the infrared transmission spectrum L5 infrared transmitting member of Example 7 a first absorption peak near the wave number 1630 cm -1, and a second absorption peak in the vicinity of the wave number 2130 cm -1 ⁇ 2160 cm -1 observed was not done. That is, it can be said that in Example 7, double bonds and triple bonds of carbon and nitrogen were not observed.
  • Example 7 The result of measuring the thickness of the organic film in Example 7 with a stylus type film thickness meter was 1600 nm, and the nitrogen content ratio measured by EDX was 0.03 in terms of molar ratio.
  • the average transmittance at the initial stage of film formation was 59.3%, and the average transmittance after heating at 150 ° C. in the air for 1 hour was 58.0% (1.3% decrease from before heating).
  • the average transmittance after heating at 200 ° C. in the air for 1 hour was 55.0% (a decrease of 4.3% from that before heating).
  • the heat resistant temperature in Example 7 can be said to be 150 ° C. or lower.
  • Example 8 is the same as Example 7 except that the pressure of the stacking chamber 50 is 240 Pa, the mixed gas G is converted into plasma with a power of 40 W, and the base material is irradiated for 3.5 minutes, and the base material is polished on one side.
  • An infrared transmissive member was prepared under the same conditions.
  • the result of measuring the thickness of the organic film in Example 8 by a stylus type film thickness meter was 1800 nm, and the nitrogen content ratio measured by EDX was 0.04 in terms of molar ratio.
  • the average transmittance at the initial stage of film formation was 52.9%, and the average transmittance after heating at 150 ° C. in the air for 1 hour was 52.2% (a decrease of 0.7% from that before heating).
  • Example 8 the heat resistant temperature in Example 8 can be said to be 150 ° C.
  • Table 1 shows the results of Examples 1 to 8 above.
  • the heat resistant temperature is 200 ° C., and it can be seen that the heat resistance is sufficiently satisfied. It can be seen that in Examples 7 and 8, which are comparative examples, the heat resistance temperature is 150 ° C. or lower, and the heat resistance is not sufficiently satisfied.
  • the embodiments and examples of the present invention have been described above, the embodiments are not limited by the contents of the embodiments and the examples.
  • the above-mentioned components include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, that is, those in a so-called equal range.
  • the components described above can be combined as appropriate. Further, various omissions, replacements or changes of the components can be made without departing from the gist of the above-described embodiment.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

適切な反射防止膜を備えた赤外線透過部材を提供する。赤外線透過部材１は、波長が８μｍ以上１５μｍ以下の赤外線の平均透過率が３０％以上である赤外線透過部材であって、基材１０と、基材１０の少なくとも一方の表面に形成されて厚さが０．５μｍ以上３μｍ以下の有機膜１２と、を有する。有機膜１２は、炭素原子及び窒素原子を含み、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率が、モル比で、０．０４より大きい。

Description

赤外線透過部材、及び赤外線透過部材の製造方法
　本発明は、赤外線透過部材、及び赤外線透過部材の製造方法に関する。
　Ｓｉ、Ｇｅ、ＺｎＳ、カルコゲナイドガラスなどの遠赤外透過材料は、赤外線カメラのレンズ材料などの光学素子として使用されている。特に大気の吸収が少なく、また人体の発する赤外線を効率よく感知できる８μｍ以上１５μｍ以下の波長の光を感知する赤外カメラは、自動車用センサ部品や監視カメラとして、大きな需要が期待されている。しかし、上述の遠赤外線透過材料は、例えば波長１０μｍでの屈折率が２～４程度と高いため、それらを光学素子として用いた場合には、片面で１０％以上２０％以下程度の、比較的高い反射が生じてしまうため、透過率が不十分となる場合がある。
　それに対し、特許文献１には、金属フッ化物膜を含む４層膜からなる反射防止膜をコートする旨が記載されている。また、特許文献２には、高密度ポリエチレンの単層膜を用いた反射防止膜が記載されている。
特許第３３６１６２１号公報 米国特許第６４４１９５６号明細書
　しかし、特許文献１に記載の反射防止膜は、成膜のコストが高くなる。特許文献２の反射防止膜は、溶融温度が低く、耐熱性に問題がある。そのため、より適切な反射防止膜を備えた赤外線透過部材が求められている。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、適切な反射防止膜を備えた赤外線透過部材、及び赤外線透過部材の製造方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る赤外線透過部材は、波長が８μｍ以上１５μｍ以下の赤外線の平均透過率が３０％以上である赤外線透過部材であって、基材と、前記基材の少なくとも一方の表面に形成されて厚さが０．５μｍ以上３μｍ以下の有機膜と、を有し、前記有機膜は、炭素原子及び窒素原子を含み、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率が、モル比で、０．０４より大きい。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る赤外線透過部材の製造方法は、エチレンと窒素とをプラズマ化するステップと、前記プラズマ化したエチレンと窒素とを基材に供給して、前記基材の表面に、厚さが０．５μｍ以上３μｍ以下の有機膜を形成して赤外線透過部材を形成するステップと、を含み、前記赤外線透過部材の波長が８μｍ以上１５μｍ以下の赤外線の平均透過率が３０％以上である。
　本発明によれば、適切な反射防止膜を備えた赤外線透過部材を提供できる。
図１は、本実施形態に係る赤外線透過部材の模式的な断面図である。 図２は、基材にＳｉを用いた場合の有機膜付き赤外線透過基材のＦＴＩＲの結果の一例を示すグラフである。 図３は、赤外線透過部材を製造する製造装置の構成の一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係る赤外線透過部材の製造方法を説明するフローチャートである。 図５は、有機膜を形成する前の基材と例１の赤外線透過部材とのＦＴＩＲの測定結果を示すグラフである。 図６は、有機膜を形成する前の基材と例７の赤外線透過部材とのＦＴＩＲの測定結果を示すグラフである。
　以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、数値については四捨五入の範囲が含まれる。
　（赤外線透過部材）
　図１は、本実施形態に係る赤外線透過部材の模式的な断面図である。図１に示す本実施形態に係る赤外線透過部材１は、赤外線を透過する部材である。ここでの赤外線は、波長が８μｍ以上１５μｍ以下の波長の光（電磁波）を指す。以降においても特に断りがない限り、赤外線とは、波長が８μｍ以上１５μｍ以下の波長の光（電磁波）を指す。赤外線透過部材１は、赤外線の平均透過率が、３０％以上であり、４０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。なお、ここでの平均透過率とは、その波長帯域（ここでは８μｍから１５μｍ）の、それぞれの波長の光の透過率の平均値である。
　赤外線透過部材１は、例えば赤外線を検知する赤外カメラのレンズに用いられる。また例えば、赤外線透過部材１は、車両のガラスに取り付けられて、透過した赤外線を車両内の赤外カメラに導くものであってもよい。ただし、赤外線透過部材１の用途はこれらに限られず、任意の用途に用いられてもよい。
　図１に示すように、赤外線透過部材１は、基材１０と、有機膜１２とを有する。赤外線透過部材１は、基材１０の一方の表面１０ａと他方の表面１０ｂとのそれぞれに、有機膜１２が積層されている。赤外線透過部材１の表面１０ａ、１０ｂは、赤外線透過部材１に入射する赤外線の光軸に対して交差する方向に延在する表面（主面）を指す。なお、有機膜１２は、基材１０の表面１０ａ、１０ｂの両方に積層されることに限られず、表面１０ａ、１０ｂの少なくとも一方に積層されていればよい。
　有機膜１２の、基材１０に接着されている側の表面１２ａの反対側の表面１２ｂには、保護膜が積層されていてもよい。保護膜は、有機膜１２とは異なる材料で構成される膜である。保護膜は、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）や、炭素を含有する有機膜１２とは異なる材料や、酸化ケイ素、フッ化金属（ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＰｂＦ２、ＬａＦ３、ＹＦ３など）などの無機膜であってよい。保護膜の厚さは、有機膜１２の厚さより薄い。なお、保護膜は、それぞれの有機膜１２の少なくとも一方に設けられていてよく、例えば、それぞれの有機膜１２に設けられていてもよいし、基材１０よりも外気側に積層される有機膜１２にのみ設けられてもよい。
　（基材）
　基材１０は、赤外線を透過する部材である。図１の例では、基材１０は平板状であるが、それに限られず、形状は用途などに応じて適宜設定されてよい。例えばレンズに用いられる場合、基材１０は曲面形状となっていてよい。基材１０の厚さＤ１、すなわち表面１０ａと表面１０ｂとの間の長さも、用途に応じて設定されてよい。基材１０は、赤外線を透過する部材であり、赤外線の平均透過率が、３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがさらに好ましい。なお、上述の赤外線透過部材１の平均透過率が、赤外線透過部材１の全体における平均透過率を指すのに対し、基材１０の平均透過率は、基材１０単体での平均透過率を指す。基材１０は、１０μｍの波長の赤外線に対する屈折率が、例えば２以上４以下であるが、屈折率はそれに限られず任意であってよい。基材１０の材料は任意であるが、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＺｎＳ、カルゴゲナイドガラスなどであってよい。基材１０の厚さＤ１は、０．０５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることがより好ましい。厚さＤ１が０．０５ｍｍ以上であることで、基材１０の強度を十分に保ち、２０ｍｍ以下であることで、赤外線の透過率を適切に保つことができる。
　なお、カルコゲナイトガラスの好ましい組成としては、原子％表示で、
　Ｇｅ＋Ｇａ；７％～２５％、
　Ｓｂ；０％～３５％、
　Ｂｉ；０％～２０％、
　Ｚｎ；０％～２０％、
　Ｓｎ；０％～２０％、
　Ｓｉ；０％～２０％、
　Ｌａ；０％～２０％、
　Ｓ＋Ｓｅ＋Ｔｅ；５５％～８０％、
　Ｔｉ；０．００５％～０．３％、
　Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ＋Ｃｓ；０％～２０％、
　Ｆ＋Ｃｌ＋Ｂｒ＋Ｉ；０％～２０％含有する組成である。そして、このガラスは、１４０℃～５５０℃のガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。
　（有機膜）
　有機膜１２は、反射防止膜（ＡＲ膜；Ａｎｔｉ　Ｒｅｆｒｅｃｔｉｏｎ膜）である。有機膜１２は、基材１０による赤外線の反射を抑制する。有機膜１２の赤外線に対する屈折率は、基材１０の赤外線に対する屈折率よりも低いことが好ましい。例えば、有機膜１２は、１０μｍの波長の赤外線に対する屈折率が、２．７以下であることが好ましく、２．０以下であることがより好ましく、１．９以下であることが更に好ましい。ここで、基材１０単体での赤外線の平均反射率に対する、基材１０の一方の表面に有機膜１２を積層した赤外線透過部材１の赤外線の平均反射率の差分（平均反射率の減少量）を、有機膜１２の反射率減少値とする。この場合、有機膜１２の反射率減少値は、５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましく、２０％以上であることが更に好ましい。このような反射率減少値とすることで、赤外線の反射を抑制することができる。なお、平均反射率とは、その波長帯域、ここでは８μｍから１５μｍの、それぞれの波長の光の反射率の平均値である。
　有機膜１２の厚さＤ２は、０．５μｍ以上３μｍ以下であり、１．０μｍ以上２μｍ以下であることが好ましく、１．４μｍ以上１．８μｍ以下であることがより好ましい。厚さＤ２がこの範囲となることで、赤外線に対して適切に反射防止性を持たせることができる。
　有機膜１２は、エチレン重合体の一部の原子を窒素原子に置換した部材であり、窒素含有エチレン重合体ともいえる。より詳しくは、有機膜１２は、エチレン重合体に含まれる炭素原子の一部を、窒素原子に置換した部材である。有機膜１２は、炭素原子と水素原子と窒素原子とを含む有機物の膜といえ、不純物を除き、炭素原子と水素原子と窒素原子を主成分とすることが好ましい。不純物としては、空気中に存在しエチレン重合体形成後に有機膜１２と結合する酸素等の原子があげられる。有機膜１２は、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率である窒素含有比率が、モル比で、０．０４より大きい。また、窒素含有比率は、０．０７以上０．４以下であることが好ましく、０．１以上０．３以下であることがより好ましく、０．２以上０．３以下であることが更に好ましい。窒素含有比率をこの数値範囲とすることで、耐熱性を向上させつつ、赤外線透過部材１の赤外線の透過率を担保できる。なお、有機膜１２の炭素原子、及び窒素原子の含有量は、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ；Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて測定してよい。
　有機膜１２は、炭素原子と窒素原子との２重結合と、炭素原子と窒素原子との３重結合とを含むことが好ましい。
　図２は、基材にＳｉを用いた場合の有機膜付き赤外線透過基材のＦＴＩＲの結果の一例を示すグラフである。有機膜１２の原子同士の結合は、ＦＴＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて検出できる。図２の横軸は波数であり、縦軸はそれぞれの波数の赤外光の透過率である。図２の赤外透過スペクトルＬ１は、窒素含有量がほとんどない通常のエチレン重合膜（ポリエチレン）を有機膜１２とした場合についてのＦＴＩＲの測定結果、すなわち波数毎の赤外光の赤外透過スペクトルの例を示している。赤外透過スペクトルＬ１は、波数２８００ｃｍ－１以上３０００ｃｍ－１以下の位置に、有機膜１２が無いＳｉのみを基材として測定した赤外線透過スペクトルには見られない吸収ピークＰ０を有する。吸収ピークＰ０は、有機膜１２の原子同士の結合により生じた赤外線吸収ピークである。吸収ピークＰ０は、炭素－炭素１重結合を有する炭素原子と水素原子の結合による赤外線の吸収を示しており、言い換えれば、通常のポリエチレンと同様、炭素－炭素の１重結合を持つ炭素原子が存在することを示すピークである。
　図２の赤外透過スペクトルＬ２は、基材にＳｉを用いた場合の窒素を含有した有機膜１２付き赤外線透過基材のＦＴＩＲの測定結果、すなわち波数毎の赤外光の赤外透過スペクトルの例を示している。赤外透過スペクトルＬ２は、ポリエチレンを使用した場合の赤外透過スペクトルＬ１と同様に、有機膜１２が無いＳｉのみを基材として測定した赤外線透過スペクトルには見られない、有機膜１２に起因する吸収ピークＰ０を有する。ただし、有機膜１２の赤外透過スペクトルＬ２の吸収ピークＰ０の強度（高さ）は、ポリエチレンの赤外透過スペクトルＬ１の吸収ピークＰ０の強度より小さくなっている。すなわち、有機膜１２は、炭素原子が窒素原子に置換した分だけ、ポリエチレンよりも、炭素－炭素の１重結合を持つ炭素原子の数が少ない。
　赤外透過スペクトルＬ２は、有機膜１２が無いＳｉのみを基材として測定した赤外線透過スペクトルには見られない、有機膜１２に起因する第１吸収ピークＰ１及び第２吸収ピークＰ２を有する。第１吸収ピークＰ１は、波数１５５０ｃｍ－１以上１７００ｃｍ－１以下の位置に存在するピークである。第１吸収ピークＰ１は、炭素原子と窒素原子との２重結合による赤外線の吸収を示しており、言い換えれば、炭素原子と窒素原子との２重結合が存在することを示すピークである。第２吸収ピークＰ２は、波数２１６０ｃｍ－１以上２２００ｃｍ－１以下の位置に存在するピークである。第２吸収ピークＰ２は、炭素原子と窒素原子との３重結合による赤外線の吸収を示しており、言い換えれば、炭素原子と窒素原子との３重結合が存在することを示すピークである。
　ここで、第１吸収ピークＰ１のピーク高さを、高さＰＤ１とし、第２吸収ピークＰ２のピーク高さを高さＰＤ２とし、赤外透過スペクトルＬ２の５００ｃｍ－１から４０００ｃｍ－１の透過率の最大値を、最大高さＰＤとする。高さＰＤ１は、例えば、赤外透過スペクトルＬ２が第１吸収ピークＰ１で落ち始める位置と、第１吸収ピークＰ１の頂点位置との、透過率の差分である。同様に、高さＰＤ２は、赤外透過スペクトルＬ２が第２吸収ピークＰ２で落ち始める位置と、第２吸収ピークＰ２の頂点位置との、透過率の差分である。この場合、高さＰＤ１は、最大高さＰＤに対して、５％以上であることが好ましく、５％以上３０％以下であることがより好ましい。また、高さＰＤ２は、高さＰＤ１より小さいことが好ましく、例えば、高さＰＤ１に対して、１％以上６０％以下であることが好ましく、３％以上３０％以下であることがより好ましく、５％以上２０％以下であることが更に好ましい。
　このように、赤外透過スペクトルＬ２によって、有機膜１２が、炭素原子と窒素原子との２重結合と、炭素原子と窒素原子との３重結合とを含んでいることを確認できる。有機膜１２の炭素原子同士の単結合を炭素原子と窒素原子の単結合に置き換えた場合、結合エネルギーが増大し熱分解が抑制でき耐熱性が向上するが、有機膜１２は、炭素原子同士の単結合が炭素原子と窒素原子との２重結合に置換されているため、更に熱分解が抑制されて、ポリエチレンに対して耐熱性を向上できる。また、有機膜１２は、末端の炭素原子と水素原子の単結合が炭素原子と窒素原子との３重結合に置換されるため、末端の炭素原子と窒素原子との３重結合により、更に熱分解が抑制されて、ポリエチレンに対して耐熱性を向上できる。
　有機膜１２は、上述のような窒素含有エチレン重合体の単層（１層）で構成されているが、窒素含有エチレン重合体が複数積層されていてもよい。また、有機膜１２と基材１０との間に、有機膜１２とは異なる材質の膜が形成されていてもよい。
　このように、有機膜１２は、厚さＤ２が０．５μｍ以上３μｍ以下であり、炭素原子及び窒素原子を含む。そして、有機膜１２は、窒素含有比率が、０．０４より大きい。そのため、有機膜１２は、赤外線の反射を抑制して、基材１０に対する反射防止膜として適切に機能する。さらに言えば、有機膜１２は、炭素原子及び窒素原子を含む部材であるため、コストの増加も抑えられる。また、有機膜１２は、窒素含有比率が０．０４より大きいため、ポリエチレンに対して耐熱性を高くすることができる。
　（赤外線透過部材の製造方法）
　次に、赤外線透過部材１の製造方法について説明する。図３は、赤外線透過部材を製造する製造装置の構成の一例を示す図である。図３に示すように、製造装置２０は、配管３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃと、配管３２と、ＭＦＣ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃと、噴射管３６と、電源４０と、電磁波発生部４２と、積層室５０と、台座部５２と、排出管５４とを備える。
　配管３０Ａは、炭化水素含有ガスＧＡが流れる配管である。配管３０Ｂは、窒素含有ガスＧＢが流れる配管である。配管３０Ｃは、不活性ガスＧＣが流れる配管である。配管３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃには、それぞれＭＦＣ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃが設けられる。ＭＦＣ（Ｍａｓｓ　Ｆｌｏｗ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）は、ガス流量を制御する装置である。ＭＦＣ３４Ａは、配管３０Ａを流れる炭化水素含有ガスＧＡの流量を調整し、ＭＦＣ３４Ｂは、配管３０Ｂを流れる窒素含有ガスＧＢの流量を調整し、ＭＦＣ３４Ｃは、配管３０Ｃを流れる不活性ガスＧＣの流量を調整する。
　炭化水素含有ガスＧＡは、炭化水素ガスを含むガスである。炭化水素ガスは、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ベンゼン、トルエンなどの飽和炭化水素、不飽和炭化水素または芳香族炭化水素であり、好ましくはエチレンまたはトルエンである。本実施形態では、炭化水素含有ガスＧＡは、エチレンとアルゴンを含むガスであるが、エチレンに加えて、アルゴン以外の希釈用のガスを含むガスであってもよい。希釈用のガスは、例えば、ヘリウムなどの希ガスや窒素である。また、炭化水素含有ガスＧＡは、エチレンのみを含んでもよいため、少なくともエチレンを含むガスであるといえる。窒素含有ガスＧＢは、窒素成分を含むガスであり、窒素ガス（Ｎ２）、アンモニアガス、シアンガスなどの分子中に窒素成分を含むガスを少なくとも１種類含むガスである。窒素含有ガスＧＢは、窒素ガスのみを含むことが好ましいが、他の成分のガスも含んでよい。不活性ガスＧＣは、本実施形態ではアルゴンであるが、アルゴン以外の不活性ガスであってもよい。
　配管３２は、配管３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに接続される配管であり、配管３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃから炭化水素含有ガスＧＡ、窒素含有ガスＧＢ、不活性ガスＧＣが流入する。噴射管３６は、配管３２に接続されて、配管３２からガスが流入する。
　電源４０は、電磁波を発生させるための電源である。電磁波発生部４２は、噴射管３６の外周部に取り付けられる。電磁波発生部４２は、電源４０に接続されて、電源４０からの電力によって、電磁波を発生させる。電磁波発生部４２が発生させる電磁波は、例えば周波数が２．４ＧＨｚ以上２．５ＧＨｚ以下のマイクロ波である。電磁波発生部４２は、噴射管３６内に向けて電磁波を照射する。噴射管３６内に流入したガスは、電磁波によってプラズマ化する。
　積層室５０は、内部に台座部５２を収納するチャンバである。台座部５２には、基材１０が配置されている。噴射管３６は、配管３２に接続されている箇所と反対側の先端部３６Ａが、積層室５０内に設けられている。先端部３６Ａは、台座部５２の基材１０が配置される箇所と対向した位置に設けられている。先端部３６Ａからは、台座部５２に向けて、噴射管３６内で生成されたプラズマが噴射される。排出管５４は、積層室５０に接続されており、排出管５４から積層室５０内の気体が排出される。
　図４は、本実施形態に係る赤外線透過部材の製造方法を説明するフローチャートである。図４に示すように、本製造方法においては、積層室５０内の台座部５２に基材１０を配置して（ステップＳ１０）、図示しないポンプによって、積層室５０内の空気を排出する。本製造方法では、積層室５０内の圧力を２００Ｐａ以下にすることが好ましい。
　そして、本製造方法では、ＭＦＣ３４Ｃを制御して、配管３０Ｃから配管３２を介して、噴射管３６に不活性ガスＧＣを流入させて、不活性ガスＧＣをプラズマ化する（ステップＳ１２）。具体的には、噴射管３６に不活性ガスＧＣを流入させつつ、電源４０から電磁波発生部４２に電力を供給することで、噴射管３６内の不活性ガスＧＣに電磁波を照射させて、不活性ガスＧＣをプラズマ化する。そして、本製造方法では、不活性ガスＧＣのプラズマを先端部３６Ａから台座部５２の基材１０に噴射する（ステップＳ１４）。これにより、基材１０の表面から有機物が除去される。不活性ガスＧＣのプラズマを基材１０に噴射する期間は任意であってよいが、例えば１分以上１０分以下程度であってよい。なお、ステップＳ１２、１４は必須の工程ではない。
　その後、本製造方法では、不活性ガスＧＣの流入を停止して、ＭＦＣ３４Ａ、３４Ｂを制御して、配管３０Ａ、３０Ｂから配管３２に、炭化水素含有ガスＧＡと窒素含有ガスＧＢとを流入させて、炭化水素含有ガスＧＡと窒素含有ガスＧＢとを混合する（ステップＳ１６）。これにより、配管３２で、炭化水素含有ガスＧＡと窒素含有ガスＧＢとの混合ガスＧが生成される。本製造方法においては、混合ガスＧにおけるエチレンの含有量は、混合ガスＧ全体に対して、モル比で０．１％以上１０％以下が好ましく、混合ガスＧ全体に対して、モル比で０．５％以上２％以下となるように、炭化水素含有ガスＧＡと窒素含有ガスＧＢとを供給することが好ましい。また、混合ガスＧ中の窒素の含有量は、混合ガスＧ全体に対して、モル比で２０％以上であることが好ましい。混合ガスＧ中の窒素の含有量の上限は特になく例えばエチレン以外のガスがすべて窒素であってもよい。
　そして、配管３２から噴射管３６に混合ガスＧを流入させて、混合ガスＧをプラズマ化する（ステップＳ１８）。具体的には、噴射管３６に混合ガスＧを流入させつつ、電源４０から電磁波発生部４２に電力を供給することで、噴射管３６内の混合ガスＧに電磁波を照射させて、混合ガスＧをプラズマ化する。そして、本製造方法では、混合ガスＧのプラズマＰＬを先端部３６Ａから台座部５２の基材１０に噴射する。これにより、基材１０の表面に、有機膜１２が形成されて、赤外線透過部材１が製造される。なお、混合ガスＧのプラズマＰＬを基材１０に噴射する期間は、有機膜１２の膜厚が所定の値になるように、ガス条件、電力条件に伴い調整され、例えば５分以上３０分以下程度であってよい。また、電源４０から電磁波発生部４２への電力は、成膜面積１ｃｍ２あたり、１Ｗ以上１００Ｗ以下であることが好ましく、３Ｗ以上５０Ｗ以下であることが更に好ましい。電力をこの範囲とすることで、適切にプラズマを形成できる。また、基材１０と電磁波発生部４２の下端との距離は、５ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることが好ましく、２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下とすることがより好ましい。距離をこの範囲に保つことで、有機膜１２を適切に形成できる。
　本製造方法においては、基材１０上に有機膜１２を形成する際に、又は、基材１０上に有機膜１２を形成した後に、有機膜１２を所定温度で、所定時間加熱することが好ましい。所定温度は、１００℃以上２５０℃以下であることが好ましく、１３０℃以上２２０℃以下であることがより好ましい。また、所定時間は、任意であってよいが、５分以上６０分以下であることが好ましく、１０分以上３０分以下であることがより好ましい。このように有機膜１２を所定温度で加熱することにより、それ以降に有機膜１２が所定温度まで加熱されたとしても、有機膜１２が劣化して赤外線の透過率が低下することが抑制される。また、加熱（熱アニール）によりダングリングボンドによる熱吸収部位を除去して、透過率向上効果も期待できる。
　このように、本製造方法においては、混合ガスＧをプラズマ化して基材１０に噴射する。本製造方法では、エチレンと窒素の混合ガスＧをプラズマ化することで、窒素分子が乖離して窒素原子が生成されて、エチレンの炭素原子を窒素原子に適切に置換して、有機膜１２を適切に形成できる。なお、本製造方法では、エチレンと窒素を先に混合してから噴射管３６に流入させるが、それに限られず、エチレンと窒素をそれぞれ別々に噴射管３６に流入させてもよい。また、以上説明した製造方法を用いることで、赤外線透過部材１を適切に製造できるが、赤外線透過部材１の製造方法は以上の説明に限られない。
　（本実施形態の効果）
　以上説明したように、本実施形態に係る赤外線透過部材１は、波長が８μｍ以上１５μｍ以下の赤外線の平均透過率が３０％以上であり、基材１０と、基材１０の少なくとも一方の表面に形成される有機膜１２とを有する。有機膜１２は、厚さＤ２が０．５μｍ以上３μｍ以下であり、炭素原子及び窒素原子を含み、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率（窒素含有比率）が、モル比で、０．０４より大きい。そのため、有機膜１２は、赤外線の反射を抑制して、基材１０に対する反射防止膜として適切に機能する。さらに言えば、有機膜１２は、炭素原子及び窒素原子を含む部材であるため、コストの増加も抑えられる。また、有機膜１２は、窒素含有比率が０．０４より大きいため、ポリエチレンに対して耐熱性を高くすることができる。このように、本実施形態に係る赤外線透過部材１は、より適切な反射防止膜を備える。
　有機膜１２は、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率（窒素含有比率）が、モル比で０．０７以上０．４以下であることが好ましく、モル比で０．１以上０．３以下であることがより好ましく、モル比で０．２以上０．３以下であることが更に好ましい。本実施形態に係る赤外線透過部材１は、窒素含有比率がこの範囲となることで、赤外線の透過率を担保しつつ、耐熱性を高くすることができる。
　有機膜１２は、炭素原子と窒素原子との２重結合と、炭素原子と窒素原子との３重結合とを含むことが好ましい。本実施形態に係る赤外線透過部材１は、有機膜１２がこのような結合を含むことで、耐熱性を高くすることができる。
　赤外線透過部材１を５００ｃｍ－１以上４０００ｃｍ－１以下の範囲でＦＴＩＲを用いて測定した赤外透過スペクトルＬ２は、第１吸収ピークＰ１と第２吸収ピークＰ２とを有することが好ましい。第１吸収ピークＰ１は、波数１５５０ｃｍ－１以上１７００ｃｍ－１以下に位置するピークであり、赤外透過スペクトルＬ２の最大値（最大高さＰＤ）に対して５％以上の高さとなる。第２吸収ピークＰ２は、波数２１６０ｃｍ－１以上２２００ｃｍ－１以下に位置し、第１吸収ピークＰ１より高さが低い。本実施形態に係る赤外線透過部材１は、赤外透過スペクトルＬ２がこのようなピークを有することで、耐熱性を高くすることができる。
　有機膜１２は、厚さＤ２が１．４μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。有機膜１２の厚さＤ２をこの範囲とすることで、赤外線の反射を適切に抑制できる。
　赤外線透過部材１は、有機膜１２の基材１０側とは反対側の表面１２ｂに、有機膜１２よりも薄い保護膜が形成されてもよい。赤外線透過部材１は、保護膜を備えることで、有機膜１２を適切に保護できる。
　本実施形態に係る赤外線透過部材１の製造方法は、エチレンと窒素とをプラズマ化するステップと、プラズマ化したエチレンと窒素とを基材１０に供給して、基材１０の表面に、厚さが０．５μｍ以上３μｍ以下の有機膜１２を形成して赤外線透過部材１を形成するステップと、を含む。本製造方法は、８μｍ以上１５μｍ以下の赤外線の平均透過率が３０％以上となる赤外線透過部材１を製造する。本製造方法は、エチレンと窒素とをプラズマ化することで、窒素分子が乖離して窒素原子が生成されて、エチレンの炭素原子と窒素原子を適切に置換して、有機膜１２を適切に形成できる。
　プラズマ化するステップにおいては、２．４ＧＨｚ以上２．５ＧＨｚ以下の電磁波をエチレンと窒素とに照射することで、エチレンと窒素とをプラズマ化することが好ましい。このような電磁波を照射することで、エチレンと窒素を適切にプラズマ化できる。
　本製造方法は、有機膜１２を形成する際に、又は有機膜１２を形成した後に、有機膜１２を１００℃以上２５０℃以下の温度で加熱することが好ましく、有機膜１２を１３０℃以上２２０℃以下の温度で加熱することがより好ましい。使用前に有機膜１２を加熱しておくことで、使用時に有機膜１２が加熱されたとしても、有機膜１２が劣化して赤外線の透過率が低下することが抑制される。
　（実施例）
　次に、実施例について説明する。
　（例１）
　例１においては、基材として、２５ｍｍ幅で厚さが０．５ｍｍの、片面を研磨したシリコンを使用した。この基材をＦＴＩＲで８μｍ以上１５μｍ以下の波長の赤外線に対する透過率を測定して、平均透過率を算出した。基材の平均透過率は、４５．１％であった。なお、ＦＴＩＲ用の装置として、ThermoFisher社製　NICOLET３８０を用いた。その後、基材をエタノールで洗浄後、図３に示すような台座部５２にセットして、積層室５０内圧力を１００Ｐａに調整した。また、基材１０と電磁波発生部４２の下端との距離が５０ｍｍとなるように、台座部５２の高さを調整した。そして、不活性ガスＧＣとしてのアルゴンガスを、１ＳＬＭの流量で噴射管３６に流し、８０Ｗの電力で２．４５ＧＨｚの電磁波を発生させてアルゴンガスに照射して、アルゴンガスをプラズマ化して、基材に１分間吹き付けた。これにより基材上の有機物を除去し、その後、アルゴンガスを窒素含有ガスＧＢに切り替えて、１ＳＬＭの流量の窒素含有ガスＧＢと、０．０８ＳＬＭの流量の炭化水素含有ガスＧＡとを、噴射管３６に流した。窒素含有ガスＧＢは窒素ガスとした。炭化水素含有ガスＧＡは、アルゴンガスとエチレンガスとの混合ガスとし、炭化水素含有ガスＧＡ中のエチレンガスの含有量は９％とした。そして、２５Ｗの電力で２．４５ＧＨｚの電磁波を発生させて、炭化水素含有ガスＧＡと窒素含有ガスＧＢとの混合ガスＧに照射してプラズマ化し、基材に２０分間吹き付けた。これにより、基材上に、窒素含有エチレン重合体である有機膜を形成して、例１の赤外線透過部材を製造した。
　例１の赤外線透過部材の有機膜の一部を剥がし、厚さ（膜段差）を触針式膜厚計（ブルガー社製DEKTAK）で測定したところ、１６００ｎｍであった。また、キーエンス社製走査電子顕微鏡（VE-9800）に取り付けたＥＤＸ（OXFORD　INSTRUMENT社製　INCAx-act）で加速電圧１０ｋＶの条件で、例１の有機膜の組成を測定したところ、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率（窒素含有比率）が、モル比で、０．１０であった。
　例１の赤外線透過部材をＦＴＩＲで測定した。図５は、有機膜を形成する前の基材と例１の赤外線透過部材とのＦＴＩＲの測定結果を示すグラフである。図５の赤外透過スペクトルＬ３が、有機膜を形成する前の基材の赤外透過スペクトルであり、赤外透過スペクトルＬ４が、例１の赤外線透過部材の赤外透過スペクトルである。図５に示すように、例１の赤外線透過部材の赤外透過スペクトルＬ４は、波数１６３０ｃｍ－１付近に、炭素原子と窒素原子の２重結合を示す第１吸収ピークが観察され、波数２１３０ｃｍ－１～２１６０ｃｍ－１付近に、炭素原子と窒素原子の３重結合を示す第２吸収ピークが観察された。
　また、例１の赤外線透過部材のＦＴＩＲの測定結果から、８μｍ以上１５μｍ以下の波長の平均透過率を算出すると、５２．４％であり、約７％の反射抑制効果が確認された。また、例１の赤外線透過部材を、大気中１５０℃で１時間加熱して、ＦＴＩＲを測定し、８μｍ以上１５μｍ以下の平均透過率を算出すると、５３．１％（加熱前から０．７％の上昇）であった。これは、有機膜中の水分が脱離したことにより水分による吸収が減ったためと考えられる。更に、例１の赤外線透過部材を、大気中２００℃で１時間加熱、大気中２５０℃で１時間加熱して、ＦＴＩＲを測定し、８μｍ以上１５μｍ以下の平均透過率を算出した。２００℃で１時間加熱したものの平均透過率は、５２．７％（加熱前から０．３％の上昇）であり、２５０℃で１時間加熱したものの平均透過率は、５０．５％（加熱前から１．９％の減少）であった。耐熱温度の判断基準を、加熱前（成膜初期）と比較して、平均透過率の減少率が１％未満とすると、例１での耐熱温度は、２００℃といえる。
　（例２）
　例２は、混合ガスＧを３０Ｗの電力でプラズマ化して、基材に１５分照射した点以外は、例１と同じ条件で赤外線透過部材を準備した。例２における有機膜の、触針式膜厚計による厚さの測定結果は、１６００ｎｍであり、ＥＤＸでの測定による窒素含有比率は、モル比で、０．１１であった。例２では、成膜初期の平均透過率は、５２．８％であり、大気中１５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５３．２％（加熱前から０．４％の上昇）であり、大気中２００℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５２．９％（加熱前から０．１％の上昇）であり、大気中２５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５１．４％（加熱前から１．４％の減少）であった。耐熱温度の判断基準を、加熱前（成膜初期）時と比較して、平均透過率の減少率が１％未満とすると、例２での耐熱温度は、２００℃といえる。
　（例３）
　例３は、基材１０と電磁波発生部４２の下端との距離が１００ｍｍとなるように台座部５２の高さを調整し、窒素含有ガスＧＢとして窒素４０％、アルゴン６０％の混合ガスとし、窒素含有ガスＧＢの流量を２．５ＳＬＭとし、炭化水素含有ガスＧＡとして３％のエチレンを含むヘリウム混合ガスとし、炭化水素含有ガスＧＡを０．５ＳＬＭで流した混合ガスＧを、１５０Ｗの電力でプラズマ化して、基材に１３分照射した点以外は、例１と同じ条件で赤外線透過部材を準備した。例３における有機膜の、触針式膜厚計による厚さの測定結果は、１３００ｎｍであり、ＥＤＸでの測定による窒素含有比率は、モル比で、０．１３であった。例３では、成膜初期の平均透過率は、５０．６％であり、大気中１５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５２．１％（加熱前から１．５％の上昇）であり、大気中２００℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５１．５％（加熱前から０．９％の上昇）であり、大気中２５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、４８．７％（加熱前から１．９％の減少）であった。耐熱温度の判断基準を、加熱前（成膜初期）時と比較して、平均透過率の減少率が１％未満とすると、例３での耐熱温度は、２００℃といえる。
　（例４）
　例４は、混合ガスＧを４０Ｗの電力でプラズマ化して、基材に１０分照射した点以外は、例１と同じ条件で赤外線透過部材を準備した。例４における有機膜の、触針式膜厚計による厚さの測定結果は、１８００ｎｍであり、ＥＤＸでの測定による窒素含有比率は、モル比で、０．１３であった。例４では、成膜初期の平均透過率は、５１．８％であり、大気中１５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５２．９％（加熱前から１．１％の上昇）であり、大気中２００℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５３．２％（加熱前から１．４％の上昇）であり、大気中２５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５２．５％（加熱前から０．７％の上昇）であった。耐熱温度の判断基準を、加熱前（成膜初期）時と比較して、平均透過率の減少率が１％未満とすると、例４での耐熱温度は、２５０℃以上といえる。
　（例５）
　例５は、基材１０と電磁波発生部４２の下端との距離が１００ｍｍとなるように台座部５２の高さを調整し、窒素含有ガスＧＢとして窒素４０％、アルゴン６０％の混合ガスとし、窒素含有ガスＧＢの流量を１．２ＳＬＭとし、炭化水素含有ガスＧＡとして例１と同様に３％のエチレンを含むヘリウム混合ガスとし、炭化水素含有ガスＧＡを０．２５ＳＬＭで流した混合ガスＧを形成後、積層室５０内の圧力を５０Ｐａに調整し、混合ガスＧを１５０Ｗの電力でプラズマ化して、基材に９分照射した点以外は、例１と同じ条件で赤外線透過部材を準備した。例５における有機膜の、触針式膜厚計による厚さの測定結果は、１６００ｎｍであり、ＥＤＸでの測定による窒素含有比率は、モル比で、０．２２であった。例５では、成膜初期の平均透過率は、４９．９％であり、大気中１５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５２．８％（加熱前から２．９％の上昇）であり、大気中２００℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５２．１％（加熱前から２．２％の上昇）であり、大気中２５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５０．８％（加熱前から０．９％の上昇）であった。耐熱温度の判断基準を、加熱前（成膜初期）時と比較して、平均透過率の減少率が１％未満とすると、例５での耐熱温度は、２５０℃以上といえる。
　（例６）
　例６は、基材１０と電磁波発生部４２の下端との距離が１００ｍｍとなるように台座部５２の高さを調整し、窒素含有ガスＧＢとして窒素４０％、アルゴン６０％の混合ガスとし、窒素含有ガスＧＢの流量を１．２ＳＬＭとし、炭化水素含有ガスＧＡとして例１と同様に３％のエチレンを含むヘリウム混合ガスとし、炭化水素含有ガスＧＡを０．１３ＳＬＭで流した混合ガスＧを形成後、積層室５０内の圧力を５０Ｐａに調整し、混合ガスＧを１９０Ｗの電力でプラズマ化して、基材に８分照射した点以外は、例１と同じ条件で赤外線透過部材を準備した。例６における有機膜の、触針式膜厚計による厚さの測定結果は、１４００ｎｍであり、ＥＤＸでの測定による窒素含有比率は、モル比で、０．３１であった。例６では、成膜初期の平均透過率は、４９．９％であり、大気中１５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５２．５％（加熱前から２．６％の上昇）であり、大気中２００℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５２．１％（加熱前から２．２％の上昇）であり、大気中２５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５０．４％（加熱前から０．５％の上昇）であった。耐熱温度の判断基準を、加熱前（成膜初期）時と比較して、平均透過率の減少率が１％未満とすると、例６での耐熱温度は、２５０℃以上といえる。
　（例７)
　例７では、例１と同じ基材をエタノールで洗浄後、１ＳＬＭの流量のアルゴンガスと、０．１７ｓｃｃｍの流量の炭化水素含有ガスＧＡとを、噴射管３６に流し、窒素ガスを流さなかった。炭化水素含有ガスＧＡは、アルゴンガスとエチレンガスとの混合ガスであり、炭化水素含有ガスＧＡ中のエチレンガスの含有量は９％とした。そして、積層室５０の圧力を３５０Ｐａとして、５０Ｗの電力で２．４５ＧＨｚの電磁波を発生させて、エチレンガスに照射してプラズマ化し、基材に４分間吹き付けた。これにより、基材上に、有機膜を形成して、例７の赤外線透過部材を製造した。なお、例７では、基材を両面研磨とした。
　図６は、有機膜を形成する前の基材と例７の赤外線透過部材とのＦＴＩＲの測定結果を示すグラフである。図６の赤外透過スペクトルＬ５が、例７の赤外線透過部材の赤外透過スペクトルである。図６に示すように、例７の赤外線透過部材の赤外透過スペクトルＬ５は、波数１６３０ｃｍ－１付近の第１吸収ピークと、波数２１３０ｃｍ－１～２１６０ｃｍ－１付近の第２吸収ピークとが観察されなかった。すなわち、例７では、炭素と窒素の２重結合及び３重結合が観察されなかったといえる。
　例７における有機膜の、触針式膜厚計による厚さの測定結果は、１６００ｎｍであり、ＥＤＸでの測定による窒素含有比率は、モル比で、０．０３であった。例７では、成膜初期の平均透過率は、５９．３％であり、大気中１５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５８．０％（加熱前から１．３％の低下）であり、大気中２００℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５５．０％（加熱前から４．３％の低下）であった。耐熱温度の判断基準を、加熱前（成膜初期）時と比較して、平均透過率の減少率が１％未満とすると、例７での耐熱温度は、１５０℃以下といえる。
　（例８）
　例８は、積層室５０の圧力を２４０Ｐａとして、混合ガスＧを４０Ｗの電力でプラズマ化して、基材に３．５分照射した点と、基材を片面研磨とした以外は、例７と同じ条件で赤外線透過部材を準備した。例８における有機膜の、触針式膜厚計による厚さの測定結果は、１８００ｎｍであり、ＥＤＸでの測定による窒素含有比率は、モル比で、０．０４であった。例８では、成膜初期の平均透過率は、５２．９％であり、大気中１５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５２．２％（加熱前から０．７％の低下）であり、大気中２００℃で１時間加熱した後の平均透過率は、５０．２％（加熱前から２．７％の低下）であり、大気中２５０℃で１時間加熱した後の平均透過率は、４４．７％（加熱前から８．２％の減少）であった。耐熱温度の判断基準を、加熱前（成膜初期）時と比較して、平均透過率の減少率が１％未満とすると、例８での耐熱温度は、１５０℃といえる。
　以上の例１から例８の結果を、表１に示す。実施例である例１から例６では、耐熱温度が２００℃となっており、耐熱性を十分に満たすことが分かる。比較例である例７、例８は、耐熱温度が１５０℃以下となり、耐熱性を十分に満たさないことが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　以上、本発明の実施形態及び実施例を説明したが、この実施形態及び実施例の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
　１　赤外線透過部材
　１０　基材
　１２　有機膜

Claims (11)

  1. 　波長が８μｍ以上１５μｍ以下の赤外線の平均透過率が３０％以上である赤外線透過部材であって、
    　基材と、
    　前記基材の少なくとも一方の表面に形成されて厚さが０．５μｍ以上３μｍ以下の有機膜と、を有し、
    　前記有機膜は、炭素原子及び窒素原子を含み、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率が、モル比で、０．０４より大きい、
    　赤外線透過部材。
  2. 　前記有機膜は、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率が、モル比で０．０７以上０．４以下である、請求項１に記載の赤外線透過部材。
  3. 　前記有機膜は、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率が、モル比で０．１以上０．３以下である、請求項２に記載の赤外線透過部材。
  4. 　前記有機膜は、炭素原子の含有量に対する窒素原子の含有量の比率が、モル比で０．２以上０．３以下である、請求項３に記載の赤外線透過部材。
  5. 　前記赤外線透過部材を５００ｃｍ－１以上４０００ｃｍ－１以下の範囲でＦＴＩＲを用いて測定した赤外透過スペクトルが、波数１５５０ｃｍ－１以上１７００ｃｍ－１以下に、前記赤外透過スペクトルの最大値に対して５％以上の高さとなる第１吸収ピークを有し、波数２１６０ｃｍ－１以上２２００ｃｍ－１以下に、前記第１吸収ピークより高さが低い第２吸収ピークを有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の赤外線透過部材。
  6. 　前記有機膜は、厚さが１．４μｍ以上２μｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の赤外線透過部材。
  7. 　前記有機膜の前記基材側とは反対側の表面に、前記有機膜よりも薄い保護膜が形成される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の赤外線透過部材。
  8. 　エチレンと窒素とをプラズマ化するステップと、
    　前記プラズマ化したエチレンと窒素とを基材に供給して、前記基材の表面に、厚さが０．５μｍ以上３μｍ以下の有機膜を形成して赤外線透過部材を形成するステップと、
    　を含み、前記赤外線透過部材の波長が８μｍ以上１５μｍ以下の赤外線の平均透過率が３０％以上である、
    　赤外線透過部材の製造方法。
  9. 　前記プラズマ化するステップにおいて、２．４ＧＨｚ以上２．５ＧＨｚ以下の電磁波をエチレンと窒素とに照射することで、エチレンと窒素とをプラズマ化する、請求項８に記載の赤外線透過部材の製造方法。
  10. 　前記有機膜を形成する際に、又は前記有機膜を形成した後に、前記有機膜を１００℃以上２５０℃以下の温度で加熱する、請求項８又は請求項９に記載の赤外線透過部材の製造方法。
  11. 　前記有機膜を形成する際に、又は前記有機膜を形成した後に、前記有機膜を１３０℃以上２２０℃以下の温度で加熱する、請求項１０に記載の赤外線透過部材の製造方法。　
PCT/JP2021/009252 2020-04-16 2021-03-09 赤外線透過部材、及び赤外線透過部材の製造方法 WO2021210301A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-073676 2020-04-16
JP2020073676A JP2023075372A (ja) 2020-04-16 2020-04-16 赤外線透過部材、及び赤外線透過部材の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021210301A1 true WO2021210301A1 (ja) 2021-10-21

Family

ID=78084757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/009252 WO2021210301A1 (ja) 2020-04-16 2021-03-09 赤外線透過部材、及び赤外線透過部材の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2023075372A (ja)
WO (1) WO2021210301A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004107102A (ja) * 2002-09-13 2004-04-08 National Institute For Materials Science 酸化炭素薄膜、酸化窒化炭素薄膜および酸化ダイヤモンド状炭素薄膜とこれら酸化炭素系薄膜の製造方法
JP2006256884A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Hoya Corp ガラス光学素子の製造方法
JP2007513470A (ja) * 2003-11-13 2007-05-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 保護障壁積層を有する電子デバイス
WO2016052080A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 富士フイルム株式会社 反射防止膜及びレンズ並びに撮像装置
JP2019168569A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 カーリットホールディングス株式会社 赤外光用光学部材及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004107102A (ja) * 2002-09-13 2004-04-08 National Institute For Materials Science 酸化炭素薄膜、酸化窒化炭素薄膜および酸化ダイヤモンド状炭素薄膜とこれら酸化炭素系薄膜の製造方法
JP2007513470A (ja) * 2003-11-13 2007-05-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 保護障壁積層を有する電子デバイス
JP2006256884A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Hoya Corp ガラス光学素子の製造方法
WO2016052080A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 富士フイルム株式会社 反射防止膜及びレンズ並びに撮像装置
JP2019168569A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 カーリットホールディングス株式会社 赤外光用光学部材及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GONTAR, A. G. ET AL.: "Synthesis and Optical Properties of (a-C:H) Diamond-Like Films for Anti- Reflection Coatings", JOURNAL OF CHEMICAL VAPOR DEPOSITION, vol. 4, July 1995 (1995-07-01), pages 15 - 21 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023075372A (ja) 2023-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5394867B2 (ja) ガスバリア膜およびガスバリアフィルム
JP2648492B2 (ja) プラズマ堆積式コーティングを作成する低温プラズマ法
TWI648561B (zh) 光學濾波器及感測器系統
US11402559B2 (en) Optical filter with layers having refractive index greater than 3
JP5135753B2 (ja) 光学物品
US8335045B2 (en) Extending the stability of UV curable adhesives in 193NM laser systems
JPH02501490A (ja) 耐摩耗性プラスチック物品の製造法
JP2019049717A (ja) 光学位相差部材、光学位相差部材を備える複合光学部材、及び光学位相差部材の製造方法
WO2021210301A1 (ja) 赤外線透過部材、及び赤外線透過部材の製造方法
CN111235527B (zh) 制作光学薄膜的方法、膜系结构、镀膜方法、激光反射镜
JP2010537230A (ja) 炭化ケイ素系の層を用いて形成した二色性フィルター
JP2008309843A (ja) 光学素子、光学素子の製造方法、多層反射膜、光導波路素子、回折格子、及び光記録媒体
Spee et al. Low temperature silicon nitride by hot wire chemical vapour deposition for the use in impermeable thin film encapsulation on flexible substrates
JP2009179866A (ja) 紫外波長域用反射防止膜の製造方法
JP6720981B2 (ja) ガスバリア性フィルム、およびその製造方法
JP5688246B2 (ja) 透明体およびその製造方法
JP2011127199A (ja) 透明体およびその製造方法
JPH10268107A (ja) 反射防止膜付合成樹脂レンズ
Murahara et al. Photochemical laminating of low-refractive-index transparent antireflective SiO2 film
WO2018101084A1 (ja) ガスバリア性フィルム及びフレキシブル電子デバイス
KR101772400B1 (ko) 배리어 필름
JP7322397B2 (ja) 光学物品
JP2005274748A (ja) 表面にフッ化層を有する透明部材の製造方法およびプラスチック部材
Tsuji et al. Deposition of SiO2 Films from ArF Laser Photolysis of Si2H6/N2O Mixtures in a Parallel Irradiation Configuration
US20050008775A1 (en) Method of forming dielectric optical thin film

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21787939

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21787939

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP