JP5362969B2 - 光学素子 - Google Patents
光学素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5362969B2 JP5362969B2 JP2007215249A JP2007215249A JP5362969B2 JP 5362969 B2 JP5362969 B2 JP 5362969B2 JP 2007215249 A JP2007215249 A JP 2007215249A JP 2007215249 A JP2007215249 A JP 2007215249A JP 5362969 B2 JP5362969 B2 JP 5362969B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- stress
- optical element
- coating film
- transparent substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
近来、光学薄膜の材料として「ゾルゲル材料」が提案されている(特許文献1)。ゾルゲル材料は無機材料で、堅固な薄膜を形成できるので耐環境性に優れている。即ち、成膜過程でゾルゲル材料のシロキサン結合を完全にすると「シリカガラスによる3次元骨格構造体」となる。この状態が「硬化した状態」であり、化学的に安定した極めて強固な構造であり、機械的強度も優れている。
「SiO2を骨格とする重縮合材料」による薄膜について、クラックが発生しない最大膜厚を便宜的に「クラック臨界厚さ」と呼ぶと、上記薄膜(塗布膜)がクラック臨界厚さを越えて厚くなると、100%ではないにしてもある適度の割合でクラックの発生するものが生じることになる。
即ち、「透明基板」は、石英ガラス等の光学ガラスによる基板である。
積層構造体のうち、透明基板に接して形成される第1層の光学薄膜は「SiO2を骨格とする重縮合材料の加熱硬化処理により形成される塗布膜」であり、その屈折率が透明基板の屈折率と異なる。そして、透明基板と逆側の面は平坦である。
この第1層の上に、第1層の膜面方向の応力を、この応力と逆向きの応力により緩和する応力緩和膜が第2層として積層形成されている。
このように、塗布膜を、透明基板と応力緩和膜により挟むことにより、加熱硬化処理により塗布膜に発生する引っ張り応力を「透明基板と上記塗布膜の接合面」および「塗布膜と応力緩和膜との接合面」に等分に配分する。
そして、配分された引っ張り応力が、積層構造体におけるクラック発生の臨界応力より小さくなるように緩和されている。
透明基板は、その形態としては「平行平板」状のもののみならず、例えば、断面楔状のものやプリズム状のもの等、種々の形態のものを含む。また、透明基板は材質的には、各種の光学ガラスや石英ガラスその他、光学素子として従来から用いられているものを適宜利用できる。
「光学薄膜」は、少なくとも「光学素子に対する使用波長の光に対して透明で、1と異なる屈折率を有する薄膜」であり、上記の如く第1層は「SiO2を骨格とする重縮合材料の加熱硬化処理により形成される塗布膜」であり第2層は「応力緩和膜」である。
図1(a)において、符号10は透明基板、符号20は「SiO2を骨格とする重縮合材料の加熱硬化処理により形成された塗布膜(以下、単に塗布膜20という。)」を示す。図1(a)は、透明基板10に成膜された塗布膜20内部の応力を説明するための図である。塗布膜20が収縮するとき、塗布膜中の一点Pに作用する力は、塗布膜20が収縮しようとする力:F1と、この収縮を阻止しようとする力:F2である。力:F2は透明基板10が塗布膜20の図の左右方向への収縮を止めようとする力である。
塗布膜20は透明基板10の表面では透明基板10に強固に固定された状態にあり、この表面においては収縮は完全に阻止される。このため、上記引っ張り応力は透明基板10の塗布膜20との接合面で最大になる。塗布膜20の厚み方向の上方へ向かうにつれて、塗布膜20は図の左右方向への収縮が生じ、この収縮により引っ張り応力が緩和されるので、引っ張り応力は図1(b)に示すように、塗布膜20の膜厚方向へ次第に減少するように変化する。
応力緩和膜30は「成膜時に膜面方向に伸張する薄膜」であり、その伸張応力を塗布膜10の表面に作用させることにより塗布膜20の収縮を緩和させる。その結果、塗布膜20における引張り応力の、膜厚方向の分布は図1(c)に示したように、膜厚の中央部で最小になり、応力緩和膜30の側に向かって増大する。
この発明の光学素子は、積層構造体における膜面方向の応力が、積層構造体全体として積層構造体におけるクラック発生の臨界応力より小さく緩和されているので、クラックの発生が有効に防止され、光学素子製造の歩留まりが向上する。また、ヒートショックによるクラック発生も防止され、光学素子の寿命が長寿命化する。
図2にこの発明の光学素子の実施の形態を3例示す。
図2に実施の形態を示す3種の光学素子は何れも、光学機能としては「構造複屈折を発現させるサブ波長構造を持つ位相板」である。図2(a)〜(c)において、符号11は透明基板を示す。透明基板11は平行平板状であり、その片面に「断面が矩形波状の凹凸によるサブ波長構造」が形成されている。サブ波長構造は図面に直交する方向には、図示された断面形状が均一に連続するものである。また、サブ波長構造をなす矩形波状の凹凸のピッチは使用波長と同程度以下であり、凹凸の深さは0.5μm程度である。
ここで説明する光学素子は前述の「最終製品となる光学素子を多数個配列して形成した大きい基板」であり、最終製品となる光学素子は、図2(a)に即して実施の形態を説明した位相板である。
直径:100mm、厚さ:1mmの石英ガラスを透明基板100として用意し、その平坦な面を十分に洗浄後、フォトリソグラフィとエッチングとにより5mm×5mmのサブ波長構造SWを、図に示すように上記平坦な面に多数個配列して形成した。サブ波長構造は、図2(a)に即して説明したように、ピッチがサブ波長の大きさで深さが0.5μm程度の「断面矩形波形状の凹凸構造」である。
上記実施品と比較品の双方について、膜形成後の冷却によるクラック発生状況およびヒートショックによるクラック発生状況を調べた。
比較品につき、ゾルゲル材による厚さ:3μmの塗布膜が形成された時点(ポストベーク終了時点)から比較品を室温下で自然冷却し、ポストベーク終了時点からの経過時間によるクラック発生状況を調べた。
実施品では、ヒートショックの繰り返し回数が10回でも、クラックの発生は全く無かった。
20 SiO2を骨格とする重縮合材料の加熱硬化処理により形成される塗布膜
30 応力緩和膜
Claims (5)
- 光学ガラスによる透明基板の少なくとも1面に、2層以上の光学薄膜が積層構造体として積層形成された光学素子であって、
積層構造体のうち、透明基板に接して形成される第1層の光学薄膜は、SiO2を骨格とする重縮合材料の加熱硬化処理により形成される塗布膜で、上記透明基板と逆側の面は平坦であり、
上記第1層の上記平坦な面の上に、第1層の膜面方向の応力を、この応力と逆向きの応力により緩和する応力緩和膜が第2層として積層形成され、
第1層は、屈折率が透明基板の屈折率と異なり、
上記塗布膜を、上記透明基板と上記応力緩和膜により挟むことにより、上記加熱硬化処理により上記塗布膜に発生する引っ張り応力を、上記透明基板と上記塗布膜の接合面、および上記塗布膜と上記応力緩和膜との接合面に等分に配分することにより、
上記配分された引っ張り応力が、上記積層構造体におけるクラック発生の臨界応力より小さくなるように緩和されていることを特徴とする光学素子。 - 請求項1記載の光学素子において、
透明基板の積層構造体が形成される面に、光学機能を有する面形状が形成されていることを特徴とする光学素子。 - 請求項1または2記載の光学素子において、
第2層の応力緩和膜上にさらに、SiO2を骨格とする重縮合材料の加熱硬化処理により形成される塗布膜と、応力緩和膜とが交互に積層形成され、
積層構造体の最上層が応力緩和膜であることを特徴とする光学素子。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の光学素子において、
積層構造体の最上層の上に反射防止膜が形成されていることを特徴とする光学素子。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の光学素子において、
前記積層構造体が光学機能を有し、前記塗布膜および前記応力緩和膜の屈折率を、前記光学機能に応じた値とすることを特徴とする光学素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007215249A JP5362969B2 (ja) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | 光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007215249A JP5362969B2 (ja) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | 光学素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009048023A JP2009048023A (ja) | 2009-03-05 |
JP5362969B2 true JP5362969B2 (ja) | 2013-12-11 |
Family
ID=40500280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007215249A Active JP5362969B2 (ja) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | 光学素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5362969B2 (ja) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2765077B2 (ja) * | 1989-08-04 | 1998-06-11 | 日本電気株式会社 | 光記憶体 |
FR2680583B1 (fr) * | 1991-08-22 | 1993-10-08 | Commissariat A Energie Atomique | Materiau presentant des proprietes antireflet, hydrophobes et de resistance a l'abrasion et procede de depot d'une couche antireflet, hydrophobe et resistante a l'abrasion sur un substrat. |
US6011646A (en) * | 1998-02-20 | 2000-01-04 | The Regents Of The Unviersity Of California | Method to adjust multilayer film stress induced deformation of optics |
US6134049A (en) * | 1998-09-25 | 2000-10-17 | The Regents Of The University Of California | Method to adjust multilayer film stress induced deformation of optics |
US7670961B2 (en) * | 2004-06-08 | 2010-03-02 | Nxp B.V. | Reduction of cracking in low-k spin-on dielectric films |
JP4938994B2 (ja) * | 2005-04-22 | 2012-05-23 | ペンタックスリコーイメージング株式会社 | シリカエアロゲル膜及びその製造方法 |
JP2007071917A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Pentax Corp | 反射防止構造を有する光学素子 |
JP4814002B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-11-09 | 株式会社リコー | 位相板の製造方法・光学素子および画像投射装置 |
JP2007145896A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Kazariichi:Kk | 木材表面塗工液及び木材表面の処理方法 |
JP2007163221A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Canon Inc | 多層膜反射鏡の製造方法 |
-
2007
- 2007-08-21 JP JP2007215249A patent/JP5362969B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009048023A (ja) | 2009-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5304112B2 (ja) | 薄膜付きガラス基板の製造方法 | |
CN105271795B (zh) | 用于显示器的覆盖玻璃元件的制造方法及覆盖玻璃 | |
JP2019035947A5 (ja) | ||
CN112444901B (zh) | 线栅偏振器 | |
JP2015535098A5 (ja) | ||
FI20175507A1 (en) | A method for producing a diffractive grating | |
JP5362969B2 (ja) | 光学素子 | |
US20130241090A1 (en) | Method of manufacturing an optical element | |
JP2004163490A (ja) | 光学素子及びその製造方法 | |
US11079528B2 (en) | Polarizer nanoimprint lithography | |
JP2021026163A5 (ja) | ||
JP4197799B2 (ja) | 回折格子型偏光素子 | |
KR20090025797A (ko) | 접착력이 향상된 나노 와이어 그리드 편광자 및 그 제조방법 | |
JP6122045B2 (ja) | 波長板の製造方法 | |
JP4816850B2 (ja) | 高分子光学フィルムの製造方法 | |
JP2004062061A (ja) | 光学素子及びその製造方法 | |
JP4260142B2 (ja) | フォトニック結晶素子 | |
JP5632760B2 (ja) | 無機偏光ブレーズド回折格子 | |
JP2005234528A (ja) | 光学素子および光学素子の製造方法 | |
TWI846858B (zh) | 製造光導光學元件的方法 | |
JP2004163491A (ja) | 光学素子及びその製造方法 | |
JP2014119616A (ja) | マイクロデバイス及び光偏向器並びに光学デバイス | |
WO2020196620A1 (ja) | 微細凹凸パターンフィルムおよびヘッドアップディスプレイ装置 | |
JP4116324B2 (ja) | 偏光分離素子およびその製造方法 | |
JP2004271653A (ja) | 光学素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090430 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110708 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120710 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120910 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130716 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130809 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130905 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5362969 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |