CN111812764A - 光学元件用薄膜及其制造方法、无机偏振片及其制造方法、以及光学元件和光学仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供：作为吸收型无机偏振片等光学元件中使用的单层薄膜的光学元件用薄膜及其制造方法、使用了该光学元件用薄膜的无机偏振片及其制造方法、具备该光学元件用薄膜的光学元件、以及具备该无机偏振片的光学仪器。无机偏振片(20)是具有线栅结构的无机偏振片，具备透明基板(21)和以短于使用频带的光的波长的间距排列在透明基板(21)上的格子状凸部(22)，格子状凸部(22)从透明基板(21)侧起依次具有反射层(221)和由本发明的光学元件用薄膜构成的反射抑制层(222)。本发明的光学元件用薄膜含有Si单质、Si化合物(其中，除外Si合金)和金属或金属化合物。

Description

光学元件用薄膜及其制造方法、无机偏振片及其制造方法、以 及光学元件和光学仪器
技术领域
本发明涉及光学元件用薄膜及其制造方法、无机偏振片及其制造方法、以及光学元件和光学仪器。
背景技术
偏振片是吸收或反射单方向的偏振光、并使与其垂直的方向的偏振光透过的光学元件。近年来，在要求耐热性的液晶投影仪等光学仪器中，开始采用线栅(wire grid)型无机偏振片代替有机偏振片。
线栅型无机偏振片至少包含反射层，具有在透明基板上以短于使用频带的光的波长的间距(数十nm～数百nm)并列配置有多个沿单方向延伸的格子状凸部的结构。若光入射到该无机偏振片，则与格子状凸部的延伸方向平行的具有电场成分的偏振光(TE波(S波))无法透过，而与格子状凸部的延伸方向垂直的具有电场成分的偏振光(TM波(P波))会直接透过。
无机偏振片中存在吸收型无机偏振片和反射型无机偏振片，在吸收型无机偏振片的情况下，高对比度、即低反射率被当作光学特性上的重要要件。在无机偏振片的反射率高的情况下，除了担心成为光学仪器的故障的原因以外，还担心因杂散光引起画质变差。因此，以往为了将反射率抑制在低水平，提出了各种结构的无机偏振片。
例如，专利文献1中公开了如图7所示的结构的无机偏振片。图7所示的无机偏振片50具备透明基板51和以短于使用频带的光的波长的间距排列在透明基板51上的格子状凸部52，其中，格子状凸部52从透明基板51侧起依次具有反射层521、介电体层522和吸收层523。
另外，专利文献2中公开了无机偏振片，该无机偏振片具备透明基板和以短于使用频带的光的波长的间距排列在透明基板上的格子状凸部，其中，格子状凸部从透明基板侧起依次具有反射层、介电体层、吸收层和介电体层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-34959号公报；
专利文献2：美国专利第7961393号说明书。
发明内容
发明所要解决的课题
根据如专利文献1、2这样的结构的无机偏振片，利用反射层、介电体层和吸收层的吸收、干渉、反射等作用，可使TE波(S波)衰减、而使TM波(P波)透过。然而，若考虑到制造时的成本或产率，优选层数少。另外，在通过蚀刻形成格子状凸部的情况下，若层数多，则在边界部产生台阶(段差)，担心会给光学特性带来不良影响。从这一点考虑，也优选层数少。
本发明是鉴于上述情况而进行的发明，其目的在于提供：作为吸收型无机偏振片等光学元件中使用的单层薄膜的光学元件用薄膜及其制造方法、使用了该光学元件用薄膜的无机偏振片及其制造方法、具备该光学元件用薄膜的光学元件、以及具备该无机偏振片的光学仪器。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明提供光学元件用薄膜，该光学元件用薄膜是作为光学元件中使用的单层薄膜的光学元件用薄膜，含有Si、Si化合物(其中，除外Si合金)和金属或金属化合物。
上述光学元件用薄膜可以是Si、上述Si化合物和上述金属或金属化合物的组成比沿膜厚方向变化的薄膜。
上述Si化合物可以是Si的碳化物和氧化物。
另外，上述光学元件用薄膜可以含有Nb的氧化物作为上述金属或金属化合物。
另外，本发明提供光学元件用薄膜的制造方法，其是上述光学元件用薄膜的制造方法，包括以下工序：以Si的碳化物和金属或金属化合物作为溅镀靶，在氧化性气体的存在下进行反应性溅镀的工序。
另外，本发明提供无机偏振片，其是具有线栅结构的无机偏振片，该无机偏振片具备透明基板和以短于使用频带的光的波长的间距排列在上述透明基板上的格子状凸部，其中，上述格子状凸部从上述透明基板侧起依次具有反射层和由上述光学元件用薄膜构成的反射抑制层。
上述反射抑制层的宽度可以小于上述反射层的宽度。
另外，上述无机偏振片可以进一步具备覆盖上述格子状凸部表面的保护膜。
上述保护膜可以包含无机氧化物膜和氟系防水膜的至少一种。
另外，本发明提供无机偏振片的制造方法，其是具有线栅结构的无机偏振片的制造方法，具备以下工序：形成层叠体的工序，所述层叠体在透明基板上从上述透明基板侧起依次具有反射层和由上述光学元件用薄膜构成的反射抑制层；以及通过选择性地蚀刻上述层叠体，形成以短于使用频带的光的波长的间距排列在上述透明基板上的格子状凸部的工序。
另外，本发明提供光学元件，该光学元件具备上述光学元件用薄膜。
另外，本发明提供光学仪器，该光学仪器具备上述无机偏振片。
发明效果
根据本发明，可以提供：作为吸收型无机偏振片等光学元件中使用的单层薄膜的光学元件用薄膜及其制造方法、使用了该光学元件用薄膜的无机偏振片及其制造方法、具备该光学元件用薄膜的光学元件、以及具备该无机偏振片的光学仪器。
附图说明
[图1]是显示反应性溅镀装置的一个例子的示意图。
[图2]是显示本实施方式所涉及的无机偏振片的一个例子的剖面示意图。
[图3]是显示对实施例1和比较例1的试验板测定反射率的结果的曲线图。
[图4]是显示对实施例2、3的试验板测定反射率的结果的曲线图。
[图5A]是显示对实施例1的试验板在加热试验前后测定反射率的结果的曲线图。
[图5B]是显示对比较例2的试验板在加热试验前后测定反射率的结果的曲线图。
[图6A]是显示对实施例4的试验板在加热试验前后测定反射率的结果的曲线图。
[图6B]是显示对实施例5的试验板在加热试验前后测定反射率的结果的曲线图。
[图7]是显示以往的无机偏振片的一个例子的剖面示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[光学元件用薄膜]
本实施方式所涉及的光学元件用薄膜是作为光学元件中使用的单层薄膜的光学元件用薄膜，含有Si、Si化合物(其中，除外Si合金)和金属或金属化合物。
本实施方式所涉及的光学元件用薄膜中的Si和Si化合物例如通过使用由SixC(x=2.3±0.2)构成的溅镀靶在氧化性气体的存在下进行反应性溅镀而得到。使用由SixC(x=2.3±0.2)构成的溅镀靶而得到的薄膜中的Si化合物的组成以SiaObCc表示。在氧化性气体流量为零的所谓金属模式下，以Si单质、或者C的组成比较多的SiC等高折射率成分为主。另外，在氧化性气体流量较大的所谓反应模式下，以O的组成比较多的SiOy(y≤2)等低折射率成分为主。需要说明的是，在氧化性气体流量较大的情况下，靶中的C成分在成膜时与环境中的氧化性气体反应形成CO2或CO，通过真空泵等排气。
作为本实施方式所涉及的光学元件用薄膜中的金属或金属化合物，例如可以列举：选自Nb、Fe、Ta、Si、Ti、Mg、W、Mo和Al的至少1种元素的单质(其中，除外Si单质)、氧化物(其中，除外Si的氧化物)、合金等。作为合金，可以列举NbSi合金、FeSi合金、TaSi合金等。这些金属材料可以单独使用1种，也可以并用2种以上。这些之中，从光学元件用薄膜的耐热性和消光系数的角度考虑，优选NbOx(x≤2.5)等Nb的氧化物。
如后所述，通过调整光学元件用薄膜成膜时的溅镀条件，并调整Si化合物中的C和O的组成比、或者Si单质、Si化合物和金属或金属化合物的混合比，可以得到具有所期望的光学特性的光学元件用薄膜。
本实施方式所涉及的光学元件用薄膜中所能含有的主要成分在波长550nm的折射率和消光系数见下述表1。
[表1]
成分 折射率(550nm) 消光系数
Si 4.09 4.1×10<sup>-2</sup>
SiC 3.43 3.7×10<sup>-1</sup>
SiO 1.98 4.8×10<sup>-3</sup>
SiO<sub>2</sub> 1.47 1.9×10<sup>-3</sup>
Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 2.36 3.0×10<sup>-5</sup>
作为本实施方式所涉及的光学元件用薄膜，例如可以列举：NbOx(x≤2.5)的含量为1atm%～20atm%、SiOy(y≤2)的含量为0atm%～30atm%、Si单质的含量为15atm%～80atm%、SiC的含量为15atm%～80atm%的薄膜，各自的含量根据所期望的光学特性进行调整。
本实施方式所涉及的光学元件用薄膜可以是Si单质、Si化合物和金属或金属化合物的混合比沿膜厚方向变化的薄膜。例如，可以成膜成在形成光学元件用薄膜的基材侧低折射率成分(Si的氧化物等)的比例相对较多、而在基材的相反侧高折射率成分(SiC、NbOx等)的比例相对较多。或者，可以成膜成低折射率成分与高折射率成分的比率连续地变化且使其反复。
本实施方式所涉及的光学元件用薄膜的膜厚例如可以列举10nm～1000nm，根据目标用途等任意选择。通过调整后述的反应性溅镀中的溅镀时间，可以容易地调整光学元件用薄膜的膜厚。
需要说明的是，通过调整光学元件用薄膜的膜厚，可使反射率为最小的中心波长向所期望的波长位移。而且，本实施方式所涉及的光学元件用薄膜即使通过变更膜厚使反射率的中心波长位移，也处于难以发生整体的反射率的漂移的倾向。
[光学元件用薄膜的制造方法]
上述的本实施方式所涉及的光学元件用薄膜例如可以通过包括下述工序的制造方法进行制造：以Si的碳化物和金属或金属化合物作为溅镀靶，在氧化性气体的存在下进行反应性溅镀的工序。
作为溅镀靶的Si的碳化物优选由SixC(x=2.3±0.2)构成的物质。通过使用这样的溅镀靶，可以容易地得到含有Si的碳化物和氧化物的光学元件用薄膜。需要说明的是，由SixC(x=2.3±0.2)构成的溅镀靶例如可以通过混合1质量份的SiC粉末和1.1质量份～1.5质量份的Si粉末进行烧结来制造。
在溅镀作为溅镀靶的Si的碳化物的情况下，溅镀电源的输出功率(出力，输出)优选：LF功率(パワー)设为5kW～10kW，RF功率设为0kW～5kW。
作为溅镀靶的金属或金属化合物根据光学元件用薄膜所含的金属或金属化合物的种类适当选择。例如，在光学元件用薄膜含有NbOx(x≤2.5)的情况下，可以使用由Nb单质或NbOx(1.0≤x≤2.5)构成的溅镀靶。这些之中，从成膜速度的角度考虑，优选使用由NbOx(1.0≤x≤2.5)构成的溅镀靶。
在溅镀作为溅镀靶的金属或金属化合物的情况下，溅镀电源的输出功率优选：LF功率设为0.4kW～10kW，RF功率设为0kW～5kW。
作为反应性溅镀中使用的工艺气体，只要包含氧化性气体，则没有特别限定，例如使用氧化性气体与惰性气体的混合气体。作为氧化性气体，可以列举氧、臭氧等气体。另外，作为惰性气体，可以列举氦、氖、氩、氪、氙等气体。
在本实施方式所涉及的制造方法中，通过调整氧化性气体的气体量来控制氧化性气体的浓度，可以任意地控制薄膜中的Si化合物的组成比。例如，使用作为单一溅镀靶的SixC(x=2.3±0.2)，通过在低浓度的氧化性气体环境中进行反应性溅镀，可以增加以SiC作为主要成分的高折射率成分，通过在高浓度的氧化性气体环境中进行反应性溅镀，可以增加以SiO2作为主要成分的低折射率成分。作为低浓度的氧化性气体环境，例如可以列举Ar气体流量为100sccm～1000sccm、O2气体流量为0sccm～100sccm的混合气体环境。另外，作为高浓度的氧化性气体环境，例如可以列举Ar气体流量为100sccm～1000sccm、O2气体流量为120sccm～200sccm的混合气体环境。
作为光学元件用薄膜的制造中使用的反应性溅镀装置，只要是能够进行双重(二元)同时反应性溅镀的装置，则没有特别限定。作为反应性溅镀的方法，可以列举自由基辅助溅镀法、Meta Mode(メタモード)法等。
反应性溅镀装置的一个例子见图1的示意图。图1所示的反应性溅镀装置10具备：溅镀电源11a、11b；溅镀靶12a、12b；排气泵13a、13b；圆筒型基板支架14；惰性气体供应源15；氧化性气体供应源16；以及负载锁定室(load lock chamber)17。反应性溅镀装置10可以进一步具备自由基氧化源、氧化源用电源等(均未图示)。
在制造本实施方式所涉及的光学元件用薄膜的情况下，作为溅镀靶12a，例如使用SixC(x=2.3±0.2)。另外，作为溅镀靶12b，例如使用NbOx(1.0≤x≤2.5)。而且，通过将基材放在圆筒型基板支架14上，边以10rpm～50rpm左右的速度使圆筒型基板支架14旋转边进行反应性溅镀，可以在基材上成膜成本实施方式所涉及的光学元件用薄膜。
需要说明的是，在使光学元件用薄膜中的Si单质、Si化合物和金属或金属化合物的混合比沿膜厚方向变化的情况下，只要在成膜中改变溅镀电源11a、11b的输出功率、惰性气体与氧化性气体的比率等即可。
[光学元件]
本实施方式所涉及的光学元件具备上述的本实施方式所涉及的光学元件用薄膜。作为本实施方式所涉及的光学元件，可以列举无机偏振片、防反射膜、彩色滤光片等。这些之中，优选为无机偏振片。
[无机偏振片]
本实施方式所涉及的无机偏振片是具有线栅结构的无机偏振片，具备透明基板和以短于使用频带的光的波长的间距排列在透明基板上的格子状凸部，其中，格子状凸部从透明基板侧起依次具有反射层和由上述的本实施方式所涉及的光学元件用薄膜构成的反射抑制层。
图2是显示本实施方式所涉及的无机偏振片的一个例子的剖面示意图。如图2所示，无机偏振片20具备：透明基板21；以及在透明基板21的一个面上以短于使用频带的光的波长的间距排列、且沿规定方向延伸的格子状凸部22。格子状凸部22从透明基板21侧起依次具有反射层221和反射抑制层222。即，无机偏振片20具有：反射层221和反射抑制层222从透明基板21侧起依次层叠而形成的格子状凸部22在透明基板21上排列成一维格子状的线栅结构。
在本说明书中，如图2所示，将格子状凸部22的延伸方向称为Y轴方向。另外，将与Y轴方向垂直、且沿透明基板21的主面排列格子状凸部22的方向称为X轴方向。这种情况下，入射到无机偏振片20的光适合在透明基板21的形成有格子状凸部22的一侧从与X轴方向和Y轴方向垂直的方向入射。
无机偏振片20通过利用吸收、干渉、反射等作用，使与Y轴方向平行的具有电场成分的偏振光(TE波(S波))衰减，使与X轴方向平行的具有电场成分的偏振光(TM波(P波))透过。因此，Y轴方向为无机偏振片20的吸收轴方向，而X轴方向为无机偏振片20的透过轴方向。
作为透明基板21，使用对使用频带的光显示出透光性的基板。“对使用频带的光显示出透光性”并不是指使用频带的光的透过率为100%，而只要显示能够保持作为无机偏振片的功能的透光性即可。作为使用频带的光，例如可以列举波长为380nm～810nm左右的可见光。
作为透明基板21的构成材料，优选折射率为1.1～2.2的材料，可以列举玻璃、水晶、蓝宝石等。作为透明基板21的构成材料，从成本和透光性的角度考虑，更优选玻璃。
对透明基板21的主面形状没有特别限定，适当选择符合目的的形状(例如矩形形状)。透明基板21的平均厚度例如优选0.3mm～1mm。
格子状凸部22以短于使用频带的光的波长的间距P排列在透明基板21上。格子状凸部22的间距P只要短于使用频带的光的波长，则没有特别限定。从制作的容易性和稳定性的角度考虑，格子状凸部22的间距P例如优选100nm～200nm。格子状凸部22的间距P可以通过使用扫描型电子显微镜或透过型电子显微镜进行观察来测定。例如，可以使用扫描型电子显微镜或透过型电子显微镜对任意的4个位置测定间距，以其算术平均值作为格子状凸部22的间距。以下，将该测定方法称为电子显微镜法。
对格子状凸部22的宽度W没有特别限定，从抑制通过蚀刻形成格子状凸部22时的再沉积的角度考虑，优选较格子状凸部22间的凹部的宽度小。具体而言，格子状凸部22的宽度W例如优选35nm～45nm。关于格子状凸部22的宽度W，可以在格子状凸部22的高度的中心位置通过上述电子显微镜法进行测定。
构成格子状凸部22的反射层221形成于透明基板21上，是由沿作为吸收轴的Y轴方向延伸成带状的金属膜排列而形成的。该反射层221具有作为线栅型偏振器的功能，在与反射层221的纵向(长度方向)平行的方向使具有电场成分的偏振波(TE波(S波))衰减，在与反射层221的纵向垂直的方向使具有电场成分的偏振波(TM波(P波))透过。
作为反射层221的构成材料，只要是对使用频带的光具有反射性的材料，则没有特别限定，例如可以列举：Al、Ag、Cu、Mo、Cr、Ti、Ni、W、Fe、Si、Ge、Te等元素单质或者包含其中的1种以上元素的合金。其中，反射层221优选由Al、Al合金或Ag构成。
反射层221的膜厚例如优选100nm～300nm。反射层221的膜厚例如可以通过上述的电子显微镜法进行测定。
构成格子状凸部22的反射抑制层222由本实施方式所涉及的光学元件用薄膜构成，层叠于反射层221上。关于光学元件用薄膜在上面已描述，故省略详细的说明。
反射抑制层222的膜厚只要较反射层221的膜厚薄，则没有特别限定，例如优选10nm～100nm。反射抑制层222的膜厚例如可以通过上述的电子显微镜法进行测定。
需要说明的是，在图2中，虽然将反射层221的宽度与反射抑制层222的宽度设为大致相同的尺寸，但并不限于该构成，可以使反射抑制层222的宽度较反射层221的宽度小。通过形成这样的构成，无机偏振片20的透过性处于进一步提高的倾向。
无机偏振片20根据需要可以进一步具备覆盖格子状凸部22的表面的保护膜(没有图示)。无机偏振片20通过具备保护膜，使得耐湿性等可靠性处于进一步提高的趋势。
作为保护膜，例如可以列举包含无机氧化物膜和氟系防水膜的至少一种的膜。作为无机氧化物膜，可以列举Si氧化物膜、Hf氧化物膜等。作为氟系防水膜，可以列举涂布全氟癸基三乙氧基硅烷(FDTS)等氟系硅烷化合物而形成的膜。保护膜可以通过利用CVD法(化学蒸镀法)、ALD法(原子层堆积法)等来形成。
[无机偏振片的制造方法]
上述的本实施方式所涉及的无机偏振片可以通过具有下述工序的制造方法来制造：形成层叠体的工序，所述层叠体在透明基板上从透明基板侧起依次具有反射层和由上述的本实施方式所涉及的光学元件用薄膜构成的反射抑制层；以及通过选择性地蚀刻层叠体形成以短于使用频带的光的波长的间距排列在透明基板上的格子状凸部的工序。
以下，作为一个例子，对具有如图2这样的结构的无机偏振片的制造方法进行说明。
首先，在透明基板上形成反射层。作为反射层的形成方法，可以列举溅镀法、蒸镀法等。
然后，在反射层上形成反射抑制层。反射抑制层的形成方法与上述的本实施方式所涉及的光学元件用薄膜的制造方法同样，故省略详细的说明。
然后，通过光刻(photolithography)法、纳米压印(nanoimprint )法等在反射抑制层上形成一维格子状的掩模图案。然后，通过选择性地蚀刻由反射层和反射抑制层构成的层叠体，形成以短于使用频带的光的波长的间距排列在透明基板上的格子状凸部。作为蚀刻方法，例如可以列举使用了对应于蚀刻对象的蚀刻气体的干式蚀刻法。
利用以上的制造方法，可以制造具有如图2这样的结构的无机偏振片。需要说明的是，本实施方式所涉及的无机偏振片的制造方法可以进一步具有用保护膜包覆格子状凸部的表面的工序。
[光学仪器]
本实施方式所涉及的光学仪器具备上述的本实施方式所涉及的无机偏振片。作为本实施方式所涉及的光学仪器，可以列举液晶投影仪、平视显示器(Head Up Display)、数码相机等。与有机偏振片相比，本实施方式所涉及的无机偏振片的耐热性优异，因此适合于要求耐热性的液晶投影仪、平视显示器等用途。
在本实施方式所涉及的光学仪器具备多个无机偏振片的情况下，只要多个无机偏振片中的至少1个为本实施方式所涉及的无机偏振片即可。例如，在本实施方式所涉及的光学仪器为液晶投影仪的情况下，只要液晶面板的入射侧和出射侧所配置的无机偏振片中的至少一个为本实施方式所涉及的无机偏振片即可。
需要说明的是，本发明并不限于上述的实施方式，在可以达到本发明目的的范围内的变形和改良也包含在本发明中。
实施例
接下来，对本发明的实施例进行说明，但本发明并不限于这些实施例。
＜实施例1＞
首先，通过溅镀法在玻璃基板上成膜成膜厚为250nm的反射层(Al膜)。然后，使用图1所示构成的反应性溅镀装置10，通过在反射层上成膜成膜厚为50nm的反射抑制层，得到了实施例1的试验板。
反应性溅镀的细节如下。作为溅镀靶12a，使用SixC(x=2.3±0.2)，溅镀电源11a的输出功率设为6000W，Ar气体的流量设为150sccm，O2气体的流量设为10sccm。另外，作为溅镀靶12b，使用NbOx(1.0≤x≤2.5)，溅镀电源11b的输出功率设为1000W，Ar气体的流量设为200sccm，O2气体的流量设为10sccm。然后，将成膜有Al膜的玻璃基板放在圆筒型基板支架14上，边以30rpm的速度使圆筒型基板支架14旋转边进行反应性溅镀。所得的反射抑制层含有20atm%～30atm%的SiC、20atm%～30atm%的Si、30atm%～50atm%的以SiO2作为主要成分的Si的氧化物、约10atm%的NbOx(x≤2.5)。
＜比较例1＞
首先，通过溅镀法在玻璃基板上成膜成膜厚为250nm的反射层(Al膜)。然后，通过溅镀法在反射层上成膜成膜厚为25nm的介电体层(SiO2膜)。然后，通过溅镀法在介电体层上成膜成膜厚为25nm的吸收层(FeSi膜(Fe=5atm%))，从而得到了比较例1的试验板。
＜评价＞
对于实施例1和比较例1的试验板，从成膜面侧照射光时的反射率见图3。如图3所示，与成膜有介电体层和吸收层的比较例1的试验板相比，成膜有作为单层薄膜的反射抑制层的实施例1的试验板可将反射率抑制在低水平。
＜实施例2＞
除了将反应性溅镀的溅镀时间设为150秒以外，进行与实施例1同样的操作，得到了实施例2的试验板。所得的反射抑制层的膜厚为30nm。
＜实施例3＞
除了将反应性溅镀的溅镀时间设为250秒以外，进行与实施例1同样的操作，得到了实施例3的试验板。所得的反射抑制层的膜厚为60nm。
＜评价＞
对于实施例2、3的试验板，从成膜面侧照射光时的反射率见图4。如图4所示，通过变更溅镀时间以变更膜厚，可使反射率为最小的中心波长发生位移。而且，即使通过变更膜厚使反射率的中心波长位移，也不会发生整体的反射率的漂移(drift)。
＜比较例2＞
首先，通过溅镀法在玻璃基板上成膜成膜厚为25nm的介电体层(SiO2膜)。然后，通过溅镀法在介电体层上成膜成膜厚为25nm的吸收层(FeSi膜(Fe=5atm%))，从而得到了比较例2的试验板。
＜评价＞
对于实施例1和比较例2的试验板，测定从成膜面侧照射光时的反射率。另外，将实施例1和比较例2的试验板在300℃下加热15分钟，之后同样地测定反射率。实施例1的试验板在加热试验前后的反射率见图5A，比较例2的试验板在加热试验前后的反射率见图5B。如图5A、图5B所示，与成膜有介电体层和吸收层的比较例2的试验板相比，成膜有作为单层薄膜的反射抑制层的实施例1的试验板因加热引起的反射率的变动小，耐热性优异。
＜实施例4＞
首先，通过溅镀法在玻璃基板上成膜成膜厚为250nm的反射层(Al膜)。然后，使用图1所示构成的反应性溅镀装置10，在反射层上成膜成膜厚为64nm的反射抑制层，从而得到了实施例4的试验板。
反应性溅镀的细节如下。作为溅镀靶12a，使用SixC(x=2.3±0.2)，在下述表2所示的范围内调整气体流量。靶输出功率设定如下：从下述表2所示的下限值开始上升，达到作为上限值的最大输出功率后下降至下限值。另外，作为溅镀靶12b，使用NbOx(1.0≤x≤2.5)，在下述表2所示的范围内调整气体流量。靶输出功率设定如下：从下述表2所示的下限值开始上升，达到作为上限值的最大输出功率后下降至下限值。将成膜有Al膜的玻璃基板放在圆筒型基板支架14上，边以30rpm的速度使圆筒型基板支架14旋转边进行反应性溅镀。所得的反射抑制层在基板侧和与基板相反侧的两端以SiO2作为主要成分的Si的氧化物达到总量，另一方面，在距玻璃基板的高度为约40nm的位置含有约20atm%～30atm%的SiC、约20atm%的NbOx(x≤2.5)。
[表2]
Si<sub>x</sub>C NbO<sub>x</sub>
氩气流量(sccm) 150～250 200～250
氧气流量(sccm) 10～20 10～20
靶输出功率(W) 2000～6000 0～1500
＜实施例5＞
除了将溅镀电源11b的最大输出功率设为500W以外，进行与实施例4同样的操作，得到了实施例5的试验板。所得的反射抑制层的组成如下：在基板侧和与基板相反侧的两端以SiO2作为主要成分的Si的氧化物达到总量，另一方面，在距玻璃基板的高度为约40nm的位置含有约20atm%～30atm%的SiC、约4atm%的NbOx(x≤2.5)。
＜评价＞
对于实施例4、5的试验板，测定从成膜面侧照射光时的反射率。另外，将实施例4、5的试验板在300℃下加热15分钟，之后同样地测定反射率。实施例4的试验板在加热试验前后的反射率见图6A，实施例5的试验板在加热试验前后的反射率见图6B。如图6A、图6B所示，与反射抑制层中的NbOx的含量相对低的实施例5的试验板相比，反射抑制层中的NbOx的含量相对高的实施例4的试验板因加热引起的反射率的变动小，耐热性优异。
符号说明
10：反应性溅镀装置；11a、11b：溅镀电源；12a、12b：溅镀靶；13a、13b：排气泵；14：圆筒型基板支架；15：惰性气体供应源；16：氧化性气体供应源；17：负载锁定室；20：无机偏振片；21：透明基板；22：格子状凸部；221：反射层；222：反射抑制层。

Claims (12)

1.光学元件用薄膜，其是作为光学元件中使用的单层薄膜的光学元件用薄膜，
该光学元件用薄膜含有Si单质、Si化合物和金属或金属化合物，其中，上述Si化合物中除外Si合金。
2.权利要求1所述的光学元件用薄膜，其中，Si单质、上述Si化合物和上述金属或金属化合物的混合比沿膜厚方向变化。
3.权利要求1或2所述的光学元件用薄膜，其中，上述Si化合物为Si的碳化物和氧化物。
4.权利要求1～3中任一项所述的光学元件用薄膜，该光学元件用薄膜含有Nb的氧化物作为上述金属或金属化合物。
5.光学元件用薄膜的制造方法，其是权利要求1～4中任一项所述的光学元件用薄膜的制造方法，包括以下工序：
以Si的碳化物和金属或金属化合物作为溅镀靶，在氧化性气体的存在下进行反应性溅镀的工序。
6. 无机偏振片，其是具有线栅结构的无机偏振片，该无机偏振片具备：
透明基板；以及
以短于使用频带的光的波长的间距排列在上述透明基板上的格子状凸部，
其中，上述格子状凸部从上述透明基板侧起依次具有反射层和由权利要求1～4中任一项所述的光学元件用薄膜构成的反射抑制层。
7.权利要求6所述的无机偏振片，其中，上述反射抑制层的宽度小于上述反射层的宽度。
8.权利要求6或7所述的无机偏振片，该无机偏振片进一步具备覆盖上述格子状凸部表面的保护膜。
9.权利要求8所述的无机偏振片，其中，上述保护膜包含无机氧化物膜和氟系防水膜的至少一种。
10. 无机偏振片的制造方法，其是具有线栅结构的无机偏振片的制造方法，具有以下工序：
形成层叠体的工序，所述层叠体在透明基板上从上述透明基板侧起依次具有反射层和由权利要求1～4中任一项所述的光学元件用薄膜构成的反射抑制层；以及
通过选择性地蚀刻上述层叠体，形成以短于使用频带的光的波长的间距排列在上述透明基板上的格子状凸部的工序。
11.光学元件，该光学元件具备权利要求1～4中任一项所述的光学元件用薄膜。
12.光学仪器，该光学仪器具备权利要求6～9中任一项所述的无机偏振片。
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