JP2001281429A

JP2001281429A - 回折光学素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001281429A
Application number: JP2000094272A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Matagi; 宏至股木; Makoto Hanabatake; 誠花畑
Original assignee: Kansai Research Institute KRI Inc
Current assignee: Kansai Research Institute KRI Inc
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】パターンの寸法及び形状の再現性が高く、基
板との光学特性の相違が低減された光学回折素子を提供
する。【解決手段】基板上に、感光性有機重合体と無機微粒
子とで構成された複合材料で形成されている格子を形成
する。無機微粒子は、感光性基、反応性基などの官能基
を有していてもよい。無機微粒子の平均粒子径は２〜１
０００ｎｍ程度である。無機微粒子の割合は、固形分換
算で、複合材料の３０〜９５重量％程度であり、感光性
有機重合体１重量部に対して０．５〜２０重量部程度で
ある。前記回折光学素子は、基板上に、感光性有機重合
体と無機微粒子とで構成された感光層を形成し、パター
ン露光し、現像して格子を形成することにより製造でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、寸法及び形状の再
現性及び安定性に優れ、レンズ、拡散板、ミラー、フィ
ルター、光ビームスプリッター、ホログラムなどとして
有用な回折光学素子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回折光学素子は、光波の回折現象を利用
した光学素子であり、基本要素として、階段状、傾斜
状、凹凸状などのレリーフ断面形状を有する回折格子で
構成される。このような回折格子を作製する方法とし
て、例えば、基板（ガラス基板など）上に形成した感光
層に対して、周期構造を描画したフォトマスクを介して
露光し、現像してパターンを形成した後、現像により形
成されたレジストパターンを遮蔽材として、反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）などによりさらにエッチング
し、基板に凹凸部を形成する方法が知られている（応用
物理学会日本光学会光設計グループ監修「回折光学素子
入門」オプトロニクス社、１１頁（平成９年）など）。
また、フォトマスクを用いることなく、電子線により直
接感光層上に描画してパターンを形成する方法（T.Fuji
ta他、Optics Letters、第７巻、５７８頁（１９８２）
など）、パターン形成後、フッ酸などの溶液を用いて基
材をエッチングする方法（J.D.Mansell他、Applied Opt
ics、第３６巻、４６４４頁（１９９７）など）、パタ
ーン寸法がわずかに異なるフォトマスクを介して多段露
光し、現像して、さらにエッチングすることにより階段
状の断面を有する回折格子を形成する方法（G.J.Swanso
n他、Optical Engineering、第２８巻、６０５頁（１９
８９）など）なども知られている。

【０００３】上記のような方法は、いずれも感光層に一
旦パターンを形成した後、基材をエッチングする。しか
し、このような方法では、基材のエッチングに伴って寸
法誤差が生じやすく、得られた回折格子の寸法精度及び
形状の再現性、及び光学特性が低下する。

【０００４】このような寸法及び形状の誤差が生じるの
を防ぐため、基材をエッチングすることなく、寸法再現
性に優れたフォトレジストのパターンにより回折格子を
形成するのが望ましい。このような寸法再現性に優れる
感光層は、例えば、高分子材料などで形成することがで
きる。しかし、高分子材料で構成された感光層は、機械
的強度が小さく、基板（ガラス基板など）との光学特性
が著しく異なるため、回折格子として使用するのが困難
である。

【０００５】基板をエッチングすることなく回折格子を
形成する方法において、例えば、ゾル−ゲル法により無
機材料を充填する方法などが知られている（G.Zhao他、
Japanese Journal of Applied Physics、第３７巻、１
８４２頁（１９９８））。しかし、このような方法で
は、ゲル化する過程で寸法が著しく収縮し、実用上十分
な光学特性を得るのが困難である。

【０００６】一方、感光性樹脂に無機微粒子を充填した
感光性ペーストを基体に塗布し、塗膜に所定のマスクを
介してパターン露光し、現像することによりパターンを
形成する方法が知られている。このような方法では、無
機成分を高充填できること、高感度で高解像度であるこ
とが要求される。しかし、前記感光性ペーストでは、無
機微粒子の濃度（含有率）と感光特性（感度や解像度な
ど）とが相反する関係にある。そのため、無機微粒子の
含有率を高めると、露光された光線が無機微粒子により
吸収、反射又は散乱され、低感度になるとともに、解像
度も低下するため、パターンだけで光学素子を形成する
のは困難である。一方、無機微粒子の含有率が小さい
と、前述したような有機材料に起因する機械的強度や光
学的特性を補完できないことに加え、パターン内で有機
／無機成分が相分離して複層構造が形成され、光学的特
性が著しく低下する場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、寸法精度及び形状の再現性、並びに光学特性に優れ
た回折光学素子及びその製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の他の目的は、寸法安定性に優れた
格子を有する回折光学素子及びその製造方法を提供する
ことにある。

【０００９】本発明のさらに他の目的は、パターンのみ
で格子を形成しても機械的強度及び光学特性が改善され
た回折光学素子及びその製造方法を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を達成するため鋭意検討した結果、特定の有機無機複合
材料を用いて基板面に格子を形成すると、優れた光学特
性を有する回折光学素子が得られることを見出し、本発
明を完成した。

【００１１】すなわち、本発明の回折光学素子は、基板
上に感光性有機重合体と無機微粒子とで構成された複合
材料で形成されている格子を有する。無機微粒子は、感
光性基、反応性基などの官能基を有していてもよい。無
機微粒子の平均粒子径は２〜１０００ｎｍ程度である。
無機微粒子の割合は、固形分換算で、感光性有機重合体
及び無機微粒子の総量の３０〜９５重量％程度であり、
感光性有機重合体１重量部に対して０．５〜２０重量部
程度である。

【００１２】前記回折光学素子は、基板上に、感光性有
機重合体と無機微粒子とで構成された感光層を形成し、
パターン露光し、現像して格子を形成することにより製
造できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】［回折光学素子］本発明の回折光
学素子では、基板上に有機無機複合材料で形成された格
子が形成されている。

【００１４】基板としては、光学素子の光学特性や用途
に応じて、金属（金，銀，銅，白金，アルミニウムな
ど），ガラス（ケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ
石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガ
ラスなどのケイ酸塩ガラスなど），セラミックス，プラ
スチックなどから適当に選択でき、シリコンウェハーな
どの半導体基板であってもよい。好ましい基板は金属又
はガラスなどである。

【００１５】本発明の回折光学素子の格子は、格子幅や
格子間隔に応じて、光を反射又は透過することにより、
光を回折可能であれば特に制限されず、素子表面の凹凸
又は起伏であってもよく、また、濃淡（素子内部の凹凸
など）であってもよい。前記格子は、周期的、規則的又
は非規則的に繰り返して形成してもよい。凹凸状格子に
おいて、凸部の断面形状は、用途に応じて、例えば、矩
形、矩形の一方又は両方の側壁が傾斜した形状（三角
形、台形など）、階段状、半円形など種々の形状から選
択でき、好ましくは矩形である。

【００１６】このような回折光学素子の格子において、
素子表面の凹凸（パターン）は、感光性有機重合体と無
機微粒子とを含む感光層を、所望の格子形状に対応した
マスクを介して、パターン露光し、現像することにより
パターン（格子パターン）を形成することにより形成で
きる。また、必要によりさらに焼成し、焼成物で構成さ
れた格子を形成してもよい。

【００１７】［感光層］前記感光層は、（A）感光性有
機重合体と（B）無機微粒子とを含む感光性樹脂組成物
で構成できる。感光性樹脂組成物は、必要により、
（C）加水分解重合性有機金属化合物又はその縮合物を
含んでいてもよい。感光層は、単一層であってもよく、
回折光学素子の光学特性を阻害しない範囲で、複数層
（複合感光層）であってもよい。

【００１８】［感光性有機重合体］（A）感光性有機重合体は、ネガ型感光性有機重合体又
はポジ型感光性有機重合体のいずれであってもよい。難
溶化又は疎水化された格子パターンを有効に形成するた
めには、ネガ型感光性有機重合体が有利である。

【００１９】（A）感光性有機重合体は、（A1）有機重
合体自体が感光性を有していてもよく、（A2）有機重合
体と感光剤とを含む感光性樹脂組成物で構成してもよ
い。通常、後者の感光性樹脂組成物（A2）が利用され
る。

【００２０】（A1）感光性を有する有機重合体には、ジ
アゾニウム塩基含有重合体、アジド基含有重合体、ポリ
ケイ皮酸ビニルエステルなどのシンナモイル基やシンナ
ミリデン基などの光二量化型官能基を有する重合体など
が例示できる。

【００２１】（A2）感光性有機重合体としては、極性又
は非極性基を有する種々の有機重合体が使用できる。好
ましい感光性有機重合体は、極性基、例えば、ヒドロキ
シル基、アルコキシル基、カルボキシル基、エステル
基、エーテル基、カーボネート基、アミド基又はＮ−置
換アミド基（−ＮＨＣ（Ｏ）−，＞ＮＣ（Ｏ）−な
ど）、ニトリル基、グリシジル基、ハロゲン原子を含有
している。感光性有機重合体は、（メタ）アクリロイル
基，アリル基などの重合性基を有する重合性有機重合体
であってもよい。

【００２２】ヒドロキシル基含有有機重合体およびその
誘導体としては、例えば、ポリビニルアルコール系重合
体、ポリビニルアセタール、エチレン−ビニルアルコー
ル共重合体、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メチロ
ールメラミン、それらの誘導体（例えば、アセタール化
物やヘキサメトキシメチルメラミン）、ヒドロキシル基
含有セルロース誘導体（ヒドロキシエチルセルロース，
ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロースエーテ
ル類）などが例示できる。

【００２３】カルボキシル基含有有機重合体およびその
誘導体としては、例えば、重合性不飽和カルボン酸を含
む単独又は共重合体およびこれらのエステル（（メタ）
アクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸などの単独又
は共重合体もしくはそのエステルなど）、カルボキシル
基含有セルロース誘導体（カルボキシメチルセルロース
又はその塩など）などが例示できる。

【００２４】エステル基含有有機重合体としては、例え
ば、酢酸ビニルなどのビニルエステル、メタクリル酸メ
チルなどの（メタ）アクリル酸エステルなどのモノマー
を含む単独または共重合体（例えば、ポリ酢酸ビニル、
エチレン−酢酸ビニル共重合体など）、飽和又は不飽和
ポリエステル、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂、セルロースエステル類（セルロースアセテート
など）などが例示できる。

【００２５】エーテル基を有する有機重合体には、例え
ば、ポリアルキレンオキシド、ポリオキシアルキレング
リコール、ポリビニルエーテル、ケイ素樹脂、セルロー
スエーテル類（メチルセルロース、エチルセルロースな
ど）などが含まれ、カーボネート基含有有機重合体とし
ては、ビスフェノールＡ型ポリカーボネートなどが例示
できる。

【００２６】前記アミド基又は置換アミド基を有する有
機重合体としては、ポリオキサゾリン、ポリアルキレン
イミンのＮ−アシル化物（前記ポリオキサゾリンに対応
し、かつＮ−アシルアミノ基（Ｎ−アセチルアミノ基な
ど）を有するポリマーなど）；ポリビニルピロリドンお
よびその誘導体；ポリウレタン系重合体；ポリ尿素；ポ
リアミド系重合体；ビュレット結合を有する有機重合
体；アロハネート結合を有する有機重合体、ゼラチンな
どの蛋白類などが例示できる。

【００２７】前記ポリオキサゾリンの単量体としては、
２−オキサゾリン、オキサゾリン環の２−位に置換基を
有する２−置換−２−オキサゾリン［例えば、Ｃ_1-4ア
ルキル基、ハロアルキル基（ジクロロメチル基など）、
フェニル基（４−メチルフェニル基などの置換フェニル
基も含む）、Ｃ_1-4アルコキシ−カルボニル基などの置
換基を有するオキサゾリン類］などを挙げることができ
る。ポリオキサゾリンは単独重合体であっても共重合体
であってもよく、ポリオキサゾリンは１種又は２種以上
混合して使用できる。さらに、ポリオキサゾリンは、他
の重合体にオキサゾリンがグラフト重合した共重合であ
ってもよい。

【００２８】前記ポリウレタン系重合体には、例えば、
ポリイソシアネート（例えば、トリレンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネートなど）と、ポリオ
ール（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、グリセリンなどの多価アルコール；ジエチレング
リコール、ポリエチレングリコールなどのポリエーテル
ポリオール；ポリエステルポリオールなど）との反応に
より生成するポリウレタンが含まれ、ポリ尿素には、ポ
リイソシアネートとポリアミン（例えば、エチレンジア
ミン）との反応により生成する有機重合体などが含まれ
る。

【００２９】ポリアミド系重合体には、ラクタム成分、
ジカルボン酸成分やジアミン成分を用いたポリアミド
（ナイロン６６，ナイロン６，ナイロン６１０やこれら
の変性ナイロンなど）、ポリ（メタ）アクリルアミド系
重合体、ポリアミノ酸などが含まれる。なお、ポリアミ
ドには、スターバーストデンドリマー（D. A. Tomalia.
et al., Polymer Journal, 17, 117 (1985)）も含まれ
る。

【００３０】ビュレット結合を有する有機重合体には、
前記ポリイソシアネートとウレタン結合を有する化合物
との反応により生成する有機重合体；アロハネート結合
を有する有機重合体には、前記ポリイソシアネートと尿
素結合を有する化合物との反応により生成する有機重合
体が含まれる。ニトリル基を有する有機重合体には、ア
クリロニトリル系重合体が含まれ、グリシジル基を有す
る有機重合体としては、例えば、エポキシ樹脂、グリシ
ジル（メタ）アクリレートの単独又は共重合体などが例
示できる。ハロゲン含有有機重合体には、例えば、ポリ
塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビ
ニリデン系ポリマー、塩素化ポリプロピレンなどが含ま
れる。

【００３１】他の有機重合体としては、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂；
ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロック共重
合体などのスチレン系樹脂などを挙げることができる。
これらは単独で又は２種以上を併用してもよい。

【００３２】重合性基を有する重合性有機重合体として
は、エポキシ（メタ）アクリレート（例えば、エポキシ
樹脂と（メタ）アクリル酸との反応などにより生成する
樹脂）、ポリエステル（メタ）アクリレート、不飽和ポ
リエステル樹脂、ポリウレタン（メタ）アクリレート
［例えば、ジオール成分（ポリアルキレングリコールや
ポリエステルジオールなど）とジイソシアネート（２，
４−トリレンジイソシアネートなど）とヒドキロシル基
含有重合性単量体（２−ヒドロキシエチルメタクリレー
トなど）との反応生成物、ヒドロキシル基および重合性
不飽和基を有する化合物（ヒドロキシエチルフタリル
（メタ）アクリレート，トリメチロールプロパンジアリ
ルエーテルなど）とジイソシアネート（キシリレンイソ
シアネート，２，４−トリレンジイソシアネートなど）
とのウレタン反応生成物など］、重合性ポリビニルアル
コール系ポリマー（例えば、ポリビニルアルコールとＮ
−メチロールアクリルアミドとの反応生成物など）、ポ
リアミド系ポリマー［例えば、多価カルボン酸又はその
酸無水物（ピロメリット酸二無水物など）およびヒドロ
キシル基含有重合性単量体（アリルアルコールなど）の
反応により生成するカルボキシル基含有エステルと、必
要によりカルボキシル基を酸ハライド基に変換するため
のハロゲン化剤（塩化チオニルなど）と、ジアミン
（ｐ，ｐ′−ジアミノジフェニルエーテルなど）との反
応により生成するプレポリマー、カルボキシル基含有重
合体（ポリ（メタ）アクリル酸又はマレイン酸の共重合
体、エチレン−無水マレイン酸共重合体など）とアミノ
基含有重合性単量体（アリルアミンなど）との反応生成
物など］、シリコーン樹脂型ポリマーなどが例示でき
る。好ましい（A1）感光性を有する有機重合体には、ウ
レタン（メタ）アクリレートなどが含まれる。

【００３３】前記（A1）（A2）感光性有機重合体は、必
要により、光重合性基を有する重合性単量体又はオリゴ
マーと併用してもよい。重合性単量体又はオリゴマーに
は、単官能性又は多官能性の光重合性化合物が含まれ
る。光重合性基としては、例えば、（メタ）アクリロイ
ル基、アクリルアミド基、アリル基、ビニルエーテル
基、ビニルチオエーテル基、ビニルアミノ基、グリシジ
ル基、アセチレン性不飽和基などが例示できる。

【００３４】単官能性光重合性化合物としては、例え
ば、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレー
ト、ブチル（メタ）アクリレートなどのＣ_1-20アルキル
−（メタ）アクリレート；シクロヘキシル（メタ）アク
リレート；ベンジル（メタ）アクリレート；ジメチルア
ミノエチル（メタ）メタクリレート；カルビトール（メ
タ）アクリレート；２−ヒドロキシエチル（メタ）アク
リレートなどのヒドロキシアルキル（メタ）アクリレー
ト；グリシジル（メタ）メタクリレート；（メタ）アク
リルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、
Ｎ−ジアセトン（メタ）アクリルアミド；スチレン；
（メタ）アクリロニトリル；酢酸ビニル；Ｎ−ビニルピ
ロリドンなどが例示できる。

【００３５】多官能性光重合性化合物としては、例え
ば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエ
チレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレン
グリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリト
ールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン
トリ（メタ）アクリレートなどが例示できる。さらに、
テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、
２，２，５，５−テトラヒドロキシメチルシクロペンタ
ノンの（メタ）アクリル酸エステル、ジグリシジルフタ
レートの（メタ）アクリル酸エステル、Ｎ，Ｎ，Ｎ´，
Ｎ´−テトラキス（β−ヒドロキシエチル）エチレンジ
アミンの（メタ）アクリル酸エステル、トリグリセリン
とメチルアクリレートとのエステル交換反応生成物、ウ
レタン型（メタ）アクリレート、多価カルボン酸の不飽
和エステル、不飽和酸アミド、無機酸とのエステルおよ
び金属塩、アセチレン性不飽和基を有するモノマー、グ
リシジル基を有するモノマーなどを使用することもでき
る。

【００３６】ウレタン型（メタ）アクリレートには、例
えば、ポリイソシアネート（２，４−トリレンジイソシ
アネートなど）とヒドロキシル基含有単量体（２−ヒド
ロキシエチルメタクリレートなど）の反応生成物、ポリ
イソシアネート（２，４−トリレンジイソシアネートな
ど）の一部のイソシアネート基とヒドロキシル基含有単
量体（２−ヒドロキシエチルメタクリレートなど）とを
反応させた後、さらに残余のイソシアネート基をアルカ
ノールアミン（トリエタノールアミンなど）と反応させ
た反応生成物、ベンゾインにポリイソシアネート（２，
４−トリレンジイソシアネートなど）とヒドロキシル基
含有単量体（２−ヒドロキシエチルメタクリレートな
ど）とを反応させた反応生成物などを挙げることができ
る。

【００３７】多価カルボン酸の不飽和エステルとして
は、例えば、多価カルボン酸（フタル酸、トリメリット
酸、ピロメリット酸など）をヒドロキシル基含有単量体
（アリルアルコール、２−ヒドロキシエチルメタクリレ
ートなど）でエステル化した多官能性単量体、例えば、
ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリ
ルマレエート、ジアリルアジベート、トリアリルシアヌ
レート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネー
ト、ｐ−ヒドロキシ安息香酸を（メタ）アクリロイルク
ロライドでエステル化し、さらにエポキシ含有単量体
（グリシジルメタクリレート）を付加させた化合物など
が例示できる。

【００３８】不飽和酸アミドとしては、例えば、Ｎ，Ｎ
´−メチレンビスアクリルアミド、ヘキサメチレンビス
アクリルアミドなどのアルキレンビスアクリルアミドの
他、ポリアミンと不飽和酸との縮合物、水酸基を有する
不飽和アミド（例えば、Ｎ−メチロールアクリルアミ
ド）と多価カルボン酸、多価エポキシなどとの反応生成
物などが例示できる。さらに、Ｎ−メチロールアクリル
アミドの酸性化合物の存在下での反応生成物、１，３，
３−トリメチル−１−アクリロイルアミノメチル−５−
アクリロイルアミノシクロヘキサン、ε−カプロラクタ
ムとテトラメチレンジアミンの反応で得られたオリゴマ
ーにアクリル酸クロライドを反応させたビスアクリルア
ミド、Ｎ、Ｎ´−ビス（ε−アクリロイルヒドロキシエ
チル）アニリン、Ｎ−メチロールアクリルアミドとジエ
チレングリコールジグリシジルエーテルとの反応生成物
なども含まれる。

【００３９】無機酸とのエステルや金属塩としては、例
えば、アクリル酸亜鉛とアルコール溶性ポリアミド樹
脂、リン酸のビス（２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト）エステルなどが例示できる。

【００４０】アセチレン性不飽和基を有するモノマーと
しては、アントラキノンと１−メトキシブテン−３−イ
ンから合成される９−（ω−メトキシブテニル）アント
ラキノール、２，４−ヘキサジイン−１，６−ジオール
とヘキシルイソシアネートとの反応で得られるウレタン
などを挙げることができる。

【００４１】グリシジル基を有するモノマーとしては、
例えば、ビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテルを
挙げることができる。

【００４２】光重合性基を有する重合性単量体又はオリ
ゴマーの使用量は、前記感光性有機重合体１００重量部
に対して５〜５００重量部、好ましくは１０〜３００重
量部程度の範囲から選択できる。

【００４３】前記（A2）感光性有機重合体の感光剤は、
感光性樹脂組成物のタイプ（ポジ型又はネガ型）に応じ
て、種々の光増感剤や光重合開始剤などが使用できる。

【００４４】感光剤は、慣用の感光剤や増感剤、例え
ば、アゾニウム塩（ジアゾニウム塩、テトラゾニウム
塩、ポリアゾニウム塩など）、キノンジアジド類（ジア
ゾベンゾキノン誘導体，ジアゾナフトキノン誘導体な
ど）、アジド化合物、ピリリウム塩、チアピリリウム
塩、光二量化増感剤、光重合開始剤［例えば、ケトン類
（アセトフェノン，プロピオフェノン、アントラキノ
ン，チオキサントン，ベンゾフェノン又はそれらの誘導
体），ベンゾインエーテル又はその誘導体，アシルホス
フィンオキシドなど］などから選択できる。また、感光
剤は、酸発生剤（スルホン酸エステルやルイス酸塩な
ど）で構成された化学増感剤であってもよく、この酸発
生剤は、架橋剤（メチロールメラミンなどのメラミン誘
導体など）と組み合わせて使用してもよい。

【００４５】感光剤の使用量は、例えば、感光性有機重
合体１００重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは
１〜１０重量部程度の範囲から選択できる。

【００４６】［加水分解重合性有機金属化合物又はその
縮合物］本発明では、加水分解重合性有機金属化合物又
はその縮合物を、感光性有機重合体及び無機微粒子と組
み合わせて用いてもよい。

【００４７】加水分解重合性有機金属化合物又はその縮
合物は、アルカリ土類金属、遷移金属、希土類金属、又
は周期律表III〜Ｖ族金属元素を含んでいる。好ましい
金属元素は、周期律表IIIb族、IVa族およびIVb族金属元
素、例えば、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ケ
イ素、特にアルミニウムおよびケイ素（中でもケイ素）
である。これらの金属は前記化合物又は縮合物に単独で
又は二種以上併存していてもよい。

【００４８】加水分解重合性基には、例えば、メトキシ
ル、エトキシル基などのＣ_1-10アルコキシル基、ハロゲ
ン原子（Ｂｒ，Ｃｌなど）などが含まれ、Ｃ_1-4アルコ
キシル基（特にメトキシル基およびエトキシル基）が好
ましい。前記化合物又は縮合物は、単独又は複数の異な
る加水分解重合性基を有していてもよい。なお、縮合性
又は重合性を付与するため、加水分解重合性有機金属化
合物は、通常、２以上の加水分解重合性基を有してい
る。

【００４９】加水分解重合性有機金属化合物のうち、ア
ルミニウムを含む有機金属化合物としては、例えば、ト
リメトキシアルミネートなどのトリアルコキシアルミネ
ートなどが例示でき、チタンを含む化合物としては、例
えば、トリメトキシチタネート、テトラメトキシチタネ
ート、クロロトリメトキシチタネート、エチルトリメト
キシチタネート、ジエチルジエトキシチタネート、フェ
ニルトリメトキシチタネートなどが例示でき、ジルコニ
ウムを含む化合物には、例えば、前記チタン含有化合物
に対応するジルコネートが含まれる。

【００５０】ケイ素含有化合物には、下式で表される化
合物が含まれる。

【００５１】（Ｒ¹）_nＳｉ（ＯＲ²）_4-n （式中、Ｒ¹は置換基を有してもよい炭素数１〜４のア
ルキル基またはアリール基、Ｒ²は炭素数１〜４のアル
キル基を示し、Ｒ¹およびＲ²は同一でも異なっていても
よい。ｎは０〜２の整数である）ケイ素含有化合物としては、テトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシランなどのテトラＣ_1-4アルコキシシラ
ン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシ
シランなどのモノＣ_1-4アルキルトリＣ_1-4アルコキシシ
ラン、ジメチルジエトキシシランなどのジＣ_1-4アルキ
ルジＣ_1-4アルコキシシラン、フェニルトリメトキシシ
ラン、フェニルトリエトキシシランなどのモノアリール
トリＣ_1-4アルコキシシラン、ジフェニルジメトキシシ
ラン、ジフェニルジエトキシシランなどジアリールジＣ
_1-4アルコキシシランなどが例示できる。

【００５２】加水分解重合性有機金属化合物又はその縮
合物は、感光性基を備えていない非感光性の化合物であ
ってもよいが、好ましくは感光性基を有する。感光性基
には、前記感光性基（ジアゾニウム塩基，アジド基，シ
ンナモイル基，シンナミリデン基，重合性基など）、特
に重合性基（（メタ）アクリロイル基，アリル基，ビニ
ル基など）が含まれる。

【００５３】重合性基を有する加水分解重合性有機金属
化合物としては、重合性基を有するシラン化合物、例え
ば、（メタ）アクリロイル基と加水分解性基とを有する
化合物［Ｎ−（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロ
キシプロピル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、３−（メタ）アクリロキシプロピルジメチルメトキ
シシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチル
ビス（トリメチルシロキン）シラン、３−（メタ）アク
リロキシプロピルトリス（メトキシエトキシ）シラン、
３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジクロロシラ
ン、（メタ）アクリロキシプロペニルトリメトキシシラ
ンなど］、アリル基と加水分解性基とを有する化合物
［アリルトリクロロシラン、アリルトリエトキシシラ
ン、アリルトリス（トリメチルシロキシ）シランな
ど］、ビニル基と加水分解性基とを有する化合物［ビニ
ルジメチルクロロシラン、ビニルジメチルエトキシシラ
ン、ビニルメチルビス（メチルエチルケトキシミン）シ
ラン、ビニルメチルビス（トリメチルシロキシ）シラ
ン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルトリクロ
ロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリイソ
プロポキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニ
ルトリス（ｔ−ブチルパーオキシ）シラン、ビニルトリ
スイソプロペノキシシランなど］、ＫＢＭ１００３（商
品名；信越化学工業（株）製）、ＫＢＭ１０６３（商品
名；信越化学工業（株）製）、ＫＢＭ１１０３（商品
名；信越化学工業（株）製）、ＫＢＭ１４０３（商品
名；信越化学工業（株）製）、ＫＢＭ５０３（商品名；
信越化学工業（株）製）、ＫＢＭ５０２（商品名；信越
化学工業（株）製）、ＫＢＭ５１０３（商品名；信越化
学工業（株）製）、ＫＢＭ５１０２（商品名；信越化学
工業（株）製）、ＫＢＭ５４０３（商品名；信越化学工
業（株）製）などが例示できる。

【００５４】これらの加水分解重合性有機金属化合物
は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。ま
た、有機金属化合物は予備縮合した縮合物としても使用
できる。特に、感光性基（特に重合性基）を有する加水
分解重合性有機金属化合物は、非感光性（重合性）の加
水分解重合性有機金属化合物と縮合して使用できる。例
えば、（メタ）アクリロイル基などの重合性基を有する
アルコキシシラン化合物と、アルコキシシラン化合物と
を縮合し、感光性基を有する縮合物として使用できる。
さらに、架橋密度や生成物の特性などを調整するため、
トリアルキルモノアルコキシシランなどを添加又は縮合
させてもよい。

【００５５】なお、保存安定性を高めるために、加水分
解性基（例えばシラノール基）を保護する場合、保護剤
（例えば、ｔ−ブタノール、ｉ−プロパノールなどのア
ルコール）を添加又は反応（エーテル化など）させても
よい。また、加水分解の触媒となる酸又は塩基（例え
ば、塩酸、アンモニアなど）の濃度を、中和などの操作
により低減することも有効である。

【００５６】［無機微粒子］無機微粒子（無機フィラ
ー）としては、感光性及び回折光学素子としての光学特
性を阻害しない範囲で、素子の用途に応じて、例えば、
金属単体（金，銀，銅，白金，アルミニウムなど）、無
機酸化物、無機炭酸塩（炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウムなど）、無機硫酸塩（硫酸バリウム、硫酸カルシウ
ムなど）、リン酸塩（リン酸カルシウム、リン酸マグネ
シウムなど）などが使用できる。好ましい無機微粒子
は、無機酸化物であり、このような無機酸化物として
は、シリカ（コロイダルシリカ，アエロジル，ガラスな
ど）、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、酸
化銅、酸化鉛、酸化イットリウム、酸化錫、酸化インジ
ウム、Ｉｎ₂Ｏ−ＳｎＯ、酸化マグネシウムなどが例示
でき、また、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコニウ
ム、チタン酸鉛、ニオブ酸リチウムなどを使用してもよ
い。無機微粒子には、ゾル−ゲル法などにより調製され
たゾルやゲルなども含まれる。これらの無機微粒子も単
独で又は二種以上混合して使用できる。

【００５７】回折光学素子に実用上十分な光学特性を付
与するため、好ましい無機微粒子は、シリカなどであ
る。

【００５８】無機微粒子の形状は、球状に限らず、楕円
形状、偏平状、ロッド状又は繊維状であってもよい。無
機微粒子の平均粒子径は、露光波長以上の大きさであっ
てもよいが、通常、露光波長よりも小さい（すなわち、
露光波長に対して透明である）。無機微粒子の平均粒子
径は、光散乱性及びパターンの微細化の程度などに応じ
て、例えば、１ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ
〜１０００ｎｍ（特に５〜５００ｎｍ）程度である。な
お、無機微粒子としては、ＢＥＴ法による平均粒子径２
〜１００ｎｍ（好ましくは５〜５０ｎｍ，さらに好まし
くは１０〜４０ｎｍ）程度の単分散した無機微粒子（特
にコロイダルシリカなど）を用いてもよい。単分散した
無機微粒子（特にコロイダルシリカ）はオルガノゾル
（オルガノシリカゾル）として市販されており、例え
ば、「スノーテックスコロイダルシリカ」として日産
化学工業（株）などから入手できる。

【００５９】無機微粒子は、官能基（例えば、前記感光
性ポリマーとの親和性を高める基，反応性を有する基，
あるいは感光性基など）を有していてもよい。官能基を
有する無機微粒子は、無機微粒子（B1）と、この無機微
粒子に導入された官能基（B2）とで構成できる。前記官
能基（B2）は、例えば、加水分解重合性有機金属化合物
又は縮合物との反応により導入できる。

【００６０】加水分解重合性有機金属化合物は、前記例
示の加水分解性有機金属化合物及びその縮合物（前記と
同様のアルミニウム含有化合物、チタン含有化合物、ジ
ルコニウム含有化合物、ケイ素含有化合物など）が使用
できる。

【００６１】無機微粒子（B1）は、官能基（B2）として
反応性基又は感光性基（特に重合性の感光性基）を有す
るのが好ましい。反応性基には、前記例示の加水分解重
合性基などが含まれ、Ｃ_1-4アルコキシル基（特にメト
キシル基およびエトキシル基）が好ましい。

【００６２】重合性基を有する加水分解重合性有機金属
化合物としては、前記と同様の重合性基を有するシラン
化合物、例えば、（メタ）アクリロイル基、アリル基及
びビニル基から選択された重合性基と加水分解性基とを
有する化合物などが例示できる。

【００６３】加水分解重合性有機金属化合物は、単独で
又は二種以上組み合わせて使用できる。

【００６４】加水分解重合性基及び／又は感光性基を有
する有機金属化合物のうちケイ素含有有機化合物が好ま
しく、感光性基を有する加水分解重合性有機金属化合物
としては、重合性基を有するシラン化合物が好ましい。

【００６５】前記官能基は、無機微粒子（B1）と前記加
水分解重合性基及び／又は感光性基を有する有機金属化
合物（特に前記加水分解重合性有機金属化合物、中でも
シランカップリング剤やチタンカップリング剤など）と
の反応、表面グラフト重合法、ＣＶＤ法などを利用して
無機微粒子（B1）に導入できる。

【００６６】無機微粒子において、無機微粒子（B1）に
対する官能基（B2）の導入量は、官能基を有する化合物
換算で、無機微粒子（B1）１００重量部に対して０．５
〜５０重量部、好ましくは１〜２０重量部程度の範囲か
ら選択できる。

【００６７】感光性樹脂組成物は、必要により、光反応
促進剤（重合促進剤など）、例えば、ジアルキルアミノ
安息香酸又はその誘導体、トリフェニルホスフィン、ト
リアルキルホスフィンなどを含有していてもよい。

【００６８】感光性樹脂組成物において、前記各成分の
割合は、感光層の構造に応じて、感度，パターンの解像
度、焼成後のパターン寸法及び形状安定性などを損なわ
ない範囲で選択できる。

【００６９】感光層における感光性有機重合体と無機微
粒子との割合は、通常、固形分換算（焼成により生成す
る成分（縮合水やアルコールなど）を含まない）で、感
光性有機重合体１重量部に対して、無機微粒子０．５〜
２０重量部、好ましくは１〜１８重量部、さらに好まし
くは５〜１５重量部程度である。

【００７０】感光性有機重合体及び無機微粒子ととも
に、加水分解重合性有機金属化合物又はその縮合物を併
用する場合、その使用量は、（A）感光性有機重合体１
重量部に対して、０．１〜２５重量部（好ましくは０．
２〜２０重量部、さらに好ましくは０．５〜１５重量
部）程度であってもよい。

【００７１】なお、固形分換算で、前記成分感光性有機
重合体（A）及び加水分解重合性有機金属化合物又はそ
の縮合物の合計量よりも、無機微粒子（B）の量が多い
と、焼成前のパターン形状及び寸法を焼成後にも維持で
き、解像度の低下を抑制できる。特に、複合材料中、成
分（B）の含有量は、固形分換算で、例えば、３０〜９
５重量％、好ましくは３０〜９０重量％程度である。

【００７２】感光性樹脂組成物には、酸化防止剤など安
定剤、可塑剤、界面活性剤、溶解促進剤、染料や顔料な
どの着色剤などの種々の添加剤を添加してもよい。さら
に、感光性樹脂組成物は、塗布性などの作業性を改善す
るため、溶媒（水，アルコール類，グリコール類，セロ
ソルブ類，ケトン類，エステル類，エーテル類，アミド
類、炭化水素類などの有機溶剤）を含んでいてもよい。

【００７３】感光層を構成する感光性樹脂組成物は、慣
用の方法、例えば、（A）感光性ポリマーと（B）無機微
粒子と、必要により加水分解重合性有機金属化合物又は
その縮合物などの成分とを混合することにより調製でき
る。感光性樹脂組成物は、通常、溶媒（特にアルコール
類などの親水性溶媒）を含有している。各成分は同時に
混合してもよく、適当な順序で混合してもよい。

【００７４】感光層を構成する感光性樹脂組成物は、複
合材料（感光性有機／無機ハイブリット材料）として機
能し、有機質および無機質の双方の長所を併せ持ってい
る。すなわち、有機成分（感光性ポリマー）を含むた
め、感光性樹脂組成物のみによりパターンを形成でき、
基板をエッチングする必要がないので、寸法及び形状の
再現性が高い。また、無機成分（無機微粒子）を含むた
め、感光性樹脂組成物のみでパターンを形成しても、機
械的強度を低下させることなく、格子を形成できる。さ
らに、無機成分及び基体を適宜選択することにより、光
学素子として必要なレベルまで、両者の光学特性の相違
を低減でき、基体に対する無機質パターンの密着性も改
善できる。得られたパターンをさらに焼成する場合、焼
成により無機パターンとすることができるため、寸法及
び形状が変化せず、寸法安定性に優れるとともに、無機
質化した微細なパターンを形成することもできる。［回折光学素子の製造方法］本発明の回折光学素子は、
基板上に、感光性有機重合体と無機微粒子とで構成され
た複合材料で感光層を形成し、パターン露光し、現像し
た後、焼成し格子を形成することにより製造する。

【００７５】［感光層の形成］感光層は、感光性樹脂組
成物を基板に適用（塗布）することにより形成できる。
感光層の厚みは、例えば、０．１〜１０００μｍ、好ま
しくは０．５〜５００μｍ、好ましくは１〜２００μｍ
程度の範囲から選択でき、通常、１〜１５０μｍ程度で
ある。

【００７６】基体には、光学素子の光学特性を阻害しな
い範囲で、予め、表面処理により密着層を形成してもよ
い。表面処理には、例えば、前記シランカップリング剤
（重合性基を有する加水分解重合性シランカップリング
剤など）などによる表面処理、アンカーコート剤又は下
地剤（ポリビニルアセタール，アクリル系樹脂，酢酸ビ
ニル系樹脂，エポキシ樹脂，ウレタン樹脂など）、ある
いはこれらの下地剤と無機微粒子との混合物によるコー
ティング処理などが含まれる。

【００７７】前記密着層，感光層は、慣用のコーティン
グ方法、例えば、スクリーン印刷法、スピンコーティン
グ法、ディッピング法、キャスト法などにより形成でき
る。さらに、感光層の構造を有するフィルム又はシート
を基体にラミネートすることにより、単一又は複合感光
層を形成してもよい。

【００７８】［パターン露光］パターン露光は、所定の
マスクを介して光線を照射又は露光することにより行う
ことができる。

【００７９】光線としては、格子の微細度などに応じて
種々の光線（例えば、ハロゲンランプ，高圧水銀灯，Ｕ
Ｖランプ，エキシマーレーザー，電子線、Ｘ線などの放
射光など）が利用でき、通常、波長１００〜５００ｎｍ
程度の光線、特に紫外線などが利用できる。

【００８０】なお、露光時間は、通常、０．１秒〜２０
分程度範囲から選択できる。露光量（露光エネルギー）
は、感光性樹脂組成物の感光特性（光硬化性など）に応
じて感光層の表面にパターンを形成できる範囲から選択
でき、露光工程を通して一定であってもよく、経時的に
変化させてもよい。また、露光量は、露光部の面方向に
おいて、一定であってもよく、また、段階又は連続的に
変化させてもよい。面方向における露光量を変化させる
方法としては、例えば、露光量（露光エネルギー）自体
を露光部の面方向に変化（例えば、アナログ的に変化）
させる方法、濃淡を段階的又は連続的に変化させたマス
クを用いて露光する方法、形状又は寸法の異なるマスク
を用いて複数回露光を行う方法などが挙げられる。露光
量を面方向において変化させると、パターンの断面形状
を変化させることもできる。

【００８１】露光工程においては、感光性ポリマーの種
類に応じて、感光層の表面に、難溶化（耐水化）された
パターンを形成できる。そのため、感光層の表面で現像
剤に対して溶解特性の異なる露光領域と非露光領域とを
形成でき、感光層の表面に形成された難溶化（耐水化）
パターンを現像剤に対するレジストパターンとして利用
できる。

【００８２】［現像］パターン露光の後、慣用の方法
［例えば、パドル（メニスカス）法，ディップ法、スプ
レー法など］や感光層に対して現像剤を高圧（例えば、
４００〜５０００Ｎ／ｃｍ²、好ましくは６００〜２０
００Ｎ／ｃｍ²程度の圧力）で噴出する方法などによ
り、感光層を現像し、パターンを形成する。

【００８３】現像工程の現像剤としては、感光層を構成
する感光性樹脂組成物の種類（特にネガ型又はポジ型）
に応じて種々の現像液（水，アルカリ水溶液，有機溶
媒，又はこれらの混合液など）が使用できる。複数回現
像する場合には、現像剤の種類を変化させてもよい。

【００８４】現像剤の高圧噴出により現像する場合、感
光層が機械的に切削されるためか、感光性樹脂組成物の
種類に拘わらず、非溶媒の水性現像剤であっても解像度
の高いパターンが得られる。前記水性現像剤としては、
水単独、水と水溶性溶媒（水溶性のアルコール、ケト
ン、エーテル及びセロソルブ類など有機溶媒）及び／又
はアルカリとの混合溶媒などが使用できる。現像剤の噴
出は、単一又は複数のノズルを用いて行うことができ、
ノズルは固定させてもよく、移動させてもよい。また、
ノズルの角度を変化させてもよい。

【００８５】現像工程では、現像液の種類を適宜選択し
たり、また、高圧現像においては、噴出圧力や噴出方向
を調整したりすることにより、得られる格子パターンの
形状をコントロールすることもできる。例えば、現像初
期と現像後期とで親和性の異なる現像剤を用いたり、噴
出の圧力を変化させると、底部が狭まったＵ字状の凹部
を有するパターンやパターンの側壁部が側方へ窪んだ湾
曲形状のパターンを得ることができ、また、現像剤の噴
出方向を適宜選択することにより、矩形パターンや三角
形パターンを得ることもできる。

【００８６】感光性樹脂組成物の塗布からパターン形成
に至る工程のうち適当な工程で、塗膜（感光層）を適当
な温度で加熱又は硬化処理してもよい。例えば、露光し
た後、必要により加熱処理してもよい。また、現像によ
り形成されたパターンを加熱処理したり光照射や加熱な
どにより硬化処理してもよい。

【００８７】得られた格子パターンはさらに焼成しても
よい。焼成する場合、焼成温度は３００〜１０００℃、
好ましくは４００〜６００℃程度である。焼成は、不活
性ガス雰囲気又は酸素含有ガス雰囲気（空気など）など
の適当な雰囲気中、常圧又は減圧下などで行ってもよ
い。焼成時間は１〜２４時間程度である。

【００８８】得られた格子パターンはパターン形成又は
焼成後、必要により金属を蒸着することによりめっき処
理し、光学素子として使用してもよい。

【００８９】本発明の回折光学素子では、パターン形成
後又は焼成後、形成されたパターンの上に別途オーバレ
ーヤを形成することにより、基板上の濃淡を形成しても
よい。オーバレーヤ用材料は、形成されたパターンの光
回折性を阻害しないように（すなわち、形成されたパタ
ーンの凹凸を光の回折に利用できるように）、透明性を
有するのが好ましい。このようなオーバレーヤを構成す
る材料は、特に制限されないが、前記感光性樹脂組成物
と同様の樹脂組成物（感光性有機重合体及び無機微粒
子）、金属酸化物（ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂など）などで構成
できる。オーバーレーヤは、必要により焼成してもよ
い。

【００９０】本発明の回折光学素子は、レンズ（光メモ
リー用レンズなど）、拡散板、ミラー、フィルター、光
ビームスプリッター、ホログラムなど種々の用途に使用
できる。

【００９１】

【発明の効果】本発明の回折光学素子は、基板上の格子
を有機無機複合材料で形成するので基板をエッチングす
る必要がなく、マスクパターンの寸法及び形状を高い精
度で再現でき、機械的強度及び光学特性に優れる。ま
た、基板と格子との光学特性の相違を低減できる。

【００９２】

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。

【００９３】実施例１１．感光性樹脂組成物の調製エチルセルロース１５重量部、重合性オリゴマーとして
ポリプロピレングリコールジアクリレート（東亞合成
（株），アロニックスＭ２２５）７重量部、ポリエチレ
ングリコールジアクリレート（東亞合成（株），アロニ
ックスＭ２４５）７重量部、光重合開始剤（チバガイギ
ー（株），イルガキュア６５１（２，２−ジメトキシ−
１，２−ジフェニルエタン−１−オン））０．５重量
部、溶媒としてのエチルセロソルブ２０重量部、メチル
エチルケトン２０重量部、γ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン（ＭＰシラン）で処理した無水シリ
カ粒子１００重量部、ＭＰシランで処理したオルガノシ
リカゾル２０重量部（固形分換算）を混合し、三本ロー
ルミルで混練し、感光性樹脂組成物を得た。

【００９４】なお、ＭＰシランで処理した無水シリカ粒
子は、無水シリカ粒子（日本アエロジル（株）製，粒径
３０ｎｍ）７．５ｇを、メタノール（９５％）１２０ｇ
に懸濁させ、ＭＰシラン１．３ｇと濃塩酸０．１ｇを添
加し、室温下で２４時間撹拌した後、メタノールを除去
し、９０℃で３０分間加熱することにより得た。

【００９５】ＭＰシランで処理したオルガノシリカゾル
は、シリカ微粒子（日産化学工業（株）製，商品名スノ
ーテックス，ＭＥＫ−ＳＴ，平均粒子径１０〜２０ｎ
ｍ，固形分３０重量％）２５ｇにＭＰシラン１．２７５
ｇ，メタノール１１１ｇを加えて、室温下で２４時間撹
拌することにより、シリカ微粒子の表面に感光性基を導
入した。その後、メタノール含有量を調整し、粒子の固
形分重量を３０重量％に調整した。日本電子（株）製，
ＪＮＭ−ＧＳＸ２７０型炭素−１３ＮＭＲ測定装置を用
いて、固体状態で、得られた処理シリカ微粒子のスペク
トルを測定したところ、ＭＰシランに由来するプロピル
基（１０、１６、２４ｐｐｍ），メトキシル基（５０ｐ
ｐｍ），メチル基（６６ｐｐｍ），カルボニル基（１６
８ｐｐｍ）に起因する炭素の吸収が認められ、シリカ微
粒子の表面に感光性基が導入付与されていることを確認
した。

【００９６】２．パターンニングガラス基板上に、感光性樹脂組成物を塗布し、８０℃の
オーブンで３０分間乾燥して厚さ０．６μｍの膜を得
た。次いで、２５０Ｗの超高圧水銀灯を有する露光装置
（ミカサ（株）製，マスクアライナーＭ２Ｌ型露光装
置）を用い、テストマスクを介して露光エネルギー３０
ｍＪ／ｃｍ²で露光した。露光した後、旭サナック
（株）製，エアレス塗装機ライトベア３０（ＡＰ１６２
８）を用いて、感光層に対して垂直方向に水を噴射し、
５秒間水現像した。水の吐出圧力は７５０Ｎ／ｃｍ²，
ノズルと感光層との距離（垂直方向）は１００ｍｍであ
った。このようにして周期２０μｍ、厚さ０．６μｍの
回折格子を得た。

【００９７】３．回折効率の測定得られた回折格子に、ヘリウム・ネオンレーザー光（波
長６３３ｎｍ）を垂直に入射させて回折効率を測定した
ところ、１次回折効率は３１％であった。

【００９８】得られた回折格子は、１次回折効率の測定
値が、理論値（３４％）とほぼ一致し、良好な光学特性
を有していた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に格子が形成された光学素子であ
って、前記格子が感光性有機重合体と無機微粒子とで構
成された複合材料で形成されている回折光学素子。
【請求項２】無機微粒子が、感光性基及び反応性基か
ら選択された少なくとも１種の官能基を有する請求項１
記載の回折光学素子。
【請求項３】無機微粒子の平均粒子径が２〜１０００
ｎｍである請求項１記載の回折光学素子。
【請求項４】無機微粒子の割合が、固形分換算で、感
光性有機重合体及び無機微粒子の総量の３０〜９５重量
％である請求項１記載の回折光学素子。
【請求項５】無機微粒子の割合が、感光性有機重合体
１重量部に対して０．５〜２０重量部である請求項１記
載の回折光学素子。
【請求項６】基板上に、感光性有機重合体と無機微粒
子とで構成された感光層を形成し、パターン露光し、現
像して格子を形成する回折光学素子の製造方法。