JP2007121507A - 光学部材及び光学部材の製法 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム薄膜やアルミニウムの微細構造を有する光学部材を提供する。真空プロセスを用いずとも良質なアルミニウム薄膜やアルミニウムの微細構造を簡便に作製することができる光学部材の製法を提供する。
【解決手段】アラン−アミン錯体と有機溶媒とを含む組成物を基板上に塗布し、次いで酸素のない且つ水素が存在する雰囲気（還元雰囲気）中で１００℃以上に加熱するか、又はレーザー光源による光を照射して、アルミニウム薄膜からなる周期構造を形成して、一の偏光を反射し、他の偏光を透過する反射性偏光子などの光学部材を得る。
【選択図】なし。

Description

本発明は光学部材及び光学部材の製法に関する。詳しくは、アルミニウム薄膜やアルミニウムの微細構造を有する光学部材及び、真空プロセスを用いずとも良質なアルミニウム薄膜やアルミニウムの微細構造を簡便に作製することができる光学部材の製法に関する。

光反射防止、赤外線遮断、偏光制御、光線反射などの機能を付与するために、回折格子、レンズ、光学フィルターなどの光学部材の表面に薄膜を設けることがある。
例えば、特許文献１には、貴金属ナノロッド、有機金属化合物、溶媒、および粘度調製剤を含有する薄膜形成用処理剤をガラス、或いはセラミック、或いは金属等の基板表面に塗布、乾燥し、焼成することで貴金属ナノロッドを凝集させることなく固定した金属酸化物薄膜を基板表面に形成して光学フィルターを得ることが開示されている。

特許文献２には、ＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンビーム蒸着法、イオンビームスパッタ法による薄膜形成方法、又は有機シリコン、有機アルミニウム、有機チタニウムの何れか１つの有機金属化合物の塗工膜を加水分解する酸化膜形成法によって形成された薄膜を有する光学素子が開示されている。特許文献１及び特許文献２に開示された光学部材は金属酸化物の薄膜が形成されているものである。
光学部材表面に金属膜を形成するために、従来は、ＣＶＤ法、スパッタ蒸着法などの真空ドライプロセスが用いられている。しかし、ドライプロセスによる製膜は真空設備などの装置が必要である。

特開２００５−１２６３１０号公報 特開２０００−１４７２３３号公報

本発明の目的は、アルミニウム薄膜やアルミニウムの微細構造を有する光学部材を提供することにある。
本発明の別の目的は、真空プロセスを用いずとも良質なアルミニウム薄膜やアルミニウムの微細構造を簡便に作製することができる光学部材の製法を提供することにある。

本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、アミン化合物と水素化アルミニウムとの錯体の有機溶媒溶液を基板上に塗布し、次いで熱処理又は光照射してアルミニウム薄膜を形成することによって、アルミニウム金属膜の形成された光学部材が容易に得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

かくして本発明によれば
（１）アミン化合物と水素化アルミニウムとの錯体を含む組成物を熱処理および／または光照射して形成されたアルミニウム薄膜を有する光学部材。
（２）透明な基板上に微細構造を有する前記アルミニウム薄膜が設けられている前記の光学部材。
（３）前記微細構造が周期構造である前記の光学部材。
（４）周期構造の周期の平均長さが５０μｍ以下である前記の光学部材。
（５）周期構造の周期の平均長さが５μｍ以下である前記の光学部材。
（６）周期構造の周期の平均長さが０．５μｍ以下である前記の光学部材。
（７）一の偏光を反射し、他の偏光を透過する反射性偏光子である、前記の光学部材。
が提供される。
また、本発明によれば、
（８）アミン化合物と水素化アルミニウムとの錯体および有機溶媒を含む組成物を基板上に塗布し、次いで熱処理および／または光照射してアルミニウム薄膜を形成することを含む光学部材の製法。及び／又は
（９）アルミニウム薄膜をエッチングして微細構造を形成することをさらに含む前記の光学部材の製法。提供される。

本発明の光学部材の製法によれば、真空プロセスを用いずとも良質なアルミニウム薄膜やアルミニウムの微細構造を作製することができるので、金属膜の形成された光学部材を簡便に得ることができる。
本発明の光学部材は、微細な構造のアルミニウム金属薄膜が形成されているので、偏光分離素子（反射性偏光子）、光学フィルターなどとして好適に用いられる。

本発明の光学部材はアルミニウム薄膜を有するものである。
このアルミニウム薄膜を形成するために用いる組成物は、アミン化合物と水素化アルミニウムとの錯体（以下、「アラン−アミン錯体」ということがある。）を含むものである。

水素化アルミニウム（慣用名：アラン）は、化学式ＡｌＨ_３で表される化合物である。
アラン−アミン錯体は、Ｊ．Ｋ．Ｒｕｆｆら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，８２巻，２１４１ページ，１９６０年、Ｇ．Ｗ．Ｆｒａｓｅｒら、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，３７４２ページ，１９６３年、Ｊ．Ｌ．Ａｔｗｏｏｄら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１３巻，８１８３ページ，１９９１年等の方法に準じて合成できる。

該錯体を構成するアミン化合物は下記式（１）で表される。
Ｒ^１Ｒ^２Ｒ^３Ｎ ・・・（１）
（ここで、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、環式アルキル基またはアリール基である。）
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基などが挙げられる。アルケニル基としては、メタアリル基などが挙げられる。アルキニル基としてはフェニルエチニル基などが挙げられる。環式アルキル基としてはシクロプロピル基などが挙げられる。アリール基としてはフェニル基、ベンジル基などが挙げられる。これらアルキル基、アルケニル基、アルキニル基は直鎖状でもよく環状でもよくまた分岐していてもよい。

アミン化合物の具体例としては、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリ−イソプロピルアミン、トリシクロプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−ｔ−ブチルアミン、トリ−２−メチルブチルアミン、トリ−ｎ−ヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリ（２−エチルヘキシル）アミン、トリオクチルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、ジメチルフェニルアミン、ジエチルフェニルアミン、ジイソブチルフェニルアミン、メチルジフェニルアミン、エチルジフェニルアミン、イソブチルジフェニルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジシクロプロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−ｔ−ブチルアミン、メチルエチルアミン、メチルブチルアミン、ジ−ｎ−ヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジ（２−エチルヘキシル）アミン、ジオクチルアミン、ジフェニルアミン、ジベンジルアミン、メチルフェニルアミン、エチルフェニルアミン、イソブチルフェニルアミン、メチルメタクリルアミン、メチル（フェニルエチニル）アミン、フェニル（フェニルエチニル）アミン、メチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、シクロプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、イソブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、２−メチルブチルアミン、ｎ−ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、２−エチルヘキシルアミン、オクチルアミン、フェニルアミン、ベンジルアミン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔ−ブチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、１，７−ジメチル−１，４，７−トリアザヘプタン、１，７−ジエチル−１，４，７−トリアザヘプタン、トリエチレンテトラアミン、フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルジアミノベンゼン、１−アザ−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、１−アザ−ビシクロ［２．２．２］オクタン（キヌクリジン）、１−アザシクロヘキサン、１−アザ−シクロヘキサン−３−エン、Ｎ−メチル−１−アザシクロヘキサン−３−エン、モルホリン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、ピペラジン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチル−１，３，５−トリアザ−シクロヘキサン等を挙げることができる。これらのアミン化合物は、単独でも、あるいは２種以上の化合物を混合して使用することもできる。

アラン−アミン錯体は有機溶媒に溶解して塗布溶液（組成物）として使用される。使用される有機溶媒としては、アラン−アミン錯体を溶解し且つ該錯体と反応しないものであれば特に限定されない。例えば、ｎ−ペンタン、シクロペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロヘプタン、ｎ−オクタン、シクロオクタン、デカン、シクロデカン、ジシクロペンタジエン水素化物、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒；ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、および塩化メチレン、クロロホルムなどの極性溶媒を用いることができる。これらのうち、アラン−アミン錯体の溶解性と該溶液の安定性の点で炭化水素系溶媒または炭化水素系溶媒とエーテル系溶媒との混合物を用いるのが好ましい。これらの溶媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用することができる。

アラン−アミン錯体の組成物中の濃度は、所望の膜厚に応じて適宜調整することができるが、好ましくは０．１〜５０重量％である。

本発明に用いる組成物には、導電性を付与するために、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニオビウム、チタン、ケイ素、インジウム、錫等の金属または／および半導体の微粒子等を含有させてもよい。また、必要に応じて酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ケイ素などの金属酸化物の微粒子などを含有させてもよい。

本発明に用いる組成物には、基板への濡れ性を良好にし、塗膜のレベリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などを防止するために、必要に応じてフッ素系、シリコーン系、非イオン系界面活性剤を添加することができる。
非イオン系界面活性剤としては、フッ化アルキル基もしくはパーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤、またはオキシアルキル基を有するポリエーテルアルキル系界面活性剤を挙げることができる。

フッ素系界面活性剤としては、Ｃ_９Ｆ_１９ＣＯＮＨＣ_１２Ｈ_２５、Ｃ_８Ｆ_１７ＳＯ_２ＮＨ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_６Ｈ、Ｃ_９Ｆ_１７Ｏ（プルロニックＬ−３５）Ｃ_９Ｆ_１７、Ｃ_９Ｆ_１７Ｏ（プルロニックＰ−８４）Ｃ_９Ｆ_１７などを挙げることができる（ここで、プルロニックＬ−３５は旭電化工業社製、ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロック共重合体、平均分子量１，９００である。プルロニックＰ−８４は旭電化工業社製、ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロック共重合体、平均分子量４，２００である。）。
市販のフッ素系界面活性剤としては、エフトップＥＦ３０１、エフトップＥＦ３０３、エフトップＥＦ３５２（新秋田化成社製）；メガファックＦ１７１、メガファックＦ１７３（大日本インキ社製）；アサヒガードＡＧ７１０（旭硝子社製）；フロラードＦＣ−１７０Ｃ、フロラードＦＣ４３０、フロラードＦＣ４３１（住友スリーエム社製）；サーフロンＳ−３８２、サーフロンＳＣ１０１、サーフロンＳＣ１０２、サーフロンＳＣ１０３、サーフロンＳＣ１０４、サーフロンＳＣ１０５、サーフロンＳＣ１０６（旭硝子社製）；ＢＭ−１０００、ＢＭ−１１００（Ｂ．Ｍ−Ｃｈｅｍｉｅ社製）；Ｓｃｈｓｅｇｏ−Ｆｌｕｏｒ（Ｓｃｈｗｅｇｍａｎｎ社製）などを挙げることができる。

ポリエーテルアルキル系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマーなどを挙げることができる。市販のポリエーテルアルキル系界面活性剤としては、エマルゲン１０５、エマルゲン４３０、エマルゲン８１０、エマルゲン９２０、レオドールＳＰ−４０Ｓ、レオドールＴＷ−Ｌ１２０、エマノール３１９９、エマノール４１１０、エキセルＰ−４０Ｓ、ブリッジ３０、ブリッジ５２、ブリッジ７２、ブリッジ９２、アラッセル２０、エマゾール３２０、ツィーン２０、ツィーン６０、マージ４５（花王社製）；ノニボール５５（三洋化成社製）などを挙げることができる。上記以外の非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリアルキレンオキサイドブロック共重合体などがあり、市販品としては、ケミスタット２５００（三洋化成工業社製）；ＳＮ−ＥＸ９２２８（サンノプコ社製）；ノナール５３０（東邦化学工業社製）などを挙げることができる。

本発明では、前記組成物を基板上に塗布して塗膜を形成する。
基板の材料は特に制限はないが、材料は次工程の熱処理に耐えられるものが好ましい。また光が透過する程度の透明性があることが好ましい。基板の材料としては、ガラス、金属、プラスチック、セラミックスなどを挙げることができ、ガラスとしては石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、鉛ガラスが使用でき、金属としては金、銀、銅、ニッケル、シリコン、アルミニウム、鉄の他ステンレス鋼などが使用できる、プラスチックとしては、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、シクロオレフィンポリマー等を挙げることができる。
基板の形状として、通常、板状、フィルム形状などが挙げられるが、特に制限されない。塗膜を形成する部分は平面であってもよく段差のある非平面でもよく、その形態は特に限定されるものではない。

回折格子や、グリッド偏光子として用いる場合には、基板の主面に互いに平行な微細な溝が複数形成されていてもよい。溝の周期は、回折格子、グリッド偏光子として機能するものであれば、特に制限されない。グリッド偏光子として機能させるためには溝の一周期の長さを光の波長よりも短くすればよい。

基板は、アルミニウム薄膜との密着性を良好にするために、下地層が形成されていてもよい。下地層としては、Ｔｉ原子若しくはＰｄ原子を含有する有機金属化合物又はＡｌ原子を含有する有機金属化合物（アミン−アラン錯体を除く）の溶液（以下、下地層溶液という。）を塗布して得られる膜が好適である。

Ｔｉ原子を含む有機金属化合物としては、チタニウムメトキシド、チタニウムエトキシド、チタニウム−ｎ−プロポキシド、チタニウム−ｎ−ノニルオキシド、チタニウムステアリルオキシド、チタニウムイソプロポキシド、チタニウム−ｎ−ブトキシド、チタニウムイソブトキシド、チタニウム−ｔ−ブトキシド、チタニウムテトラキス（ビス−２，２−（アリルオキシメチル）ブトキシド、チタニウムトリイソステアロイルイソプロポキシド、チタニウムトリメチルシロキシド、チタニウム−２−エチルヘキソキシド、チタニウムメタクリレートトリイソプロポキシド、（２−メタクリルオキシエトキシ）トリイソプロポキシチタネート、チタニウムメトキシプロポキシド、チタニウムフェノキシド、チタニウムメチルフェノキシド、ポリ（ジブチルチタネート）、ポリ（オクチレングリコールチタネート）、チタニウムビス（トリエタノールアミン）ジイソプロポキシド、チタニウムトリス（ドデシルベンゼンスルホネート）イソプロポキシド、チタニウムトリメタクリレートメトキシエトキシエトキシド、チタニウムトリス（ジオクチルピロホスフェート）イソプロポキシド、チタニウムラクテートなどのチタニウムアルコシド；テトラキス（ジメチルアミノ）チタニウム、テトラキス（ジエチルアミノ）チタニウムなどのアミノ基を含有するチタニウム化合物；

チタニウムビス（エチルアセトアセテート）ジイソプロポキシド、トリス（２，２，６，６−テトラメチルー３，５−ヘプタンジオネート）チタニウム、チタニウムオキシドビス（ペンタンジオネート）、チタニウムオキシド（テトラメチルヘプタンジオネート）、チタニウムメタクリルオキシアセトアセテートトリイソプロポキシド、チタニウムジ−ｎ−ブトキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタニウムジイソプロポキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタニウムジイソプロポキシドビス（テトラメチルヘプタンジオネート）、チタニウムジイソプロポキシドビス（エチルアセトアセテート）、ジ（ｉｓｏ−プロポキシド）ビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）チタニウム、チタニウムアリルアセトアセテートトリイソプロポキシドなどのβ−ジケトンとのチタニウム錯体；

チタノセンジクロライド、（トリメチル）ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム、ジメチルビス（ｔ−ブチルシクロペンタジエニル）チタニウムなどのシクロペンタジエニル基を含有するチタニウム化合物；インデニルチタニウムトリクロライド、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリクロライド、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリメトキシド、トリクロロトリス（テトラヒドロフラン）チタネート、テトラクロロビス（テトラヒドロフラン）チタニウム、チタニウムクロライドトリイソプロポキシド、チタニウムイオダイドトリイソプロポキシド、チタニウムジクロライドジエトキシド、ジクロロビス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート）チタニウム、テトラクロロビス（シクロヘキシルメルカプト）チタニウム、塩化チタニウムなどのハロゲン原子を含有するチタニウム化合物；などを挙げることができる。

Ｐｄ原子を含む有機金属化合物としては、塩化パラジウム、アリルパラジウムクロライド、ジクロロビス（アセトニトリル）パラジウム、ジクロロビス（ベンゾニトリル）パラジウムなどのハロゲン原子を有するパラジウム錯体；パラジウムアセテートなどのアセテート類；パラジウム２，４−ペンタンジオネート、パラジウムヘキサフルオロペンタンジオネートなどのβ−ジケトンとのパラジウム錯体；ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウムなどの共役カルボニル基を有する化合物とのパラジウム錯体；ビス［１，２−ビス（ジフェニルホスフイノ）エタン］パラジウム、ビス（トリフェニルホスフイン）パラジウムクロライド、ビス（トリフェニルホスフイン）パラジウムアセテート、ジアセテートビス（トリフェニルホスフイン）パラジウム、ジクロロ［１，２−ビス（ジフェニルホスフイン）エタン］パラジウム、トランス−ジクロロビス（トリシクロヘキシルホスフイン）パラジウム、トランス−ジクロロビス（トリフェニルホスフイン）パラジウム、トランス−ジクロロビス（トリ−ｏ−トリルホスフイン）パラジウム、テトラキス（トリフェニルホスフイン）パラジウムなどのホスフイン系Ｐｄ錯体；などを挙げることができる。

Ａｌ原子を含む有機金属化合物（アミン−アラン錯体を除く）としては、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウム−ｎ−ブトキシド、アルミニウム−ｓ−ブトキシド、アルミニウム−ｔ−ブトキシド、アルミニウムエトキシエトキシエトキシド、アルミニウムフェノキシド、アルミニウムラクテートの如きアルミニウムアルコキシド；アルミニウムアセテート、アルミニウムアクリレート、アルミウムメタクリレート、アルミニウムシクロヘキサンブチレートの如きアルミニウムアルキレート；アルミニウム−２，４−ペンタンジオネート、アルミニウムヘキサフルオロペンタンジオネート、アルミニウム−２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート、アルミニウム−ｓ−ブトキシドビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムジ−ｓ−ブトキシドエチルアセトアセテート、アルミニウムジイソプロポキシドエチルアセトアセテートの如きβ−ジケトンとのアルミニウム錯体などが挙げられる。

下地層溶液に用いられる溶媒としては、例えば、水、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホアミド、γ−ブチロラクトンなどの非プロトン性極性溶媒を挙げることができる。これら溶媒は、単独でまたは水との混合溶剤として用いることができる。

下地層溶液の基板への塗布は、後述する組成物の塗布方法と同様の方法で行うことができる。塗膜（下地層）の厚みは、溶媒除去後の膜厚として０．００１〜１０μｍが好ましく、０．００５〜１μｍがさらに好ましい。厚すぎると膜の平坦性が得られ難く、薄すぎると基板または接する膜との密着性に劣ることがある。下地層は上記溶液を塗布したのち乾燥して溶媒を除去することによって形成される。

基板上に組成物を塗布する方法は特に限定されず、スピンコート、ディップコート、カーテンコート、ロールコート、スプレーコート、インクジェット、印刷法などにより実施することができる。塗布は１回で、または複数回、重ね塗りすることもできる。好適なアルミニウム薄膜の厚みは、この塗布方法、及び固形分濃度に依存して調整できる。通常、膜厚として０．０１〜１００μｍが好ましく、０．０５〜１０μｍであるのがさらに好ましい。厚すぎると膜の平坦性が得られ難く、薄すぎると基板または接する膜との密着性に劣ることがある。

次に前記組成物の塗膜を熱処理および／または光照射する。熱処理又は光照射することによって金属膜を形成することができる。熱処理では、その温度を１００℃以上とするのが好ましく、１５０℃〜５００℃とするのがさらに好ましい。熱処理時間は３０秒間〜１２０分間程度である。また、熱処理する時の雰囲気はできる限り酸素のない且つ水素が存在する雰囲気（還元雰囲気）中で行うことが好ましい。なお、水素が存在する雰囲気にするために、水素は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスと混合して供給してもよい。

光照射処理では、例えば、低圧あるいは高圧の水銀ランプ、重水素ランプあるいはアルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガスの放電光の他、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらのうちレーザー光源による光が好ましい。光源の出力は、通常１０〜５０００Ｗ、好ましくは１００〜１０００Ｗである。照射する光の波長は特に限定されないが、通常１７０ｎｍ〜６００ｎｍである。これらの光照射時の温度は通常室温〜２００℃である。また光照射に際しては、特定部位のみを照射するためにマスクを介して照射してもよい。

アルミニウム薄膜は、空気中に放置すると容易に酸化され表面に酸化アルミニウム層が形成される。この酸化を防ぐために、不活性ガス雰囲気下でアルミニウム薄膜を形成した後、不活性ガス雰囲気下で保護膜を形成するのが好ましい。この保護膜は、アルミニウム薄膜の酸化を防ぐことができるものであれば特に制限されず、例えば金属膜や、有機ポリマー膜が好ましいものとして挙げられる。

金属膜は、例えば、前記下地層の形成のために使われるＴｉ原子又はＰｄ原子を含有する有機金属化合物を塗布し、乾燥し、次いで上記同様に加熱又は光照射することによって得られる。

また、有機ポリマー膜は、有機ポリマーの溶液を塗布し、次いで、例えば５０〜２００℃の温度で乾燥することによって形成できる。この有機ポリマー溶液に用いられるポリマーとしては、例えば、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート等のポリア（メタ）クリレート；ポリスチレン、ポリブテン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリブタジエン等のホモポリマーまたはコポリマーを用いることができる。これらポリマー溶液に用いる溶媒は、ポリマーを溶解する溶媒であれば何れの溶媒も使用することができる。
保護膜は、溶媒除去後の厚さとして、好ましくは０．００１〜１０μｍ、より好ましくは０．０１〜１μｍである。厚すぎると膜の平坦性が得られ難く、薄すぎると基板または接する膜との密着性に劣ることがある。

本発明の光学部材に有するアルミニウム薄膜は、金属であるアルミニウムを含有する薄膜である。膜厚は通常、０．０１〜１００μｍである。
アルミニウム薄膜は、広面積の膜として光学部材に有していてもよいし、狭幅のテープ状の膜として光学部材に有していてもよい。

本発明の好適な光学部材は、アルミニウム薄膜からなる微細構造を有している。すなわち、本発明の好適な光学部材は透明な基板上に微細構造を有する前記アルミニウム薄膜が設けられている。微細構造とは、ミクロンオーダー、ナノオーダー又はそれ以下のオーダーの大きさの構造をいう。微細構造としては、モスアイ、ホログラムなどの、光の干渉等が生じる構造を挙げることができる。

本発明の好適な光学部材として、前記微細構造が周期構造のものが挙げられる。周期構造とは、同じ形状のものが周期的に繰り返される構造のものであり、例えば、非常に細い溝又は畝が平行に同間隔で複数形成された構造などが挙げられる。
周期構造の周期の平均長さは、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、０．５μｍ以下である。

本発明の光学部材を、図面を参照しながら、より具体的に説明する。図１は本発明の光学部材の一態様例である反射性偏光子を示すものである。図１の光学部材は、基板３１０の上に、狭幅のテープ状のアルミニウム薄膜３１１が形成されている。アルミニウム薄膜の幅は、光の波長よりも短く、好ましくは２０ｎｍ〜２００ｎｍであり、高さ（厚み）は、好ましくは２０ｎｍ〜２００ｎｍである。テープ状のアルミニウム薄膜の長さは、光の波長よりも長くなっている。
アルミニウム薄膜間には空間３１２が形成されている。空間の幅は、好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍである。空間３１２は、通常、空気で満たされているが、シリカエアロゲルのような低屈折率の物質で満たされていてもよい。

このアルミニウム薄膜は、前述のように、アラン−アミン錯体と有機溶媒とを含む組成物を基板上に塗布し、次いで熱処理及び／又は光照射することによって得られたものである。アルミニウム薄膜を、微細構造にするために、例えば、基板表面に、アラン−アミン錯体と有機溶媒とを含む組成物をはじく部分を形成して、その部分に組成物の塗膜が形成されないようにし、所望部分だけに塗膜を形成し、次いで熱処理及び／又は光照射して、アルミニウム薄膜を所望部分だけに形成させる。撥水部分は、例えば、ヘキサメチルシラザン、前記フッ素系界面活性剤等を含有する溶液を該当する部分のみに塗布した後、１００〜５００℃で焼成することによって形成される。

また、微細構造は、アルミニウム薄膜上に公知のフォトリソグラフィー法でパターニングされたレジストを形成させ、さらにエッチング処理することでアルミニウム薄膜にレジストパターンを転写することで得ることができる。また逆に、フォトリソ法でパターニングしたレジストで、塗膜を形成したくない部分をカバーし、又はマスキングテープを用いて塗膜を形成したくない部分をカバーし、次いで前記組成物を塗布して、加熱又は光照射して、アルミニウム薄膜を形成し、最後にレジストまたはマスキングテープを剥離することによっても得られる。

図１に示した反射性偏光子は、アルミニウム薄膜の長手方向に平行な方向の直線偏光を反射し、長手方向に直角な方向の直線偏光を透過する性質を有している。この性質を利用して、光学フィルター、ハーフミラーの用途に適用できる。また液晶表示装置のバックライトと液晶セルとの間に図１に示す反射性偏光子を配置すると、バックライトから入射された光の内、アルミニウム薄膜の長手方向に平行な方向の直線偏光は反射性偏光子によって反射され、長手方向に直角な方向の直線偏光は反射性偏光子を透過する。反射された偏光はバックライトに戻り、バックライト背面の反射板によって反射される。反射板で反射された光は自然光に近い光になっており、前記と同様に反射性偏光子に入射され、それによって、一方の直線偏光は反射され、もう一方の直線偏光は透過する。このようにして、バックライトの光源で発した光のうち、一方の偏光が、反射性偏光子で反射され、繰り返し入射するので、光の再利用が行われる。これによって、反射性偏光子を透過する直線偏光の量が増える。

通常の吸収型偏光子では、入射した光のうち、一方の直線偏光は透過するが、もう一方の直線偏光は吸収されてしまい、再利用されないでので、本発明の反射性偏光子を用いると、液晶表示画面の輝度が大幅に高くなる。

以下に実施例、比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、部及び％は特に断りのない限り重量基準である。

（製造例）アラン−アミン錯体
トリエチルアミン２０部のエチルエーテル溶液に、５倍モルの塩化水素ガスをバブリングし反応させた。沈殿した塩をフィルターで濾別し、エチルエーテルで洗浄し、乾燥させトリエチルアミン塩酸塩を得た。トリエチルアミン塩酸塩１４部をテトラヒドロフランに溶解した。この溶液を、リチウムアルミニウムハイドライド３．８部のエチルエーテル懸濁液中に、窒素雰囲気下室温で、１時間かけて滴下した。滴下終了後更に６時間室温で反応させた。反応溶液を０．２μｍのメンブレンフイルターで濾過し、濾液を窒素雰囲気下で濃縮した。濃縮中に析出した塩を０．２μｍのメンブレンフイルターで濾別した。更にトルエンを添加し、溶媒を窒素雰囲気下で飛散させ濃縮し、濃縮中に析出した塩を再度０．２μｍのメンブレンフイルターで濾過・精製し、反応生成物のトルエン溶液を得た。

得られた反応生成物のＫＢｒ法によるＩＲスペクトルは、１７１０ｃｍ^−１にν（Ａｌ−Ｈ）、７６０ｃｍ^−１にν（Ａｌ≡Ｈ３）およびν（Ｎ−Ａｌ−Ｈ）および４７０ｃｍ^−１にν（Ｎ−Ａｌ−Ｎ）に吸収ピークがあらわれ、反応生成物がアラン−トリエチルアミン錯体であることを示した。また、反応生成物のＮＭＲスペクトル（測定溶媒：重ベンゼン（Ｃ６Ｄ６））は、４．１ｐｐｍにＡｌＨ_３のプロトンの吸収、１．５および３．８ｐｐｍにＣ_２Ｈ_５Ｎ基のメチルおよびメチレンプロトンの吸収を示し、得られた反応生成物がアラン−トリエチルアミン錯体であることを示した。

（実施例１）
ガラス基板をチタニウムビス（エチルアセトアセテート）ジイソプロポキシドの１％トルエン溶液に１時間浸漬した後１００℃で３０分間および３００℃で３０分間乾燥させ親水性基板を作製した。
この親水性基板上に窒素雰囲気中でアラン−トリエチルアミン錯体１０ｇをトルエン４５ｇとテトラヒドロフラン４５ｇとの混合溶媒に溶解した溶液を１，０００ｒｐｍでスピンコートを行ない、次いで直ちに１１０℃でプレベーク処理を行ない溶媒を除去し、アラン−トリエチルアミン錯体を主成分とする塗膜を形成した。この塗膜を窒素雰囲気中でさらに２５０℃で３０分間および３５０℃で３０分間加熱することにより熱分解を行なったところ、ガラス基板上に金属光沢を有する膜が形成された。この基板上の膜の膜厚をαｓｔｅｐ（Ｔｅｎｃｈｏｒ社製）で測定したところ１００ｎｍであった。この膜をＥＳＣＡで測定した所、７３．５ｅＶにＡｌ２ｐのアルミニウムに帰属されるピークが観察された。

次に上記アルミニウム薄膜の上に電子線描画用感光材料（レジスト）をスピンコートにて塗布し、電子線描画装置にてレジスト面中央部６ｍｍ×６ｍｍの領域に、間隔２００ｎｍ、線幅１００ｎｍの平行線を描画した。描画されたフォトレジストを現像液で約３分間現像し、洗浄し、次いで窒素ブロアー、スピンナー回転にて乾燥することにより、平行線が等間隔で配列したフォトレジストパターンを形成した。ドライエッチング装置にてエッチングし、フォトレジストパターンをアルミニウム薄膜に転写した。アッシング装置にてレジストを洗浄し、線幅１００ｎｍ、高さ１００ｎｍのアルミニウム平行線が間隔２００ｎｍで配列した微細構造を形成した。

アルミニウム微細構造が形成された面とは反対側の面には、反射防止膜としてＭｇＦ_２膜、ＳｉＯ_２膜及びＴｉＯ_２膜を複数積層した薄膜を形成した。
分光光度計を用いて、この反射性偏光子に波長４３０ｎｍ、５３０ｎｍ及び６３０ｎｍの直線偏光を基板に垂直に照射したときの透過率、および偏光子の平行線に対して垂直に斜め５°傾けた方向から直線偏光を照射したときの反射率を測定した。なお、偏光方向が偏光子の平行線に平行になるように直線偏光を入射したときと、垂直になるように直線偏光を入射したときとで、それぞれ透過率及び反射率を求めた。またコントラストは、（線に垂直な偏光の透過率）／（線に平行な偏光の透過率）で定義される値である。

表１に示すように、本発明の光学部材は、４３０ｎｍ、５３０ｎｍ及び６３０ｎｍのいずれの波長においても、アルミニウム薄膜の線に平行な方向の直線偏光を反射し、垂直な方向の直線偏光を透過することがわかる。

本発明の光学部材の一態様例である反射性偏光子を示すものである。

符号の説明

３１０：基板
３１１：アルミニウム薄膜
３１２：空間

Claims (9)

1. アミン化合物と水素化アルミニウムとの錯体を含む組成物を熱処理および／または光照射して形成されたアルミニウム薄膜を有する光学部材。
2. 透明な基板上に微細構造を有する前記アルミニウム薄膜が設けられている請求項１に記載の光学部材。
3. 前記微細構造が周期構造である請求項２に記載の光学部材。
4. 周期構造の周期の平均長さが５０μｍ以下である請求項３に記載の光学部材。
5. 周期構造の周期の平均長さが５μｍ以下である請求項３に記載の光学部材。
6. 周期構造の周期の平均長さが０．５μｍ以下である請求項３に記載の光学部材。
7. 一の偏光を反射し、他の偏光を透過する反射性偏光子である、請求項１〜６のいずれかに記載の光学部材。
8. アミン化合物と水素化アルミニウムとの錯体および有機溶媒を含む組成物を基板上に塗布し、次いで熱処理および／または光照射してアルミニウム薄膜を形成することを含む光学部材の製法。
9. アルミニウム薄膜をエッチングして微細構造を形成することをさらに含む請求項８に記載した光学部材の製法。

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