JP4184706B2

JP4184706B2 - Method for manufacturing antireflection film

Info

Publication number: JP4184706B2
Application number: JP2002128788A
Authority: JP
Inventors: 寧大林
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003322702A

Description

【０００１】
本発明は、反射防止膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空間光変調素子（ＳＬＭ）は優れた光制御デバイスであり、例えば、光情報処理やコンピュータ合成ホログラム、プロジェクター等の様々な用途に用いられている。このような空間光変調素子の中でも、いわゆるポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）層を備えた空間光変調素子は、光導電層、誘電体ミラー、ポリマー分散液晶層等を２枚の透明電極で挟んだ平板構造を有している。
【０００３】
このタイプの空間光変調素子は、小型の液晶パネルやＣＲＴからの入力画像（アドレス光）を一方の透明電極の側から照射して光導電層に結像すると、像の明暗に応じて液晶にかかる電圧が変化し、他方の透明電極の側から照射された読み出し光の散乱度（あるいは透明度）が制御されるため、反射された読み出し光をレンズで拡大投写すれば入力画像に対応した大画面画像を得ることができる。そして、このタイプの空間光変調素子は、偏光板が不要なため読み出し光の光利用効率が高く、明るい投写画像を得ることができる。
【０００４】
このような空間光変調素子に備えられる透明電極の光学特性を向上させることは、鮮明な画像或いは光情報処理を高速且つ精度よく行う上で重要である。
【０００５】
例えば、透明電極の光透過率を変化させるための技術としては、実公平７−２５８７号公報に、ガラス基板上に透明導電膜であるＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide、In₂O₃-SnO₂化合物）膜（以下、「ＩＴＯ膜」という）を高周波イオンプレーティング法により成膜する際に、原料ガスとともに酸素ガスを導入しながら成膜することにより、赤外線遮蔽特性に優れた窓ガラス得ることを意図した方法が開示されている。
【０００６】
また、特公平５−７８１６０号公報に、基板上に透明導電膜を形成し、次いで該透明導電膜上にスパッタリング法によって酸化物誘電体膜を形成した後、得られる積層体を酸素を含むプラズマ中で熱処理することにより、均質な積層体（「酸化物誘電体膜付透明電極膜付基板」と記載）を得ることを意図した方法が開示されている。
【０００７】
更に、特公平５−４０９６５号公報には、透明導電膜を熱処理する際、熱処理中の透明導電膜の抵抗値の変化を該膜に非接触でモニタすることにより、該透明導電膜の抵抗値を所望の値に調節した透明導電膜を再現性よく得ることを意図した透明導電膜の製造方法が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の空間光変調素子は、利用できる読み出し光の波長領域が構成要素である透明電極の光透過特性に制限されてしまい、特に赤外領域の波長を有する光を読み出し光として利用できないという問題があった。そのため、従来の空間光変調素子は適応可能な用途が制限されるという問題があった。
【０００９】
また、読み出し光として赤外領域の波長を有する光を積極的に利用することを意図した空間光変調素子の検討はこれまでに行われてこなかった。
【００１０】
なお、本明細書において、「赤外領域の波長を有する光」とは、波長が、９００〜２０００ｎｍである光をいう。また、以下必要に応じて「赤外領域の波長を有する光」を「赤外光」又は「赤外線」という。
【００１１】
本発明者らは、上述した実公平７−２５８７号公報の窓ガラスの製造方法の場合、ITO膜の赤外光の吸収を積極的に利用して赤外光を遮蔽する観点から酸素ガスを導入してITO膜を作成しているが、赤外光を読み出し光として利用することを意図してITO膜の赤外光の吸収をできるだけ低く抑えようとすると、この方法の場合には成膜時に導入する酸素ガス流量を更に増やす必要があり、このような流量の大きな条件で酸素ガスを流しながら成膜すると、成膜時の真空度の低下を招き、成膜が不可能になり、赤外光の透過率の高いＩＴＯ膜を得ることができなくなることを見出した。
【００１２】
また、本発明者らは、特公平５−７８１６０号公報に記載の方法により得られる積層体を空間光変調素子の透明電極として使用し、かつ、読み出し光として赤外光を採用した場合、酸素を含むプラズマ中で熱処理しているため、膜（得られる積層体）やガラス基板がプラズマによりスパッタされてその表面が荒れてしまうという問題があり赤外領域の波長を有する光を利用するには未だ不十分であることを見出した。
【００１３】
また、このように表面が荒れてしまうと、この密封用積層体を用いて空間光変調素子を構成した場合、光が散乱する要因となる。更に、この場合には、酸素を含むプラズマ中で熱処理するため、プラズマ発生源が必要となり装置が高価、よって製造コストも高くなるという問題があった。
【００１４】
更に、本発明者らは、特公平５−４０９６５号公報に記載の方法により得られる透明導電膜であっても、これを空間光変調素子の読み出し光を受光する側の透明電極として使用し、かつ、読み出し光として赤外光を採用した場合、透明導電膜の抵抗値と光透過率との相関に着目しただけでは電極としての充分な導電率を保持しつつ膜に入射する赤外光の反射及び膜中の吸収を充分に低減した設計をすることが困難であり、充分な光学特性及び電気特性を得ることができず未だ不十分であるということを見出した。
【００１５】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、赤外光に対する高い透過率を有する反射防止膜の製造方法並びにこれにより得られる反射防止膜、この反射防止膜を備え読み出し光として赤外光を採用することのできる空間光変調素子及びこれを備えた空間光変調装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、酸化剤を含む気体中で透明導電膜を熱処理すると赤外光に対する透過率が向上する一方で膜の電気抵抗が増大してしまうが、透明導電膜上に該透明導電膜と異なる屈折率を有する誘電体からなる膜を少なくとも１つ形成して積層体とした後であれば、上記の雰囲気中であっても特定の温度範囲で熱処理を行うことにより、熱処理後に得られる積層体について、以下の特性を得ることができることを見出した。
【００１７】
すなわち、積層体とした後に特定の温度範囲で熱処理を行うことにより、積層体の導電率を空間光変調素子の透明電極として使用するに充分に足る水準に保持することができると同時にその赤外光に対する吸収率を充分に低減し赤外光の透過率を向上させることができることを見出した。
【００１８】
そして更に、本発明者らは、上記積層体を構成する各層の種類、数、組み合せ、光学的膜厚（光路長）を調節して赤外光に対する反射防止機能を付与することにより、熱処理後に得られる積層体の赤外光の反射率を充分に低減し、赤外光の透過率を、読み出し光として赤外光を採用するに足る水準にまで更に向上させることができることを見出し、本発明に到達した。
【００１９】
すなわち、本発明は、読み出し光に赤外光を用いる空間光変調素子の読み出し光側の透明電極として使用される、反射防止機能を有する反射防止膜の製造方法であって、
金属酸化物を含有しており光透過性及び導電性を有する透明導電層と、光透過性及び該透明導電層と異なる屈折率を有しかつ該透明導電層に隣接して配置される少なくとも１つの誘電体層と、を含む積層体を、透明基板上に形成する積層体形成工程と、
積層体形成工程において得られる積層体を、酸化剤を含む気体中、３００℃以上で６００℃以下の所定の熱処理温度に保持して熱処理する熱処理工程と、
を含むこと、を特徴とする反射防止膜の製造方法を提供する。
【００２０】
ここで、本発明の反射防止膜の製造方法において、熱処理工程における「酸化剤を含む気体」とは、プラズマ状態の気体（成分気体を構成する分子が原子化し、更にその原子がイオンと電子に電離した荷電粒子を含む気体であり、電気的中性条件を満たす荷電粒子系）ではなく、いわゆる中性気体（例えば、空気等の気体）である。
【００２１】
上記本発明の反射防止膜は、赤外光の反射率及び吸収率が充分に低減されており優れた赤外光透過率を有している。そのため、本発明の反射防止膜は、空間光変調素子の読み出し光側の透明電極として使用した場合、読み出し光として赤外光を採用することができ、特に、いわゆる１３００ｎｍ帯及び１５００ｎｍ帯の通信波長領域の赤外光を採用することができる。
【００２２】
本発明者らは、上述の熱処理工程により反射防止膜の赤外透過率を向上させることができるのは、金属酸化物を含有する透明導電層が空気などの酸化剤を含む気体中において加熱されると、金属酸化物の酸化が適度に促進されるためであると考えている。
【００２３】
すなわち、透明導電層を構成する金属酸化物（例えば、酸化インジウムと酸化スズの混合物等）は金属に対して若干酸素が不足した酸素欠損を有する構造を有しており、この酸素欠損を有する構造、つまり、酸素と化合していない一部の金属の金属的な振る舞いが電気伝導に寄与しており、上記の積層体の状態で透明導電層が加熱されることによって、金属酸化物の酸化が適度に進行し、透明電極としての電気伝導性を確保しつつ赤外光の吸収率を低減し赤外光の透過率を向上させることが可能となると考えている。
【００２４】
また、本発明においては、積層体形成工程において透明基板上に積層体を形成した後に熱処理工程において上述の条件のもとで熱処理を行う。例えば、透明基板上に透明導電層のみを形成し、次いで、上述の条件のもとで熱処理を行い、熱処理後の透明導電層上に誘電体層を形成した場合には、誘電体層を形成する際に、真空中で加熱を受けることによって透明導電層が還元され、金属酸化物から再度酸素が抜けてしまい、赤外光の吸収率が増大し、赤外光の透過率が低下してしまう。
【００２５】
更に、本発明において、透明導電層上に誘電体層を形成しても、熱処理工程において透明導電層の金属酸化物の酸化を進行させることができるのは、酸素等の酸化剤が誘電体層を透過することが可能であることや、積層体の側面には、透明導電層の側面が外部に露出した部分があり、熱処理工程中にこの部分から酸素等の酸化剤が充分に透明導電層内に供給されると考えられる。
【００２６】
また、積層体を構成する透明導電層及び誘電体層の種類、数、組み合せ、光学的膜厚を調節して反射防止膜を光学的に設計することにより、透明導電層のみで反射防止膜を設計するよりも容易かつ確実に赤外光に対する反射防止機能を付与することができ、赤外光の透過率も向上させることができる。
【００２７】
更に、積層体形成工程において、透明基板上に積層体を形成する場合、積層体に反射防止機能を備えることが可能であれば、透明基板に対する透明導電層と誘電体層との配置位置は特に限定されない。なお、本発明の反射防止膜を空間光変調素子の読み出し光側の透明電極として使用する場合には、空間光変調素子の液晶層に対して透明導電層が最も近い位置に配置される条件で積層体を形成することが好ましい。これにより、空間光変調素子の２つの透明電極間に印加する電力を低減することができる。
【００２８】
また、本発明の場合、熱処理工程はプラズマ処理のように熱処理のための複雑な装置構成が不要なため、製造工程もシンプルに構成することができ、低コストで反射防止膜を容易に製造することができる。
【００２９】
更に、本発明にかかる熱処理工程において、熱処理温度が３００℃未満となると、充分な赤外光の透過率を得ることができなくなる。また、熱処理温度が高くなり過ぎると、反射防止膜にクラック、剥がれなどのダメージが生じたり、反射防止膜の電気抵抗が大きくなるため、熱処理温度は６００℃以下であることが好ましい。
【００３０】
また、本発明は、利用するべき光に対する反射防止機能を有する反射防止膜であって、上述の本発明の製造方法により形成されること、を特徴とする反射防止膜を提供する。
【００３１】
このように、前述した本発明の製造方法を用いることにより、赤外光に対する高い透過率を有する反射防止膜を構成することができる。
【００３２】
更に、本発明は、膜状の形状を有しかつ光透過性を有する第１の透明電極と、膜状の形状を有しかつ光透過性を有しており、第１の透明電極に対向配置される第２の透明電極と、
第１の透明電極と第２の透明電極との間に所定の電圧を印加する電圧印加部と、
第１の透明電極と第２の透明電極との間に配置されており、第１の透明電極を介して外部から照射される読み出し光を受光する読み出し光受光面と該読み出し光受光面から入射する読み出し光を出射する光出射面とを有し、かつ、電圧印加部により印加される印加電圧により配向状態を変化させる液晶分子を含有する液晶層と、
液晶層と第２の透明電極との間に配置されており、液晶層の光出射面から出射される読み出し光を液晶層の読み出し光受光面に向けて反射する誘電体ミラー層と、
誘電体ミラー層と第２の透明電極との間に配置されており、第２の透明電極を介して照射されるアドレス光を受光するアドレス光受光面を有し、アドレス光が照射された部位の電気抵抗が可逆的に変化可能な光導電層と、
を有しており、
第１の透明電極が上述の本発明の反射防止膜であること、
を特徴とする空間光変調素子を提供する。
【００３３】
このように、前述した本発明の反射防止膜を読み出し光側に配置される透明電極として搭載することにより、読み出し光として赤外光を採用することのできる空間光変調素子を構成することができる。より具体的には、例えば、いわゆる１３００ｎｍ帯、１５００ｎｍ帯の通信波長領域の赤外光を読み出し光として採用することのできる空間光変調素子を構成することができる。
【００３４】
また、本発明の空間光変調素子は、１３００ｎｍ帯、１５００ｎｍ帯の通信波長領域の赤外光用の光分岐回路及びインターコネクションなどの用途に使用することができる。更に、本発明の空間光変調素子は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザなど１０６０ｎｍ帯の波長領域のレーザを用いたレーザ加工において、ビームの波面整形にも適用できると考えられる。
【００３５】
更に、本発明は、上述の本発明の空間光変調素子と、読み出し光を発生する読み出し用光源と、アドレス光を発生するアドレス用光源と、を有しており、読み出し光の波長が９００〜２０００ｎｍであること、を特徴とする空間光変調装置を提供する。
【００３６】
このように、前述した本発明の空間光変調素子を用いることにより、読み出し光として赤外光を採用することのできる空間光変調装置を構成することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３８】
図１は、本発明の空間光変調装置の好適な一実施形態の基本構成を示す模式断面図である。また、図２は、図１に示した空間光変調装置の空間光変調素子に搭載される本発明の反射防止膜の好適な一実施形態の基本構成を示す模式断面図である。
【００３９】
図１に示す空間光変調装置１００は、主として、空間光変調素子１と、読み出し光を発生する読み出し用光源（図示せず）と、アドレス光を発生するアドレス用光源（図示せず）と、から構成されている。そして、この空間光変調装置１００は、読み出し用光源から空間光変調素子１へ向けて出力される読み出し光Ｌ１の波長が９００〜２０００ｎｍに設定されている。
【００４０】
読み出し用光源としては、例えば、半導体レーザまたはNd:YAGレーザが挙げられる。そして、これから出力されるアドレス光をコリメートレンズ等の光学系（図示せず）を用いて平行光として使用する。
【００４１】
アドレス用光源としては、例えば、発振波長６６０ｎｍのシングルモード赤色半導体レーザが挙げられる。そして、これから出力されるアドレス光をコリメートレンズ等の光学系（図示せず）を用いて平行光として使用する。
【００４２】
図１に示す空間光変調素子１は、主として、第１の透明電極２０と、第１の透明電極２０に対向配置される第２の透明電極１３と、第１の透明電極２０と第２の透明電極１３との間に所定の電圧を印加する電圧印加部３０と、第１の透明電極と第２の透明電極との間に配置されており液晶分子を含有する液晶層１７と、液晶層１７と第２の透明電極１３との間に配置される誘電体ミラー層１０と、誘電体ミラー層１０と第２の透明電極１３との間に配置される光導電層１２と、液晶層１７と第１の透明電極２０との間に配置される第１の配向層１８と、液晶層１７と誘電体ミラー層１０との間に配置される第２の配向層１６と、光導電層１２と誘電体ミラー層１０との間に配置される光遮蔽層１１とから構成されている。
【００４３】
以下、第１の透明電極２０について説明する。第１の透明電極２０は、膜状の形状を有し電極として使用可能な範囲の電気抵抗を有する。また、第１の透明電極２０は、上述の波長範囲を有する読み出し光（赤外光）Ｌ１に対する優れた反射防止機能を有する反射防止膜であり、読み出し光Ｌ１の吸収率も充分に低減されており、読み出し光Ｌ１の高い透過率を有している。
【００４４】
図２に示すように、第１の透明電極２０は、液晶層１７に最も近い位置に配置される透明導電層２２及び該透明導電層２２に隣接して配置される誘電体層２４からなる積層体２１と、積層体２１の読み出し光Ｌ１の入射側の面に隣接して配置される透明基板２６と、透明基板２６の読み出し光Ｌ１の入射側の面に隣接して配置される誘電体層２８と、誘電体層２８の読み出し光Ｌ１の入射側の面に隣接して配置される誘電体層２９とから構成されている。
【００４５】
図２に示す第１の透明電極２０は、赤外光の反射率と赤外光の吸収率を充分に低減して高い赤外光の透過率を確保し、かつ、電極として機能し得る導電率を確保する観点から、上述した積層体２１を構成する各層及びそれ以外の各層について、各層の構成材料の種類、層の数、各層の組み合せ、各層の光学的膜厚が調節され光学的に設計されており、後述する製造方法により製造されている。
【００４６】
図２に示す第１の透明電極２０の場合、積層体２１を構成する透明導電層２２は酸化スズと酸化インジウムとを含む層であり、好ましくはＩＴＯ膜からなる層であり、光透過性及び導電性を有する。ＩＴＯ膜の場合、ＩＴＯ膜を構成するＩｎ₂Ｏ₃とＳｎＯ₂との割合は所望の赤外光の透過率、導電率及び膜の機械的強度を満足できるものであれば特に限定されず、例えば、Ｉｎ₂Ｏ₃が９５質量％、ＳｎＯ₂が５質量％であってもよい。
【００４７】
また、図２に示す第１の透明電極２０の場合、積層体２１を構成する誘電体層２４はＡｌ₂Ｏ₃からなる層であり、光透過性及び透明導電層２２と異なる屈折率を有している。更にこの場合、透明基板２６は合成石英ガラスからなる基板である。
【００４８】
更に、図２に示す第１の透明電極２０の場合、先に述べたように透明基板２６の積層体２１の形成されている側と反対側の面にも２つの誘電体層２８及び誘電体層２９が更に形成されており、透明基板２６における読み出し光Ｌ１の反射防止がより確実に図られている。誘電体層２８はＡｌ₂Ｏ₃からなる層であり、光透過性及び透明導電層２２と異なる屈折率を有している。誘電体層２９はＭｇＦ₂からなる層であり、光透過性及び透明導電層２２と異なる屈折率を有している。
【００４９】
例えば、波長が１５５０ｎｍの読み出し光Ｌ１が第１の透明電極２０に垂直入射すると仮定した場合、例えば、上述の積層体２１については、透明導電層２２（屈折率ｎ＝１.６９）の光学的膜厚ｎｄ＝１２０ｎｍ、誘電体層２４（屈折率ｎ＝１.６１）の光学的膜厚ｎｄ＝５１０ｎｍ、その他の層については、誘電体層２８（屈折率ｎ＝１.６１）の光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ（＝１５５０ｎｍ／４）、誘電体層２９（屈折率ｎ＝１.３７）の光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ、と設定すると読み出し光Ｌ１の反射率を理論上０．１％以下に低減することができる。
【００５０】
なお、上記各層の屈折率は、波長が１５５０ｎｍの読み出し光を照射する場合に仮定した値である。また、透明基板２６（屈折率ｎ＝１.４４）は、その厚さ（５ｍｍ）が干渉効果の起こる上記の各層の厚さに比べてはるかに大きいため、空気と同じように媒質として取り扱わる。
【００５１】
次に、第２の透明電極１３について説明する。第２の透明電極１３は、膜状の形状を有し、アドレス光Ｌ２に対する光透過性を有しかつ導電性を有している。第２の透明電極１３としては、アドレス光Ｌ２を透過できるものであれば特に限定されない。例えば、フッ素ドープＳｎＯ₂コート膜、ＩＴＯコート膜、ＺｎＯ：Ａｌコート膜等が挙げられる。
【００５２】
図１に示すように、第２の透明電極１３のアドレス光Ｌ２を受光するためのアドレス光受光面には透明基板１４が配置されている。この透明基板１４としては、アドレス光Ｌ２を透過できるものであれば特に限定されない。例えば、透明なガラス基板等が挙げられる。なお、光を透過するものであれば材質はガラスでなくてもよく、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルやポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン等の透明プラスチックシート或いは透明プラスチック板、無機物透明結晶体などでもよい。
【００５３】
また、図１に示すように、透明基板１４のアドレス光Ｌ２を受光するための受光面には、アドレス光Ｌ２の反射を防止するための誘電体層１５が配置されている。誘電体層１５としては、例えば、先に述べた誘電体層２８及び誘電体層２９と同様の構成を有するもの等が挙げられる。また、アドレス光Ｌ２の反射を防止するために誘電体層１５を設けずに透明基板１４のアドレス光受光面を適当に荒らすなどしてもよい。
【００５４】
電圧印加部３０は、第１の透明電極及び第２の透明電極のそれぞれに電気的に接続されており、第１の透明電極と第２の透明電極との間に所定の電圧（例えば交流電圧）を印加する。電圧印加部３０の構成は第１の透明電極と第２の透明電極との間に所定の電圧を印加できるものであれば特に限定されない。
【００５５】
液晶層１７は、第１の透明電極２０を介して読み出し用光源から照射される読み出し光Ｌ１を受光する受光面と該受光面から入射する読み出し光を出射する光出射面とを有し、かつ、電圧印加部３０により印加される印加電圧により配向状態を変化させる液晶分子を含有する層である。この液晶層１７は、液晶分子が読み出し光に対する光透過性を有する分散媒中に分散されている。
【００５６】
そして、液晶分子の常光屈折率と分散媒の屈折率とが一致するように選択されている。この液晶分子は、電圧印加部３０から電圧が印加されない場合には透明基板１４と略平行となるようにホモジニアス配向されており、読み出し光Ｌ１を散乱する。また、電圧印加部３０から電圧が印加される場合には、液晶層１７内部に形成される電界により液晶分子がこの電界方向に配列し、その配向方向が上記の方向から傾く。このとき液晶分子の常光屈折率と分散媒の屈折率とが一致するように選択されているので、液晶層１７の受光面に略垂直に入射した読み出し光Ｌ１は液晶分子と分散媒の界面で反射することなく透過することができる。
【００５７】
液晶層１７に含有される液晶分子は、特に限定されるものではないが、ネマティック液晶分子、コレステリック液晶分子及びスメクティック液晶分子が好ましい。その中でも、ネマティック液晶分子がより好ましく、特に正の誘電異方性を有するネマティック液晶分子が更に好ましい。また、分散媒としては、その分散媒の屈折率と液晶分子の常光屈折率が整合するように選択された材料であればよく、無機材料であっても有機材料であってもよい。
【００５８】
また、液晶層１７は所定の層厚を保持するために、スペーサＳを外周部に配置している。スペーサＳとしては、例えば、樹脂製スペーサ、プラスチックビーズやセラミック製スペーサ、シリカビーズ等を用いることができる。
【００５９】
次に、第１の配向層１８及び第２の配向層について説明する。第１の配向層１８及び第２の配向層は、それぞれ高分子材料から構成されており、液晶層１７の液晶分子を一定方向に並べるための層である。そのため、第１の配向層１８及び第２の配向層には、液晶分子を一定方向に並べるための溝（図示せず）がそれぞれ形成されている。第１の配向層１８及び第２の配向層を構成する高分子材料としては、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
【００６０】
誘電体ミラー層１０は、液晶層の光出射面から出射される読み出し光を該光出射面に向けて反射するための層である。この誘電体ミラー層１０は、読み出し光Ｌ１の波長に対応する所定の波長域の光を反射させるように、例えば、高屈折率材料としてのＴｉＯ₂と低屈折率材料としてのＳｉＯ₂が、スパッタ法または蒸着法により交互に積層された状態で構成されている。
【００６１】
光導電層１２は、第２の透明電極１３を介してアドレス用光源から照射されるアドレス光Ｌ２を受光するアドレス光受光面を有し、アドレス光Ｌ２が照射された部位の結晶構造が可逆的に変化し、電気抵抗（インピーダンス）が可逆的に変化する層である。すなわち、光導電層１２は、アドレス光Ｌ２の明暗に対応して電気抵抗（インピーダンス）が変化して導電性を示す光導電性を有する。光導電層１２は、例えば、アモルファスシリコン等により形成される。
【００６２】
光遮蔽層１１は、読み出し光Ｌ１が誘電体ミラー層１０を透過して光導電層１２に到達することを防止し、第１の透明電極２０と第２の透明電極１３との間の領域を光学的に２つの領域に分離するための層である。
【００６３】
次に、図２に示した第１の透明電極（反射防止膜）２０の製造方法の好適な一実施形態について説明する。反射防止膜の製造方法は、主として、透明導電層２２と誘電体層２４からなる積層体２１を透明基板２６上に形成する積層体形成工程と、積層体形成工程において得られる積層体を、酸化剤を含む気体中、３００℃以上の所定の熱処理温度に保持して熱処理する熱処理工程とから構成されている。ここで、第１の透明電極２０は、上記２つの工程を経て製造さればよく、上記工程以外の製造条件は特に限定されず、公知の薄膜製造技術により製造することができる。
。
【００６４】
先ず、積層体形成工程において、所定の大きさを有する透明基板２６を用意するか又は公知のガラス製造技術により作製し、蒸着法、スパッタ法などの公知の薄膜技術により透明基板２６上に誘電体層２４を形成し、更に誘電体層２４上に透明導電層２２を形成する。このとき、透明基板２６、誘電体層２４及び透明導電層２２のそれぞれの厚さは上述の光学的な設計条件を満たす大きさに調節する。
【００６５】
また、このとき透明基板２６の積層体２１の形成されていない側の面にも、蒸着法、スパッタ法などの公知の薄膜技術により誘電体層２８及び誘電体層２９を順次形成する。
【００６６】
次に、熱処理工程において、積層体形成工程において得られる透明基板２６に積層体２１、誘電体層２８及び誘電体層２９が一体化されたものを、酸化剤を含む気体中、上記の熱処理温度で熱処理する。酸化剤を含む気体としては、取り扱い易さの観点からは酸化剤として酸素を含む気体が好ましく、空気がより好ましい。
【００６７】
熱処理温度は、先にも述べたように３００℃以上であり、３００〜６００℃であることが好ましく、４００〜６００℃であることがより好ましく、４５０〜５５０℃であることが更に好ましい。
【００６８】
なお、熱処理温度を考慮した保持時間の条件は、熱処理温度が３００℃以上４００℃未満の場合、保持時間は８時間以上であることが好ましい。この場合、保持時間が８時間未満であると、透明電極（反射防止膜）として充分な赤外光の透過率を得ることができなくなる傾向が大きくなる。これにより得られる第１透明電極２０を備えた空間光変調素子１は、波長が１０００ｎｍ帯の固体レーザのレーザビームの制御用に使用した場合に吸収損失の許容度を２％以内に抑制することができる。
【００６９】
また、熱処理温度が４００℃以上５００℃未満の場合にも、保持時間は８時間以上であることが好ましい。これにより得られる第１透明電極２０を備えた空間光変調素子１は、波長が１５００ｎｍ帯（通信波長領域）の読み出し光Ｌ１を使用した場合に吸収損失の許容度を４％以内に抑制することができる。
【００７０】
熱処理温度が５００℃以上の場合、保持時間は２時間以上であることが好ましい。これにより得られる第１透明電極２０を備えた空間光変調素子１は波長が１５００ｎｍ帯（通信波長領域）の読み出し光Ｌ１を使用した場合に吸収損失の許容度を２％以内に抑制することができる。
【００７１】
また、透明電極（反射防止膜）として充分な赤外光の透過率を得ることと、透明電極として充分な導電率を得る観点から、空気以外の酸素を含む気体を使用する場合、酸素分圧は２００〜２１５ｈＰａであることが好ましい。
【００７２】
熱処理工程において、積層体形成工程において得られる透明基板２６に積層体２１、誘電体層２８及び誘電体層２９が一体化されたもの（以下、「ブロック１」という）の温度を、例えば室温などの所定の温度から熱処理温度にまで昇温する際の昇温速度は基板２６からの上記の各層の剥離や各層のひび割れの発生などのダメージを回避できるのであれば特に限定されず、例えば、１００℃／ｈとしてもよい。
また、熱処理工程において、所定の熱処理温度で所定の保持時間熱処理した後、得られるブロック１を例えば室温などの所定の温度にまで降温する場合の降温速度も基板２６からの上記の各層の剥離や各層のひび割れの発生などのダメージを回避できるのであれば特に限定されず、例えば、５０℃／ｈとしてもよい。
【００７３】
上述のようにして第１の透明電極２０を作製した後、公知の薄膜製造技術により透明基板１４上に第２の透明電極２、光導電層１２、光遮蔽層１１、誘電体ミラー層１０を形成する。更に、公知の薄膜製造技術により透明基板１４の裏面に誘電体層１５を形成する。なお、透明基板１４に第２の透明電極２、光導電層１２、光遮蔽層１１、誘電体ミラー層１０及び誘電体層１５が一体化されたものを以下「ブロック２」という。
【００７４】
次に、公知のプラスチック成形技術等によりスペーサＳ、配向層１６及び配向層１８を形成する。このとき配向層の液晶に接触する面には、液晶分子を一定方向に配列させるための微細な溝を形成する。
【００７５】
次に、ブロック１、ブロック２、スペーサＳ、配向層１６及び配向層１８を張り合わせる。次に、スペーサＳ、配向層１６及び配向層１８により形成される空間に、液晶分子を分散させた液晶の液を注入しこの液で空間が満たされた後、注入口を封止する。これにより、図２に示す空間光変調素子１が完成する。
【００７６】
次に、空間光変調素子１を、読み出し用光源、アドレス用光源、その他必要に応じて備えられる光学系が配置されたハウジングなどの筐体の所定の位置に配置し、空間光変調装置１００が完成する。
【００７７】
次に、図１に示す空間光変調装置１００及び空間光変調素子１の動作について説明する。
まず、電圧印加部３０から第１の透明電極２０と第２の透明電極１３との間に３Ｖ程度の交流電圧を印加する。このとき、アドレス光Ｌ２が照射されない場合は、光導電層１２の電気抵抗（インピーダンス）が大きいので液晶層１７には一定量のわずかな電圧しかかからず、液晶層１７の液晶分子は変化しない。
【００７８】
一方、アドレス用光源からアドレス光Ｌ２を出力した場合、そのアドレス光Ｌ２が透明基板１４を透過して光導電層１２に入射すると、入射した部位の光導電層１２の電気抵抗（インピーダンス）が低下し、これに対応する液晶層１７の部位に電圧がかかって液晶分子が傾く。このようにして、液晶層１７の各部位での屈折率がアドレス光Ｌ２の強度に対応して変化し、アドレス光Ｌ２のパターンに対応した屈折率分布が液晶層１７内に形成される。
【００７９】
この状態で、読み出し用光源から読み出し光Ｌ１を出力した場合、読み出し光Ｌ１が液晶層１７を透過するとアドレス光Ｌ２に対応した屈折率分布を有する部位で位相が変調され、位相が変調された光は、誘電体ミラー層１０で反射され反射光Ｌ１０として空間光変調素子１の外部に出射される。このようにして、液晶層１７の屈折率の変化によって、誘電体ミラー層１０からの読み出し光Ｌ１の反射光Ｌ１０が変化し位相変調された画像として出力される。
【００８０】
空間光変調素子１によって変調された書き込み光Ｌ２の信号画像情報は、変調画像として読み出し光Ｌ１の反射光Ｌ１０により読み出され、ハーフミラー等の光学系（図示せず）によって所定の方向へ反射されて出力される。
【００８１】
以下、本発明の反射防止膜の好適な一実施形態について説明する。図３は、本発明の反射防止膜の好適な一実施形態の基本構成を示す模式断面図であり、図１及び図２に示した第１の透明電極（反射防止膜）２０とは別の実施形態を示す。
【００８２】
以下、反射防止膜２０Ａについて説明する。図３に示す反射防止膜２０Ａは、膜状の形状を有し電極として使用可能な範囲の電気抵抗を有する。また、反射防止膜２０Ａは、先に述べた波長範囲を有する読み出し光（赤外光）Ｌ１に対する優れた反射防止機能を有する反射防止膜であり、読み出し光Ｌ１の吸収率も充分に低減されており、読み出し光Ｌ１の高い透過率を有している。
なお、図３に示す反射防止膜２０Ａは、図１及び図２に示した第１の透明電極（反射防止膜）２０のように空間光変調装置を構成するための電極として使用されるものではなく、入射光Ｌ１Ａと反対側に存在する媒質が空気である場合に適用されるものである。
【００８３】
図３に示すように、反射防止膜２０Ａは、空気の層に最も近い位置に配置される誘電体層２４Ａ、誘電体層２４Ａに隣接して配置される誘電体層２４Ｂ及び誘電体層２４Ｂに隣接して配置される透明導電層２２からなる積層体２１Ａと、積層体２１Ａの入射光Ｌ１Ａの入射側の面に隣接して配置される透明基板２６Ａと、透明基板２６Ａの入射光Ｌ１Ａの入射側の面に隣接して配置される誘電体層２８と、誘電体層２８の入射光Ｌ１Ａの入射側の面に隣接して配置される誘電体層２９とから構成されている。
【００８４】
図３に示す反射防止膜２０Ａは、赤外光の反射率と赤外光の吸収率を充分に低減して高い赤外光の透過率を確保し、かつ、電極として機能し得る導電率を確保する観点から、上述した積層体２１Ａを構成する各層及びそれ以外の各層について、各層の構成材料の種類、層の数、各層の組み合せ、各層の光学的膜厚が調節され光学的に設計されており、上述した製造方法と同様の製造方法により製造されている。
【００８５】
図３に示す反射防止膜２０Ａの場合、積層体２１Ａを構成する透明導電層２２は図２に示した第１の透明電極２０の透明導電層２２と同様に酸化スズと酸化インジウムとを含む層であり、好ましくはＩＴＯ膜からなる層であり、光透過性及び導電性を有する。ＩＴＯ膜の場合、ＩＴＯ膜を構成するＩｎ₂Ｏ₃とＳｎＯ₂との割合は所望の赤外光の透過率、導電率及び膜の機械的強度を満足できるものであれば特に限定されず、例えば、Ｉｎ₂Ｏ₃が９５質量％、ＳｎＯ₂が５質量％であってもよい。
【００８６】
また、図３に示す反射防止膜２０Ａの場合、積層体２１Ａを構成する誘電体層２４ＡはＭｇＦ₂からなる層であり、光透過性及び透明導電層２２と異なる屈折率を有している。更に、この場合、積層体２１Ａを構成する誘電体層２４ＢはＨｆＯ₂からなる層であり、光透過性及び透明導電層２２と異なる屈折率を有している。
また、図３に示す反射防止膜２０Ａの場合、透明基板２６Ａはホウ酸系ガラス（例えば、商品名：「ＢＫ７」，SCHOTT社製）からなる基板である。また、図３に示す反射防止膜２０Ａは、図２に示した第１の透明電極２０と同様の誘電体層２８及び誘電体層２９を有している。
【００８７】
例えば、波長が１５５０ｎｍの読み出し光Ｌ１Ａが反射防止膜２０Ａに垂直入射すると仮定した場合、例えば、積層体２１Ａについては、誘電体層２４Ａ（屈折率ｎ＝１.３７）の光学的膜厚ｎｄ＝３５０ｎｍ、誘電体層２４Ｂ（屈折率ｎ＝１.９０）の光学的膜厚ｎｄ＝３５０ｎｍ、透明導電層２２（屈折率ｎ＝１.６９）の光学的膜厚ｎｄ＝３５０ｎｍ、その他の層については、透明基板２６Ａ（屈折率ｎ＝１.５０）の厚さ＝２ｍｍ、誘電体層２８（屈折率ｎ＝１.６１）の光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ、誘電体層２９（屈折率ｎ＝１.６１）の光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ、と設定すると読み出し光Ｌ１Ａの反射率を理論上約０．２％以下に低減することができる。なお、上記各層の屈折率は、波長が１５５０ｎｍの読み出し光を照射する場合に仮定した値である。
【００８８】
この反射防止膜２０Ａも先に述べた第１の透明電極２０と同様の製造方法により製造することができる。
【００８９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００９０】
例えば、本発明の反射防止膜の構成は上記実施形態に限定されない。例えば、上記の実施形態においては、第１の透明電極２０の積層体２１が透明導電層２２の他に１又は２つの誘電体層により構成される場合について説明したが、本発明の反射防止膜における積層体２１の構成は上記実施形態に限定されず、例えば、３つ以上の誘電体層と１つの透明導電層を用いて積層体を光学的に設計し構成してもよい。
【００９１】
また、上記実施形態においては、透明導電層２２としてＩＴＯ膜からなる層を好ましく備えた場合について説明したが、透明導電層を構成材料となる金属酸化物は、上述の本発明の製造方法に従って製造された場合に、利用するべき光に対する光透過性と電気伝導性を有する材料であれば特に限定されず、例えは、ＺｎＯ系透明導電膜を使用してもよい。
【００９２】
更に、上記実施形態においては、積層体を構成する誘電体層２４として、Ａｌ₂Ｏ₃からなる層を備えた場合について説明したが、誘電体層を構成材料となる金属酸化物は、上述の本発明の製造方法に従って製造された場合に、利用するべき光（特に９００〜２０００ｎｍの波長領域の光）に対する光透過性を有する材料であり、反射防止効果を得るために適した屈折率を有する材料であれば特に限定されないが、上記の利用するべき光に対する光透過性を有し、容易に入手可能であり、かつ、光学薄膜とした場合に優れた安定性、耐久性を有する信頼性の高い材料であることが好ましい。
【００９３】
例えば、高い屈折率を有する材料としては、例えば、ＨｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂が挙げられる。また、低い屈折率を有する材料としては、例えば、ＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂が挙げられる。更に、上記の高屈折率材料と低屈折率材料との間の中間的な屈折率を有する材料としては、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯが挙げられる。
【００９４】
また、本発明の反射防止膜において積層体に反射防止機能を備えることが可能であれば、透明基板に対する透明導電層と誘電体層との配置位置は特に限定されない。
【００９７】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明について更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００９８】
（実施例１）
以下に示す手順により、図２に示した第１の透明電極（反射防止膜）２０と同様の構成を有する第１の透明電極を作製した。なお、説明の便宜上、図２に示した第１の透明電極２０の構成要素と同じ符号を使用して説明する。
【００９９】
先ず、真空蒸着法により、透明基板２６（合成石英ガラス基板、３０ｍｍ×３５ｍｍ、基板の厚さ＝５ｍｍ，屈折率ｎ＝１.４４）上に、誘電体層２４（Ａｌ₂Ｏ₃からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝５１０ｎｍ，屈折率ｎ＝１.６１）、透明導電層２２｛ＩＴＯ膜（Ｉｎ₂Ｏ₃：９５質量％，ＳｎＯ₂：５質量％），光学的膜厚ｎｄ＝１２０ｎｍ，屈折率ｎ＝１.６９｝を順次形成した。
【０１００】
次いで、透明基板２６の裏面に、誘電体層２８（Ａｌ₂Ｏ₃からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ，屈折率ｎ＝１.６１）、誘電体層２９（ＭｇＦ₂からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ，屈折率ｎ＝１.３７）を順次形成した（積層体形成工程）。なお、上記各層の屈折率は、波長が１５５０ｎｍの読み出し光を照射する場合に仮定した値である。
【０１０１】
この積層体形成工程において得られたブロック１を、大気中において昇温速度１００℃／ｈで室温から昇温し、熱処理温度３００℃で８時間保持した。その後、ブロック１を降温速度５０℃／ｈで室温まで降温し、第１の透明電極２０を得た（熱処理工程）。
【０１０２】
（実施例２）
積層体形成工程において得られたブロック１を熱処理工程において熱処理する際に、熱処理温度を４００℃とした以外は実施例１と同様にして第１の透明電極２０を作製した。
【０１０３】
（実施例３）
積層体形成工程において得られたブロック１を熱処理工程において熱処理する際に、熱処理温度を５００℃とした以外は実施例１と同様にして第１の透明電極２０を作製した。
【０１０４】
（比較例１）
積層体形成工程において得られたブロック１に熱処理を施さなかったこと以外は実施例１と同様にして透明電極を作製した。
（比較例２）
積層体形成工程において得られたブロック１を熱処理工程において熱処理する際に、熱処理温度を２００℃とした以外は実施例１と同様にして透明電極を作製した。
【０１０５】
［光透過率測定試験１］
実施例１の透明電極２０を空間光変調素子の読み出し光側の透明電極として搭載させた場合の光透過率を測定するために、実施例１の透明電極２０を用いて図４に示す空間光変調素子を模した光学素子を構成した。
【０１０６】
図４に示す光学素子は、ホウ酸系ガラス（商品名：「ＢＫ７」、SCHOTT社製，基板の厚さ＝２ｍｍ，屈折率ｎ＝１.５０）からなる透明基板５４上に紫外線硬化接着剤からなる接着層５２（厚さ＝約３０μｍ，屈折率ｎ＝１.５０）を形成し、透明基板５４の裏面に、実施例１と同様の配置条件で誘電体層２８（Ａｌ₂Ｏ₃からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ，屈折率ｎ＝１.６１）、誘電体層２９（ＭｇＦ₂からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ，屈折率ｎ＝１.３７）を順次形成したもの（以下、「ブロック３」という）を作製し、ブロック３の接着層５２と、実施例１の透明電極２０の透明導電層２２とを張り合わせて構成されている。
【０１０７】
なお、上記各層の屈折率は、波長が１５５０ｎｍの読み出し光を照射する場合に仮定した値である。また、透明基板５４（屈折率ｎ＝１.４４）は、その厚さ（２ｍｍ）が干渉効果の起こる上記の各層の厚さに比べてはるかに大きいため、空気と同じように媒質として取り扱わる。更に、接着層５２も、上記の各層の厚さに比べてはるかに大きな厚さを有しており、干渉効果による反射防止効果には寄与していないと考えられるので、透明基板５４同様、空気と同じように媒質として扱われる。
【０１０８】
ブロック３の透明基板５４と接着層５２とからなる積層体５０の部分は、図１に示した空間光変調素子１における液晶層１７（波長が１５５０ｎｍの読み出し光を照射する場合の屈折率ｎ＝１.５）を模したものである。これら透明基板５４及び接着層５２からなる仮想の液晶層により、実際に液晶層を備えた空間光変調素子を構成した場合と同様の条件での光透過率を測定することが可能となる。
【０１０９】
次に、実施例１の透明電極２０のかわりに、実施例２及び実施例３の透明電極２０、並びに比較例１の透明電極を用いて同様の光学素子を作製した。
【０１１０】
次に、分光光度計（商品名：「U-3500形自記分光光度計」、日立製作所社製）を使用して、各光学素子の光透過率を測定した。なお、光は、各光学素子の透明電極の側から照射した。その結果を図５に示す。また、各光学素子の光反射率及び光吸収率について、これらの結果を図６及び図７にそれぞれ示す。
【０１１１】
更に、デジタルマルチメータ（商品名：「FLUKE87 TRUE RMS MULTIMETER」、フルーク社製）を使用して、実施例１〜実施例３及び比較例１の透明導電層２２の表面抵抗［Ω／□］を測定した。その結果を表１に示す。ここで、「表面抵抗［Ω／□］」とは、「薄膜ハンドブック（オーム社刊）」ｐ896に記載の「表面抵抗」と同義であり、面状の抵抗体を正方形に切り出して対向する２辺間の抵抗で表わしたものを示す。この表面抵抗は、抵抗分布が一様ならば正方形の寸法に無関係である。
【０１１２】
【表１】

【０１１３】
図５の結果から明らかなように、実施例１〜実施例３の第１の透明電極２０は、優れた赤外光の透過率を有していることが確認された。また、図６及び図７の結果から明らかなように、実施例１〜実施例３の第１の透明電極２０は、光反射率及び光吸収率が充分に低減されていることが確認された。更に、表１の結果より、実施例１〜実施例３の第１の透明電極２０の透明導電層２２は、充分に電極として機能する導電性を有していることが確認された。
【０１１４】
（実施例４）
以下に示す手順により、図３に示した反射防止膜２０Ａと同様の構成を有する反射防止膜を作製した。なお、説明の便宜上、図３に示した反射防止膜２０Ａの構成要素と同じ符号を使用して説明する。
【０１１５】
先ず、真空蒸着法により、透明基板２６Ａ（商品名：「ＢＫ７」、SCHOTT社製，φ３０ｍｍ、基板の厚さ＝２ｍｍ，屈折率ｎ＝１.５０）上に、透明導電層２２｛ＩＴＯ膜（Ｉｎ₂Ｏ₃：９５質量％，ＳｎＯ₂：５質量％），光学的膜厚ｎｄ＝３５０ｎｍ，屈折率ｎ＝１.６９｝、誘電体層２４Ｂ（ＨｆＯ₂からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝３５０ｎｍ，屈折率ｎ＝１.９０）、誘電体層２４Ａ（ＭｇＦ₂からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝３５０ｎｍ，屈折率ｎ＝１.３７）を順次形成した。
【０１１６】
次いで、透明基板２６の裏面に、誘電体層２８（Ａｌ₂Ｏ₃からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ，屈折率ｎ＝１.６１）、誘電体層２９（ＭｇＦ₂からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ，屈折率ｎ＝１.３７）を順次形成した（積層体形成工程）。なお、上記各層の屈折率は、波長が１５５０ｎｍの読み出し光を照射する場合に仮定した値である。
【０１１７】
この積層体形成工程において得られたブロック１を、大気中において昇温速度１００℃／ｈで室温から昇温し、熱処理温度５００℃で８時間保持した。その後、ブロック１を降温速度５０℃／ｈで室温まで降温し、第１の透明電極２０を作製した（熱処理工程）。
【０１１８】
（比較例３）
透明基板２６Ａ上に透明導電層２２を形成した後、透明基板２６の裏面に誘電体層２８及び誘電体層２９を順次形成し、誘電体層２４Ｂ及び誘電体層２４Ａを形成する前に、実施例４と同様の条件で熱処理を行い、次いで、透明導電層２２上に誘電体層２４Ｂ及び誘電体層２４Ａを順次形成した以外は、実施例４と同様にして反射防止膜を作製した。
【０１１９】
（比較例４）
積層体形成工程において得られたブロック１に熱処理を施さなかったこと以外は実施例４と同様にして反射防止膜を作製した。
【０１２０】
［光透過率測定試験２］
先に述べた光透過率測定試験１に使用した分光光度計を使用して、実施例４、比較例３及び比較例４の各反射防止膜の光透過率を測定した。なお、光は、各透明電極の誘電体層２９の側から照射した。その結果を図８に示す。
【０１２１】
図６に示す結果から明らかなように、積層体形成工程において透明基板２６Ａ上に積層体２１Ａを形成した後に熱処理工程において熱処理を行った実施例４の反射防止膜２０Ａは優れた赤外光の透過率を有していることが確認された。また、実施例４の反射防止膜２０Ａの透明導電層２２の表面抵抗を測定したところ、約８３Ω／□となり、十分な導電性を有していることが確認された。
【０１２２】
（比較例５）
透明基板（合成石英ガラス基板、φ２５ｍｍ、基板の厚さ＝１ｍｍ，屈折率ｎ＝１.４４）上に、真空蒸着法により、透明導電層｛ＩＴＯ膜（Ｉｎ₂Ｏ₃：９５質量％，ＳｎＯ₂：５質量％），光学的膜厚ｎｄ＝３５０ｎｍ，屈折率ｎ＝１.６９｝を形成した。
【０１２３】
なお、上記各層の屈折率は、波長が１５５０ｎｍの読み出し光を照射する場合に仮定した値である。次に、この透明基板と透明導電層とが一体化したものに、実施例１と同様の条件で熱処理（熱処理温度：３００℃）を行い透明電極を作製した。
【０１２４】
（比較例６）
透明基板と透明導電層とが一体化したものに、熱処理温度を４００℃とした条件で熱処理を行ったこと以外は比較例５と同様にして透明電極を作製した。
【０１２５】
（比較例７）
透明基板と透明導電層とが一体化したものに、熱処理温度を５００℃とした条件で熱処理を行ったこと以外は比較例５と同様にして透明電極を作製した。
【０１２６】
（比較例８）
透明基板と透明導電層とが一体化したものに、熱処理温度を２００℃とした条件で熱処理を行ったこと以外は比較例５と同様にして透明電極を作製した。
【０１２７】
（比較例９）
透明基板と透明導電層とが一体化したものに、熱処理温度を１００℃とした条件で熱処理を行ったこと以外は比較例５と同様にして透明電極を作製した。
【０１２８】
（比較例１０）
透明基板と透明導電層とが一体化したものに、熱処理を施さなかったこと以外は比較例５と同様にして透明電極を作製した。
【０１２９】
（比較例１１）
比較例７の透明電極に対して、真空中において昇温速度１００℃／ｈで室温から昇温し、熱処理温度３５０℃で４時間保持した。その後、透明電極を降温速度５０℃／ｈで室温まで降温した。
【０１３０】
［光透過率測定試験３］
先に述べた光透過率測定試験１に使用した分光光度計を使用して、比較例５〜比較例１１の各透明電極の光透過率を測定した。なお、光は、各透明電極の透明基板の側から照射した。その結果を図９及び図１０に示す。また、比較例５〜比較例１０の各透明電極の光反射率及び光吸収率の測定結果を図１１及び図１２にそれぞれ示す。
【０１３１】
図５〜図７に示した結果と、図９、図１１及び図１２に示す結果との比較から明らかなように、同様の熱処理条件で熱処理した場合であっても、反射防止膜としての構成を有する実施例１〜実施例３の透明電極の方が、反射防止膜としての構成を有さない比較例５〜比較例７の透明電極よりも優れた赤外光の透過率を有しており、光反射率も充分に低減されていることが確認された。
【０１３２】
また、図１０に示す結果から、比較例７の透明電極だけでなく上述した各実施例の透明電極においても真空中において熱処理を行った場合には赤外光の透過率が著しく低下することが示唆された。
【０１３３】
（実施例５）
図１３に示す反射防止膜２０Ｂを作製した。なお、説明の便宜上、図３に示した反射防止膜２０Ａの構成要素と同じ符号を使用して説明する。図１３に示す反射防止膜２０Ｂは、透明導電層２２、誘電体層２４Ｂ及び誘電体層２４Ａの配置位置を以下に示すようにかえたこと以外は図３に示した反射防止膜２０Ａと同様の構成を有している。
【０１３４】
すなわち、図１３に示す反射防止膜２０Ｂは、透明基板２６Ａ（実施例１の透明基板２６と同じ構成を有するもの）上に、誘電体層２４Ｂ（Ａｌ₂Ｏ₃からなる層、光学的膜厚ｎｄ＝５１０ｎｍ、屈折率ｎ＝１.６１）が形成され、誘電体層２４Ｂ上に誘電体層２４Ａ（ＨｆＯ₂からなる層、光学的膜厚ｎｄ＝７０ｎｍ、屈折率ｎ＝１.９０）が形成され、更に、誘電体層２４Ａ上に透明導電層２２｛ＩＴＯ膜（Ｉｎ₂Ｏ₃：９５質量％，ＳｎＯ₂：５質量％），光学的膜厚ｎｄ＝３５ｎｍ，屈折率ｎ＝１.６９｝が順次形成されている。
【０１３５】
また、透明基板２６Ａの裏面には、誘電体層２８（Ａｌ₂Ｏ₃からなる層、光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ，屈折率ｎ＝１.６１）、誘電体層２９（ＭｇＦ₂からなる層，光学的膜厚ｎｄ＝３８７．５ｎｍ，屈折率ｎ＝１.３７）が順次形成されている。
【０１３６】
上記の構成の反射防止膜２０Ｂを真空蒸法により作製した。この構成により、読み出し光L1の反射率を理論上は約０．２％以下に低減することができる。なお、上記各層の屈折率は、波長が１５５０ｎｍの読み出し光を照射する場合に仮定した値である。
【０１３７】
［光透過率測定試験４］
上記の実施例５の反射防止膜２０Ｂを実施例１の透明電極２０のかわりに搭載したこと以外は図４に示した光学素子と同様の構成を有する光学素子を作製し、先に述べた光透過率測定試験１に使用した分光光度計を使用して、実施例５の反射防止膜２０Ｂを備えた光学素子の光透過率を測定した。なお、光は、透明電極の誘電体層２９の側から照射した。その結果を実施例１の光学素子の結果と合わせて図１４に示す。
【０１３８】
図１４に示す結果から明らかなように、透明導電層２２の厚さをより薄くすることにより、光吸収損失を低減することができ、光透過率をより向上させることができることが確認された。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の反射防止膜の製造方法によれば、赤外光に対する高い透過率を有する反射防止膜を提供することができる。また、この反射防止膜を用いることにより、読み出し光として赤外光を採用することのできる空間光変調素子及びこれを備えた空間光変調装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空間光変調装置の好適な一実施形態の基本構成を示す模式断面図である。
【図２】図１に示した空間光変調装置の空間光変調素子に搭載される本発明の反射防止膜の好適な一実施形態の基本構成を示す模式断面図である。
【図３】本発明の反射防止膜の別の実施形態の基本構成を示す模式断面図である。
【図４】実施例１〜実施例３及び実施例５並びに比較例１の透明電極を備えた光学素子の構成を示す基本構成を示す模式断面図である。
【図５】実施例１〜実施例３並びに比較例１及び比較例２の透明電極を備えた光学素子の光透過率を示すグラフである。
【図６】実施例１〜実施例３並びに比較例１及び比較例２の透明電極を備えた光学素子の光反射率を示すグラフである。
【図７】実施例１〜実施例３並びに比較例１及び比較例２の透明電極を備えた光学素子の光吸収率を示すグラフである。
【図８】実施例４、比較例３及び比較例４の反射防止膜の光透過率を示すグラフである。
【図９】比較例５〜比較例１０の透明電極の光透過率を示すグラフである。
【図１０】比較例７及び比較例１１の透明電極の光透過率を示すグラフである。
【図１１】比較例５〜比較例１０の透明電極の光反射率を示すグラフである。
【図１２】比較例５〜比較例１０の透明電極の光吸収率を示すグラフである。
【図１３】実施例５の反射防止膜の基本構成を示す模式断面図である。
【図１４】実施例１及び実施例５の透明電極を備えた光学素子の光透過率を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・・空間光変調素子、１０・・・誘電体ミラー層、１１・・・光遮蔽層、１２・・・光導電層、１３・・・透明電極、１４・・・透明基板、１５・・・誘電体層、１６・・・配向層、１７・・・液晶層、１８・・・配向層、２０・・・透明電極（反射防止膜）、２０Ａ・・・反射防止膜、２１，２１Ａ・・・積層体、２２・・・透明導電層、２４，２４Ａ，２４Ｂ・・・誘電体層、２６，２６Ａ・・・透明基板、２８・・・誘電体層、２９・・・誘電体層、３０・・・電圧印加部、５２・・・接着層、５４・・・透明基板、１００・・・空間光変調装置、Ｌ１・・・読み出し光、Ｌ２・・・アドレス光、Ｌ１０・・・反射光。[0001]
The present invention relates to a method for manufacturing an antireflection film.
[0002]
[Prior art]
Spatial light modulation elements (SLMs) are excellent light control devices, and are used in various applications such as optical information processing, computer-generated holograms, and projectors. Among such spatial light modulators, a spatial light modulator having a so-called polymer dispersed liquid crystal (PDLC) layer is a flat plate in which a photoconductive layer, a dielectric mirror, a polymer dispersed liquid crystal layer, etc. are sandwiched between two transparent electrodes. It has a structure.
[0003]
This type of spatial light modulation element irradiates an input image (address light) from a small liquid crystal panel or CRT from the side of one transparent electrode and forms an image on the photoconductive layer. Since the voltage changes and the scattering degree (or transparency) of the readout light irradiated from the other transparent electrode side is controlled, a large screen corresponding to the input image can be obtained by enlarging the reflected readout light with a lens. An image can be obtained. Since this type of spatial light modulator does not require a polarizing plate, the light utilization efficiency of the readout light is high and a bright projection image can be obtained.
[0004]
Improving the optical characteristics of the transparent electrode provided in such a spatial light modulator is important for performing a clear image or optical information processing at high speed and with high accuracy.
[0005]
For example, as a technique for changing the light transmittance of the transparent electrode, Japanese Utility Model Publication No. 7-2587 discloses ITO (Indium-Tin-Oxide, In) which is a transparent conductive film on a glass substrate. ₂ O _Three -SnO ₂ Compound) film (hereinafter referred to as “ITO film”) is formed by introducing high-frequency ion plating method while introducing oxygen gas together with source gas, thereby obtaining a window glass having excellent infrared shielding properties. A method intended for is disclosed.
[0006]
In Japanese Patent Publication No. 5-78160, a transparent conductive film is formed on a substrate, and then an oxide dielectric film is formed on the transparent conductive film by a sputtering method. A method intended to obtain a homogeneous laminate (described as “substrate with an oxide dielectric film and a transparent electrode film”) by heat treatment therein is disclosed.
[0007]
Furthermore, in Japanese Patent Publication No. 5-40965, when the transparent conductive film is heat-treated, the resistance value of the transparent conductive film is monitored by monitoring the change in the resistance value of the transparent conductive film during the heat treatment in a non-contact manner. A method for producing a transparent conductive film intended to obtain a transparent conductive film having a value adjusted to a desired value with good reproducibility is disclosed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional spatial light modulator, the wavelength region of the readout light that can be used is limited by the light transmission characteristics of the transparent electrode that is a component, and in particular, light having a wavelength in the infrared region cannot be used as the readout light. There was a problem. For this reason, the conventional spatial light modulation element has a problem that applicable applications are limited.
[0009]
In addition, a spatial light modulator intended to actively use light having a wavelength in the infrared region as readout light has not been studied so far.
[0010]
In this specification, “light having a wavelength in the infrared region” refers to light having a wavelength of 900 to 2000 nm. Further, “light having a wavelength in the infrared region” is hereinafter referred to as “infrared light” or “infrared light” as necessary.
[0011]
In the case of the method for manufacturing a window glass described in the above-mentioned Japanese Utility Model Publication No. 7-2587, the present inventors have used oxygen gas from the viewpoint of shielding infrared light by actively utilizing infrared light absorption of the ITO film. The ITO film has been created by introducing it, but in the case of this method, it is necessary to keep the infrared absorption of the ITO film as low as possible with the intention of using infrared light as readout light. Sometimes it is necessary to further increase the flow rate of oxygen gas to be introduced. If the film is formed with oxygen gas flowing at such a large flow rate, the degree of vacuum at the time of film formation will be reduced, and film formation will become impossible. It has been found that an ITO film having a high external light transmittance cannot be obtained.
[0012]
In addition, when the present inventors use a laminate obtained by the method described in JP-B-5-78160 as a transparent electrode of a spatial light modulation element and adopt infrared light as readout light, oxygen In order to use light having a wavelength in the infrared region, there is a problem that the film (obtained laminate) or glass substrate is sputtered by the plasma and the surface thereof is roughened because the heat treatment is performed in a plasma containing I found that it was still insufficient.
[0013]
In addition, when the surface becomes rough in this way, when a spatial light modulation element is configured using this sealing laminate, light becomes scattered. Further, in this case, since heat treatment is performed in a plasma containing oxygen, there is a problem that a plasma generation source is required, the apparatus is expensive, and the manufacturing cost is increased.
[0014]
Furthermore, the present inventors use even a transparent conductive film obtained by the method described in Japanese Patent Publication No. 5-40965 as a transparent electrode on the side that receives the readout light of the spatial light modulator, In addition, when infrared light is used as readout light, the infrared light incident on the film is maintained while maintaining sufficient conductivity as an electrode only by focusing on the correlation between the resistance value and the light transmittance of the transparent conductive film. It has been found that it is difficult to design with sufficiently reduced reflection and absorption in the film, and sufficient optical and electrical characteristics cannot be obtained, and it is still insufficient.
[0015]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and a method of manufacturing an antireflection film having a high transmittance for infrared light, an antireflection film obtained thereby, and a read equipped with this antireflection film It is an object of the present invention to provide a spatial light modulation element that can adopt infrared light as light and a spatial light modulation device including the same.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have conducted heat treatment on a transparent conductive film in a gas containing an oxidant, which improves the transmittance for infrared light while increasing the electrical resistance of the film. However, if a laminated body is formed by forming at least one film made of a dielectric having a refractive index different from that of the transparent conductive film on the transparent conductive film, a specific material can be used even in the above atmosphere. It has been found that the following properties can be obtained for the laminate obtained after the heat treatment by performing the heat treatment in the temperature range.
[0017]
That is, by conducting a heat treatment in a specific temperature range after forming the laminate, the conductivity of the laminate can be maintained at a level sufficient to be used as a transparent electrode of the spatial light modulator, and at the same time its infrared It has been found that the absorptance to light can be sufficiently reduced and the transmittance of infrared light can be improved.
[0018]
Furthermore, the present inventors have adjusted the type, number, combination, and optical film thickness (optical path length) of each layer constituting the laminate to provide an antireflection function for infrared light, and after heat treatment. The present invention has found that the infrared light reflectance of the obtained laminate can be sufficiently reduced, and the infrared light transmittance can be further improved to a level sufficient to employ infrared light as readout light. Reached.
[0019]
That is, the present invention Used as a transparent electrode on the readout light side of a spatial light modulator using infrared light as readout light, A method of manufacturing an antireflection film having an antireflection function,
A transparent conductive layer containing a metal oxide and having light transmittance and conductivity, and at least one having a light transmission and a refractive index different from that of the transparent conductive layer and disposed adjacent to the transparent conductive layer A laminated body forming step of forming a laminated body including two dielectric layers on a transparent substrate;
The laminate obtained in the laminate formation step is 300 ° C. or higher in a gas containing an oxidizing agent. 600 ℃ or less A heat treatment step of heat-treating at a predetermined heat treatment temperature;
The manufacturing method of the anti-reflective film characterized by including these is provided.
[0020]
Here, in the method for producing an antireflection film of the present invention, the “gas containing an oxidant” in the heat treatment step means a gas in a plasma state (molecules constituting the component gas are atomized, and the atoms are converted into ions and electrons. It is a gas containing ionized charged particles, and is not a charged particle system that satisfies the electrical neutral condition) but a so-called neutral gas (for example, a gas such as air).
[0021]
The antireflection film of the present invention has excellent infrared light transmittance with sufficiently reduced infrared reflectance and absorptivity. Therefore, when the antireflection film of the present invention is used as a transparent electrode on the readout light side of the spatial light modulator, infrared light can be adopted as the readout light, and in particular, the so-called 1300 nm band and 1500 nm band communication wavelengths. Infrared light in the region can be employed.
[0022]
The inventors of the present invention can improve the infrared transmittance of the antireflection film by the above heat treatment step because the transparent conductive layer containing a metal oxide is heated in a gas containing an oxidant such as air. This is considered to be because the oxidation of the metal oxide is moderately promoted.
[0023]
That is, the metal oxide constituting the transparent conductive layer (for example, a mixture of indium oxide and tin oxide) has a structure having an oxygen deficiency in which oxygen is slightly deficient with respect to the metal, and the structure having this oxygen deficiency. In other words, the metallic behavior of some metals that are not combined with oxygen contributes to electrical conduction, and the transparent conductive layer is heated in the state of the above laminate, whereby the oxidation of the metal oxide is performed. It is believed that the process proceeds moderately, and it is possible to reduce infrared light absorption and improve infrared light transmittance while ensuring electrical conductivity as a transparent electrode.
[0024]
Moreover, in this invention, after forming a laminated body on a transparent substrate in a laminated body formation process, it heat-processes on the conditions mentioned above in a heat treatment process. For example, when only a transparent conductive layer is formed on a transparent substrate and then a heat treatment is performed under the above-described conditions, and a dielectric layer is formed on the transparent conductive layer after the heat treatment, a dielectric layer is formed. In doing so, the transparent conductive layer is reduced by being heated in vacuum, oxygen is released again from the metal oxide, the absorption rate of infrared light is increased, and the transmittance of infrared light is decreased. End up.
[0025]
Furthermore, in the present invention, even if the dielectric layer is formed on the transparent conductive layer, the oxidation of the metal oxide of the transparent conductive layer can proceed in the heat treatment process because an oxidizing agent such as oxygen is used in the dielectric layer. The side surface of the laminate has a portion where the side surface of the transparent conductive layer is exposed to the outside, and an oxidizing agent such as oxygen is sufficiently removed from this portion during the heat treatment process. It is thought that it is supplied within.
[0026]
In addition, the antireflection film can be optically designed only by the transparent conductive layer by adjusting the type, number, combination, and optical thickness of the transparent conductive layer and dielectric layer constituting the laminate. The function of preventing reflection of infrared light can be imparted more easily and reliably than designing, and the transmittance of infrared light can also be improved.
[0027]
Furthermore, when forming a laminate on a transparent substrate in the laminate formation step, the arrangement position of the transparent conductive layer and the dielectric layer with respect to the transparent substrate is particularly limited if the laminate can be provided with an antireflection function. It is not limited. When the antireflection film of the present invention is used as a transparent electrode on the readout light side of the spatial light modulation element, the transparent conductive layer is disposed at the closest position to the liquid crystal layer of the spatial light modulation element. It is preferable to form a laminate. Thereby, the electric power applied between the two transparent electrodes of the spatial light modulator can be reduced.
[0028]
Further, in the case of the present invention, since the heat treatment process does not require a complicated apparatus configuration for the heat treatment like plasma treatment, the production process can be simplified, and the antireflection film can be easily produced at low cost. be able to.
[0029]
Furthermore, in the heat treatment step according to the present invention, if the heat treatment temperature is less than 300 ° C., sufficient infrared light transmittance cannot be obtained. Further, if the heat treatment temperature becomes too high, the antireflection film may be damaged, such as cracking or peeling, or the electric resistance of the antireflection film will increase. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 600 ° C. or lower.
[0030]
The present invention also provides an antireflection film having an antireflection function for light to be used, which is formed by the above-described production method of the present invention.
[0031]
Thus, by using the manufacturing method of the present invention described above, an antireflection film having a high transmittance for infrared light can be formed.
[0032]
Furthermore, the present invention provides a first transparent electrode having a film-like shape and light transmittance, and having a film-like shape and light permeability, opposite to the first transparent electrode. A second transparent electrode disposed;
A voltage applying unit that applies a predetermined voltage between the first transparent electrode and the second transparent electrode;
A reading light receiving surface that is arranged between the first transparent electrode and the second transparent electrode and receives reading light emitted from the outside through the first transparent electrode, and is incident from the reading light receiving surface. A liquid crystal layer including a liquid crystal layer that has a light emitting surface that emits readout light and that changes an alignment state by an applied voltage applied by a voltage application unit;
A dielectric mirror layer that is disposed between the liquid crystal layer and the second transparent electrode and reflects the readout light emitted from the light emitting surface of the liquid crystal layer toward the readout light receiving surface of the liquid crystal layer;
A portion that is disposed between the dielectric mirror layer and the second transparent electrode, has an address light receiving surface that receives the address light irradiated through the second transparent electrode, and is irradiated with the address light A photoconductive layer capable of reversibly changing the electrical resistance,
Have
The first transparent electrode is the above-described antireflection film of the present invention;
A spatial light modulation element is provided.
[0033]
As described above, by mounting the above-described antireflection film of the present invention as a transparent electrode disposed on the readout light side, a spatial light modulation element that can employ infrared light as readout light can be configured. . More specifically, for example, it is possible to configure a spatial light modulation element that can employ infrared light in a so-called 1300 nm band or 1500 nm band communication wavelength region as readout light.
[0034]
Further, the spatial light modulation element of the present invention can be used for applications such as an optical branch circuit for infrared light and an interconnection in a communication wavelength region of 1300 nm band and 1500 nm band. Furthermore, it is considered that the spatial light modulation element of the present invention can be applied to wavefront shaping of a beam in laser processing using a laser in a wavelength region of 1060 nm band such as an Nd: YAG laser.
[0035]
Furthermore, the present invention includes the above-described spatial light modulation device of the present invention, a read light source that generates read light, and an address light source that generates address light. Provided is a spatial light modulation device characterized by being 2000 nm.
[0036]
Thus, by using the spatial light modulation element of the present invention described above, a spatial light modulation device that can employ infrared light as readout light can be configured.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0038]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the basic configuration of a preferred embodiment of the spatial light modulation device of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the basic configuration of a preferred embodiment of the antireflection film of the present invention mounted on the spatial light modulation element of the spatial light modulation device shown in FIG.
[0039]
A spatial light modulation device 100 shown in FIG. 1 mainly includes a spatial light modulation element 1, a read light source (not shown) that generates read light, an address light source (not shown) that generates address light, It is composed of In the spatial light modulator 100, the wavelength of the readout light L1 output from the readout light source toward the spatial light modulator 1 is set to 900 to 2000 nm.
[0040]
Examples of the light source for reading include a semiconductor laser or an Nd: YAG laser. Then, the address light output from this is used as parallel light by using an optical system (not shown) such as a collimating lens.
[0041]
Examples of the address light source include a single mode red semiconductor laser having an oscillation wavelength of 660 nm. Then, the address light output from this is used as parallel light by using an optical system (not shown) such as a collimating lens.
[0042]
1 mainly includes a first transparent electrode 20, a second transparent electrode 13 disposed opposite to the first transparent electrode 20, a first transparent electrode 20, and a second transparent electrode 20. A voltage applying unit 30 that applies a predetermined voltage to the transparent electrode 13, a liquid crystal layer 17 that is disposed between the first transparent electrode and the second transparent electrode, and contains liquid crystal molecules, and a liquid crystal layer A dielectric mirror layer 10 disposed between the first transparent electrode 13 and the second transparent electrode 13; a photoconductive layer 12 disposed between the dielectric mirror layer 10 and the second transparent electrode 13; The first alignment layer 18 disposed between the first transparent electrode 20, the second alignment layer 16 disposed between the liquid crystal layer 17 and the dielectric mirror layer 10, and the photoconductive layer 12. And a light shielding layer 11 disposed between the dielectric mirror layer 10 and the dielectric mirror layer 10.
[0043]
Hereinafter, the first transparent electrode 20 will be described. The first transparent electrode 20 has a film-like shape and an electric resistance in a range that can be used as an electrode. The first transparent electrode 20 is an antireflection film having an excellent antireflection function for the readout light (infrared light) L1 having the above wavelength range, and the absorptance of the readout light L1 is sufficiently reduced. And has a high transmittance of the readout light L1.
[0044]
As shown in FIG. 2, the first transparent electrode 20 is a laminate composed of a transparent conductive layer 22 disposed closest to the liquid crystal layer 17 and a dielectric layer 24 disposed adjacent to the transparent conductive layer 22. The body 21, the transparent substrate 26 disposed adjacent to the surface on the incident side of the readout light L1 of the laminate 21, and the dielectric layer disposed adjacent to the surface of the transparent substrate 26 on the incident side of the readout light L1. 28 and a dielectric layer 29 disposed adjacent to the surface of the dielectric layer 28 on the reading light L1 incident side.
[0045]
The first transparent electrode 20 shown in FIG. 2 is a conductive material that can sufficiently reduce the reflectance of infrared light and the absorption rate of infrared light to ensure a high transmittance of infrared light and can function as an electrode. From the viewpoint of securing the rate, for each layer constituting the above-described laminated body 21 and each other layer, the kind of the constituent material of each layer, the number of layers, the combination of each layer, and the optical film thickness of each layer are adjusted optically. It is designed and manufactured by the manufacturing method described later.
[0046]
In the case of the first transparent electrode 20 shown in FIG. 2, the transparent conductive layer 22 constituting the laminated body 21 is a layer containing tin oxide and indium oxide, preferably a layer made of an ITO film. It has conductivity. In the case of an ITO film, the In constituting the ITO film ₂ O _Three And SnO ₂ The ratio is not particularly limited as long as the desired infrared light transmittance, conductivity, and mechanical strength of the film can be satisfied. For example, In ₂ O _Three Is 95 mass%, SnO ₂ May be 5% by mass.
[0047]
In the case of the first transparent electrode 20 shown in FIG. 2, the dielectric layer 24 constituting the laminate 21 is made of Al. ₂ O _Three It has a refractive index different from that of the light transmissive and transparent conductive layer 22. Further, in this case, the transparent substrate 26 is a substrate made of synthetic quartz glass.
[0048]
Further, in the case of the first transparent electrode 20 shown in FIG. 2, as described above, the two dielectric layers 28 and the dielectric are also formed on the surface of the transparent substrate 26 opposite to the side where the laminated body 21 is formed. The layer 29 is further formed, and the reflection of the readout light L1 on the transparent substrate 26 is more reliably prevented. The dielectric layer 28 is made of Al. ₂ O _Three It has a refractive index different from that of the light transmissive and transparent conductive layer 22. The dielectric layer 29 is MgF ₂ It has a refractive index different from that of the light transmissive and transparent conductive layer 22.
[0049]
For example, when it is assumed that the readout light L1 having a wavelength of 1550 nm is perpendicularly incident on the first transparent electrode 20, for example, for the above-described stacked body 21, the optical property of the transparent conductive layer 22 (refractive index n = 1.69). The film thickness nd = 120 nm, the optical film thickness nd = 510 nm of the dielectric layer 24 (refractive index n = 1.61), and the other layers are the optical layers of the dielectric layer 28 (refractive index n = 1.61). When the film thickness nd = 387.5 nm (= 1550 nm / 4) and the optical film thickness nd = 387.5 nm of the dielectric layer 29 (refractive index n = 1.37) are set, the reflectance of the readout light L1 is theoretically set. It can be reduced to 0.1% or less.
[0050]
The refractive index of each layer is a value assumed when reading light with a wavelength of 1550 nm is irradiated. Further, since the transparent substrate 26 (refractive index n = 1.44) has a thickness (5 mm) that is much larger than the thickness of each of the above layers where the interference effect occurs, it is handled as a medium like air. .
[0051]
Next, the second transparent electrode 13 will be described. The second transparent electrode 13 has a film shape, has optical transparency with respect to the address light L2, and has conductivity. The second transparent electrode 13 is not particularly limited as long as it can transmit the address light L2. For example, fluorine-doped SnO ₂ Examples thereof include a coat film, an ITO coat film, and a ZnO: Al coat film.
[0052]
As shown in FIG. 1, a transparent substrate 14 is disposed on the address light receiving surface for receiving the address light L <b> 2 of the second transparent electrode 13. The transparent substrate 14 is not particularly limited as long as it can transmit the address light L2. For example, a transparent glass substrate etc. are mentioned. Note that the material does not have to be glass as long as it transmits light. Polyether sulfone, polyester such as polyethylene terephthalate, polypropylene, transparent plastic sheet such as polyethylene such as polyethylene, transparent plastic plate, inorganic transparent crystal Etc.
[0053]
Further, as shown in FIG. 1, a dielectric layer 15 for preventing reflection of the address light L2 is disposed on the light receiving surface of the transparent substrate 14 for receiving the address light L2. Examples of the dielectric layer 15 include those having the same configuration as the dielectric layer 28 and the dielectric layer 29 described above. Further, the address light receiving surface of the transparent substrate 14 may be appropriately roughened without providing the dielectric layer 15 in order to prevent reflection of the address light L2.
[0054]
The voltage application unit 30 is electrically connected to each of the first transparent electrode and the second transparent electrode, and a predetermined voltage (for example, an AC voltage) is provided between the first transparent electrode and the second transparent electrode. ) Is applied. The configuration of the voltage application unit 30 is not particularly limited as long as a predetermined voltage can be applied between the first transparent electrode and the second transparent electrode.
[0055]
The liquid crystal layer 17 has a light receiving surface that receives the reading light L1 emitted from the reading light source via the first transparent electrode 20, and a light emitting surface that emits the reading light incident from the light receiving surface, and This is a layer containing liquid crystal molecules that change the alignment state according to an applied voltage applied by the voltage application unit 30. In the liquid crystal layer 17, liquid crystal molecules are dispersed in a dispersion medium having optical transparency to reading light.
[0056]
The normal light refractive index of the liquid crystal molecules and the refractive index of the dispersion medium are selected to be the same. The liquid crystal molecules are homogeneously aligned so as to be substantially parallel to the transparent substrate 14 when no voltage is applied from the voltage application unit 30, and scatter the readout light L1. Further, when a voltage is applied from the voltage application unit 30, the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field by the electric field formed in the liquid crystal layer 17, and the alignment direction is inclined from the above direction. At this time, since the normal light refractive index of the liquid crystal molecules and the refractive index of the dispersion medium are selected to coincide with each other, the readout light L1 incident substantially perpendicularly to the light receiving surface of the liquid crystal layer 17 is at the interface between the liquid crystal molecules and the dispersion medium. It can be transmitted without being reflected.
[0057]
The liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 17 are not particularly limited, but nematic liquid crystal molecules, cholesteric liquid crystal molecules, and smectic liquid crystal molecules are preferable. Among them, nematic liquid crystal molecules are more preferable, and nematic liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy are more preferable. The dispersion medium may be any material selected so that the refractive index of the dispersion medium matches the ordinary refractive index of the liquid crystal molecules, and may be an inorganic material or an organic material.
[0058]
The liquid crystal layer 17 has spacers S arranged on the outer periphery in order to maintain a predetermined layer thickness. As the spacer S, for example, resin spacers, plastic beads, ceramic spacers, silica beads, or the like can be used.
[0059]
Next, the first alignment layer 18 and the second alignment layer will be described. The first alignment layer 18 and the second alignment layer are each made of a polymer material, and are layers for arranging the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 17 in a certain direction. Therefore, grooves (not shown) for arranging liquid crystal molecules in a certain direction are formed in the first alignment layer 18 and the second alignment layer, respectively. Examples of the polymer material constituting the first alignment layer 18 and the second alignment layer include polyimide and polyvinyl alcohol.
[0060]
The dielectric mirror layer 10 is a layer for reflecting the readout light emitted from the light emitting surface of the liquid crystal layer toward the light emitting surface. The dielectric mirror layer 10 is made of, for example, TiO as a high refractive index material so as to reflect light in a predetermined wavelength range corresponding to the wavelength of the readout light L1. ₂ And SiO as a low refractive index material ₂ However, it is comprised in the state laminated | stacked alternately by the sputtering method or the vapor deposition method.
[0061]
The photoconductive layer 12 has an address light receiving surface that receives the address light L2 emitted from the address light source through the second transparent electrode 13, and the crystal structure of the portion irradiated with the address light L2 is reversible. It is a layer in which the electrical resistance (impedance) changes reversibly. That is, the photoconductive layer 12 has photoconductivity that shows conductivity by changing the electric resistance (impedance) corresponding to the brightness of the address light L2. The photoconductive layer 12 is formed of, for example, amorphous silicon.
[0062]
The light shielding layer 11 prevents the readout light L1 from passing through the dielectric mirror layer 10 and reaching the photoconductive layer 12, and forms a region between the first transparent electrode 20 and the second transparent electrode 13. It is a layer for optically separating into two regions.
[0063]
Next, a preferred embodiment of a method for manufacturing the first transparent electrode (antireflection film) 20 shown in FIG. 2 will be described. The antireflection film manufacturing method mainly includes a laminate forming process in which a laminate 21 composed of a transparent conductive layer 22 and a dielectric layer 24 is formed on a transparent substrate 26, and a laminate obtained in the laminate forming process is oxidized. It comprises a heat treatment step in which heat treatment is performed while maintaining a predetermined heat treatment temperature of 300 ° C. or higher in a gas containing an agent. Here, the 1st transparent electrode 20 should just be manufactured through the said 2 process, Manufacturing conditions other than the said process are not specifically limited, It can manufacture with a well-known thin film manufacturing technique.
.
[0064]
First, in the laminated body forming step, a transparent substrate 26 having a predetermined size is prepared or manufactured by a known glass manufacturing technique, and a dielectric is formed on the transparent substrate 26 by a known thin film technique such as vapor deposition or sputtering. The layer 24 is formed, and the transparent conductive layer 22 is further formed on the dielectric layer 24. At this time, the thickness of each of the transparent substrate 26, the dielectric layer 24, and the transparent conductive layer 22 is adjusted to a size that satisfies the optical design conditions described above.
[0065]
At this time, the dielectric layer 28 and the dielectric layer 29 are sequentially formed on the surface of the transparent substrate 26 where the laminated body 21 is not formed by a known thin film technique such as vapor deposition or sputtering.
[0066]
Next, in the heat treatment step, the transparent substrate 26 obtained in the laminate formation step is integrated with the laminate 21, the dielectric layer 28, and the dielectric layer 29 in the gas containing an oxidant and the above heat treatment temperature. Heat treatment with The gas containing an oxidant is preferably a gas containing oxygen as an oxidant and more preferably air from the viewpoint of ease of handling.
[0067]
As described above, the heat treatment temperature is 300 ° C. or higher, preferably 300 to 600 ° C., more preferably 400 to 600 ° C., and still more preferably 450 to 550 ° C.
[0068]
Note that the condition of the holding time in consideration of the heat treatment temperature is preferably 8 hours or more when the heat treatment temperature is 300 ° C. or higher and lower than 400 ° C. In this case, when the holding time is less than 8 hours, there is a tendency that infrared light transmittance sufficient as a transparent electrode (antireflection film) cannot be obtained. The spatial light modulator 1 having the first transparent electrode 20 obtained as described above suppresses the absorption loss tolerance within 2% when used for controlling the laser beam of a solid-state laser having a wavelength of 1000 nm. Can do.
[0069]
Moreover, also when heat processing temperature is 400 degreeC or more and less than 500 degreeC, it is preferable that holding time is 8 hours or more. The spatial light modulation element 1 having the first transparent electrode 20 obtained as described above suppresses the tolerance of absorption loss within 4% when the readout light L1 having a wavelength of 1500 nm band (communication wavelength region) is used. Can do.
[0070]
When the heat treatment temperature is 500 ° C. or higher, the holding time is preferably 2 hours or longer. The spatial light modulation element 1 having the first transparent electrode 20 obtained as described above suppresses the tolerance of absorption loss to within 2% when the readout light L1 having a wavelength of 1500 nm band (communication wavelength region) is used. it can.
[0071]
Also, from the viewpoint of obtaining sufficient infrared light transmittance as a transparent electrode (antireflection film) and obtaining sufficient conductivity as a transparent electrode, when using a gas containing oxygen other than air, oxygen partial pressure Is preferably 200 to 215 hPa.
[0072]
In the heat treatment step, the temperature of the laminate 21, the dielectric layer 28 and the dielectric layer 29 integrated with the transparent substrate 26 obtained in the laminate formation step (hereinafter referred to as “block 1”) is, for example, room temperature. The temperature increase rate when the temperature is increased from the predetermined temperature to the heat treatment temperature is not particularly limited as long as damage such as peeling of the respective layers from the substrate 26 and occurrence of cracks in the respective layers can be avoided. It is good also as ° C / h.
Further, in the heat treatment step, after the heat treatment is performed at a predetermined heat treatment temperature for a predetermined holding time, and the temperature of the obtained block 1 is decreased to a predetermined temperature such as room temperature, the rate of temperature decrease is as follows. There is no particular limitation as long as damage such as generation of cracks in each layer can be avoided.
[0073]
After the first transparent electrode 20 is manufactured as described above, the second transparent electrode 2, the photoconductive layer 12, the light shielding layer 11, and the dielectric mirror layer 10 are formed on the transparent substrate 14 by a known thin film manufacturing technique. Form. Further, the dielectric layer 15 is formed on the back surface of the transparent substrate 14 by a known thin film manufacturing technique. Note that the second transparent electrode 2, the photoconductive layer 12, the light shielding layer 11, the dielectric mirror layer 10, and the dielectric layer 15 that are integrated with the transparent substrate 14 are hereinafter referred to as “block 2”.
[0074]
Next, the spacer S, the alignment layer 16 and the alignment layer 18 are formed by a known plastic molding technique or the like. At this time, fine grooves for aligning liquid crystal molecules in a certain direction are formed on the surface of the alignment layer in contact with the liquid crystal.
[0075]
Next, the block 1, the block 2, the spacer S, the alignment layer 16 and the alignment layer 18 are bonded together. Next, a liquid crystal liquid in which liquid crystal molecules are dispersed is injected into the space formed by the spacer S, the alignment layer 16 and the alignment layer 18, and after the space is filled with this liquid, the injection port is sealed. Thereby, the spatial light modulation element 1 shown in FIG. 2 is completed.
[0076]
Next, the spatial light modulation device 1 is arranged at a predetermined position of a housing such as a housing in which a reading light source, an address light source, and other optical systems provided as necessary are arranged. Complete.
[0077]
Next, operations of the spatial light modulation device 100 and the spatial light modulation element 1 shown in FIG. 1 will be described.
First, an alternating voltage of about 3 V is applied between the first transparent electrode 20 and the second transparent electrode 13 from the voltage application unit 30. At this time, when the address light L2 is not irradiated, since the electrical resistance (impedance) of the photoconductive layer 12 is large, the liquid crystal layer 17 is applied with a small amount of voltage, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 17 do not change. .
[0078]
On the other hand, when the address light L2 is output from the address light source, when the address light L2 passes through the transparent substrate 14 and enters the photoconductive layer 12, the electrical resistance (impedance) of the incident photoconductive layer 12 is lowered. Then, a voltage is applied to the portion of the liquid crystal layer 17 corresponding to this, and the liquid crystal molecules are tilted. In this way, the refractive index at each part of the liquid crystal layer 17 changes corresponding to the intensity of the address light L2, and a refractive index distribution corresponding to the pattern of the address light L2 is formed in the liquid crystal layer 17.
[0079]
In this state, when the readout light L1 is output from the readout light source, when the readout light L1 passes through the liquid crystal layer 17, the phase is modulated at a portion having a refractive index distribution corresponding to the address light L2, and the phase-modulated light Is reflected by the dielectric mirror layer 10 and is emitted to the outside of the spatial light modulator 1 as reflected light L10. In this way, the reflected light L10 of the readout light L1 from the dielectric mirror layer 10 is changed by the change in the refractive index of the liquid crystal layer 17, and is output as a phase-modulated image.
[0080]
The signal image information of the writing light L2 modulated by the spatial light modulator 1 is read as a modulated image by the reflected light L10 of the reading light L1, and reflected in a predetermined direction by an optical system (not shown) such as a half mirror. Is output.
[0081]
Hereinafter, a preferred embodiment of the antireflection film of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of a preferred embodiment of the antireflection film of the present invention, which is different from the first transparent electrode (antireflection film) 20 shown in FIGS. 1 and 2. An embodiment is shown.
[0082]
Hereinafter, the antireflection film 20A will be described. The antireflection film 20A shown in FIG. 3 has a film-like shape and an electric resistance in a range that can be used as an electrode. The antireflection film 20A is an antireflection film having an excellent antireflection function for the readout light (infrared light) L1 having the wavelength range described above, and the absorptance of the readout light L1 is sufficiently reduced. And has a high transmittance of the readout light L1.
Note that the antireflection film 20A shown in FIG. 3 is not used as an electrode for constituting a spatial light modulation device like the first transparent electrode (antireflection film) 20 shown in FIGS. Rather, it is applied when the medium existing on the side opposite to the incident light L1A is air.
[0083]
As shown in FIG. 3, the antireflection film 20A is formed on the dielectric layer 24A disposed closest to the air layer, the dielectric layer 24B disposed adjacent to the dielectric layer 24A, and the dielectric layer 24B. The laminated body 21A composed of the transparent conductive layers 22 disposed adjacent to each other, the transparent substrate 26A disposed adjacent to the incident light L1A side of the laminated body 21A, and the incident incident light L1A of the transparent substrate 26A. The dielectric layer 28 is disposed adjacent to the surface on the side, and the dielectric layer 29 is disposed adjacent to the surface on the incident side of the incident light L1A of the dielectric layer 28.
[0084]
The antireflection film 20A shown in FIG. 3 sufficiently reduces the reflectivity of infrared light and the absorption rate of infrared light, ensures high infrared light transmittance, and has a conductivity that can function as an electrode. From the standpoint of ensuring, for each layer constituting the above-described laminated body 21A and each other layer, the type of the constituent material of each layer, the number of layers, the combination of each layer, and the optical film thickness of each layer are adjusted and optically designed. It is manufactured by the same manufacturing method as described above.
[0085]
In the case of the antireflection film 20A shown in FIG. 3, the transparent conductive layer 22 constituting the laminated body 21A is a layer containing tin oxide and indium oxide, like the transparent conductive layer 22 of the first transparent electrode 20 shown in FIG. Preferably, it is a layer made of an ITO film and has optical transparency and conductivity. In the case of an ITO film, the In constituting the ITO film ₂ O _Three And SnO ₂ The ratio is not particularly limited as long as the desired infrared light transmittance, conductivity, and mechanical strength of the film can be satisfied. For example, In ₂ O _Three Is 95 mass%, SnO ₂ May be 5% by mass.
[0086]
In the case of the antireflection film 20A shown in FIG. 3, the dielectric layer 24A constituting the laminated body 21A is made of MgF. ₂ It has a refractive index different from that of the light transmissive and transparent conductive layer 22. Further, in this case, the dielectric layer 24B constituting the stacked body 21A is made of HfO. ₂ It has a refractive index different from that of the light transmissive and transparent conductive layer 22.
In the case of the antireflection film 20A shown in FIG. 3, the transparent substrate 26A is a substrate made of boric acid glass (for example, trade name: “BK7”, manufactured by SCHOTT). Further, the antireflection film 20A shown in FIG. 3 includes a dielectric layer 28 and a dielectric layer 29 similar to those of the first transparent electrode 20 shown in FIG.
[0087]
For example, when it is assumed that the readout light L1A having a wavelength of 1550 nm is perpendicularly incident on the antireflection film 20A, for example, for the stacked body 21A, the optical film thickness nd = dielectric layer 24A (refractive index n = 1.37). 350 nm, optical film thickness nd = 350 nm of dielectric layer 24B (refractive index n = 1.90), optical film thickness nd = 350 nm of transparent conductive layer 22 (refractive index n = 1.69), and other layers The thickness of the transparent substrate 26A (refractive index n = 1.50) = 2 mm, the optical film thickness nd = 387.5 nm of the dielectric layer 28 (refractive index n = 1.61), and the dielectric layer 29 (refractive If the optical film thickness nd of the ratio n = 1.61) is set to nd = 387.5 nm, the reflectance of the readout light L1A can be theoretically reduced to about 0.2% or less. The refractive index of each layer is a value assumed when reading light having a wavelength of 1550 nm is irradiated.
[0088]
This antireflection film 20A can also be manufactured by the same manufacturing method as the first transparent electrode 20 described above.
[0089]
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
[0090]
For example, the configuration of the antireflection film of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the laminated body 21 of the first transparent electrode 20 is configured by one or two dielectric layers in addition to the transparent conductive layer 22 has been described. The configuration of the laminated body 21 is not limited to the above-described embodiment. For example, the laminated body may be optically designed and configured using three or more dielectric layers and one transparent conductive layer.
[0091]
Moreover, in the said embodiment, although the case where the layer which consists of an ITO film | membrane was preferably provided as the transparent conductive layer 22 was demonstrated, the metal oxide which becomes a constituent material of a transparent conductive layer is manufactured according to the manufacturing method of the above-mentioned this invention. In such a case, the material is not particularly limited as long as it is a material having optical transparency and electrical conductivity with respect to light to be used. For example, a ZnO-based transparent conductive film may be used.
[0092]
Furthermore, in the said embodiment, as the dielectric material layer 24 which comprises a laminated body, Al ₂ O _Three However, the metal oxide that constitutes the dielectric layer is light to be used (especially at a wavelength of 900 to 2000 nm) when manufactured according to the manufacturing method of the present invention described above. It is a material having optical transparency to the light in the region), and is not particularly limited as long as it is a material having a refractive index suitable for obtaining an antireflection effect, but has optical transparency to the light to be used, It is preferably a highly reliable material that is readily available and has excellent stability and durability when used as an optical thin film.
[0093]
For example, as a material having a high refractive index, for example, HfO ₂ , Ta ₂ O _Five TiO ₂ Is mentioned. Further, as a material having a low refractive index, for example, MgF ₂ , SiO ₂ Is mentioned. Furthermore, as a material having an intermediate refractive index between the above high refractive index material and low refractive index material, Al ₂ O _Three MgO.
[0094]
Moreover, if the antireflection film of the present invention can have an antireflection function in the laminate, the arrangement positions of the transparent conductive layer and the dielectric layer with respect to the transparent substrate are not particularly limited.
[0097]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these Examples at all.
[0098]
(Example 1)
A first transparent electrode having a configuration similar to that of the first transparent electrode (antireflection film) 20 shown in FIG. For convenience of explanation, description will be made using the same reference numerals as those of the first transparent electrode 20 shown in FIG.
[0099]
First, the dielectric layer 24 (Al) is formed on the transparent substrate 26 (synthetic quartz glass substrate, 30 mm × 35 mm, substrate thickness = 5 mm, refractive index n = 1.44) by vacuum deposition. ₂ O _Three Layer, optical film thickness nd = 510 nm, refractive index n = 1.61), transparent conductive layer 22 {ITO film (In ₂ O _Three : 95% by mass, SnO ₂ : 5 mass%), an optical film thickness nd = 120 nm, and a refractive index n = 1.69} were sequentially formed.
[0100]
Next, the dielectric layer 28 (Al ₂ O _Three Layer, optical film thickness nd = 387.5 nm, refractive index n = 1.61), dielectric layer 29 (MgF ₂ Layer, optical film thickness nd = 387.5 nm, refractive index n = 1.37) were sequentially formed (laminated body forming step). The refractive index of each layer is a value assumed when reading light having a wavelength of 1550 nm is irradiated.
[0101]
The block 1 obtained in this laminated body forming step was heated from room temperature at a heating rate of 100 ° C./h in the atmosphere and held at a heat treatment temperature of 300 ° C. for 8 hours. Thereafter, the temperature of the block 1 was decreased to room temperature at a temperature decrease rate of 50 ° C./h to obtain the first transparent electrode 20 (heat treatment step).
[0102]
(Example 2)
A first transparent electrode 20 was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature was set to 400 ° C. when the block 1 obtained in the laminate formation step was heat treated in the heat treatment step.
[0103]
(Example 3)
A first transparent electrode 20 was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature was set to 500 ° C. when the block 1 obtained in the laminate formation step was heat treated in the heat treatment step.
[0104]
(Comparative Example 1)
A transparent electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment was not performed on the block 1 obtained in the laminate forming step.
(Comparative Example 2)
A transparent electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature was 200 ° C. when the block 1 obtained in the laminate formation step was heat treated in the heat treatment step.
[0105]
[Light transmittance measurement test 1]
In order to measure the light transmittance when the transparent electrode 20 of Example 1 is mounted as a transparent electrode on the reading light side of the spatial light modulator, the spatial light shown in FIG. An optical element imitating a modulation element was constructed.
[0106]
The optical element shown in FIG. 4 is an ultraviolet curable adhesive on a transparent substrate 54 made of boric acid glass (trade name: “BK7”, manufactured by SCHOTT, substrate thickness = 2 mm, refractive index n = 1.50). An adhesive layer 52 (thickness = about 30 μm, refractive index n = 1.50) is formed, and the dielectric layer 28 (Al ₂ O _Three Layer, optical film thickness nd = 387.5 nm, refractive index n = 1.61), dielectric layer 29 (MgF ₂ (Hereinafter, referred to as “block 3”), an adhesive layer 52 of the block 3, and an example. The transparent conductive layer 22 of one transparent electrode 20 is bonded together.
[0107]
The refractive index of each layer is a value assumed when reading light having a wavelength of 1550 nm is irradiated. Further, the transparent substrate 54 (refractive index n = 1.44) has a thickness (2 mm) that is much larger than the thickness of each of the above-mentioned layers where the interference effect occurs, so that it is handled as a medium like air. . Further, the adhesive layer 52 has a much larger thickness than the thickness of each of the above layers, and is considered not to contribute to the antireflection effect due to the interference effect. Is treated as a medium in the same way as
[0108]
The portion of the laminate 50 composed of the transparent substrate 54 and the adhesive layer 52 of the block 3 is the liquid crystal layer 17 in the spatial light modulator 1 shown in FIG. 1 (refractive index n = when the readout light having a wavelength of 1550 nm is irradiated). 1.5). With the virtual liquid crystal layer composed of the transparent substrate 54 and the adhesive layer 52, it is possible to measure the light transmittance under the same conditions as when the spatial light modulation element actually provided with the liquid crystal layer is configured.
[0109]
Next, instead of the transparent electrode 20 of Example 1, the same optical element was produced using the transparent electrode 20 of Example 2 and Example 3, and the transparent electrode of Comparative Example 1.
[0110]
Next, the light transmittance of each optical element was measured using a spectrophotometer (trade name: “U-3500 self-recording spectrophotometer”, manufactured by Hitachi, Ltd.). In addition, light was irradiated from the transparent electrode side of each optical element. The result is shown in FIG. Moreover, these results are shown in FIG.6 and FIG.7 about the light reflectivity and light absorptivity of each optical element, respectively.
[0111]
Further, using a digital multimeter (trade name: “FLUKE87 TRUE RMS MULTIMETER”, manufactured by Fluke), the surface resistance [Ω / □] of the transparent conductive layer 22 of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was determined. It was measured. The results are shown in Table 1. Here, “surface resistance [Ω / □]” is synonymous with “surface resistance” described in “Thin Film Handbook (Ohm Publishing Co., Ltd.)” p896. Indicates the resistance between sides. This surface resistance is independent of the dimensions of the square if the resistance distribution is uniform.
[0112]
[Table 1]

[0113]
As is clear from the results of FIG. 5, it was confirmed that the first transparent electrodes 20 of Examples 1 to 3 have excellent infrared light transmittance. Further, as is clear from the results of FIGS. 6 and 7, it was confirmed that the first transparent electrode 20 of Examples 1 to 3 had sufficiently reduced light reflectance and light absorption rate. . Furthermore, from the result of Table 1, it was confirmed that the transparent conductive layer 22 of the first transparent electrode 20 of Examples 1 to 3 has sufficient conductivity to function as an electrode.
[0114]
Example 4
An antireflection film having the same configuration as that of the antireflection film 20A shown in FIG. 3 was produced by the following procedure. For convenience of explanation, the same reference numerals as those of the components of the antireflection film 20A shown in FIG. 3 are used.
[0115]
First, on the transparent substrate 26A (trade name: “BK7”, manufactured by SCHOTT, φ30 mm, substrate thickness = 2 mm, refractive index n = 1.50) by a vacuum deposition method, the transparent conductive layer 22 {ITO film ( In ₂ O _Three : 95% by mass, SnO ₂ : 5 mass%), optical film thickness nd = 350 nm, refractive index n = 1.69}, dielectric layer 24B (HfO ₂ Layer, optical film thickness nd = 350 nm, refractive index n = 1.90), dielectric layer 24A (MgF ₂ Layer, optical film thickness nd = 350 nm, refractive index n = 1.37).
[0116]
Next, the dielectric layer 28 (Al ₂ O _Three Layer, optical film thickness nd = 387.5 nm, refractive index n = 1.61), dielectric layer 29 (MgF ₂ Layer, optical film thickness nd = 387.5 nm, refractive index n = 1.37) were sequentially formed (laminated body forming step). The refractive index of each layer is a value assumed when reading light having a wavelength of 1550 nm is irradiated.
[0117]
The block 1 obtained in this laminated body forming step was heated from room temperature at a heating rate of 100 ° C./h in the atmosphere, and held at a heat treatment temperature of 500 ° C. for 8 hours. Thereafter, the temperature of the block 1 was decreased to room temperature at a temperature decrease rate of 50 ° C./h to produce the first transparent electrode 20 (heat treatment step).
[0118]
(Comparative Example 3)
After forming the transparent conductive layer 22 on the transparent substrate 26A, the dielectric layer 28 and the dielectric layer 29 are sequentially formed on the back surface of the transparent substrate 26, and before the dielectric layer 24B and the dielectric layer 24A are formed. An antireflection film was produced in the same manner as in Example 4 except that heat treatment was performed under the same conditions as in Example 4 and then a dielectric layer 24B and a dielectric layer 24A were sequentially formed on the transparent conductive layer 22.
[0119]
(Comparative Example 4)
An antireflection film was produced in the same manner as in Example 4 except that the heat treatment was not performed on the block 1 obtained in the laminate forming step.
[0120]
[Light transmittance measurement test 2]
Using the spectrophotometer used in the light transmittance measurement test 1 described above, the light transmittance of each of the antireflection films of Example 4, Comparative Example 3, and Comparative Example 4 was measured. In addition, light was irradiated from the dielectric layer 29 side of each transparent electrode. The result is shown in FIG.
[0121]
As is clear from the results shown in FIG. 6, the antireflection film 20A of Example 4 which was subjected to heat treatment in the heat treatment step after forming the laminate 21A on the transparent substrate 26A in the laminate formation step was excellent in infrared light. It was confirmed to have transmittance. Further, when the surface resistance of the transparent conductive layer 22 of the antireflection film 20A of Example 4 was measured, it was about 83Ω / □, and it was confirmed that the film had sufficient conductivity.
[0122]
(Comparative Example 5)
On a transparent substrate (synthetic quartz glass substrate, φ25 mm, substrate thickness = 1 mm, refractive index n = 1.44), a transparent conductive layer {ITO film (In ₂ O _Three : 95% by mass, SnO ₂ : 5 mass%), optical film thickness nd = 350 nm, refractive index n = 1.69}.
[0123]
The refractive index of each layer is a value assumed when reading light having a wavelength of 1550 nm is irradiated. Next, heat treatment (heat treatment temperature: 300 ° C.) was performed on the integrated transparent substrate and transparent conductive layer under the same conditions as in Example 1 to produce a transparent electrode.
[0124]
(Comparative Example 6)
A transparent electrode was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that the transparent substrate and the transparent conductive layer were integrated and heat treatment was performed under the condition that the heat treatment temperature was 400 ° C.
[0125]
(Comparative Example 7)
A transparent electrode was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that the transparent substrate and the transparent conductive layer were integrated and the heat treatment was performed under the condition that the heat treatment temperature was 500 ° C.
[0126]
(Comparative Example 8)
A transparent electrode was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that the transparent substrate and the transparent conductive layer were integrated and heat treatment was performed under the condition that the heat treatment temperature was 200 ° C.
[0127]
(Comparative Example 9)
A transparent electrode was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that the transparent substrate and the transparent conductive layer were integrated and the heat treatment was performed under the condition that the heat treatment temperature was 100 ° C.
[0128]
(Comparative Example 10)
A transparent electrode was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that the transparent substrate and the transparent conductive layer were integrated with no heat treatment.
[0129]
(Comparative Example 11)
The transparent electrode of Comparative Example 7 was heated from room temperature at a heating rate of 100 ° C./h in a vacuum and maintained at a heat treatment temperature of 350 ° C. for 4 hours. Thereafter, the transparent electrode was cooled to room temperature at a temperature decrease rate of 50 ° C./h.
[0130]
[Light transmittance measurement test 3]
Using the spectrophotometer used in the light transmittance measurement test 1 described above, the light transmittance of each transparent electrode of Comparative Examples 5 to 11 was measured. In addition, light was irradiated from the transparent substrate side of each transparent electrode. The results are shown in FIGS. Moreover, the measurement result of the light reflectivity and the light absorptivity of each transparent electrode of the comparative examples 5-10 is shown in FIG.11 and FIG.12, respectively.
[0131]
As is apparent from a comparison between the results shown in FIGS. 5 to 7 and the results shown in FIGS. 9, 11, and 12, even when heat treatment is performed under the same heat treatment conditions, the structure as an antireflection film is used. The transparent electrodes of Examples 1 to 3 having a higher transmittance of infrared light than the transparent electrodes of Comparative Examples 5 to 7 having no configuration as an antireflection film It was also confirmed that the light reflectance was sufficiently reduced.
[0132]
Further, from the results shown in FIG. 10, not only the transparent electrode of Comparative Example 7 but also the transparent electrode of each of the above-described examples, the infrared light transmittance is remarkably lowered when heat treatment is performed in a vacuum. It was suggested.
[0133]
(Example 5)
An antireflection film 20B shown in FIG. 13 was produced. For convenience of explanation, the same reference numerals as those of the components of the antireflection film 20A shown in FIG. 3 are used. The antireflection film 20B shown in FIG. 13 is the same as the antireflection film 20A shown in FIG. 3 except that the arrangement positions of the transparent conductive layer 22, the dielectric layer 24B, and the dielectric layer 24A are changed as shown below. It has a configuration.
[0134]
That is, the antireflection film 20B shown in FIG. 13 is formed on the transparent substrate 26A (having the same configuration as that of the transparent substrate 26 of Example 1) and the dielectric layer 24B (Al ₂ O _Three A layer having an optical thickness of nd = 510 nm and a refractive index of n = 1.61 is formed, and the dielectric layer 24A (HfO) is formed on the dielectric layer 24B. ₂ And a layer having an optical film thickness of nd = 70 nm and a refractive index of n = 1.90, and a transparent conductive layer 22 {ITO film (In ₂ O _Three : 95% by mass, SnO ₂ : 5 mass%), optical film thickness nd = 35 nm, refractive index n = 1.69} are sequentially formed.
[0135]
Further, a dielectric layer 28 (Al ₂ O _Three Layer, optical film thickness nd = 387.5 nm, refractive index n = 1.61), dielectric layer 29 (MgF ₂ Layer, optical film thickness nd = 387.5 nm, refractive index n = 1.37) are sequentially formed.
[0136]
The antireflection film 20B having the above-described configuration was produced by vacuum vapor deposition. With this configuration, the reflectance of the readout light L1 can theoretically be reduced to about 0.2% or less. The refractive index of each layer is a value assumed when reading light having a wavelength of 1550 nm is irradiated.
[0137]
[Light transmittance measurement test 4]
An optical element having the same configuration as that of the optical element shown in FIG. 4 except that the antireflection film 20B of Example 5 is mounted instead of the transparent electrode 20 of Example 1 is manufactured. Using the spectrophotometer used in the transmittance measurement test 1, the light transmittance of the optical element provided with the antireflection film 20B of Example 5 was measured. Light was irradiated from the dielectric layer 29 side of the transparent electrode. The result is shown in FIG. 14 together with the result of the optical element of Example 1.
[0138]
As is clear from the results shown in FIG. 14, it was confirmed that the light absorption loss can be reduced and the light transmittance can be further improved by making the thickness of the transparent conductive layer 22 thinner.
[0139]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for producing an antireflection film of the present invention, an antireflection film having a high transmittance for infrared light can be provided. Further, by using this antireflection film, a spatial light modulation element that can adopt infrared light as readout light and a spatial light modulation device including the spatial light modulation element can be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of a preferred embodiment of a spatial light modulation device of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view showing the basic configuration of a preferred embodiment of the antireflection film of the present invention mounted on the spatial light modulation element of the spatial light modulation device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of another embodiment of the antireflection film of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration showing a configuration of an optical element including transparent electrodes of Examples 1 to 3 and 5 and Comparative Example 1. FIG.
FIG. 5 is a graph showing light transmittance of optical elements including transparent electrodes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2;
6 is a graph showing the light reflectance of optical elements including the transparent electrodes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
7 is a graph showing optical absorptance of optical elements including transparent electrodes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
8 is a graph showing the light transmittance of antireflection films of Example 4, Comparative Example 3 and Comparative Example 4. FIG.
9 is a graph showing light transmittance of transparent electrodes of Comparative Examples 5 to 10. FIG.
10 is a graph showing light transmittance of transparent electrodes of Comparative Example 7 and Comparative Example 11. FIG.
11 is a graph showing the light reflectance of transparent electrodes of Comparative Examples 5 to 10. FIG.
12 is a graph showing the light absorptance of the transparent electrodes of Comparative Examples 5 to 10. FIG.
13 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of an antireflection film of Example 5. FIG.
14 is a graph showing the light transmittance of an optical element provided with a transparent electrode of Example 1 and Example 5. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spatial light modulation element, 10 ... Dielectric mirror layer, 11 ... Light shielding layer, 12 ... Photoconductive layer, 13 ... Transparent electrode, 14 ... Transparent substrate, 15 * ..Dielectric layer, 16 ... alignment layer, 17 ... liquid crystal layer, 18 ... alignment layer, 20 ... transparent electrode (antireflection film), 20A ... antireflection film, 21,21A ... Laminate, 22 ... Transparent conductive layer, 24, 24A, 24B ... Dielectric layer, 26, 26A ... Transparent substrate, 28 ... Dielectric layer, 29 ... Dielectric layer , 30 ... voltage application unit, 52 ... adhesive layer, 54 ... transparent substrate, 100 ... spatial light modulator, L1 ... reading light, L2 ... address light, L10 ... reflected light.

Claims

A method for producing an antireflection film having an antireflection function, which is used as a transparent electrode on the readout light side of a spatial light modulator using infrared light as readout light,
A transparent conductive layer containing a metal oxide and having light transmittance and conductivity, and at least one having a light transmission and a refractive index different from that of the transparent conductive layer and disposed adjacent to the transparent conductive layer A laminated body forming step of forming a laminated body including two dielectric layers on a transparent substrate;
A heat treatment step of heat-treating the laminate obtained in the laminate-forming step at a predetermined heat treatment temperature of 300 ° C. or more and 600 ° C. or less in a gas containing an oxidizing agent;
The manufacturing method of the antireflection film | membrane characterized by including.

In the laminated body forming step, further forming the at least one dielectric layer on the surface of the transparent substrate opposite to the side on which the laminated body is formed;
The method for producing an antireflection film according to claim 1.

The method for manufacturing an antireflection film according to claim 1, wherein the oxidizing agent is oxygen.

The method for producing an antireflection film according to claim 3, wherein an oxygen partial pressure in the heat treatment step is 200 to 215 hPa.

The method for producing an antireflection film according to claim 1, wherein the transparent conductive layer is a layer containing tin oxide and indium oxide.