JP6056445B2 - 光学素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態における光学素子について、図1に基づき説明する。本実施の形態における光学素子は、ガラス等の可視光を透過する透明基板10の表面に、可視光の透過を遮る黒色の光吸収材料層20が形成されており、光吸収材料層20には開口領域21が形成されている。なお、本実施の形態においては、可視光とは、波長が380nm〜800nmの範囲における光を意味するものとする。光吸収材料層20に形成された開口領域21は、中心部分21aにおいて光吸収材料層20の厚さD1が最も薄く形成されており、この中心部分21aから周辺部分に向かって光吸収材料層20の厚さが徐々に厚くなるように形成されている。尚、本実施の形態においては、このように中心部分21aの周囲において、周辺部分に向かって光吸収材料層20の厚さが徐々に厚く形成されている領域を膜厚傾斜領域21bと記載する。
次に、本実施の形態における光学素子の製造方法について図2に基づき説明する。
本実施の形態における光学素子は、光吸収材料層20と透明基板10のほか、必要に応じて反射防止膜が形成されている。
次に、本実施の形態における光学素子の光学的特性について説明する。
次に、図11に基づき表面粗さと反射率との関係について説明する。図11は、表面における凹凸のピッチを変えた場合における表面粗さ(Ra)と正反射光の反射率(R)の関係をシミュレーションにより計算した結果である。図11に示されるように、表面粗さ(Ra)が大きくなるに従い正反射光の反射率(R)が低下する傾向にある。また、表面粗さ(Ra)が15nm以上であれば、正反射光の反射率を4%以下にすることができる。この時、正反射光は散乱光として反射しているため4%以下に低減できている。
次に、本実施の形態における光学素子を実際に作製し表面粗さ等を測定した結果について説明する。図13に示される本実施の形態における光学素子を作製し、中央部分(中央部分から0mm)(P1)、中央部分から1.5mm(P2)、3.0mm(P3)、4.5mm(P4)、6.0mm(P5)、7.5mm(P6)、エッチングされていない領域(P7)における表面粗さ(Ra)と最大高低差(P−V)を測定した結果を表1に示す。また、図14には、本実施の形態における光学素子の断面構造の模式図を示し、図15には、中央部分(P1)、中央部分から1.5mm(P2)、3.0mm(P3)、4.5mm(P4)、6.0mm(P5)、7.5mm(P6)、エッチングされていない領域(P7)におけるAFM(Atomic Force Microscope)像を示す。尚、図15(a)は、作製した本実施の形態における光学素子の中央部分(P1)におけるAFM像であり、図15(b)は中央部分から1.5mm(P2)におけるAFM像であり、図15(c)は中央部分から3.0mm(P3)におけるAFM像であり、図15(d)は中央部分から4.5mm(P4)におけるAFM像であり、図15(e)は中央部分から6.0mm(P5)におけるAFM像であり、図15(f)は中央部分から7.5mm(P6)におけるAFM像であり、図15(g)はエッチングされていない領域(P7)におけるAFM像である。
20 光吸収材料層
20a 光吸収材料膜
21 開口領域
21a 中心部分
21b 膜厚傾斜領域
31 スペーサ
32 金属板
32a ピンホール
Claims (10)
- 透明基板上に光吸収材料層が形成されており、中心部分から周辺部分に向かって、光の透過率が減少する光学素子の製造方法において、
前記光吸収材料層は前記中心部分が最も薄く形成されており、前記中心部分の周囲には前記中心部分から離れるに伴い徐々に膜厚が厚くなる膜厚傾斜領域を有しており、
前記膜厚傾斜領域における表面粗さが、15nm以上となるように前記光吸収材料層の一部を除去する工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 透明基板上に光吸収材料層が形成されており、中心部分から周辺部分に向かって、光の透過率が減少する光学素子の製造方法において、
前記光吸収材料層は前記中心部分が最も薄く形成されており、前記中心部分の周囲には前記中心部分から離れるに伴い徐々に膜厚が厚くなる膜厚傾斜領域を有しており、
前記膜厚傾斜領域における正反射光における反射率が4%以下となるように前記光吸収材料層の一部を除去する工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 透明基板上に光吸収材料層が形成されており、中心部分から周辺部分に向かって、光の透過率が減少する光学素子の製造方法において、
前記光吸収材料層は前記中心部分が最も薄く形成されており、前記中心部分の周囲には前記中心部分から離れるに伴い徐々に膜厚が厚くなる膜厚傾斜領域を有しており、前記膜厚傾斜領域における表面粗さは、150nm以上であり、かつ、前記膜厚傾斜領域における光の正反射率は4%以下で散乱光を含めた全反射率も4%以下となるように前記光吸収材料層の一部を除去する工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記黒色吸収材料層は、樹脂材料に光吸収材料が添加されたものである請求項1から3のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
- 前記光吸収材料は、カーボンブラックまたはチタンブラックである請求項4に記載の光学素子の製造方法。
- 透明基板の表面に光吸収材料膜を形成する工程と、
前記光吸収材料膜の形成されている面にスペーサを介して、ピンホールが形成された遮蔽板を設置する工程と、
前記遮蔽板が設置されている面の側にプラズマを発生させて、前記光吸収材料膜の一部を除去することにより、中心部分が最も薄く形成されており、前記中心部分から離れるに伴い徐々に膜厚が厚くなる膜厚傾斜領域を有する光吸収材料層を形成する工程と、
を有することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記プラズマは、酸素を含むもののプラズマである請求項6に記載の光学素子の製造方法。
- 前記黒色吸収材料層は、樹脂材料に光吸収材料が添加されたものである請求項6または7に記載の光学素子の製造方法。
- 前記光吸収材料は、カーボンブラックまたはチタンブラックである請求項8に記載の光学素子の製造方法。
- 前記光吸収材料膜は前記透明基板表面に塗布することにより形成されたものである請求項6から9のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
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