[发明专利]光学元件用薄膜及其制造方法、无机偏振片及其制造方法、以及光学元件和光学仪器

说明书

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

技术领域

本发明涉及光学元件用薄膜及其制造方法、无机偏振片及其制造方法、以及光学元件和光学仪器。

背景技术

偏振片是吸收或反射单方向的偏振光、并使与其垂直的方向的偏振光透过的光学元件。近年来，在要求耐热性的液晶投影仪等光学仪器中，开始采用线栅(wire grid)型无机偏振片代替有机偏振片。

线栅型无机偏振片至少包含反射层，具有在透明基板上以短于使用频带的光的波长的间距(数十nm～数百nm)并列配置有多个沿单方向延伸的格子状凸部的结构。若光入射到该无机偏振片，则与格子状凸部的延伸方向平行的具有电场成分的偏振光(TE波(S波))无法透过，而与格子状凸部的延伸方向垂直的具有电场成分的偏振光(TM波(P波))会直接透过。

无机偏振片中存在吸收型无机偏振片和反射型无机偏振片，在吸收型无机偏振片的情况下，高对比度、即低反射率被当作光学特性上的重要要件。在无机偏振片的反射率高的情况下，除了担心成为光学仪器的故障的原因以外，还担心因杂散光引起画质变差。因此，以往为了将反射率抑制在低水平，提出了各种结构的无机偏振片。

例如，专利文献1中公开了如图7所示的结构的无机偏振片。图7所示的无机偏振片50具备透明基板51和以短于使用频带的光的波长的间距排列在透明基板51上的格子状凸部52，其中，格子状凸部52从透明基板51侧起依次具有反射层521、介电体层522和吸收层523。

另外，专利文献2中公开了无机偏振片，该无机偏振片具备透明基板和以短于使用频带的光的波长的间距排列在透明基板上的格子状凸部，其中，格子状凸部从透明基板侧起依次具有反射层、介电体层、吸收层和介电体层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-34959号公报；

专利文献2：美国专利第7961393号说明书。

发明内容

发明所要解决的课题

根据如专利文献1、2这样的结构的无机偏振片，利用反射层、介电体层和吸收层的吸收、干渉、反射等作用，可使TE波(S波)衰减、而使TM波(P波)透过。然而，若考虑到制造时的成本或产率，优选层数少。另外，在通过蚀刻形成格子状凸部的情况下，若层数多，则在边界部产生台阶(段差)，担心会给光学特性带来不良影响。从这一点考虑，也优选层数少。

本发明是鉴于上述情况而进行的发明，其目的在于提供：作为吸收型无机偏振片等光学元件中使用的单层薄膜的光学元件用薄膜及其制造方法、使用了该光学元件用薄膜的无机偏振片及其制造方法、具备该光学元件用薄膜的光学元件、以及具备该无机偏振片的光学仪器。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明提供光学元件用薄膜，该光学元件用薄膜是作为光学元件中使用的单层薄膜的光学元件用薄膜，含有Si、Si化合物(其中，除外Si合金)和金属或金属化合物。

上述光学元件用薄膜可以是Si、上述Si化合物和上述金属或金属化合物的组成比沿膜厚方向变化的薄膜。

上述Si化合物可以是Si的碳化物和氧化物。