特開 2022-53623 光学部材及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022053623

(43)【公開日】2022-04-06

(54)【発明の名称】光学部材及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/00 20060101AFI20220330BHJP

   G02B 1/113 20150101ALI20220330BHJP

   C23C 14/08 20060101ALI20220330BHJP

   C23C 14/10 20060101ALI20220330BHJP

【ＦＩ】

G02B5/00 B

G02B1/113

C23C14/08 E

C23C14/08 Z

C23C14/10

C23C14/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020160350

(22)【出願日】2020-09-25

(71)【出願人】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】特許業務法人 宮▲崎▼・目次特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山口 義正

【テーマコード（参考）】

2H042

2K009

4K029

【Ｆターム（参考）】

2H042AA06

2H042AA09

2K009AA02

2K009CC03

2K009CC06

2K009DD03

2K009DD04

4K029BA07

4K029BA16

4K029BA17

4K029BA43

4K029BA44

4K029BA46

4K029BD00

4K029CA01

4K029CA05

(57)【要約】

【課題】所望の領域において遮光性に優れ、かつ反射率が低く、さらに生産性が高い、光学部材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の光学部材は、部材本体２と、部材本体２上に設けられている光学膜３とを備え、光学膜３が、酸窒化物であるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚからなる遮光膜５と、遮光膜５に積層されている第１の反射防止膜６とを有し、第１の反射防止膜６よりも、遮光膜５が部材本体２側に位置し、遮光膜５において、ｙ＞ｚである。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

部材本体と、
前記部材本体上に設けられている光学膜と、
を備え、
前記光学膜が、酸窒化物であるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚからなる遮光膜と、前記遮光膜に積層されている反射防止膜とを有し、
前記反射防止膜よりも、前記遮光膜が前記部材本体側に位置し、
前記遮光膜において、ｙ＞ｚである、光学部材。

【請求項2】

前記遮光膜におけるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚのＭが、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉ及びＡｌのうちいずれかの元素である、請求項１に記載の光学部材。

【請求項3】

前記遮光膜におけるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚのｘを１としたとき、ｙが０．５以上、１．５以下であり、ｚが０．０５以上、０．３以下である、請求項１または２に記載の光学部材。

【請求項4】

前記反射防止膜が第１の反射防止膜であり、
前記遮光膜と前記部材本体との間に位置している第２の反射防止膜をさらに備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学部材。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の光学部材を製造する方法であって、
前記部材本体上に、直接的または間接的に酸化物膜を積層する工程と、
前記酸化物膜を窒化することにより、酸窒化物であるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚからなる前記遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜上に前記反射防止膜を積層する工程と、
を備える、光学部材の製造方法。

【請求項6】

前記酸化物膜が、酸化チタン、酸化クロム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素及び酸化アルミニウムのうちいずれかの酸化物からなる、請求項５に記載の光学部材の製造方法。

【請求項7】

前記反射防止膜が第１の反射防止膜であり、
前記部材本体上に第２の反射防止膜を積層する工程をさらに備え、
前記酸化物膜を積層する工程において、前記第２の反射防止膜上に前記酸化物膜を積層する、請求項５または６に記載の光学部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学部材及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光デバイスには、プリズムや光学フィルタ等の様々な光学部材が用いられている。光デバイス内においては、筐体内の意図しない光の反射に起因する迷光が生じることがある。迷光が光学部材に入射することを防止するため、光学部材に遮光膜が設けられる場合がある。

【0003】

特許文献１には、遮光膜を有する光学フィルタ部材の一例が開示されている。この光学フィルタ部材においては、基体の上面における周囲領域に遮光膜が形成されている。遮光膜には、金属及び金属酸化物が用いられている。基体の上面及び遮光膜は、光学多層膜により覆われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－１７０１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載されたような光学フィルタ部材においては、遮光膜の遮光性が高いだけでなく、遮光膜の反射率も高いという問題がある。そのため、遮光膜が入射光を反射し、さらに光デバイスの筐体内において光が反射されることによって、迷光が生じるおそれがある。近年は光デバイスの小型化が進められており、光学部材同士が接近しているため、迷光の問題はより顕著になっている。

【0006】

他方、遮光性に優れる樹脂が遮光膜に用いられることもある。しかしながら、樹脂を塗布する場合には、スパッタリング法やフォトリソグラフィ法等を用いて金属膜や金属酸化物膜を形成する場合と比較して、位置の精度を十分に高めることは困難である。よって、生産性を十分に高めることは困難である。

【0007】

本発明の目的は、所望の領域において遮光性に優れ、かつ反射率が低く、さらに生産性が高い、光学部材及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る光学部材は、部材本体と、部材本体上に設けられている光学膜と、
を備え、光学膜が、酸窒化物であるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚからなる遮光膜と、遮光膜に積層されている反射防止膜とを有し、反射防止膜よりも、遮光膜が部材本体側に位置し、遮光膜において、ｙ＞ｚであることを特徴としている。

【0009】

遮光膜におけるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚのＭが、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉ及びＡｌのうちいずれかの元素であることが好ましい。

【0010】

遮光膜におけるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚのｘを１としたとき、ｙが０．５以上、１．５以下であり、ｚが０．０５以上、０．３以下であることが好ましい。

【0011】

反射防止膜が第１の反射防止膜であり、遮光膜と部材本体との間に位置している第２の反射防止膜をさらに備えることが好ましい。

【0012】

上記光学部材を製造する方法であって、部材本体上に、直接的または間接的に酸化物膜を積層する工程と、酸化物膜を窒化することにより、酸窒化物であるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚからなる遮光膜を形成する工程と、遮光膜上に反射防止膜を積層する工程と、を備えることを特徴としている。

【0013】

酸化物膜が、酸化チタン、酸化クロム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素及び酸化アルミニウムのうちいずれかの酸化物からなることが好ましい。

【0014】

反射防止膜が第１の反射防止膜であり、部材本体上に第２の反射防止膜を積層する工程をさらに備え、酸化物膜を積層する工程において、第２の反射防止膜上に酸化物膜を積層することが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、所望の領域において遮光性に優れ、かつ反射率が低く、さらに生産性が高い、光学部材及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る光学部材の模式的断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る光学部材の、光学膜付近を示す模式的断面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態における光学膜の透過率及び反射率と、波長との関係を示す図である。

【図4】本発明の第１の実施形態における光学膜のヒートサイクル試験の結果を示す図である。

【図5】（ａ）～（ｄ）は、本発明の第２の実施形態に係る光学部材の製造方法を説明するための模式的断面図である。

【図6】（ａ）～（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る光学部材の製造方法における、光学膜を形成する工程の一例を説明するための模式的断面図である。

【図7】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における遮光膜のＸＰＳの分析結果においての、Ｔｉ元素のピーク付近を示す図であり、（ｂ）は、Ｏ元素のピーク付近を示す図であり、（ｃ）は、Ｎ元素のピーク付近を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

【0018】

（光学部材）
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学部材の模式的断面図である。光学部材１はビームスプリッタである。なお、ビームスプリッタは一例であって、本発明の光学部材はビームスプリッタ以外の部材であってもよい。

【0019】

図１に示すように、光学部材１は、部材本体２と光学膜３とを備える。部材本体２は、第１のプリズム４Ａと、第２のプリズム４Ｂと、透光部材４Ｃとを含む。第１のプリズム４Ａ及び第２のプリズム４Ｂが、透光部材４Ｃに接合されている。部材本体２は略直方体状の形状を有する。部材本体２は、上面と、底面と、複数の側面とを有する。複数の側面は、上面及び側面に接続されている。複数の側面は、第１の側面２ａ、第２の側面２ｂ、第３の側面２ｃ及び第４の側面２ｄを含む。第１の側面２ａと第３の側面２ｃとが対向し合っている。第２の側面２ｂと第４の側面２ｄとが対向し合っている。

【0020】

図２は、本発明の第１の実施形態に係る光学部材の、光学膜付近を示す模式的断面図である。部材本体２の第１の側面２ａ上には、上記光学膜３が設けられている。光学膜３は、遮光膜５と、第１の反射防止膜６とを有する。部材本体２上に第２の反射防止膜８が積層されており、部材本体２上に、第２の反射防止膜８を介して遮光膜５が積層されている。遮光膜５上に第１の反射防止膜６が積層されている。

【0021】

本実施形態では、遮光膜５は酸窒化チタンからなる。なお、遮光膜５の材料は上記に限定されず、酸窒化物であるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚからなり、かつｙ＞ｚであればよい。なお、遮光膜５の材料は金属酸窒化物からなることが好ましい。Ｍ_ｘＯ_ｙＮ_ｚにおけるＭは、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉ及びＡｌのうちいずれかの元素であることが好ましい。

【0022】

第１の反射防止膜６は、積層膜からなる。具体的には、第１の反射防止膜６では、高屈折率膜６ａ、低屈折率膜６ｂ及び高屈折率膜６ｃがこの順序において積層されている。なお、第１の反射防止膜６における高屈折率膜の層数及び低屈折率膜の層数は、特に限定されない。

【0023】

本実施形態においては、第１の反射防止膜６における高屈折率膜６ａ及び高屈折率膜６ｃはＴｉＯ_２からなる。第１の反射防止膜６における低屈折率膜６ｂはＳｉＯ_２からなる。もっとも、高屈折率膜及び低屈折率膜の材料は上記に限定されない。低屈折率膜としては、例えば、ＭｇＦ_２等を用いてもよい。高屈折率膜としては、例えば、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２またはＨｆＯ_２等を用いてもよい。

【0024】

図１に戻り、第１のプリズム４Ａ及び第２のプリズム４Ｂは三角柱状の形状を有する。他方、透光部材４Ｃは、四角柱状の形状を有する。第１のプリズム４Ａ、第２のプリズム４Ｂ及び透光部材４Ｃは、それぞれ、上面と、底面と、複数の側面とを有する。第１のプリズム４Ａ及び第２のプリズム４Ｂの上面及び底面は、略直角二等辺三角形状の形状を有する。透光部材４Ｃの上面及び底面は、略平行四辺形状の形状を有する。

【0025】

部材本体２の第１の側面２ａは、第２のプリズム４Ｂの側面及び透光部材４Ｃの側面により構成されている。第２の側面２ｂは、第１のプリズム４Ａの側面により構成されている。第３の側面２ｃは、第１のプリズム４Ａの側面及び透光部材４Ｃの側面により構成されている。第４の側面２ｄは、第２のプリズム４Ｂの側面により構成されている。第１の側面２ａ、第２の側面２ｂ、第３の側面２ｃ及び第４の側面２ｄには、第２の反射防止膜８が設けられている。上記光学膜３は、部材本体２上に、第２の反射防止膜８を介して間接的に設けられている。もっとも、第２の反射防止膜８は必ずしも設けられていなくともよい。

【0026】

なお、第２の反射防止膜８は、積層膜からなる。具体的には、第２の反射防止膜８においては、高屈折率膜８ａ、低屈折率膜８ｂ、高屈折率膜８ｃ及び低屈折率膜８ｄがこの順序で積層されている。第２の反射防止膜８における高屈折率膜の層数及び低屈折率膜の層数は、特に限定されない。

【0027】

本実施形態においては、第２の反射防止膜８における高屈折率膜８ａ及び高屈折率膜８ｃはＴｉＯ_２からなる。第２の反射防止膜８における低屈折率膜８ｂ及び低屈折率膜８ｄはＳｉＯ_２からなる。もっとも、高屈折率膜及び低屈折率膜の材料は上記に限定されない。低屈折率膜としては、例えば、ＭｇＦ_２等を用いてもよい。高屈折率膜としては、例えば、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２またはＨｆＯ_２等を用いてもよい。

【0028】

第１のプリズム４Ａと透光部材４Ｃとの間には、第１の透過率調整膜９Ａが設けられている。同様に、第２のプリズム４Ｂと透光部材４Ｃとの間には、第２の透過率調整膜９Ｂが設けられている。第１の透過率調整膜９Ａ及び第２の透過率調整膜９Ｂは一部の光を透過させ、他の光を反射させる。本実施形態では、第１の透過率調整膜９Ａ及び第２の透過率調整膜９Ｂは、光半透過膜であり透過率は５０％である。もっとも、第１の透過率調整膜９Ａ及び第２の透過率調整膜９Ｂの透過率は５０％に限定されない。

【0029】

本実施形態の光学部材１はビームスプリッタである。光学部材１は、入射部１ａと、第１の出射部１ｂ、第２の出射部１ｃ及び第３の出射部１ｄとを有する。入射部１ａは、第１の側面２ａに位置する。具体的には、入射部１ａは、第１の側面２ａにおける透光部材４Ｃの部分に位置する。第１の出射部１ｂ及び第２の出射部１ｃは、第３の側面２ｃに位置する。具体的には、第１の出射部１ｂは、第３の側面２ｃにおける第１のプリズム４Ａの部分に位置する。第２の出射部１ｃは、第３の側面２ｃにおける透光部材４Ｃの部分に位置する。第３の出射部１ｄは、第４の側面２ｄに位置する。

【0030】

なお、上記のように、光学膜３は部材本体２の第１の側面２ａに設けられている。具体的には、光学膜３は、第１の側面２ａにおける、第２のプリズム４Ｂの部分及び透光部材４Ｃの部分に連続して設けられている。光学膜３は、入射光Ａを阻害しないように設けられている。

【0031】

入射部１ａから入射した入射光Ａの一部は第１の透過率調整膜９Ａを透過し、第１の出射部１ｂから出射光Ｃ１として出射する。入射光Ａの他の一部は第１の透過率調整膜９Ａにより反射され、反射光Ｂとなる。反射光Ｂの一部は第２の透過率調整膜９Ｂにより反射され、第２の出射部１ｃから出射光Ｃ２として出射する。反射光Ｂの他の一部は第２の透過率調整膜９Ｂを透過し、第３の出射部１ｄから出射光Ｃ３として出射する。

【0032】

本実施形態の特徴は、光学膜３が遮光膜５と、第１の反射防止膜６とを有し、遮光膜５がＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚからなり、かつｙ＞ｚであること、及び第１の反射防止膜６よりも、遮光膜５が部材本体２側に位置していることにある。光学膜３が遮光膜５を有するため、光学膜３が設けられている部分においては、遮光性に優れる。さらに、遮光膜５が酸窒化物からなるため、遮光膜５が金属酸化物等の酸化物または金属等からなる場合よりも、反射率を大幅に低くすることができる。加えて、第１の反射防止膜６よりも遮光膜５が部材本体２側に位置するため、光学膜３全体としての反射率をより一層低くすることができる。よって、迷光が生じることを抑制することができる。なお、遮光膜５が金属からなる場合、入射光が遮光膜５において反射する。また、遮光膜５が金属酸化物からなる場合、第１の反射防止膜６において反射率を低くする効果を得にくくなる。

【0033】

本実施形態においては、スパッタリング法または蒸着法等を用いて、光学膜３を形成することができる。そのため、樹脂からなる遮光膜を形成する場合よりも、形成する位置の精度を容易に高めることができる。よって、位置の精度に起因する不良率を容易に低くすることができる。従って、生産性を高めることができる。

【0034】

以下、本実施形態における光学膜３の光学特性の詳細を示す。具体的には、光学膜３の透過率及び反射率を示す。なお、反射率は、入射角が１２°の場合及び入射角が３０°の場合の例を示す。さらに、ヒートサイクル試験の結果も併せて示す。ヒートサイクル試験においては、－５５°に冷却し、１２５°に加熱するという温度の昇降を１サイクルとして、５００サイクル行った。この温度の昇降を行う前と、温度の昇降を５００サイクル行った後とにおいて光学特性を測定し、比較した。

【0035】

図３は、第１の実施形態における光学膜の透過率及び反射率と、波長との関係を示す図である。図４は、第１の実施形態における光学膜のヒートサイクル試験の結果を示す図である。なお、図３及び図４においては、１５００ｎｍ以上、１６５０ｎｍ以下程度の光に対して用いる光学膜３の例を示す。

【0036】

図３に示すように、光学膜３の透過率は、１５００ｎｍ～１６５０ｎｍにおいて１％未満であることがわかる。入射角が１２°である場合及び入射角が３０°である場合のいずれも、光学膜３の反射率は、１５００ｎｍ～１６５０ｎｍにおいて１％未満であることがわかる。このように、光学膜３は遮光性に優れ、かつ光学膜３の反射率が低いことがわかる。よって、第１の実施形態の光学部材１は、所望の領域、すなわち光学膜３を設けた領域において遮光性に優れ、かつ反射率が低い。

【0037】

図４に示すように、温度の昇降を繰り返す前後において、光学膜３の透過率及び反射率にはほぼ変化がないことがわかる。このように、本実施形態においては、光学膜３の信頼性をも高めることができる。

【0038】

第１の反射防止膜６の層数は、１層以上であることが好ましく、３層以上であることがより好ましい。この場合には、光学膜３の反射率を好適に低くすることができる。第１の反射防止膜６の層数は、９層以下であることが好ましく、５層以下であることがより好ましい。この場合には、第１の反射防止膜６の膜応力を好適に低くすることができ、第１の反射防止膜６が剥離し難い。

【0039】

第１の反射防止膜６の最も遮光膜５側の膜は、高屈折率膜であることが好ましい。この場合には、遮光膜５と第１の反射防止膜６との界面において、屈折率の差を小さくすることができる。それによって、光学膜３に入射した光が、第１の反射防止膜６及び遮光膜５の界面において反射し難い。また、第２の反射防止膜８の最も遮光膜５側の膜は、低屈折率膜であることが好ましい。この場合には、遮光膜５と第２の反射防止膜８との界面において、屈折率の差が大きくなり、遮光膜５及び第２の反射防止膜８の界面において光が反射しやすくなる。これにより、遮光膜５が設けられている部分において、部材本体２に光がより一層入射し難い。さらに、遮光膜５の透過率は低いため、遮光膜５及び第２の反射防止膜８の界面において反射した光は遮光膜５においてほぼ遮光される。

【0040】

光デバイスの小型化を進めると、部材同士が近接するため、迷光の問題はより顕著となる。本実施形態の光学部材１においては、迷光が生じることを抑制できるため、小型の光デバイスに用いられる場合に特に好適である。

【0041】

本発明に係る光学部材は、ビームスプリッタに限定されず、例えば、プリズムまたはレンズ等であってもよい。光学部材における部材本体は、例えば、プリズム、レンズまたはガラス基板等であってもよい。

【0042】

（製造方法）
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態としての、光学部材の製造方法を説明する。なお、第２の実施形態は、上記光学部材１を製造する方法の一例である。

【0043】

図５（ａ）～図５（ｄ）は、本発明の第２の実施形態に係る光学部材の製造方法を説明するための模式的断面図である。図６（ａ）～図６（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る光学部材の製造方法における、光学膜を形成する工程の一例を説明するための模式的断面図である。

【0044】

図５（ａ）～図５（ｃ）に示すように、第１のプリズム用母材１４Ａ、第２のプリズム用母材１４Ｂ及び透光部材用母材１４Ｃを用意する。図５（ａ）に示すように、第１のプリズム用母材１４Ａは貼り合わせ面１６ａを有する。貼り合わせ面１６ａは、第１のプリズム用母材１４Ａにおける、透光部材用母材１４Ｃと貼り合わせる面である。第１のプリズム用母材１４Ａの貼り合わせ面１６ａに、第１の透過率調整膜９Ａを形成する。さらに、第１のプリズム用母材１４Ａにおける、貼り合わせ面１６ａ以外の面に、第２の反射防止膜８を形成する。

【0045】

第１の透過率調整膜９Ａは、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法等を用いて、適宜の金属膜または誘電体膜を積層することにより形成することができる。第２の反射防止膜８は、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法等を用いて、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することにより形成することができる。なお、第１の透過率調整膜９Ａ及び第２の反射防止膜８を形成する順序は特に限定されない。

【0046】

同様に、図５（ｂ）に示すように、第２のプリズム用母材１４Ｂは貼り合わせ面１６ｂを有する。第２のプリズム用母材１４Ｂの貼り合わせ面１６ｂに、第２の透過率調整膜９Ｂを形成する。さらに、第２のプリズム用母材１４Ｂにおける、貼り合わせ面１６ｂ以外の面に、第２の反射防止膜８を形成する。なお、本実施形態では、第２のプリズム用母材１４Ｂ、第２の透過率調整膜９Ｂ及び第２の反射防止膜８は、図５（ａ）に示す第１のプリズム用母材１４Ａ、第１の透過率調整膜９Ａ及び第２の反射防止膜８と同様に構成されている。この場合には、第１の透過率調整膜９Ａ及び第２の反射防止膜８が形成された第１のプリズム用母材１４Ａを分割することにより、第２の透過率調整膜９Ｂ及び第２の反射防止膜８が形成された第２のプリズム用母材１４Ｂを得てもよい。

【0047】

図５（ｃ）に示すように、透光部材用母材１４Ｃは貼り合わせ面１６ｃ及び貼り合わせ面１６ｄを有する。貼り合わせ面１６ｃは、透光部材用母材１４Ｃにおける、第１のプリズム用母材１４Ａと貼り合わせる面である。貼り合わせ面１６ｄは、透光部材用母材１４Ｃにおける、第２のプリズム用母材１４Ｂと貼り合わせる面である。透光部材用母材１４Ｃにおける、貼り合わせ面１６ｃ及び貼り合わせ面１６ｄ以外の面に、第２の反射防止膜８を形成する。なお、上記第１の透過率調整膜９Ａは、透光部材用母材１４Ｃの貼り合わせ面１６ｃに設けてもよい。上記第２の透過率調整膜９Ｂは、透光部材用母材１４Ｃの貼り合わせ面１６ｄに設けてもよい。

【0048】

次に、図５（ｄ）に示すように、第１のプリズム用母材１４Ａの貼り合わせ面１６ａと透光部材用母材１４Ｃの貼り合わせ面１６ｃとを貼り合わせる。第２のプリズム用母材１４Ｂの貼り合わせ面１６ｂと透光部材用母材１４Ｃの貼り合わせ面１６ｄとを貼り合わせる。これにより、本体用母材１２を得る。第１のプリズム用母材１４Ａ及び第２のプリズム用母材１４Ｂと、透光部材用母材１４Ｃとの接合には、適宜の接着剤等を用いてもよい。なお、第２の反射防止膜８は、第１のプリズム用母材１４Ａ及び第２のプリズム用母材１４Ｂと、透光部材用母材１４Ｃとを接合した後に形成してもよい。もっとも、第２の反射防止膜８は、必ずしも形成しなくともよい。

【0049】

本体用母材１２は側面１２ａを有する。側面１２ａは、図１に示す部材本体２の第１の側面２ａに相当する。図６（ａ）に示すように、側面１２ａ上に、第２の反射防止膜８を形成する。第２の反射防止膜８は、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法等を用いて、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することにより形成することができる。

【0050】

次に、第２の反射防止膜８上に、本発明における酸化物膜としての、金属酸化物膜１５を形成する。本実施形態においては、金属酸化物膜１５は酸化チタンからなる。もっとも、本発明における酸化物膜の材料は上記に限定されない。酸化物膜は、例えば、酸化クロム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素及び酸化アルミニウムのうちいずれかの酸化物からなっていてもよい。金属酸化物膜１５は、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法等を用いて形成することができる。酸化物膜を酸化ケイ素等により形成する場合も同様である。

【0051】

次に、金属酸化物膜１５を窒化する。これにより、図６（ｂ）に示すように、遮光膜５を得る。本実施形態では、遮光膜５は酸窒化チタンからなる。もっとも、上記のように、遮光膜５は、酸窒化チタン以外の酸窒化物からなっていてもよい。次に、図６（ｃ）に示すように、遮光膜５上に第１の反射防止膜６を積層する。第１の反射防止膜６は、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法等を用いて、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することにより形成することができる。次に、本体用母材１２を切断することにより、複数の光学部材１を得る。

【0052】

ここで、本発明者は、金属等の酸化及び窒化を同時に行った場合には、遮光膜の光学特性が安定しないという問題を見出した。これは、遮光膜における窒素元素の割合のばらつきによって、光学特性が大きく変化することによる。さらに、本発明者は、金属等の酸化及び窒化を同時に行うと、酸窒化物としてのＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚにおいて、安定してｙ＞ｚとすることができないことを見出した。これにより、遮光膜における光学特性のばらつきが大きくなりがちになる。そのため、遮光膜の反射率を十分に低くすることができないことがあり、結果として、迷光を抑制することが困難となる。さらに、光学膜全体として反射率を低くするためには、遮光膜の屈折率等の光学特性を測定し、その光学特性に合致した第１の反射防止膜を用意する必要がある。このように、生産性を高めることは困難となる。

【0053】

これに対して、本実施形態においては、金属酸化物膜１５を形成した後に、金属酸化物膜１５を窒化している。それによって、酸窒化物としてのＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚにおいて、安定してｙ＞ｚとすることができる。この場合、酸窒化物における窒素元素の割合にばらつきが生じたとしても、光学特性の変化が小さくなる。よって、遮光膜５の反射率を安定して低くすることができる。さらに、遮光膜５の光学特性のばらつきが小さいため、遮光膜５の光学特性のばらつきに応じた第１の反射防止膜６の構成の変更を行う必要はない。よって、生産性を効果的に高めることができる。

【0054】

以下、第２の実施形態の方法により作製した、第１の実施形態の光学膜３における遮光膜５の、ＸＰＳ（Ｘ－ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による分析の結果を示す。

【0055】

図７（ａ）は、第１の実施形態における遮光膜のＸＰＳの分析結果においての、Ｔｉ元素のピーク付近を示す図であり、図７（ｂ）は、Ｏ元素のピーク付近を示す図であり、図７（ｃ）は、Ｎ元素のピーク付近を示す図である。図７（ａ）～図７（ｃ）に示すように、チタン元素（Ｔｉ元素）のピーク及び酸素元素（Ｏ元素）のピークよりも、窒素元素（Ｎ元素）のピークが低いことがわかる。よって、Ｔｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚにおいて、ｙ＞ｚであることがわかる。

【0056】

遮光膜５におけるＭ_ｘＯ_ｙＮ_ｚのｘを１としたとき、ｙは、０．５以上、１．５以下であることが好ましく、０．８以上、１．３以下であることがより好ましい。ｚは、０．０５以上、０．３以下であることが好ましく、０．１以上、０．１５以下であることがより好ましい。特に、ｚが上記範囲内である場合には、遮光膜５の組成において窒素元素の割合にばらつきが生じた場合においても、光学膜３における光学特性のばらつきをより一層小さくすることができ、光学膜３の反射率をより一層確実に低くすることができる。

【符号の説明】

【0057】

１…光学部材
１ａ…入射部
１ｂ～１ｄ…第１～第３の出射部
２…部材本体
２ａ～２ｄ…第１～第４の側面
３…光学膜
４Ａ，４Ｂ…第１，第２のプリズム
４Ｃ…透光部材
５…遮光膜
６…第１の反射防止膜
６ａ…高屈折率膜
６ｂ…低屈折率膜
６ｃ…高屈折率膜
８…第２の反射防止膜
８ａ…高屈折率膜
８ｂ…低屈折率膜
８ｃ…高屈折率膜
８ｄ…低屈折率膜
９Ａ，９Ｂ…第１，第２の透過率調整膜
１２…本体用母材
１２ａ…側面
１４Ａ，１４Ｂ…第１，第２のプリズム用母材
１４Ｃ…透光部材用母材
１５…金属酸化物膜
１６ａ～１６ｄ…貼り合わせ面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】