(57)【要約】【課題】サブ波長構造における微細な凹凸構造の形状維持性を有効に向上させ、取り扱いの容易なサブ波長構造を持つ光学素子を実現する。【解決手段】サブ波長構造を持つ光学素子は、光学材料による基体１の表面に、使用波長よりも細かい微細周期構造により形成されたサブ波長構造２における凸部の頂部側に、サブ波長構造２の頂部の配列を被覆する補強層３が形成されたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学材料による基体の表面に、使用波長よりも細かい微細周期構造により形成されたサブ波長構造における凸部の頂部側に、前記サブ波長構造の前記頂部の配列を被覆する補強層が形成されたことを特徴とするサブ波長構造を持つ光学素子。
【請求項２】
請求項１記載のサブ波長構造を持つ光学素子において、
サブ波長構造を形成された材質と、補強層の材質が共に、無機材料であることを特徴とするサブ波長構造を持つ光学素子。
【請求項３】
請求項１または２記載のサブ波長構造を持つ光学素子において、
補強層が反射防止膜としての機能を有することを特徴とするサブ波長構造を持つ光学素子。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のサブ波長構造をもつ光学素子を製造する方法であって、  
光学材料による基体の表面に、微細周期構造によるサブ波長構造を形成するサブ波長構造形成工程と、
該工程により形成されたサブ波長構造の凸部側に対して補強層材料の斜め蒸着を行い、  サブ波長構造の凸部の頂部の配列を覆うように補強層を形成する補強層形成工程と、を有することを特徴とするサブ波長構造をもつ光学素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載のサブ波長構造をもつ光学素子を製造する方法であって、  
光学材料による基体の表面に、微細周期構造によるサブ波長構造を形成するサブ波長構造形成工程と、
該工程により形成されたサブ波長構造の凸部側に、フィルムレジストをプレスローラにより、前記凸部の高さ方向に押圧貼着してフィルムレジストによる補強層を形成する補強層形成工程と、を有することを特徴とするサブ波長構造をもつ光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、サブ波長構造をもつ光学素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の波長より短い微小なピッチの凹凸構造による微細周期構造は「サブ波長構造」として知られ、その有する光学機能が種々の光学素子に応用されている。
【０００３】
サブ波長構造をもつ光学素子としては、偏光子、位相板、波長分離素子、レンズ素子等が知られている。
【０００４】
サブ波長構造をなす微細周期構造は、光の波長より構造（凹凸にピッチ）が細かいが、このようなサブ波長構造を形成する方法も、従来から種々の方法が知られている。
【０００５】
例えば、ナノインプリント法や、エッチングを利用する方法、フォトリソグラフィとエッチングを組み合わせた方法等が知られている。
【０００６】
サブ波長構造をもつ光学素子は、凹凸をなして配列された凸部が極めて微細であるため物理的な力の作用に対して脆弱である。
【０００７】
例えば、光学素子の製造工程中や、光学機器への取付け中の取り扱い上の物理的接触により「サブ波長構造の破損や変形」が起こりやすく凹凸構造の形状維持が難しい。
【０００８】
さらには、光学素子に付着した汚れを除去するための「超音波洗浄」の際に、微細な凸部が共振して破損することもある。
【０００９】
サブ波長構造をなす微細な凹凸構造の、このような破損や変形は、光学素子に予定されている光学機能を損なう原因となる。
【００１０】
サブ波長構造の上記の如き脆弱さを考慮し、微細周期構造の凹条中に「隣接する凸条同士を結合する支柱」を設けることが提案されている（特許文献１）。
【００１１】
特許文献１に記載された光学素子は、微細周期構造が「支柱構造」を有することにより機械強度を増し、微細な凹凸構造の形状維持が容易な構造となっている。
【００１２】
しかし、微細周期構造における凸部の頂部は、相変わらず「剥き出し」になっており、上記頂部への「物理的な接触」によりサブ波長構造がダメージを蒙る危険性は残る。  
このため、光学素子としての取り扱いには慎重を要し、取り扱いが難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明は、上述した事情に鑑み、サブ波長構造における微細な凹凸構造の形状維持性を有効に向上させ、取り扱いの容易なサブ波長構造を持つ光学素子の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明のサブ波長構造を持つ光学素子は、光学材料による基体の表面に、使用波長よりも細かい微細周期構造により形成されたサブ波長構造における凸部の頂部側に、前記サブ波長構造の前記頂部の配列を被覆する補強層が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の光学素子は、サブ波長構造における凸部の頂部側に、頂部の配列を被覆する補強層が形成されているので、微細の凹凸構造は外部に剥き出しになっていない。
【００１６】
即ち、サブ波長構造をなす微細周期構造の内部は密閉され、内部が汚れることが無い。
【００１７】
また、補強層の表面が汚れた場合に、汚れを拭き取っても、拭き取る力（物理力）がサブ波長構造に直接作用しないので、サブ波長構造は物理的な外力に対して保護される。
【００１８】
また、光学素子に対して超音波洗浄を行なう場合にも、保護層の存在が、サブ波長構造の「凸部の共振を抑制」するので、超音波洗浄に対する耐性も有効に強化される。
【００１９】
なお、微細周期構造を持つ従来の光学素子では、防塵と強度向上のためにカバーガラス等の保護部材が必要とされていた。
【００２０】
この発明の光学素子では、補強層を設けることにより、カバーガラスとその保持部分が不要となり、光学素子のコスト低減と軽量化・薄型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】サブ波長構造を有する光学素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】図１の光学素子の製造方法の実施の１形態を説明するための図である。
【図３】図１の光学素子の位相板としての機能を説明するための図である。
【図４】サブ波長構造への斜め蒸着を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施の形態を説明する。  
図１は、サブ波長構造を持つ光学素子の実施の１形態を説明するための図である。
【００２３】
光学素子１０は、１／４波長板の機能を持つ波長板である。  
光学素子１０は、３つの部分、即ち、基体１、サブ波長構造２、補強層３から構成されている。
【００２４】
基体１は、光学材料により形成され、サブ波長構造２を「表面形状として」形成される部分である。
【００２５】
基体１は、光学素子本体を構成する光学材料で形成しても良く、この光学材料の表面に形成されてサブ波長構造を形成される（上記光学材料と異なる材質による）層でも良い。
【００２６】
即ち、サブ波長構造２は、基体１の表面構造として形成された「微細周期構造」である。この微細周期構造をなす凹凸構造は「光学素子における使用波長」よりも細かい。
【００２７】
サブ波長構造２は、図１の例では、断面形状が「矩形波」状であるが、必ずしもこれに限らない。  
なお、サブ波長構造２は、図１の図面に直交する方向には「図に示す断面形状」を一様に有している。  
即ち、凸部、凹部は、図１の上方から見ると、図１の図面に直交する方向に長い線状である。この点を鑑みて、上記凸部を「凸条」、凹部を「凹条」とも呼ぶ。
【００２８】
補強層３は、サブ波長構造２の、微細な凸部の頂部側（図の上方側）に「頂部の配列を被覆」するように形成されている。
【００２９】
即ち、補強層３が設けられるのは、サブ波長構造２の「図で上側の部分」であり、凹凸構造における凹部は空隙のまま残されている。
【００３０】
基体１及びこれと一体のサブ波長構造２及び補強層３は材質的には、光学機能（説明中の例で波長板）の実現に必要な物理的性質（固体性や光透過性等）を有していれば良い。
【００３１】
従って、プラスチック等の有機材料でもよい。
【００３２】
しかし、サブ波長構造２を表面形状として形成された基体１及び補強層３は、無機材料で構成するのが好ましい。  
無機材料は、温度・湿度等の環境の影響を受け難いからである。
【００３３】
補強層３の形成は、後述する「補強層材料の斜め蒸着」により行うこともできるし、フィルムレジストの貼着により行っても良い。  
サブ波長構造の光学特性や耐環境性の面では「斜め蒸着による補強層」が、フィルムレジストによる補強層よりも優れている。
【００３４】
しかし、フィルムレジストによる補強層は、低価格で「目的用途に応じたレジストを選択可能で、簡易に形成可能」であると言う利点を有する。
【００３５】
補強層材料は、光学素子１０がサブ波長構造２による波長板の機能を持つので「複屈折性を持たない材料」が好ましく、斜め蒸着により異方性を示すものであれば良い。
【００３６】
補強層材料の「斜め蒸着」により補強層を形成する場合、補強層の形成中、サブ波長構造に、その変形や破壊を齎すような機械力は作用しない。
【００３７】
従って、補強層の形成を安全に行うことができる。
【００３８】
サブ波長構造をなす微細な凹凸は、凹凸の周期方向への力に対しては脆弱であるが、凹凸の高さ方向に作用する力に対してはかなりの強度がある。
【００３９】
従って、フィルムレジストにより補強層を作製する場合には、サブ波長構造の凸部側にフィルムレジストをプレスローラにより、凸部の高さ方向に押圧貼着するようにできる。
【００４０】
即ち、プレスローラによる凹圧力が常に「凸部の高さ方向」にのみ作用するようにして貼着するのである。  
フィルムレジストは「要求される透過率」を満足するものを適宜選定すれば良い。例えば東京応化製のオーディルシリーズ（商品名）等が使用可能である。  
勿論、この凹圧力は微細な凹凸の「高さ方向の強度」を越えないように設定される。
【００４１】
補強層３は、勿論、光学素子１０の使用波長の光に対して透過性である必要がある。  
光学素子１０が、サブ波長構造２による波長板の機能を持つところから、補強層は「複屈折性を持たない材料」が望ましく、斜め蒸着により異方性を示すものであれば良い。
【００４２】
補強層３の厚さは、光学素子１０の汚れの拭き取りや、光学装置への気味付け等の取り扱いの際に、サブ波長構造２に作用する物理力に耐え得る厚みを有すればよい。
【００４３】
一般に、この条件を満たす厚さであれば、超音波洗浄を行なう場合の、微細な凸部の共振を抑制することができ、共振による微細な凸部の破損を防止できる。
【００４４】
補強層３は、光学的には「反射防止膜としての機能」を有することができる。
【００４５】
補強層３に「反射防止膜としての機能」を持たせることにより、光学素子１０の「波長板」としての機能において、光利用効率を高めることができる。
【００４６】
ここで、サブ波長構造２の光学機能を、図３を参照して説明する。
サブ波長構造２による波長板としての機能は「構造複屈折」により実現される。  
図３（ａ）において、サブ波長構造２を表面形状として形成された基体１に対し、光をサブ波長構造２の側から入射させるものとする。
【００４７】
基体１の屈折率をｎ１とし、入射側の媒質の屈折率をｎ２とする。
【００４８】
図３（ａ）に示すように、サブ波長構造２をなす微細な凹凸の凸部の幅を「ｗ」、凸部の高さ（＝凹部の深さ）を「Ｄ」とし、微細な凹凸のピッチを「Ｐ」とする。
【００４９】
このように定まる「ｗ」、「Ｐ」に対して、ｆ＝ｗ/Ｐを「フィルファクタ」と呼ぶ。ピッチ：Ｐが入射光の波長以下で「構造複屈折」が発現する。
【００５０】
図示の如く、入射光における電界の振動方向がサブ波長構造の空間周期方向に平行な偏光成分をＴＭ偏光成分、これに直交する偏光成分をＴＥ偏光成分とする。
【００５１】
ＴＭ偏光成分は、図３（ａ）の「左右方向」であり、ＴＥ偏光性分は「図面に直交する方向」である。
【００５２】
サブ波長構造２は、ＴＭ偏光成分とＴＥ偏光成分とに対して「異なった屈折率領域」として作用する。
【００５３】
光が入射する側の媒質の屈折率：ｎ２、基体１の媒質の屈折率：ｎ１により、ＴＥ偏光成分に対する有効屈折率：ｎ(ＴＥ)は以下の如くに表される。
【００５４】
ｎ（ＴＥ）＝√｛ｆ・(ｎ２)２＋（１−ｆ）・(ｎ１)２｝  
また、ＴＭ偏光成分に対する有効屈折率：ｎ(ＴＭ)は、以下のごとくに表される。
【００５５】
ｎ（ＴＭ）＝√｛ｆ・（ｎ２）-２＋(１−ｆ)・(ｎ１)-2｝-1/2 
上記の各式において、「ｆ」はフィルファクタである。
【００５６】
フィルファクタ：ｆが０から１まで変化すると、有効屈折率：ｎ(ＴＥ)、ｎ(ＴＭ)は図３(ｂ)に示す如くに変化する。  
光の入射側の媒質を空気(屈折率：ｎ２＝１)とすると、屈折率：ｎ(ＴＥ)、ｎ(ＴＭ)は、以下の如くになる。
【００５７】
ｎ（ＴＥ）＝√｛ｆ＋(１−ｆ)・(ｎ１)２｝  
ｎ（ＴＭ）＝√｛ｆ＋(１−ｆ)・(ｎ１)-2｝-1/2 
サブ波長構造２の微細な凸部の高さ：Ｄを用いると、サブ波長構造の「光学的厚さ」は、ＴＭ偏向成分につき「Ｄ・ｎ(ＴＭ)」、偏光成分：ＴＥにつき「Ｄ・ｎ(ＴＥ)」である。
【００５８】
これら光学的厚さの差：Ｄ｛ｎ(ＴＥ)−ｎ(ＴＭ)｝に応じて「位相遅れ：δ（リタデーション）」が生ずる。
【００５９】
上記光学的厚さの差をＨとし、波長をλとすると、δ＝２πＨ／λである。
【００６０】
即ち、フィルファクタ：ｆと凸部の高さ：Ｄとを調整することにより、ＴＥ偏光成分とＴＭ偏光成分との間に所望の位相差を与えることができる。  
説明中の実施の形態では、この位相差が１／４波長相当である。
【００６１】
微細周期構造では「波長：λの広い領域にわたって、略一定のリタデーション」が得られるのが特色である。
【００６２】
なお、上記の如く、有効屈折率はフィルファクタ：ｆにより変化するから、フィルファクタを位置に応じて変化させることにより屈折面としての機能を実現することもできる。
【００６３】
従って、この発明のサブ波長構造を持つ光学素子は、波長板のみならず、レンズ等の他の光学機能を持つ素子として実現できることは言うまでも無い。
【００６４】
この発明のサブ波長構造を有する光学素子は、以下のように製造することができる。
【００６５】
即ち、製造方法は、サブ波長構造形成工程と、補強層形成工程とを有する。
【００６６】
「サブ波長構造形成工程」は、光学材料に微細周期構造によるサブ波長構造を形成する工程である。
【００６７】
「補強層形成工程」では、サブ波長形成工程により形成されたサブ波長構造の凸部側に対して補強層材料による斜め蒸着を行う。
【００６８】
この斜め蒸着により「凸部の頂部の配列を覆う」ように補強層を形成する。
【００６９】
斜め蒸着が行われる「サブ波長構造の凸部側」とは、微細な凹凸構造における凸部の頂部の側であり、図３（ａ）であれば、図の上側である。
【００７０】
補強層の形成には、斜め蒸着による方法の他に、前述のフィルムレジストを転借させる方法が可能である。
【００７１】
この場合には「補強層形成工程」は、サブ波長構造形成工程により形成されたサブ波長構造の凸部側に、フィルムレジストを貼着する工程である。
【００７２】
フィルムレジストの貼着は、前記凸部の高さ方向にフィルムレジストをプレスローラにより押圧貼着して行う。
【００７３】
このとき、プレスローラによる押圧力が、サブ波長構造の微細な凸部の高さ方向にのみ作用するように押圧貼着を行う。
【００７４】
サブ波長構造を形成する「サブ波長構造形成工程」は、従来から知られた種々の方法を利用することができる。
【００７５】
即ち、ナノインプリント法や、エッチングを利用する方法、フォトリソグラフィとエッチングを組み合わせた方法等を利用することができる。
【００７６】
「補強層形成工程」において行われる「補強層材料による斜め蒸着」を説明する。
【００７７】
図４（ａ）に示すように、サブ波長構造の凸条の幅を「Ａ」、凹条の幅を「Ｂ」とし、凹条の深さを「Ｄ」とする。また、斜め蒸着の角度を「θ」とする。
【００７８】
「斜め蒸着の角度」は、サブ波長構造表面部への蒸着粒子（補強層材料）の入射角度である。このとき、図４（ａ）の長さ「Ｌ」を「埋め込み量」と呼ぶ。  
蒸着粒子の入射方向が、凹条の深さ方向に対して斜めの角度：θを有するため、飛来する蒸着粒子の一部が凹条の頂部近傍に侵入して凹条の上端部近傍を埋め込むのである。
【００７９】
図４（ｂ）は、サブ波長構造２に斜め蒸着により形成された補強層３の拡大断面図を示している。
【００８０】
凹条の幅：Ｂと、埋め込み量：Ｌと、斜め蒸着の角度：θとの間には次の関係がある。
【００８１】
Ｌ＝Ｂ／ｔａｎθ  
凹条の頂部が上記のように「蒸着物質で埋め込まれる」と、埋め込まれた部分では、サブ波長構造としての光学特性が消失する。
【００８２】
上記式から明らかなように、埋め込み量：Ｌは、凹条の幅：Ｂが大きいほど、また斜め蒸着の角度：θが小さいほど大きくなる。
【００８３】
埋め込み量：Ｌが大きいほど、補強層の強度は大きくなるが、サブ波長構造の凹条の実効的な深さ：Ｄ−Ｌが小さくなるので、リタデーションも小さくなる。
【００８４】
このリタデーションの減少を補正するためには、凹条の深さを大きくする必要があり、これはサブ波長構造の作製上は余り好ましくない。
【００８５】
そこで、補強層の強度とサブ波長構造の作製の容易さを勘案して、両者を調和させる必要があり、これは斜め蒸着の角度：θを調整することで可能である。
【００８６】
上記観点からすると、斜め蒸着の角度：θは、４０度程度から８０度程度の範囲が好適である。
【００８７】
以下、図１に示す１／４波長板１０の製造方法の１例を、図２に即して説明する。
【００８８】
説明の繁雑を避けるため、混同の虞が無いと思われるものについては図１におけると同一の符号を用いる。
【００８９】
図２において、符号１は光学材料による基体を示す。  
ここで説明する例では、基体１は、光学素子としての１／４波長板自体をなす光学材料により形成されている。この光学材料は「石英ガラス」である。
【００９０】
石英ガラスによる基体１は平行平板状に形成され、その片面にレジスト樹脂によるレジスト５の層が形成される（図２（ａ））。
【００９１】
形成された「レジスト５による層」の表面に、電子ビームによる描画で、サブ波長構造に応じたパターンを描画する。  
この描画においては、サブ波長構造をなす微細な凹凸構造の前述の「凹条」となる部分が電子ビームで照射される。
【００９２】
図２（ｂ）は、電子ビーム描画の際に「電子ビームにより照射されたレジスト部分」を除去した状態を示している。
【００９３】
電子ビームで照射されたレジスト部分が除去された部位では、基体１の表面が「並列ライン状」に露呈している。この状態のレジスト５を「レジストパターン５」と称する。
【００９４】
図２（ｃ）は、基体１の表面上に残ったレジストパターン５をマスクとして、基体１の表面に「ドライエッチング」を行い、レジストパターン５を転写した状態を示す。
【００９５】
レジスト５を除去された部分の基体１が表面側から侵刻されて「サブ波長構造の微細な凹部（凹条）の配列」が形成される。
【００９６】
この状態から、基体１の表面に残存しているレジストパターン５を除去した状態が、図２（ｄ）の状態である。
【００９７】
エッチングされた「凹条」と、エッチングされなかった表面部分による「凸条」との配列によりサブ波長構造２が形成されている。
【００９８】
この状態で、サブ波長構造２の凸部側に対して、補強層材料を「斜め蒸着」することにより補強層３を形成した状態が、図２（ｅ）である。
【００９９】
補強層材料の蒸着粒子は、サブ波長構造２の表面部（凸部の頂部が配列している部分）に対して斜めに飛来するので、凹部（凹条）の内部には蒸着しない。
【０１００】
従って、図２（ｅ）に示すように、サブ波長構造２の表面部を覆うように補強層３を形成することができる。
【０１０１】
補強層を「反射防止膜」とする場合は、上記補強層形成工程において、「高屈折率材料による斜め蒸着」と「低屈折率材料による斜め蒸着」を必要回数交互に繰り返せば良い。
【実施例】
【０１０２】
以下、具体的な実施例を３例挙げる。
【０１０３】
「実施例１」
厚み：１．０ｍｍで直径：１００ｍｍの円形石英ガラスの基板を用意し、この石英基板から、５ｍｍ×５ｍｍのサイズの１／４波長板を「複数個取り」するようにした。
【０１０４】
石英ガラスの表面を、８０区画にわけ、各区画に１／４波長板を１個割り当てた。
【０１０５】
石英ガラスの表面全体に、レジスト樹脂をスピンコートし、厚さ：０．１５μｍのレジスト層を形成した。
【０１０６】
レジスト層に対して、電子ビームによる描画を行い、サブ波長構造に対応するパターンを描画した。  
描画されたパターンは、多数の直線を互いに平行に近接して配置したパターンである。
【０１０７】
電子ビームによる描画の際に、電子ビームで照射されたレジスト部分を除去して、レジストパターンを得た。
【０１０８】
このとき、レジストを除去された線状部分（サブ波長構造において凹条となる部分の幅（図３（ａ）において「Ｐ−ｗ」）は７０ｎｍである。
【０１０９】
また、残されたレジストパターンにおける線状部分（サブ波長構造において凸条となる部分の幅（図３（ａ）において「ｗ」）は１３０ｎｍである。
【０１１０】
上記レジストパターンをマスクとして、ドライエッチングを行い、石英ガラスの表面を深さ：１５００ｎｍとなるように加工した。
【０１１１】
その後、レジストパターンを除去したところ、石英ガラス板の表面の８０区画のそれぞれに、断面形状が矩形波状のサブ波長構造が得られた。
【０１１２】
各サブ波長構造における微細な凹凸構造におけるピッチ：Ｐは２００ｎｍ、凸部（凸条）の幅：ｗは１３０ｎｍ、凹部（凹条）の幅は７０ｎｍである。
【０１１３】
従って、フィルファクタ：ｆ（＝ｗ/Ｐ）は０．６５である。
【０１１４】
また、凹部（凹条）の深さは１５００ｎｍである。
【０１１５】
次に、上記の如く、サブ波長構造が「区画ごとに形成」された石英ガラス板を、真空蒸着装置にセットし、補強層材料の斜め蒸着を行った。
【０１１６】
補強層材料としては、高屈折率材料として、屈折率：２．１５のＴａ２Ｏ２、低屈折率材料として、屈折率：１．４６のＳｉＯ２を「交互に斜め蒸着」した。
【０１１７】
成膜条件は、電子銃（ＥＢ）蒸着（酸素導入：酸素導入量  ３０ｓｃｃｍ）、真空度：０．７〜１．０×１０−５Ｔｏｒｒ、成膜速度：１０ｎｍ／分である。
【０１１８】
「斜め蒸着の角度」は７０度に設定し、波長：４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で反射を低減させる設計で成膜した。膜構成は表１に示す通りである。
【０１１９】
【表１】
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【０１２０】
このようにして、反射防止膜として機能する補強層を、厚さ：２．８μｍに形成した。
【０１２１】
成膜後パターンの頂部の２６ｎｍ程度（２５．５ｎｍ）が埋め込まれた状態となった。即ち「埋め込み量≒２６ｎｍ」である。
【０１２２】
その後、石英ガラス板を、ダイシングソウにより区画ごとに切り離し、８０個の１／４波長板を得た。
【０１２３】
このようにして得られた１／４波長板は使用波長：４０５ｎｍ以上の光に対し、１／４波長板としての良好な機能を実現できていた。
【０１２４】
波長：４００〜４１０ｎｍの範囲において透過率９６％の光学素子を製造できた。
【０１２５】
また、補強層の存在により、汚れの拭き取り等に際しても、サブ波長構造が破損・変形することがなく、超音波洗浄も問題なく行うことができた。
【０１２６】
即ち、上記の如くして得られた１／４波長板に対して、拭き上げ、超音波洗浄、浸漬の３種のクリーニングを施し、サブ波長構造への影響を調べた。
【０１２７】
即ち、汚れ拭き取りに行なう「拭き上げ」は、一定方向（サブ波長構造の凸条の方向であるライン方向に対して縦（平行）方向および横（直交）方向）に５回行なった。
【０１２８】
「拭き上げ」は、拭き布「ベンコット（登録商標  旭化成せんい株式会社）」と、「ベンコットにエタノールを滲みこませた拭き布」とを用いて行った。
【０１２９】
「超音波洗浄」は、２種の超音波「ＵＳ＝５０ｋＨｚおよびＭＳ＝１０００ｋＨｚ」により行った。
【０１３０】
「浸漬」は、洗浄液（水またはエタノール）中に完全に浸漬して、１０分間放置することにより行った。
【０１３１】
これら、拭き上げ、超音波洗浄、浸漬を、上記の如く得られた補強層を有する１／４波長板と、補強層を持たない１／４波長板に対して行った結果を表１に示す。
【０１３２】
補強層を持たない１／４波長板は、補強層を除けば、補強層を持つ１／４波長板と同一のものである。
【０１３３】
表１において、「従来」とあるのは「補強層を持たない１／４波長板」、「本件」とあるのは「斜め蒸着による補強層を持つ１／４波長板」である。
【０１３４】
「×」は、検査サンプル数：１０に対して、サブ波長構造に変形や破損の生じたものが５個以上の場合である。
【０１３５】
「△」は、検査サンプル数：１０に対して、サブ波長構造に変形や破損の生じたものが１〜４個の場合である。
【０１３６】
「○」は、サブ波長構造に変形や破損の生じたサンプルが全く無い場合である。
【０１３７】
【表２】
2014164263.tif 000004
【０１３８】
「実施例２」  
厚み：１．０ｍｍで、直径：１００ｍｍの円形石英ガラスの基板を用意し、この石英基板から、５ｍｍ×５ｍｍのサイズの１／４波長板を「複数個取り」するようにした。
【０１３９】
石英ガラスの表面を、８０区画にわけ、各区画に１／４波長板を１個割り当てた。
【０１４０】
石英ガラスの表面全体に、レジスト樹脂をスピンコートし、厚さ：０．１５μｍのレジスト層を形成した。
【０１４１】
レジスト層に対して、電子ビームによる描画を行い、サブ波長構造に対応するパターンを描画した。  
描画されたパターンは、多数の直線を互いに平行に近接して配置したパターンである。
【０１４２】
電子ビームによる描画の際に、電子ビームで照射されたレジスト部分を除去して、レジストパターンを得た。
【０１４３】
このとき、レジストを除去された線状部分（サブ波長構造において凹条となる部分の幅（図３（ａ）において「Ｐ−ｗ」）は１００ｎｍである。
【０１４４】
また、残されたレジストパターンにおける線状部分（サブ波長構造において凸条となる部分の幅（図３（ａ）において「ｗ」）は２００ｎｍである。
【０１４５】
上記レジストパターンをマスクとして、ドライエッチングを行い、石英ガラスの表面を深さ：２４００ｎｍとなるように加工した。
【０１４６】
その後、レジストパターンを除去したところ、石英ガラス板の表面の８０区画のそれぞれに、断面形状が矩形波状のサブ波長構造が得られた。
【０１４７】
各サブ波長構造における微細な凹凸構造におけるピッチ：Ｐは３００ｎｍ、凸部（凸条）の幅：ｗは２００ｎｍ、凹部（凹条）の幅は１００ｎｍである。
【０１４８】
従って、フィルファクタ：ｆ（＝ｗ/Ｐ）は０．６７である。
【０１４９】
また、凹部（凹条）の深さは２４００ｎｍである。
【０１５０】
次に、上記の如く、サブ波長構造が「区画ごとに形成」された石英ガラス板を、真空蒸着装置にセットし、補強層材料の斜め蒸着を行った。
【０１５１】
補強層材料としては、高屈折率材料として、屈折率：２．１５のＴａ２Ｏ２、低屈折率材料として、屈折率：１．４６のＳｉＯ２を、交互に斜め蒸着した。
【０１５２】
成膜条件は、電子銃（ＥＢ）蒸着（酸素導入：酸素導入量  ３０ｓｃｃｍ）、真空度：０．７〜１，０×１０−５Ｔｏｒｒ、成膜速度：１０ｎｍ／分である。
【０１５３】
「斜め蒸着の角度」は７０度に設定し、波長：４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で反射を低減させる設計で成膜を行った。
【０１５４】
膜構成は表３に示す通りである。
【０１５５】
【表３】
2014164263.tif 000005
【０１５６】
このようにして、反射防止膜として機能する補強層を、厚さ：２．８μｍに形成した。
【０１５７】
実施例２のサブ波長構造は、実施例１のものよりもピッチが大きい。
【０１５８】
このため、補強層材料の埋め込み性を向上させるため、第１層の膜厚をλ／４ではなく５λ／４とし、１層目を厚く成膜した。
【０１５９】
成膜後パターンの頂部側の３７ｎｍ程度（３６．４ｎｍ）が埋め込まれた状態となった。即ち「埋め込み量≒３７ｎｍ」である。
【０１６０】
その後、石英ガラス板を、ダイシングソウにより区画ごとに切り離し、８０個の１／４波長板を得た。
【０１６１】
このようにして得られた１／４波長板は使用波長：６６０ｎｍ以上の光に対し、１／４波長板としての良好な機能を実現できていた。
【０１６２】
波長：６５５〜６６５ｎｍの範囲において透過率９６％の光学素子を形成できた。
【０１６３】
また、補強層の存在により、汚れの拭き取り等に際しても、サブ波長構造が破損・変形することがなく、超音波洗浄も問題なく行うことができた。
【０１６４】
即ち、上記の如く得られた１／４波長板に対して、実施例１の場合と同様にして、拭き上げ、超音波洗浄、浸漬の３種のクリーニングを施し、サブ波長構造への影響を調べた。
【０１６５】
拭き上げ、超音波洗浄、浸漬を、上記の如く得られた補強層を有する１／４波長板と、補強層を持たない１／４波長板に対して行った結果を、表２に倣って表４に示す。
【０１６６】
【表４】
2014164263.tif 000006
【０１６７】
「実施例３」
厚み：１．０ｍｍで、直径：１００ｍｍの円形石英ガラスの基板を用意し、実施例１と同様に、基板表面を８０区画に分け、各区画にサブ波長構造を形成した。
【０１６８】
即ち、実施例１と同様にして、ピッチ：Ｐ＝２００ｎｍ、凸部（凸条）の幅：ｗ＝１３０ｎｍ、凹部（凹条）の幅＝７０ｎｍのサブ波長構造を形成した。
【０１６９】
フィルファクタ：ｆ（＝ｗ/Ｐ）は０．６５である。また、凹部（凹条）の深さは１５００ｎｍである。
【０１７０】
このように形成されたサブ波長構造の凸部側にフィルムレジストの貼着を行った。
【０１７１】
用いたフィルムレジストは、東京応化工業株式会社製のＴＭＲシリーズのフィルム：ＴＭＲ-Ｐ１７  ＰＭ（商品名  膜厚：０．６μｍ）である。
【０１７２】
このフィルムレジストを、プレスローラを用いて、サブ波長構造の凸部の高さ方向に押圧して貼着した。
【０１７３】
貼着後、フィルムレジストに対し、プリベークを９０度で９０秒間、ポストベーク１を１３０度で５分間、ポストベーク２を２００度で５分間実施した。
【０１７４】
このようにして得られた１／４波長板は。使用波長：４０５ｎｍ以上の光に対し、１／４波長板としての良好な機能を実現できていた。
【０１７５】
波長：４００〜４１０ｎｍの範囲において透過率９０％の光学素子を製造できた。
【０１７６】
このようにして得られた１／４波長板に対して、実施例１と同様にして、拭き上げ、超音波洗浄、浸漬の３種のクリーニングを施し、サブ波長構造への影響を調べた。
【０１７７】
これら、拭き上げ、超音波洗浄、浸漬を、上記の如く得られた補強層を有する１／４波長板と、補強層を持たない１／４波長板に対して行った結果を表５に示す。
【０１７８】
結果の評価は、実施例１、２の場合と同様である。
【０１７９】
フィルムレジストによる補強層は、斜め蒸着膜より密着性が弱く、ＵＳでの超音波洗浄で、補強層が脱落し、サブ波長構造の破損が生じた。
【０１８０】
また、フィルムレジストによる補強層は「有機溶剤への耐性」が蒸着膜よりも弱く、有機溶剤による拭き上げ、浸漬により補強層が劣化しやすい。
【０１８１】
このように、フィルムレジストによる補強層は、有機溶剤及び超音波洗浄の際の扱いに注意が必要だが、サブ波長構造への影響は防ぐことが可能である。
【０１８２】
【表５】
2014164263.tif 000007
【符号の説明】
【０１８３】
１０      １／４波長板（光学素子）
１        光学材料による基体  
２        サブ波長構造  
３        補強層  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８４】
【特許文献１】特開２００８−２９８８６９号公報
【図１】
2014164263.tif 000008
【図２】
2014164263.tif 000009
【図３】
2014164263.tif 000010
【図４】
2014164263.tif 000011