光学物品
【課題】位相差フィルムの酸化劣化が防止できる光学物品を提供すること
【解決手段】
本発明の光学物品１は、光入射面と光出射面とが形成された光学素子１１と、該光学素子１１の光射出面側で選択的に粘着固定される複数の位相差フィルム１２と、を備える光学物品１であって、前記位相差フィルム１２の光出射面を含む第一領域Ｂと、前記位相差フィルム１２が接合されない前記光学素子１１の光出射面を含む第二領域Ｃとを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜３が形成されることを特徴とする。
【解決手段】
本発明の光学物品１は、光入射面と光出射面とが形成された光学素子１１と、該光学素子１１の光射出面側で選択的に粘着固定される複数の位相差フィルム１２と、を備える光学物品１であって、前記位相差フィルム１２の光出射面を含む第一領域Ｂと、前記位相差フィルム１２が接合されない前記光学素子１１の光出射面を含む第二領域Ｃとを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜３が形成されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光変換素子、その他の光学物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ピックアップや液晶プロジェクター、その他の装置において、複数の透光性部材を積層して形成された光学物品が用いられている。
このような光学物品として、複数のガラス部材の間に偏光分離膜と反射膜とを交互に配置し、前記偏光分離膜の光射出面側に位相差板を設けた偏光変換素子（ＰＳ変換素子）が知られている。
【０００３】
例えば、互いに平行な膜形成面の一方には偏光分離膜が形成され、他方には反射膜が形成されたガラス部材と、これらの膜が形成されないガラス部材とを交互に貼り合わせて偏光ビームスプリッターアレイを形成し、この偏光ビームスプリッターアレイの透光性部材の出射面部分に水晶からなる複数のλ／２位相差板を設けたものが挙げられる（特許文献１参照）。
【０００４】
また、位相差板の表面にガスバリア層としてＩｎおよびＳｎの合金酸化物、ＳｉＯx（ｘ＝１．０〜２．０））、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ等を用いた液晶表示素子用基板がある（特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、反射防止膜表面にダイアモンドライクカーボン膜を被覆させることにより、反射防止膜表面の硬度を上昇させ、耐摩耗性を著しく上昇させた時計用カバーガラスがある。（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２９８２１２号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６５２２号公報
【特許文献３】特開２００４−９３４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の偏光変換素子は、λ／２位相差板に水晶を用いているため、製造コストが高くなってしまう。そこで、λ／２位相差板に有機性フィルムを用いることが考えられる。
しかし、λ／２位相差板として有機性材料を採用した場合、λ／２位相差板は、大気中の酸素と接触するため、酸化劣化すると言う問題が挙げられる。
また、仮にλ／２位相差板の上にガラス板を配置したとしても、λ／２位相差板が設けられない箇所に空気層が形成されるため、酸素を遮断することができない。さらに、この空気層により透過する光が空気ギャップを生じさせることとなり、所定の屈折率を発揮することができないという問題も挙げられる。
【０００８】
特許文献２に記載の液晶表示素子用基板では、特許文献１に記載の偏光変換素子のようにλ/２位相差板が設けられる箇所と、そうでない箇所とで凹凸面を有する場合、ＩｎおよびＳｎの合金酸化物、ＳｉＯx（ｘ＝１．０〜２．０））、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ等を被覆しても被膜の構造強度が不足するため、特にλ/２位相差板と偏光ビームスプリッターアレイとが接合する接合部近傍において被膜にクラックが生じるおそれがあり、酸素との遮断を維持できないという問題が挙げられる。
【０００９】
また、特許文献３に記載の時計用カバーガラスでは、ダイアモンドライクカーボン膜は反射防止膜を被覆することで、反射防止膜の耐摩耗性を向上させている。しかし、位相差フィルムとして有機性フィルムを用いた際、大気中の酸素との接触を遮断させるための示唆が特許文献３には示されていない。
【００１０】
本発明の目的は、位相差フィルムの酸化劣化が防止できる光学物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
［適用例１］
本適用例に係わる光学物品は、光入射面と光出射面とが形成された光学素子と、該光学素子の光出射面側に貼着される複数の位相差フィルムと、を備える光学物品であって、前記位相差フィルムの光出射面を含む第一領域と、前記位相差フィルムが貼着されない前記光学素子の光出射面を含む第二領域とを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜が形成されることを特徴とする。
【００１２】
上記適用例に係わる光学物品では、第一領域と第二領域とを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜が形成されるので、これらの領域の境界に存在する位相差フィルムおよび接合部の厚み方向側面を被覆することができる。このため、位相差フィルムおよび接合部はダイアモンドライクカーボン膜により完全に酸素との接触が遮断される。さらに、ダイアモンドライクカーボン膜はＩｎおよびＳｎの合金酸化物、ＳｉＯx（ｘ＝１．０〜２．０））、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ等より構造強度が高く、被膜にクラックが生じにくい。
このことから、位相差フィルムとして有機性フィルムを使用するような場合、位相差フィルムが酸素と接触することによる酸化劣化を防止することができ、さらに、ダイアモンドライクカーボン膜は構造強度が高くクラックが生じにくいので、安定的に位相差フィルムを酸素から遮断することができ、位相差フィルムの耐久性を向上させることができる。
よって、位相差フィルムとして有機性フィルムを用いたとしても、十分な耐久性を発揮することができる。
また、位相差フィルムがダイアモンドライクカーボン膜で被覆されるので、空気層が形成されることがなく、空気ギャップが生じず、所定の屈折率を発揮することができる。
【００１３】
［適用例２］
上記適用例に係わる光学物品では、前記ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率が１．４以上１．６以下であることが好ましい。
【００１４】
上記適用例に係わる光学物品では、ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率が１．４以上１．６以下であるので、光学物品として利用するのに必要な光量が得られる透過率を確保することができる。この屈折率が１．４よりも小さい場合は透過率の向上の効果は認められない。逆に、光学物品を構成するその他の光学部材は一般に、屈折率１．４よりも大きいので、ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率を１．４よりも小さくした場合は、その他の光学部材との接合面で界面反射が起こりやすく、光学物品としての透過率を下げるだけである。
【００１５】
［適用例３］
上記適用例に係わる光学物品では、前記ダイアモンドライクカーボン膜の膜厚が４０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
上記適用例に係わる光学物品では、ダイアモンドライクカーボン膜の膜厚が４０ｎｍ以上であるので、位相差フィルムが酸素と接触するのを確実に遮断でき、酸素による酸化劣化を確実に防ぐことができる。
【００１７】
［適用例４］
上記適用例に係わる光学物品では、前記ダイアモンドライクカーボン膜の表面に酸化珪素膜が形成されることが好ましい。
【００１８】
ダイアモンドライクカーボン膜における光の屈折率を下げるにはダイアモンドライクカーボン膜の空孔の体積率を上げることが有効であるが、その反面、酸素の遮断性は低下する。
そこで、上記適用例に係わる光学物品では、ダイアモンドライクカーボン膜の表面に酸化珪素膜が形成されるので、位相差フィルムと酸素との遮断性を補うことができ、酸素による酸化劣化をより一層確実に防ぐことができる。
【００１９】
［適用例５］
上記適用例に係わる光学物品では、前記酸化珪素膜の膜厚が６０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２０】
上記適用例に係わる光学物品では、酸化珪素膜の膜厚が６０ｎｍ以上であるので、位相差フィルムと酸素との遮断を有効に補うことができ、酸素による酸化劣化を防ぐことができる。
【００２１】
［適用例６］
上記適用例に係わる光学物品では、前記ダイアモンドライクカーボン膜の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であることが好ましい。
【００２２】
上記適用例に係わる光学物品では、ダイアモンドライクカーボン膜の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であるので、ダイアモンドライクカーボン膜における光の屈折率を下げて光の透過率を確保することと、位相差フィルムと酸素との遮断性とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図。
【図２】本発明の第一実施形態における偏光変換素子の製造方法を説明するための断面図。
【図３】本発明の第二実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図。
【図４】本発明の第三実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の第一実施形態における偏光変換素子について図１に基づいて説明する。
図１には、本発明の第一実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図が示されている。
図１に示すように、偏光変換素子１は、互いに略平行な光入射面と光出射面とが形成された略板状の偏光分離素子１１と、この偏光分離素子１１の光出射面側に選択的に貼着される複数の位相差フィルム１２と、偏光分離素子１１の基材である透光性基板１４とを備え、２個の部材が左右対称に接合された構造を有している。
さらに、偏光変換素子１は、位相差フィルム１２の光出射面を領域とする第一領域Ｂと、位相差フィルム１２が接合されない偏光分離素子１１の光出射面を領域とする第二領域Ｃとを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜３が設けられている。
【００２５】
偏光分離素子１１は、光出射面に対して所定の角度（図２では、４５°）の界面で複数が順次設けられた透光性基板１４と、これらの透光性基板１４にそれぞれ設けられた偏光分離膜１５及び反射膜１６とを有する。
透光性基板１４は、断面三角形や断面平行四辺形の角柱部材から形成されており、界面を構成する斜面に偏光分離膜１５と反射膜１６とが交互に配置されている。
透光性基板１４を構成する材料としては、ＢＫ７等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラス、サファイアガラスをはじめとするガラスを例示できる。
【００２６】
偏光分離膜１５は誘電体多層膜で形成され、入射した光線束（Ｓ偏光光とＰ偏光光）を、Ｓ偏光の部分光束（Ｓ偏光光）とＰ偏光の部分光束（Ｐ偏光光）とに分離し、Ｓ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過する機能を有する。
誘電体多層膜は、例えば、ＳｉＯ２よりなる低屈折率層と、ＭｇＦ２よりなる高屈折率層と、Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の重量割合が１：３の混合物よりなる中屈折率層とが、所定の順序及び光学厚膜で形成された多層膜を例示できる。
【００２７】
反射膜１６は誘電体多層膜又は金属膜で形成され、反射膜１６に入射したＳ偏光光をそのまま反射する機能を有する。反射膜１６を構成する多層膜はＳｉＯ２よりなる低屈折率層とＳｉＯ２よりなる高屈折率層とが所定の順序及び光学厚膜で交互に形成された多層膜を例示できる。
【００２８】
位相差フィルム１２は、有機性材料を有する部材であって、厚さが例えば、２８μｍとされた短冊状の１／２波長フィルムであり、透光性基板１４の光出射側面であって偏光分離膜１５に対応する第一領域Ｂにおいて位相差フィルムの光入射面全域に対応する接合部２により密着固定されている。位相差フィルム１２の幅寸法は偏光分離膜１５と反射膜１６との間の寸法と対応している。
【００２９】
また、偏光変換素子１の平面視中央領域には、偏光変換素子１が利用される際に光線が透過する光線透過領域Ａが設けられている。
なお、位相差フィルム１２としては、ポリカーボネート樹脂が挙げられ、例えば、株式会社ポラテクノ社製（型番：ＷＢＲ-９０ＰＣ）を例示することができる。また、貼着部２に用いられる粘着剤としては、日東電工（株）製の透明両面接着テープＣＳ９６２１およびＨＪ−９１５０Ｗ、住友スリーエム（株）製の接着剤転写テープＦ−９４６０および８１４１、（株）サンエー化研製の粘着テープＷＲ−Ｂ２などが挙げられる。なお、フォトボンド３００のような光学接着剤を貼着部に用いてもよい。
【００３０】
位相差フィルム１２が透光性基板１４の光出射面と当接する全面が貼着部２となっている。
ダイアモンドライクカーボン膜３は、第一領域Ｂと、第二領域Ｃとを連続的に被覆している。具体的には、ダイアモンドライクカーボン膜３は、位相差フィルム１２と透光性基板１４との光出射面、並びに、位相差フィルム１２および接合部２の厚み方向側面を被覆している。さらに、ダイアモンドライクカーボン膜３と位相差フィルム１２および接合部２との間には空気が介在していない。このため、位相差フィルム１２は、空気と接触することがなく密閉される。
また、ダイアモンドライクカーボン膜３は、屈折率が１．４以上１．６以下であり、膜厚が４０ｎｍ以上に形成され、空孔の体積率が３０％以上６０％以下である。
【００３１】
本発明の第一実施形態における偏光変換素子の製造方法について図２に基づいて説明する。
図２には、本発明の第一実施形態における偏光変換素子の製造方法を説明するための断面図が示されている。
図２（Ａ）に示されるような板状の偏光分離素子１１の片平面に図２（Ｂ）に示すように貼着部２に粘着剤あるいは接着剤を用いて、その上に位相差フィルム１２が貼着される。このとき、貼着部２に形成される粘着剤は、位相差フィルム１２により押圧されることで、厚みが１μｍ以下となる。
【００３２】
図２（Ｃ）に示すように、ダイアモンドライクカーボン膜３は、位相差フィルム１２と透光性基板１４との光出射面、並びに、位相差フィルム１２および貼着部２の厚み方向側面を被覆するように成膜される。このことにより、偏光変換素子１の光出射面全体がダイアモンドライクカーボン膜３に被覆される。
【００３３】
次に、ダイアモンドライクカーボン膜３の成膜方法について説明する。
第一実施形態では、ダイアモンドライクカーボン膜３は、プラズマＣＶＤ法によって形成され、水素が導入されている。ダイアモンドライクカーボン膜３の形成には、通常のプラズマＣＶＤに用いられる装置を用いることができる。
第一実施形態では、偏光変換素子１をプラズマＣＶＤ装置にセットし、装置内にアセチレンガスを充填した後、プラズマを起こしてダイアモンドライクカーボン膜３を形成する。原料ガスは、メタン等の炭化水素ガスである。この原料ガスに、水素を含有させることで、ダイアモンドライクカーボン膜３に水素を導入することができる。
なお、ダイアモンドライクカーボン膜３は、プラズマＣＶＤ法以外にも、例えば、スパッタリング法、イオン化蒸着法等によっても形成することができる。
【００３４】
このようなダイアモンドライクカーボン膜３をポーラスに形成するためには、プラズマＣＶＤの運転条件のガス圧を高めに設定すればよい。例えば、ガス流量を増大させる、排気を絞るなどして、通常ガス圧の０．２ｍＴｏｒｒを１．０ｍＴｏｒｒとすると空孔を有するダイアモンドライクカーボン膜３が得られる。
【００３５】
ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率は、１．４以上１．６以下であることが好ましい。
ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４以上１．６以下であれば、十分な透過率を確保することができる。この屈折率が１．４よりも小さい場合、ダイアモンドライクカーボン膜３自体の透過率は確保できるが、光学物品全体の透過率は低下する。光学物品を構成するその他の光学部材は一般に、屈折率１．４よりも大きいので、ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率を１．４よりも小さくした場合は、その他の光学部材との接合面で界面反射が起こりやすく、光学物品としての透過率は低下する。
なお、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率は、ダイアモンドライクカーボン膜３の形成条件等によって調整することができる。例えば、プラズマＣＶＤの運転条件のガス圧や、ガス中の水素分圧を高く設定することにより屈折率を下げることが可能である。
【００３６】
ダイアモンドライクカーボン膜３は、空孔の体積率が３０％以上６０％以下であることが好ましい。
空孔の体積率がこのような範囲にあれば、ダイアモンドライクカーボン膜３の高い構造強度を維持しつつ屈折率を低減することができる。
なお、空孔の体積率は、例えば、プラズマＣＶＤの運転条件のガス圧を高く設定することにより空孔の体積率を制御することができる。
【００３７】
ダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚は、４０ｎｍ以上であることが好ましい。
ダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚が４０ｎｍ以上であれば、ダイアモンドライクカーボン膜３の酸素の遮断性を確保でき、位相差フィルム１２と酸素との接触を十分に遮断できる。
【００３８】
以上の第一実施形態では次の作用効果を奏することができる。
（１）第一実施形態における偏光変換素子１では、第一領域Ｂと第二領域Ｃとを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜３が形成されるので、これらの領域の境界に存在する位相差フィルム１２および接合部２の厚み方向側面を被覆することができる。このため、位相差フィルム１２および接合部２はダイアモンドライクカーボン膜３により完全に酸素との接触が遮断される。さらに、ダイアモンドライクカーボン膜３はＩｎおよびＳｎの合金酸化物、ＳｉＯx（ｘ＝１．０〜２．０））、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ等より構造強度が高く、被膜にクラックが生じにくい。
このことから、位相差フィルム１２として有機性フィルムを使用するような場合、位相差フィルム１２が酸素と接触することによる酸化劣化を防止することができ、さらに、ダイアモンドライクカーボン膜３は構造強度が高くクラックが生じにくいので、安定的に位相差フィルム１２を酸素から遮断することができ、位相差フィルム１２の耐久性を向上させることができる。
よって、位相差フィルム１２として有機性フィルムを用いたとしても、十分な耐久性を発揮することができる。
また、位相差フィルム１２がダイアモンドライクカーボン膜３で被覆されるので、空気層が形成されることがなく、空気ギャップが生じず、所定の屈折率を発揮させることができる。
【００３９】
（２）第一実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４以上１．６以下であるので、偏光変換素子１として利用するのに必要な光量が得られる透過率を確保することができる。
【００４０】
（３）第一実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚が４０ｎｍ以上であるので、位相差フィルム１２が酸素と接触するのを確実に遮断でき、酸素による酸化劣化を確実に防ぐことができる。
【００４１】
（４）第一実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であるので、ダイアモンドライクカーボン膜３における光の屈折率を下げて光の透過率を確保することと、位相差フィルム１２と酸素との遮断性とを両立することができる。
【００４２】
次に、本発明の第二実施形態における偏光変換素子について図３に基づいて説明する。
なお、第二実施形態は、第一実施形態とは、ダイアモンドライクカーボン膜３の上にさらに酸化珪素膜４が設けられていることが異なるものであり、その他の構成は第一実施形態と同様である。
図３には、本発明の第二実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図が示されている。
図３に示すように、第二実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の光出射面側に酸化珪素膜４が設けられている。
この酸化珪素膜４は、ダイアモンドライクカーボン膜３と同様に第一領域Ｂと、第二領域Ｃとを連続的に被覆している。具体的には、酸化珪素膜４は、ダイアモンドライクカーボン膜の光出射面の全面を被覆しており、酸化珪素膜４とダイアモンドライクカーボン膜３との間には空気が介在していない。このため、位相差フィルム１２は、ダイアモンドライクカーボン膜３により酸素との接触を遮断されるほか酸化珪素膜４によっても酸素との接触を遮断されている。
また、酸化珪素膜４は、膜厚が６０ｎｍ以上に形成されている。酸化珪素膜４の成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオン化蒸着法等によって形成することができる。
【００４３】
以上の第二実施形態では第一実施形態の（１）〜（４）と同様の作用効果を奏することができ、さらに、次の作用効果を奏することができる。
【００４４】
（５）ダイアモンドライクカーボン膜３における光の屈折率を下げるにはダイアモンドライクカーボン膜３の空孔の体積率を上げることが有効であるが、その反面、酸素の遮断性は低下する。
そこで、第二実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の表面に酸化珪素膜４が形成されるので、位相差フィルム１２と酸素との遮断性を補うことができ、酸素による酸化劣化をより一層確実に防ぐことができる。
【００４５】
（６）第二実施形態における偏光変換素子１では、酸化珪素膜４の膜厚が６０ｎｍ以上であるので、位相差フィルム１２と酸素との遮断を有効に補うことができ、酸素による酸化劣化を防ぐことができる。
【００４６】
（７）第二実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の上から酸化珪素膜４を成膜するので、この酸化珪素膜４を偏光変換素子１の上層に形成される反射防止膜として兼用することができる。このため、偏光変換素子１の構成が簡略化でき、生産性を向上させることができる。
【００４７】
次に、本発明の第三実施形態における偏光変換素子について図４に基づいて説明する。
なお、第三実施形態は、第一実施形態とは、位相差フィルム１２が偏光分離素子１１に接合される接合部２の設けられる箇所が異なるものであり、その他の構成は第一実施形態と同様である。
図４には、本発明の第三実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図が示されている。
図４に示すように、接合部２は、偏光分離素子１１の光出射面側の外縁において、長辺方向に沿って２箇所設けられている。
この接合部２において、位相差フィルム１２は、両端が偏光分離素子１１に接合されている。また、これら２箇所に設けられた接合部２に挟まれた領域には、第三実施形態における偏光変換素子１がプロジェクター、その他の光学装置に組み込まれた際に、光源側から送られる光線が偏光変換素子１に入射する光線透過領域Ａがある。
【００４８】
以上の第三実施形態では第一実施形態の（１）〜（４）と同様の作用効果を奏することができ、さらに、次の作用効果を奏することができる。
（８）第三実施形態における偏光変換素子１では、位相差フィルム１２が光線透過領域Ａの外側に位置する接合部２において接合されている。
このため、偏光変換素子１を透過する光線は、接合部２を透過することがないので、接合部２に塗布される粘着剤を透過することによる光学的影響を防止することができる。よって、偏光変換素子１の偏光変換精度を向上させることができる。
さらに、接合部２の粘着剤に光線が照射されないので、青色光成分の擬似的紫外線による粘着剤の劣化および黄変を防止することができる。
【００４９】
なお、本発明は前述の第一実施形態から第三実施形態までに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
第一実施形態から第三実施形態では、光学物品として偏光変換素子１を用いたが、これに限られない。例えば、位相差変換板に適用してもよく、この場合、ガラス基板の上に有機性の位相差フィルムを接合し、その上からダイアモンドライクカーボン膜３を形成して位相差フィルムを酸素から遮断してもよい。
第三実施形態では、ダイアモンドライクカーボン膜３の上に第二実施形態の酸化珪素膜４を形成しないものとしたが、これに限らず、第三実施形態においても酸化珪素膜４を形成してもよい。
第三実施形態では、貼着部２に粘着剤を用いて位相差フィルム１２を偏光分離素子１１に接合したが、これに限られず、例えば、粘着剤の代わりに接着剤を用いてもよく、位相差フィルム１２が偏光分離素子１１に貼着される構成であればいずれでもよい。
【００５０】
［実施例］
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、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。
【００５１】
以下の方法により透光性基板１４にダイアモンドライクカーボン膜３を形成した。
透光性基板１４としてのサファイアガラスを１２０℃の熱硫酸中に１０分間浸漬し、純水でよくリンスした後、１２０℃に設定した大気中オーブンで３０分間乾燥した。
洗浄した透光性基板１４をプラズマＣＶＤ装置にセットし、所定濃度の水素を含むアセチレンガスを１．５０ＳＣＣＭで導入し、１．０ｍＴｏｒｒとした。この状態で、プラズマを発生させ、ダイアモンドライクカーボン膜３を厚さ１００ｎｍになるように形成した。
ここで、水素含有量の異なるアセチレンガスを用いることで、水素含有量の異なるダイアモンドライクカーボン膜３が形成された透光性基板１４を得た。
【００５２】
位相差フィルム１２に上記の成膜方法を用いてダイアモンドライクカーボン膜３を形成した。
また、以下の方法により酸化珪素膜４を位相差フィルム１２に形成した。
位相差フィルム１２をスパッタ装置にセットし、チャンバー内を１２０℃、１０−６Ｔｏｒｒとした後、アルゴンガスを９．０ＳＣＣＭ、酸素を９．５ＳＣＣＭで導入し、０．２ｍＴｏｒｒとした。この状態において、ＳｉＯ２ターゲットに、スパッタパワー１５００Ｗを印加してスパッタした。
【００５３】
以上の透光性基板１４および位相差フィルム１２を、以下の方法により評価した。
水素濃度：ダイアモンドライクカーボン膜３の水素濃度を、ＳＩＭＳを用いて測定した。
屈折率：ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率を、エリプソメーターを用いて測定した。
透過率：ダイアモンドライクカーボン膜３の透過率を、分光光度計を用いて測定した。
酸素の透過量：ダイアモンドライクカーボン膜３および酸化珪素膜４の酸素の遮断性を、ＭＯＤＥＲＮ ＣＯＮＴＲＯＬ社製 ＯＸ−ＴＲＡＮＴＷＩＮを用いて測定した。
空孔の体積率：ダイアモンドライクカーボン膜３の空孔の体積率を、Ｘ線小角散乱法で空孔径分布を測定して算出した。
これらの評価の結果を、以下の表１から表４にまとめる。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
【表３】
【００５７】
【表４】
【００５８】
表１から表４の結果を以下に考察する。
表１より、透光性基板１４に形成したダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．６以下の範囲であるとき、光の透過率が９０％であることが確認できた。このことより、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．６以下であれば、偏光変換素子１として利用するのに必要な光量が得られる透過率を確保できることがわかった。なお、このダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４よりも小さい場合は、光学物品全体の透過率を下げる要因が別に発生する。光学物品を構成するその他の光学部材の屈折率が１．４よりも大きく、概ね１．５前後であるので、それらとの界面での界面反射が起こりやすくなり、光学物品としての透過率を下げるだけである。その他の光学部材とは例えば、屈折率１．５２３の白板（ＳＨＯＴＴ社製ガラスＢ２７０）、屈折率が約１．５８前後の位相差フィルムが例示される。
【００５９】
表２より、位相差フィルム１２に形成したダイアモンドライクカーボン膜３の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であるとき、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４以上１．６以下の範囲になることが確認できた。このことより、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４以上１．６以下であれば、偏光変換素子１として利用するのに必要な光量が得られる透過率を確保できることがわかった。
【００６０】
表３より、位相差フィルム１２に形成したダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚が４０ｎｍ以上であるとき、酸素透過量が０．９ｃｃ/ｍ２．２４Ｈ．ａｔｍ以下となることが確認できた。このことより、ダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚が４０ｎｍ以上であれば、位相差フィルム１２が酸素と接触するのを確実に遮断でき、酸素による酸化劣化を確実に防げることがわかった。
【００６１】
表４より、位相差フィルム１２に形成した酸化珪素膜４の膜厚が６０ｎｍ以上であるとき、酸素透過量が１ｃｃ/ｍ２．２４Ｈ．ａｔｍ以下となることが確認できた。このことより、酸化珪素膜４の膜厚が６０ｎｍ以上であれば、位相差フィルム１２と酸素との遮断を有効に補うことができ、酸素による酸化劣化を防げることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、プロジェクター、その他の装置に用いられる偏光変換素子、その他の光学物品に利用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１…偏光変換素子（光学物品）、３…ダイアモンドライクカーボン膜、４…酸化珪素膜、１１…偏光分離素子（光学素子）、１２…位相差フィルム、Ｂ…第一領域、Ｃ…第二領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光変換素子、その他の光学物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ピックアップや液晶プロジェクター、その他の装置において、複数の透光性部材を積層して形成された光学物品が用いられている。
このような光学物品として、複数のガラス部材の間に偏光分離膜と反射膜とを交互に配置し、前記偏光分離膜の光射出面側に位相差板を設けた偏光変換素子（ＰＳ変換素子）が知られている。
【０００３】
例えば、互いに平行な膜形成面の一方には偏光分離膜が形成され、他方には反射膜が形成されたガラス部材と、これらの膜が形成されないガラス部材とを交互に貼り合わせて偏光ビームスプリッターアレイを形成し、この偏光ビームスプリッターアレイの透光性部材の出射面部分に水晶からなる複数のλ／２位相差板を設けたものが挙げられる（特許文献１参照）。
【０００４】
また、位相差板の表面にガスバリア層としてＩｎおよびＳｎの合金酸化物、ＳｉＯx（ｘ＝１．０〜２．０））、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ等を用いた液晶表示素子用基板がある（特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、反射防止膜表面にダイアモンドライクカーボン膜を被覆させることにより、反射防止膜表面の硬度を上昇させ、耐摩耗性を著しく上昇させた時計用カバーガラスがある。（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２９８２１２号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６５２２号公報
【特許文献３】特開２００４−９３４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の偏光変換素子は、λ／２位相差板に水晶を用いているため、製造コストが高くなってしまう。そこで、λ／２位相差板に有機性フィルムを用いることが考えられる。
しかし、λ／２位相差板として有機性材料を採用した場合、λ／２位相差板は、大気中の酸素と接触するため、酸化劣化すると言う問題が挙げられる。
また、仮にλ／２位相差板の上にガラス板を配置したとしても、λ／２位相差板が設けられない箇所に空気層が形成されるため、酸素を遮断することができない。さらに、この空気層により透過する光が空気ギャップを生じさせることとなり、所定の屈折率を発揮することができないという問題も挙げられる。
【０００８】
特許文献２に記載の液晶表示素子用基板では、特許文献１に記載の偏光変換素子のようにλ/２位相差板が設けられる箇所と、そうでない箇所とで凹凸面を有する場合、ＩｎおよびＳｎの合金酸化物、ＳｉＯx（ｘ＝１．０〜２．０））、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ等を被覆しても被膜の構造強度が不足するため、特にλ/２位相差板と偏光ビームスプリッターアレイとが接合する接合部近傍において被膜にクラックが生じるおそれがあり、酸素との遮断を維持できないという問題が挙げられる。
【０００９】
また、特許文献３に記載の時計用カバーガラスでは、ダイアモンドライクカーボン膜は反射防止膜を被覆することで、反射防止膜の耐摩耗性を向上させている。しかし、位相差フィルムとして有機性フィルムを用いた際、大気中の酸素との接触を遮断させるための示唆が特許文献３には示されていない。
【００１０】
本発明の目的は、位相差フィルムの酸化劣化が防止できる光学物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
［適用例１］
本適用例に係わる光学物品は、光入射面と光出射面とが形成された光学素子と、該光学素子の光出射面側に貼着される複数の位相差フィルムと、を備える光学物品であって、前記位相差フィルムの光出射面を含む第一領域と、前記位相差フィルムが貼着されない前記光学素子の光出射面を含む第二領域とを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜が形成されることを特徴とする。
【００１２】
上記適用例に係わる光学物品では、第一領域と第二領域とを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜が形成されるので、これらの領域の境界に存在する位相差フィルムおよび接合部の厚み方向側面を被覆することができる。このため、位相差フィルムおよび接合部はダイアモンドライクカーボン膜により完全に酸素との接触が遮断される。さらに、ダイアモンドライクカーボン膜はＩｎおよびＳｎの合金酸化物、ＳｉＯx（ｘ＝１．０〜２．０））、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ等より構造強度が高く、被膜にクラックが生じにくい。
このことから、位相差フィルムとして有機性フィルムを使用するような場合、位相差フィルムが酸素と接触することによる酸化劣化を防止することができ、さらに、ダイアモンドライクカーボン膜は構造強度が高くクラックが生じにくいので、安定的に位相差フィルムを酸素から遮断することができ、位相差フィルムの耐久性を向上させることができる。
よって、位相差フィルムとして有機性フィルムを用いたとしても、十分な耐久性を発揮することができる。
また、位相差フィルムがダイアモンドライクカーボン膜で被覆されるので、空気層が形成されることがなく、空気ギャップが生じず、所定の屈折率を発揮することができる。
【００１３】
［適用例２］
上記適用例に係わる光学物品では、前記ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率が１．４以上１．６以下であることが好ましい。
【００１４】
上記適用例に係わる光学物品では、ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率が１．４以上１．６以下であるので、光学物品として利用するのに必要な光量が得られる透過率を確保することができる。この屈折率が１．４よりも小さい場合は透過率の向上の効果は認められない。逆に、光学物品を構成するその他の光学部材は一般に、屈折率１．４よりも大きいので、ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率を１．４よりも小さくした場合は、その他の光学部材との接合面で界面反射が起こりやすく、光学物品としての透過率を下げるだけである。
【００１５】
［適用例３］
上記適用例に係わる光学物品では、前記ダイアモンドライクカーボン膜の膜厚が４０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
上記適用例に係わる光学物品では、ダイアモンドライクカーボン膜の膜厚が４０ｎｍ以上であるので、位相差フィルムが酸素と接触するのを確実に遮断でき、酸素による酸化劣化を確実に防ぐことができる。
【００１７】
［適用例４］
上記適用例に係わる光学物品では、前記ダイアモンドライクカーボン膜の表面に酸化珪素膜が形成されることが好ましい。
【００１８】
ダイアモンドライクカーボン膜における光の屈折率を下げるにはダイアモンドライクカーボン膜の空孔の体積率を上げることが有効であるが、その反面、酸素の遮断性は低下する。
そこで、上記適用例に係わる光学物品では、ダイアモンドライクカーボン膜の表面に酸化珪素膜が形成されるので、位相差フィルムと酸素との遮断性を補うことができ、酸素による酸化劣化をより一層確実に防ぐことができる。
【００１９】
［適用例５］
上記適用例に係わる光学物品では、前記酸化珪素膜の膜厚が６０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２０】
上記適用例に係わる光学物品では、酸化珪素膜の膜厚が６０ｎｍ以上であるので、位相差フィルムと酸素との遮断を有効に補うことができ、酸素による酸化劣化を防ぐことができる。
【００２１】
［適用例６］
上記適用例に係わる光学物品では、前記ダイアモンドライクカーボン膜の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であることが好ましい。
【００２２】
上記適用例に係わる光学物品では、ダイアモンドライクカーボン膜の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であるので、ダイアモンドライクカーボン膜における光の屈折率を下げて光の透過率を確保することと、位相差フィルムと酸素との遮断性とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図。
【図２】本発明の第一実施形態における偏光変換素子の製造方法を説明するための断面図。
【図３】本発明の第二実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図。
【図４】本発明の第三実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の第一実施形態における偏光変換素子について図１に基づいて説明する。
図１には、本発明の第一実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図が示されている。
図１に示すように、偏光変換素子１は、互いに略平行な光入射面と光出射面とが形成された略板状の偏光分離素子１１と、この偏光分離素子１１の光出射面側に選択的に貼着される複数の位相差フィルム１２と、偏光分離素子１１の基材である透光性基板１４とを備え、２個の部材が左右対称に接合された構造を有している。
さらに、偏光変換素子１は、位相差フィルム１２の光出射面を領域とする第一領域Ｂと、位相差フィルム１２が接合されない偏光分離素子１１の光出射面を領域とする第二領域Ｃとを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜３が設けられている。
【００２５】
偏光分離素子１１は、光出射面に対して所定の角度（図２では、４５°）の界面で複数が順次設けられた透光性基板１４と、これらの透光性基板１４にそれぞれ設けられた偏光分離膜１５及び反射膜１６とを有する。
透光性基板１４は、断面三角形や断面平行四辺形の角柱部材から形成されており、界面を構成する斜面に偏光分離膜１５と反射膜１６とが交互に配置されている。
透光性基板１４を構成する材料としては、ＢＫ７等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラス、サファイアガラスをはじめとするガラスを例示できる。
【００２６】
偏光分離膜１５は誘電体多層膜で形成され、入射した光線束（Ｓ偏光光とＰ偏光光）を、Ｓ偏光の部分光束（Ｓ偏光光）とＰ偏光の部分光束（Ｐ偏光光）とに分離し、Ｓ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過する機能を有する。
誘電体多層膜は、例えば、ＳｉＯ２よりなる低屈折率層と、ＭｇＦ２よりなる高屈折率層と、Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の重量割合が１：３の混合物よりなる中屈折率層とが、所定の順序及び光学厚膜で形成された多層膜を例示できる。
【００２７】
反射膜１６は誘電体多層膜又は金属膜で形成され、反射膜１６に入射したＳ偏光光をそのまま反射する機能を有する。反射膜１６を構成する多層膜はＳｉＯ２よりなる低屈折率層とＳｉＯ２よりなる高屈折率層とが所定の順序及び光学厚膜で交互に形成された多層膜を例示できる。
【００２８】
位相差フィルム１２は、有機性材料を有する部材であって、厚さが例えば、２８μｍとされた短冊状の１／２波長フィルムであり、透光性基板１４の光出射側面であって偏光分離膜１５に対応する第一領域Ｂにおいて位相差フィルムの光入射面全域に対応する接合部２により密着固定されている。位相差フィルム１２の幅寸法は偏光分離膜１５と反射膜１６との間の寸法と対応している。
【００２９】
また、偏光変換素子１の平面視中央領域には、偏光変換素子１が利用される際に光線が透過する光線透過領域Ａが設けられている。
なお、位相差フィルム１２としては、ポリカーボネート樹脂が挙げられ、例えば、株式会社ポラテクノ社製（型番：ＷＢＲ-９０ＰＣ）を例示することができる。また、貼着部２に用いられる粘着剤としては、日東電工（株）製の透明両面接着テープＣＳ９６２１およびＨＪ−９１５０Ｗ、住友スリーエム（株）製の接着剤転写テープＦ−９４６０および８１４１、（株）サンエー化研製の粘着テープＷＲ−Ｂ２などが挙げられる。なお、フォトボンド３００のような光学接着剤を貼着部に用いてもよい。
【００３０】
位相差フィルム１２が透光性基板１４の光出射面と当接する全面が貼着部２となっている。
ダイアモンドライクカーボン膜３は、第一領域Ｂと、第二領域Ｃとを連続的に被覆している。具体的には、ダイアモンドライクカーボン膜３は、位相差フィルム１２と透光性基板１４との光出射面、並びに、位相差フィルム１２および接合部２の厚み方向側面を被覆している。さらに、ダイアモンドライクカーボン膜３と位相差フィルム１２および接合部２との間には空気が介在していない。このため、位相差フィルム１２は、空気と接触することがなく密閉される。
また、ダイアモンドライクカーボン膜３は、屈折率が１．４以上１．６以下であり、膜厚が４０ｎｍ以上に形成され、空孔の体積率が３０％以上６０％以下である。
【００３１】
本発明の第一実施形態における偏光変換素子の製造方法について図２に基づいて説明する。
図２には、本発明の第一実施形態における偏光変換素子の製造方法を説明するための断面図が示されている。
図２（Ａ）に示されるような板状の偏光分離素子１１の片平面に図２（Ｂ）に示すように貼着部２に粘着剤あるいは接着剤を用いて、その上に位相差フィルム１２が貼着される。このとき、貼着部２に形成される粘着剤は、位相差フィルム１２により押圧されることで、厚みが１μｍ以下となる。
【００３２】
図２（Ｃ）に示すように、ダイアモンドライクカーボン膜３は、位相差フィルム１２と透光性基板１４との光出射面、並びに、位相差フィルム１２および貼着部２の厚み方向側面を被覆するように成膜される。このことにより、偏光変換素子１の光出射面全体がダイアモンドライクカーボン膜３に被覆される。
【００３３】
次に、ダイアモンドライクカーボン膜３の成膜方法について説明する。
第一実施形態では、ダイアモンドライクカーボン膜３は、プラズマＣＶＤ法によって形成され、水素が導入されている。ダイアモンドライクカーボン膜３の形成には、通常のプラズマＣＶＤに用いられる装置を用いることができる。
第一実施形態では、偏光変換素子１をプラズマＣＶＤ装置にセットし、装置内にアセチレンガスを充填した後、プラズマを起こしてダイアモンドライクカーボン膜３を形成する。原料ガスは、メタン等の炭化水素ガスである。この原料ガスに、水素を含有させることで、ダイアモンドライクカーボン膜３に水素を導入することができる。
なお、ダイアモンドライクカーボン膜３は、プラズマＣＶＤ法以外にも、例えば、スパッタリング法、イオン化蒸着法等によっても形成することができる。
【００３４】
このようなダイアモンドライクカーボン膜３をポーラスに形成するためには、プラズマＣＶＤの運転条件のガス圧を高めに設定すればよい。例えば、ガス流量を増大させる、排気を絞るなどして、通常ガス圧の０．２ｍＴｏｒｒを１．０ｍＴｏｒｒとすると空孔を有するダイアモンドライクカーボン膜３が得られる。
【００３５】
ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率は、１．４以上１．６以下であることが好ましい。
ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４以上１．６以下であれば、十分な透過率を確保することができる。この屈折率が１．４よりも小さい場合、ダイアモンドライクカーボン膜３自体の透過率は確保できるが、光学物品全体の透過率は低下する。光学物品を構成するその他の光学部材は一般に、屈折率１．４よりも大きいので、ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率を１．４よりも小さくした場合は、その他の光学部材との接合面で界面反射が起こりやすく、光学物品としての透過率は低下する。
なお、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率は、ダイアモンドライクカーボン膜３の形成条件等によって調整することができる。例えば、プラズマＣＶＤの運転条件のガス圧や、ガス中の水素分圧を高く設定することにより屈折率を下げることが可能である。
【００３６】
ダイアモンドライクカーボン膜３は、空孔の体積率が３０％以上６０％以下であることが好ましい。
空孔の体積率がこのような範囲にあれば、ダイアモンドライクカーボン膜３の高い構造強度を維持しつつ屈折率を低減することができる。
なお、空孔の体積率は、例えば、プラズマＣＶＤの運転条件のガス圧を高く設定することにより空孔の体積率を制御することができる。
【００３７】
ダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚は、４０ｎｍ以上であることが好ましい。
ダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚が４０ｎｍ以上であれば、ダイアモンドライクカーボン膜３の酸素の遮断性を確保でき、位相差フィルム１２と酸素との接触を十分に遮断できる。
【００３８】
以上の第一実施形態では次の作用効果を奏することができる。
（１）第一実施形態における偏光変換素子１では、第一領域Ｂと第二領域Ｃとを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜３が形成されるので、これらの領域の境界に存在する位相差フィルム１２および接合部２の厚み方向側面を被覆することができる。このため、位相差フィルム１２および接合部２はダイアモンドライクカーボン膜３により完全に酸素との接触が遮断される。さらに、ダイアモンドライクカーボン膜３はＩｎおよびＳｎの合金酸化物、ＳｉＯx（ｘ＝１．０〜２．０））、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ等より構造強度が高く、被膜にクラックが生じにくい。
このことから、位相差フィルム１２として有機性フィルムを使用するような場合、位相差フィルム１２が酸素と接触することによる酸化劣化を防止することができ、さらに、ダイアモンドライクカーボン膜３は構造強度が高くクラックが生じにくいので、安定的に位相差フィルム１２を酸素から遮断することができ、位相差フィルム１２の耐久性を向上させることができる。
よって、位相差フィルム１２として有機性フィルムを用いたとしても、十分な耐久性を発揮することができる。
また、位相差フィルム１２がダイアモンドライクカーボン膜３で被覆されるので、空気層が形成されることがなく、空気ギャップが生じず、所定の屈折率を発揮させることができる。
【００３９】
（２）第一実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４以上１．６以下であるので、偏光変換素子１として利用するのに必要な光量が得られる透過率を確保することができる。
【００４０】
（３）第一実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚が４０ｎｍ以上であるので、位相差フィルム１２が酸素と接触するのを確実に遮断でき、酸素による酸化劣化を確実に防ぐことができる。
【００４１】
（４）第一実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であるので、ダイアモンドライクカーボン膜３における光の屈折率を下げて光の透過率を確保することと、位相差フィルム１２と酸素との遮断性とを両立することができる。
【００４２】
次に、本発明の第二実施形態における偏光変換素子について図３に基づいて説明する。
なお、第二実施形態は、第一実施形態とは、ダイアモンドライクカーボン膜３の上にさらに酸化珪素膜４が設けられていることが異なるものであり、その他の構成は第一実施形態と同様である。
図３には、本発明の第二実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図が示されている。
図３に示すように、第二実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の光出射面側に酸化珪素膜４が設けられている。
この酸化珪素膜４は、ダイアモンドライクカーボン膜３と同様に第一領域Ｂと、第二領域Ｃとを連続的に被覆している。具体的には、酸化珪素膜４は、ダイアモンドライクカーボン膜の光出射面の全面を被覆しており、酸化珪素膜４とダイアモンドライクカーボン膜３との間には空気が介在していない。このため、位相差フィルム１２は、ダイアモンドライクカーボン膜３により酸素との接触を遮断されるほか酸化珪素膜４によっても酸素との接触を遮断されている。
また、酸化珪素膜４は、膜厚が６０ｎｍ以上に形成されている。酸化珪素膜４の成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオン化蒸着法等によって形成することができる。
【００４３】
以上の第二実施形態では第一実施形態の（１）〜（４）と同様の作用効果を奏することができ、さらに、次の作用効果を奏することができる。
【００４４】
（５）ダイアモンドライクカーボン膜３における光の屈折率を下げるにはダイアモンドライクカーボン膜３の空孔の体積率を上げることが有効であるが、その反面、酸素の遮断性は低下する。
そこで、第二実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の表面に酸化珪素膜４が形成されるので、位相差フィルム１２と酸素との遮断性を補うことができ、酸素による酸化劣化をより一層確実に防ぐことができる。
【００４５】
（６）第二実施形態における偏光変換素子１では、酸化珪素膜４の膜厚が６０ｎｍ以上であるので、位相差フィルム１２と酸素との遮断を有効に補うことができ、酸素による酸化劣化を防ぐことができる。
【００４６】
（７）第二実施形態における偏光変換素子１では、ダイアモンドライクカーボン膜３の上から酸化珪素膜４を成膜するので、この酸化珪素膜４を偏光変換素子１の上層に形成される反射防止膜として兼用することができる。このため、偏光変換素子１の構成が簡略化でき、生産性を向上させることができる。
【００４７】
次に、本発明の第三実施形態における偏光変換素子について図４に基づいて説明する。
なお、第三実施形態は、第一実施形態とは、位相差フィルム１２が偏光分離素子１１に接合される接合部２の設けられる箇所が異なるものであり、その他の構成は第一実施形態と同様である。
図４には、本発明の第三実施形態における偏光変換素子の平面図と正断面図が示されている。
図４に示すように、接合部２は、偏光分離素子１１の光出射面側の外縁において、長辺方向に沿って２箇所設けられている。
この接合部２において、位相差フィルム１２は、両端が偏光分離素子１１に接合されている。また、これら２箇所に設けられた接合部２に挟まれた領域には、第三実施形態における偏光変換素子１がプロジェクター、その他の光学装置に組み込まれた際に、光源側から送られる光線が偏光変換素子１に入射する光線透過領域Ａがある。
【００４８】
以上の第三実施形態では第一実施形態の（１）〜（４）と同様の作用効果を奏することができ、さらに、次の作用効果を奏することができる。
（８）第三実施形態における偏光変換素子１では、位相差フィルム１２が光線透過領域Ａの外側に位置する接合部２において接合されている。
このため、偏光変換素子１を透過する光線は、接合部２を透過することがないので、接合部２に塗布される粘着剤を透過することによる光学的影響を防止することができる。よって、偏光変換素子１の偏光変換精度を向上させることができる。
さらに、接合部２の粘着剤に光線が照射されないので、青色光成分の擬似的紫外線による粘着剤の劣化および黄変を防止することができる。
【００４９】
なお、本発明は前述の第一実施形態から第三実施形態までに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
第一実施形態から第三実施形態では、光学物品として偏光変換素子１を用いたが、これに限られない。例えば、位相差変換板に適用してもよく、この場合、ガラス基板の上に有機性の位相差フィルムを接合し、その上からダイアモンドライクカーボン膜３を形成して位相差フィルムを酸素から遮断してもよい。
第三実施形態では、ダイアモンドライクカーボン膜３の上に第二実施形態の酸化珪素膜４を形成しないものとしたが、これに限らず、第三実施形態においても酸化珪素膜４を形成してもよい。
第三実施形態では、貼着部２に粘着剤を用いて位相差フィルム１２を偏光分離素子１１に接合したが、これに限られず、例えば、粘着剤の代わりに接着剤を用いてもよく、位相差フィルム１２が偏光分離素子１１に貼着される構成であればいずれでもよい。
【００５０】
［実施例］
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、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。
【００５１】
以下の方法により透光性基板１４にダイアモンドライクカーボン膜３を形成した。
透光性基板１４としてのサファイアガラスを１２０℃の熱硫酸中に１０分間浸漬し、純水でよくリンスした後、１２０℃に設定した大気中オーブンで３０分間乾燥した。
洗浄した透光性基板１４をプラズマＣＶＤ装置にセットし、所定濃度の水素を含むアセチレンガスを１．５０ＳＣＣＭで導入し、１．０ｍＴｏｒｒとした。この状態で、プラズマを発生させ、ダイアモンドライクカーボン膜３を厚さ１００ｎｍになるように形成した。
ここで、水素含有量の異なるアセチレンガスを用いることで、水素含有量の異なるダイアモンドライクカーボン膜３が形成された透光性基板１４を得た。
【００５２】
位相差フィルム１２に上記の成膜方法を用いてダイアモンドライクカーボン膜３を形成した。
また、以下の方法により酸化珪素膜４を位相差フィルム１２に形成した。
位相差フィルム１２をスパッタ装置にセットし、チャンバー内を１２０℃、１０−６Ｔｏｒｒとした後、アルゴンガスを９．０ＳＣＣＭ、酸素を９．５ＳＣＣＭで導入し、０．２ｍＴｏｒｒとした。この状態において、ＳｉＯ２ターゲットに、スパッタパワー１５００Ｗを印加してスパッタした。
【００５３】
以上の透光性基板１４および位相差フィルム１２を、以下の方法により評価した。
水素濃度：ダイアモンドライクカーボン膜３の水素濃度を、ＳＩＭＳを用いて測定した。
屈折率：ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率を、エリプソメーターを用いて測定した。
透過率：ダイアモンドライクカーボン膜３の透過率を、分光光度計を用いて測定した。
酸素の透過量：ダイアモンドライクカーボン膜３および酸化珪素膜４の酸素の遮断性を、ＭＯＤＥＲＮ ＣＯＮＴＲＯＬ社製 ＯＸ−ＴＲＡＮＴＷＩＮを用いて測定した。
空孔の体積率：ダイアモンドライクカーボン膜３の空孔の体積率を、Ｘ線小角散乱法で空孔径分布を測定して算出した。
これらの評価の結果を、以下の表１から表４にまとめる。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
【表３】
【００５７】
【表４】
【００５８】
表１から表４の結果を以下に考察する。
表１より、透光性基板１４に形成したダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．６以下の範囲であるとき、光の透過率が９０％であることが確認できた。このことより、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．６以下であれば、偏光変換素子１として利用するのに必要な光量が得られる透過率を確保できることがわかった。なお、このダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４よりも小さい場合は、光学物品全体の透過率を下げる要因が別に発生する。光学物品を構成するその他の光学部材の屈折率が１．４よりも大きく、概ね１．５前後であるので、それらとの界面での界面反射が起こりやすくなり、光学物品としての透過率を下げるだけである。その他の光学部材とは例えば、屈折率１．５２３の白板（ＳＨＯＴＴ社製ガラスＢ２７０）、屈折率が約１．５８前後の位相差フィルムが例示される。
【００５９】
表２より、位相差フィルム１２に形成したダイアモンドライクカーボン膜３の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であるとき、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４以上１．６以下の範囲になることが確認できた。このことより、ダイアモンドライクカーボン膜３の屈折率が１．４以上１．６以下であれば、偏光変換素子１として利用するのに必要な光量が得られる透過率を確保できることがわかった。
【００６０】
表３より、位相差フィルム１２に形成したダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚が４０ｎｍ以上であるとき、酸素透過量が０．９ｃｃ/ｍ２．２４Ｈ．ａｔｍ以下となることが確認できた。このことより、ダイアモンドライクカーボン膜３の膜厚が４０ｎｍ以上であれば、位相差フィルム１２が酸素と接触するのを確実に遮断でき、酸素による酸化劣化を確実に防げることがわかった。
【００６１】
表４より、位相差フィルム１２に形成した酸化珪素膜４の膜厚が６０ｎｍ以上であるとき、酸素透過量が１ｃｃ/ｍ２．２４Ｈ．ａｔｍ以下となることが確認できた。このことより、酸化珪素膜４の膜厚が６０ｎｍ以上であれば、位相差フィルム１２と酸素との遮断を有効に補うことができ、酸素による酸化劣化を防げることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、プロジェクター、その他の装置に用いられる偏光変換素子、その他の光学物品に利用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１…偏光変換素子（光学物品）、３…ダイアモンドライクカーボン膜、４…酸化珪素膜、１１…偏光分離素子（光学素子）、１２…位相差フィルム、Ｂ…第一領域、Ｃ…第二領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面と光出射面とが形成された光学素子と、該光学素子の光出射面側に貼着される複数の位相差フィルムと、を備える光学物品であって、
前記位相差フィルムの光出射面を含む第一領域と、前記位相差フィルムが貼着されない前記光学素子の光出射面を含む第二領域とを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜が形成されることを特徴とする光学物品。
【請求項２】
請求項１に記載の光学物品において、
前記ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率が１．４以上１．６以下であることを特徴とする光学物品。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学物品において、
前記ダイアモンドライクカーボン膜の膜厚が４０ｎｍ以上であることを特徴とする光学物品。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学物品において、
前記ダイアモンドライクカーボン膜の表面に酸化珪素膜が形成されることを特徴とする光学物品。
【請求項５】
請求項４に記載の光学物品において、
前記酸化珪素膜の膜厚が６０ｎｍ以上であることを特徴とする光学物品。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学物品において、
前記ダイアモンドライクカーボン膜の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であることを特徴とする光学物品。
【請求項１】
光入射面と光出射面とが形成された光学素子と、該光学素子の光出射面側に貼着される複数の位相差フィルムと、を備える光学物品であって、
前記位相差フィルムの光出射面を含む第一領域と、前記位相差フィルムが貼着されない前記光学素子の光出射面を含む第二領域とを連続的に被覆するダイアモンドライクカーボン膜が形成されることを特徴とする光学物品。
【請求項２】
請求項１に記載の光学物品において、
前記ダイアモンドライクカーボン膜の屈折率が１．４以上１．６以下であることを特徴とする光学物品。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学物品において、
前記ダイアモンドライクカーボン膜の膜厚が４０ｎｍ以上であることを特徴とする光学物品。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学物品において、
前記ダイアモンドライクカーボン膜の表面に酸化珪素膜が形成されることを特徴とする光学物品。
【請求項５】
請求項４に記載の光学物品において、
前記酸化珪素膜の膜厚が６０ｎｍ以上であることを特徴とする光学物品。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学物品において、
前記ダイアモンドライクカーボン膜の空孔の体積率が３０％以上６０％以下であることを特徴とする光学物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１１２９９５（Ｐ２０１１−１１２９９５Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７１２０７（Ｐ２００９−２７１２０７）
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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