本发明专利技术提供一种消光比在周边部不下降的优异的栅偏振元件。构成设置在透明基板(1)上的条纹状的栅格(2)的各线状部(3)由起到偏振作用的第一层(31)和位于第一层(31)的入射侧的第二层(32)构成。第二层(32)由透光性的材料形成，高度比第一层(31)低，由对形成第一层(31)时的蚀刻剂的耐性比第一层(31)高的材料形成。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种消光比在周边部不下降的优异的栅偏振元件。构成设置在透明基板(1)上的条纹状的栅格(2)的各线状部(3)由起到偏振作用的第一层(31)和位于第一层(31)的入射侧的第二层(32)构成。第二层(32)由透光性的材料形成，高度比第一层(31)低，由对形成第一层(31)时的蚀刻剂的耐性比第一层(31)高的材料形成。【专利说明】
本专利技术涉及得到偏振状态的光（偏振光）的偏振元件，尤其涉及在透明基板上形 成了栅格的结构的栅偏振元件。
技术介绍
作为获得偏振光的偏振元件，以偏振太阳镜那样的随身产品为首，已知有偏振滤 光片、偏振膜等各种光学元件，在液晶显示器等显示器器件中也使用偏振元件。偏振元件根 据偏振光的取出方式分类为几种，其中一种是线栅偏振元件。 线栅偏振元件是在透明基板上设置了由铝等金属构成的微细的条纹状栅格的结 构。将构成栅格的各线状部的分离间隔（栅格间隔）设为所要偏振的光的波长以下，从而 作为偏振兀件发挥作用。对于直线偏振光之中的、在栅格的长度方向上具有电场分量的偏 振光来说，偏振元件等同于平板的金属，所以进行反射，另一方面，对于在与长度方向垂直 的方向上具有电场分量的偏振光来说，偏振元件等同于只有透明基板，所以透过透明基板 射出。因此，从偏振元件只射出与栅格的长度方向垂直的方向的直线偏振光。通过控制偏 振兀件的姿势，使栅格的长度方向朝向期望方向，从而得到偏振光的轴（电场分量的朝向） 朝向期望方向的偏振光。 以下为了便于说明，将在栅格的长度方向具有电场分量的直线偏振光称为S偏振 光，将在与栅格的长度方向垂直的方向具有电场分量的直线偏振光称为P偏振光。通常，将 电场与入射面（与反射面垂直且包含入射光线和反射光线的面）垂直的偏振光称为S波， 将平行的偏振光称为P波，但这是以栅格的长度方向与入射面平行为前提而区分的。 表示这种偏振元件的性能的基本指标是消光比ER和透过率TR。消光比ER是透过 了偏振元件的偏振光的强度之中的、P偏振光的强度（Ip)相对于s偏振光的强度（Is)之 比（Ip/Is)。另外，透过率TR通常是指射出的p偏振光的能量相对于入射的s偏振光和p 偏振光的总能量之比（TR = Ip/(Is+Ip))。理想的偏振元件是消光比ER =°°、透过率TR = 50%。 由于栅格为金属制，所以称为线（金属线）栅偏振元件，通过本专利技术的方法制造的 偏振元件，栅格不限于金属，所以下面简称为栅偏振元件。 图5是现有的栅偏振元件的制造方法的示意图。栅偏振元件通过利用光蚀刻在透 明基板1上形成栅格2而制造。具体地讲，如图5(1)所示，首先，在透明基板1上形成栅 格用薄膜40。然后，如图5 (2)所示，在栅格用薄膜40上涂覆光抗蚀剂50 (参照图5 (2))。 接着，通过具有所要形成的图案的掩模，将光抗蚀剂50曝光并显影，得到光抗蚀剂的图案 5 (参照图5(3))。 接着，从抗蚀图案5侧供给蚀刻剂，对没有被抗蚀图案5覆盖的部位的栅格用薄膜 40进行蚀刻。蚀刻是在栅格用薄膜40的厚度方向施加电场的同时进行的各向异性蚀刻，栅 格用薄膜40被图案化成条纹状（参照图5(4))。然后，如图5(5)所示，将抗蚀图案5去除 而得到栅格2,完成栅偏振元件。栅格2是隔着间隔地平行地配置了沿着一定的方向延伸的 线状部3的结构，所以也称为线与间隙（line and space)。 专利文献I :日本特开2011-8172号公报 在偏振元件的某些用途中，需要使可见区域的短波长侧的光或紫外区域的光这类 短波段的光偏振，对一定程度上较宽的照射区域照射光。例如，在液晶显示器的制造工艺 中，近年来采用被称为光取向的技术。该技术是通过光照射而在液晶显示器上得到所需的 取向膜的技术。当对聚酰亚胺这类树脂制膜照射紫外区域的偏振光时，膜中的分子按照偏 振光的朝向排列，得到取向膜。与被称为研磨的机械取向处理相比，能够得到高性能的取向 膜，所以在高画质的液晶显示器的制造工艺中被广泛采用。 在栅偏振元件中，如上所述，需要将栅格间隔设为所要偏振的波长程度或者比其 短的间隔。因此，波长越短则栅格间隔越短，栅格的结构微细化。因此，以往难以将偏振元 件用于对可见短波段至紫外区域的光进行偏振，但是随着近年来的微细加工技术（光刻技 术）的进步，实用化已经完全成为可能。 但是，通过专利技术人的研究发现如下课题：当制造某种程度大小的栅偏振元件并对 某种程度大小的区域照射偏振光时，消光比ER在照射区域的周边部下降。为了调查该问题 的原因而进行了深入研究，结果发现，该问题是制造时的蚀刻工序中的面内不均匀性而引 起的。下面说明这一点。 图6是示意性地示出栅偏振元件的制造中的蚀刻工序的正面截面示意图。 在蚀刻工序中，形成反应性气体的等离子，在透明基板1的厚度方向设定电场。等 离子中的离子（蚀刻剂）被电场从等离子吸出，入射到栅格用薄膜，与栅格用薄膜反应而对 栅格用薄膜进行蚀刻。 此时，如图6所示，透明基板1被载置到工作台7上，为了不在工作台7上移动，透 明基板1的周缘被按压环71按压在工作台7上。按压环71是沿着透明基板1的轮廓的形 状的周状，由耐蚀刻性的材料（即不会被蚀刻剂蚀刻的材料）形成。 在蚀刻时，蚀刻剂与栅格用薄膜进行反应而被消耗。在这种情况下，由于在透明基 板1上的周边部存在按压环71，所以蚀刻剂的消耗量比中央部少。因此，蚀刻剂的空间分布 为周边部比中央部多。 当蚀刻剂在透明基板1的周边部上过剩地存在时，在周边部被过度地蚀刻。即，在 中央部正常地进行蚀刻直至蚀刻结束时，在周边部蚀刻过度，光抗蚀剂也被蚀刻。由此，所 形成的线状部也被蚀刻。其结果，如图5(5)所示，在透明基板1的周边部lp，各线状部3的 高度比中央部Ic低。 根据专利技术人的研究，在栅偏振元件上，消光比取决于线状部的高度，当线状部的高 度变低时，消光比下降。在研究中确认到的照射区域的周边部处的消光比的下降起因于这 种栅偏振元件的制造工序中的问题。
技术实现思路
本专利技术是根据专利技术人的上述新发现而做出的，其课题在于，提供一种消光比在周 边部不会下降的优异的栅偏振元件。 为了解决上述课题，本申请的第一方面的专利技术涉及一种栅偏振元件，具备透明基 板和设置在透明基板上的由多个线状部构成的条纹状的栅格，条纹状的栅格由起到偏振 作用的透明基板侧的第一层和位于第一层的上侧的第二层构成，第二层由透光性的材料形 成，高度比第一层低。 另外，为了解决上述课题，第二方面所述的专利技术，在所述第一方面的构成中，所述 第二层由对于通过蚀刻形成所述第一层时的蚀刻剂的耐性比第一层高的材料形成。 另外，为了解决上述课题，第三方面所述的专利技术，在所述第一或二方面的构成中， 所述第二层的材料在使用波长上的吸光系数实质上为零。 另外，为了解决上述课题，第四方面所述的专利技术，在所述第一或二方面的构成中， 所述第二层的高度为IOnm以上且IOOnm以下。 另外，为了解决上述课题，第五方面所述的专利技术，在所述第一至四的任意一项的构 成中，所述使用波长为200nm以上且400nm以下。 另外，为了解决上述课题，第六方面所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种栅偏振元件，具备透明基板和设置在透明基板上的由多个线状部构成的条纹状的栅格，其特征在于，条纹状的栅格由起到偏振作用的透明基板侧的第一层和位于第一层的上侧的第二层构成，第二层由透光性的材料形成，高度比第一层低。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：鹤冈和之，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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