栅偏振元件制造技术

一种栅偏振元件，通过做成防止由氧化性气体带来的劣化的构造，从而适当地用于紫外域的光的偏振用。在透明基板(1)上设有由许多线状部(21)构成的条纹状的栅层(2)的构造的栅偏振元件能够使紫外线偏振，栅层(2)被气体阻断层(3)覆盖，该气体阻断层将活性氧或臭氧那样的通过紫外线生成的氧化性气体阻断。气体阻断层(3)在偏振的光的波长中是透明的。

【技术实现步骤摘要】

本申请的专利技术涉及作为偏振元件的一种的栅（grid)偏振元件。
技术介绍
获得偏振光的偏振兀件以偏光太阳镜那样的熟悉的制品为代表，已知有偏光滤光 片或偏振膜等的光学元件，在液晶显示器等的显示设备中也被较多使用。在偏振元件中，根 据将偏振光取出的方式而分类为几种，其中之一是线栅偏振元件。 线栅偏振元件是在透明基板上设有由金属（导电体）构成的微细的条纹状的栅 (grid、格子）的构造。通过将形成栅的多个线状部的离开间隔设为偏振的光的波长以下， 从而作为偏振镜发挥功能。对于直线偏振光中的、在栅的长度方向上具有电场成分的偏振 光而言由于等效于平坦的金属，所以进行反射，另一方面，对于在与长度方向垂直的方向上 具有电场成分的偏振光而言，由于等效于仅有透明基板，所以透过透明基板而射出。因此， 从偏振元件只射出与栅的长度方向垂直的方向的直线偏振光。通过控制偏振元件的姿态， 使栅的长度方向朝向期望的方向，从而能够得到偏振光的轴（电场成分的朝向）朝向期望 的方向的偏振光。 以下，为了说明的方便，将在栅的长度方向上具有电场成分的直线偏振光称作S 偏振光，将在与长度方向垂直的方向上具有电场成分的直线偏振光称作P偏振光。通常，将 电场相对于入射面（与反射面垂直、包含入射光线和反射光线的面）垂直的偏振光称作s 波，将平行的偏振光称作P波，但以栅的长度方向与入射面平行为前提而这样区别。 表示这样的偏振元件的性能的基本的指标是消光比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中、P偏振光的强度（Ip)相对于s偏振光的强度（Is)的比 (Ip/Is)。此外，透过率TR通常是射出p偏振光的能量相对于入射的s偏振光和p偏振光的 总能量的比（TR=Ip/(Is+Ip))。理想的偏振元件为，消光比ER=°°,透过率TR= 50%。 专利文献1:特开2009-69382号公报 专利文献2:特开2007-17762号公报 关于光的利用，如以显示器技术为代表那样利用可视域的光的情况较多，但在光 通信等的领域中利用红外域的光。另一方面，将光作为能量利用的情况也较多，在此情况下 利用紫外线的情况较多。例如光刻中的抗蚀剂的曝光（感光处理）或紫外线硬化型树脂的 硬化处理等。因而，在偏振光的利用中，在将偏振光作为能量利用的情况下，需要紫外域的 波长的偏振光。 若表示更具体的一例，如在液晶显示器的制造工艺中，近年来采用称作光取向的 技术。该技术是通过光照射得到在液晶显示器中需要的取向膜的技术。如果对聚酰亚胺那 样的树脂制的膜照射紫外域的偏振光，则膜中的分子被按照偏振光的朝向排列，能够得到 取向膜。由于与称作摩擦的机械性的取向处理相比能够得到高性能的取向膜，所以较多被 采用作为高画质的液晶显示器的制造工艺。 这样，在某种用途中，需要得到更短的波长域的偏振光，则需要用于此的偏振元 件。但是，对于这样的使短波长域的光偏振的偏振元件还没进行如此的研究，作为产品也几 乎没有出现实用性的产品。所谓短波长域，是从可视的短波长侧（例如450nm以下）到紫 外域的波长域。 作为可视光用，经常使用使树脂层的吸收轴一致的偏振膜。但是，作为紫外线用， 由于树脂在紫外线下短期间劣化，所以不能使用。 在使紫外线偏振的情况下，可以使用采用方解石的棱镜偏振元件。但是，棱镜偏振 元件虽然适合于如激光那样对较窄的区域照射偏振光的用途，但并不面向如光取向那样向 某种程度较大的区域照射偏振光的用途。 能够对某种程度较大的区域照射偏振光者，是上述线栅偏振元件。也可以通过将 多个线栅偏振元件排列而对更大的区域照射偏振光。 线栅偏振元件如上述那样，需要使构成栅的各线状部的离开间隔的幅度为偏振的 光的波长以下。偏振的波长越短，需要越微细的加工技术。以前，紫外域那样的短波长用的 线栅偏振元件虽然在理论上可能，但因为微细加工的困难性而认为难以实现。但是，以半导 体工艺为代表的近年来的微细加工技术的进步较显著，通过技术的应用，出现也足以能够 制造紫外线用的线栅偏振元件的状况。 尽管如此，关于紫外线用的线栅偏振元件，还没有开发出实用性的制品，关于在实 用化时有怎样的课题也不十分清楚。关于这一点，专利技术者在锐意研究紫外线用的线栅偏振 元件的过程中发现，在紫外线用的线栅偏振元件中，会发生在可视光用的线栅偏振元件中 未被发现的栅的劣化。以下，对这一点进行说明。另外，本专利技术的偏振元件由于形成栅的各 线状部并不限于金属制，所以以下统称作"栅偏振元件"。 专利技术者使构成栅的各线状部的离开间隔为400nm以下而制作紫外线用的栅偏振 元件，实际进行照射紫外线而调查偏振特性的实验，辨识出在各线状部发生了变色。调查可 知，变色是各线状部的氧化，在发生了氧化的栅偏振元件中，透过率及消光比等的偏振特性 恶化。 专利技术者对各线状部的氧化的原因进行了调查，得知因紫外线的照射带来的氧化性 气体的生成是原因。所谓氧化性气体，是氧被紫外线激励而生成的活性氧、臭氧等。另外， 在该说明书中，所谓"氧化性气体"，以将基础状态的氧气除外的意义使用。
技术实现思路
本专利技术是基于上述那样的认识而做出的，目的是提供一种通过做成防止因氧化性 气体带来的劣化的构造而适合用于紫外线的偏振用的栅偏振元件。 为了解决上述课题，本申请的技术方案1所述的专利技术，是一种能够使紫外线偏振 的栅偏振元件，具有以下结构：具备透明基板、和设在透明基板上的栅层；栅层是由许多线 状部构成的条纹状，各线状部由在接触到由紫外线生成的氧化性气体时会劣化的材料形 成；栅层被将氧化性气体阻断的气体阻断层覆盖，各线状部之间的空间为被气体阻断层封 闭的空间；气体阻断层具有在偏振的光的波长中是透明的这样的构成。 此外，为了解决上述课题，技术方案2所述的专利技术为在上述技术方案1的结构中， 具有以下结构：上述各线状部由光吸收性的无机电介体形成；上述栅层在光沿上述栅层的 厚度方向传输的过程中，与偏振轴朝向与各线状部的长度方向垂直的方向的偏振光相比， 偏振轴朝向各线状部的长度方向的偏振光被更多地吸收，由此使光偏振。 此外，为了解决上述课题，技术方案3所述的专利技术在上述技术方案1或2的结构 中，具有以下结构：上述气体阻断层实质上不进入到上述各线状部之间的空间中而将该空 间封闭。 此外，为了解决上述课题，技术方案4所述的专利技术在上述技术方案3的结构中，具 有以下结构：上述气体阻断层的上述各线状部的侧面处的厚度是上述各线状部的宽度的 50%以下。 此外，为了解决上述课题，技术方案5所述的专利技术在上述技术方案1~4的任一项 结构中，具有以下结构：上述气体阻断层由形成在上述各线状部之上的第一层、和形成在第 一层之上的第二层构成，第二层由比第一层致密的膜形成。 专利技术的效果 如以下说明那样，根据本申请的技术方案1所述的专利技术，由于栅层被将氧化性气 体阻断的气体阻断层覆盖，各线状部之间的空间通过气体阻断层成为封闭的空间，所以即 使在用于紫外线的偏振用的情况下也没有各线状部的因氧化性气体带来的劣化，能够不损 害期待的偏振作用而获得。 此外，根据技术方案2所述的专利技术，除了上述效果以当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栅偏振元件，能够使紫外线偏振，其特征在于，具备透明基板、和设在透明基板上的栅层；栅层是由多个线状部构成的条纹状，各线状部由在接触到由于紫外线生成的氧化性气体时能够劣化的材料形成；栅层被将氧化性气体阻断的气体阻断层覆盖，各线状部之间的空间为被气体阻断层封闭的空间；气体阻断层在偏振的光的波长中是透明的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鹤冈和之，荒木隆平，
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