多层吸收线栅偏振器制造技术

线栅偏振器(10、20、30、40、50、60、70、80、90、100)包括在衬底(11)之上设置的平行的、延长的第一肋状物组(14)阵列。每个第一肋状物组可以包含中心第一透射肋状物(12)和包括沿所述第一透射肋状物的每个侧面设置的第一布线的一对第一布线(13)。第一介电材料(16)可以基本上填充在每个肋状物组与邻近的肋状物组之间的第一间隙。在所述肋状物组和所述第一介电材料之上设置有平行的、延长的第二布线(15)阵列。所述第一布线或所述第二布线可以为吸收式而所述第一布线或所述第二布线的另一者可以为反射式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请通常涉及线栅偏振器。
技术介绍
线栅偏振器可被用于偏振光，通过允许一个偏振穿过偏振器，并且反射或吸收相对的偏振。为了简化，基本上穿过的偏振将被称为p-偏振光，而基本上反射或吸收的偏振将被称为s-偏振光。对于若干应用，优选s-偏振光的吸收，诸如例如如果反射可以损坏图像或其它预期用途。在透射面板系统中，反射的光返回进入到LCD成像器中引起了损坏或图像劣化，或杂散光可以到达屏幕降低了对比度。理想的选择性吸收线栅偏振器将透射所有p-偏振光并且选择性吸收所有s-偏振光。实际上，若干s-偏振光被透射而若干被反射；若干p-偏振光被吸收而若干被反射。选择性吸收线栅偏振器的效果可以被通过p-偏振光的高透射、s-偏振光的高吸收以及高对比度而量化。对比度等于p-偏振光透射的百分数(Tp)除以s-偏振光透射的百分数(Ts)：对比度＝Tp/Ts。用于红外线、可见光以及紫外线的线栅偏振器具有带有小栅距(pitch)(诸如纳米或微米尺寸和栅距)的细布线对于有效偏振是重要的。典型地，小于被偏振的光的波长的一半的栅距用于有效偏振是被需要的。较小栅距可以提高对比度。因此，小栅距可以是线栅偏振器的重要特征。具有充分地小栅距的线栅偏振器的制造具有挑战性，并且在该领域中为研究的目标。小布线可以被通过处理和环境条件而损坏。在线栅偏振器中布线的保护是重要的。从而，线栅偏振器的耐用性为另一重要特征。例如，见U.S.专利号US5,991,075、US6,288,840、US6,665,119、US7,630,133、US7,692,860、US7,800,823、US7,961,393以及US8,426,121；U.S.专利公开号US2008/0055723、US2009/0041971以及US2009/0053655；2011年12月15日提交的U.S.专利申请号13/326,566；D.C.Flanders在J.Vac.Sci.Technol.,19(4),Nov./Dec.1981中的“Applicationof100linewidthstructuresfabricatedbyshadowingtechniques”；以及DaleC.Flanders在Appl,Phys.Lett.42(6),15March1983,pp.492-494中的“Submicronperiodicitygratingsasartificialanisotropicdielectrics”。
技术实现思路
已经认识到提供具有一个偏振的高透射、相对偏振的高吸收、高对比度以及细栅距的可持久的、选择性吸收的线栅偏振器是有利的。本专利技术旨在满足这些需求的线栅偏振器和制造线栅偏振器的方法。各种实施例中的每个满足一个、若干或所有这些需求。所述线栅偏振器可以包含在透射衬底之上设置的平行的、延长的第一肋状物组(ribgroups)阵列，每个第一肋状物组可以包含中心第一透射肋状物和包括沿所述第一透射肋状物的每个侧面设置的第一布线的一对第一布线。第一介电材料可以基本上填充在每个第一肋状物组与邻近的第一肋状物组之间的第一间隙。在所述第一肋状物组和所述第一介电材料之上设置平行的、延长的第二布线阵列。所述第一布线或所述第二布线可以为吸收式而另一个可以为反射式。制造线栅偏振器的第一方法包含：1.提供在衬底之上设置有平行的、延长的第一透射肋状物阵列的透射衬底；2.使用第一涂层保形涂敷所述衬底和所述第一透射肋状物，同时在所述第一透射肋状物之间维持固体-材料-自由第一间隙；3.蚀刻所述第一涂层，以去除水平段并且沿所述第一透射肋状物的侧面留下垂直第一布线，形成第一肋状物组，每个所述第一肋状物组包括夹有第一透射肋状物的一对第一布线；4.使用第一介电材料回填所述第一间隙；5.在所述第一肋状物组之上形成基本上平坦的、平面的顶表面；6.在所述顶表面之上施加连续的上-材料的薄膜；以及7.蚀刻所述上-材料的薄膜，以形成在所述顶表面之上设置的平行的、延长的第二布线阵列，并且其中所述第一布线或所述第二布线为入射光吸收式而另一个为入射光反射式。制造线栅偏振器的第二方法可以包含所述第一方法的步骤1-4加上下面附加的步骤：5.在所述第一肋状物组之上形成基本上平坦的、平面的顶表面；6.蚀刻所述顶表面以形成平行的、延长的第二透射肋状物阵列；7.使用第二涂层保形涂敷所述第二透射肋状物，同时在所述第二透射肋状物之间维持固体-材料-自由第二间隙；以及8.蚀刻所述第二涂层，以去除水平段并且沿所述第二透射肋状物的侧面留下垂直第二布线，形成第二肋状物组，每个所述第二肋状物组包括夹有第二透射肋状物的一对第二布线；并且其中所述第一布线或所述第二布线包含为所述入射光吸收式而另一个为所述入射光反射式。附图说明图1为根据本专利技术的实施例的线栅偏振器10的示意性截面侧视图，该线栅偏振器10具有平行的、延长的第一肋状物(rib)组14阵列、第一介电材料16以及平行的、延长的第二布线15阵列，该第一介电材料16基本上填充在第一肋状物组14之间的第一间隙117(见图11-13)以形成第一介电肋状物16a，第一介电材料16进一步自第一间隙117上方和第一肋状物组14的顶部之延伸而形成第一介电上层16b，以及该平行的、延长的第二布线15阵列设置在第一肋状物组14、第一介电肋状物16a以及第一介电上层16b之上；图2为根据本专利技术的实施例的线栅偏振器20的示意性截面侧视图，该线栅偏振器20具有平行的、延长的第一肋状物组14阵列、第一介电材料16以及平行的、延长的第二布线15阵列，该第一介电材料16基本上填充在第一肋状物组14之间的第一间隙117(见图11-13)以形成第一介电肋状物16a，以及该平行的、延长的第二布线15阵列设置在第一肋状物组14和第一介电肋状物16a之上；图3为根据本专利技术的实施例的线栅偏振器30的示意性截面侧视图，该线栅偏振器30具有平行的、延长的第一肋状物组14阵列、第一介电材料16以及平行的、延长的第二布线15阵列，该第一介电材料16基本上填充在第一肋状物组14之间的第一间隙117(见图11-13)以形成第一介电肋状物16a，并且进一步自第一间隙117上方和第一肋状物组14的顶部之上延伸以形成透射介电层16c，介电肋状物16a的第一介电材料16包括与透射介电层16c的第一介电材料16所不同的材料，以及该平行的、延长的第二布线1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线栅偏振器，所述线栅偏振器包括：a.透射衬底；b.在所述衬底之上设置的平行的、延长的第一肋状物组阵列，每个所述第一肋状物组包括：i.中心第一透射肋状物；以及ii.包括沿所述第一透射肋状物的每个侧面设置的第一布线的一对第一布线；c.基本上填充在每个肋状物组与邻近的肋状物组之间的第一间隙的第一介电材料；d.在所述肋状物组和所述第一介电材料之上设置的平行的、延长的第二布线阵列；以及e.所述第一布线或所述第二布线为吸收式而所述第一布线或所述第二布线中的另一者为反射式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.07 US 61/863,298;2014.06.25 US 14/314,8141.一种线栅偏振器，所述线栅偏振器包括：
a.透射衬底；
b.在所述衬底之上设置的平行的、延长的第一肋状物组阵列，每个所
述第一肋状物组包括：
i.中心第一透射肋状物；以及
ii.包括沿所述第一透射肋状物的每个侧面设置的第一布线的一对
第一布线；
c.基本上填充在每个肋状物组与邻近的肋状物组之间的第一间隙的第
一介电材料；
d.在所述肋状物组和所述第一介电材料之上设置的平行的、延长的第
二布线阵列；以及
e.所述第一布线或所述第二布线为吸收式而所述第一布线或所述第二
布线中的另一者为反射式。
2.根据权利要求1所述的偏振器，其中，所述第二布线为平行的、延
长的第二肋状物组阵列的部分，每个第二肋状物组包括：
a.中心第二透射肋状物；
b.包括沿所述第二透射肋状物的每个侧面设置的第二布线的一对第二
布线；
c.在每个第二肋状物组与邻近的第二肋状物组之间的第二间隙。
3.根据权利要求2所述的偏振器，进一步包括基本上填充所述第二间
隙的第二介电材料。
4.根据权利要求3所述的偏振器，其中所述第二介电材料自所述第一
间隙上方和所述第二肋状物组的顶部之上延伸，并且所述第二介电材料基
本上透射入射光。
5.根据权利要求1所述的偏振器，其中：
a.所述第一介电材料自所述间隙上方和所述肋状物组的顶部之上延

\t伸，并且具有基本上平坦的、平面的顶表面；
b.所述第一介电材料基本上透射所述入射光；以及
c.在所述第一介电材料的所述顶表面上设置有所述第二布线。
6.根据权利要求1所述的偏振器，其中：所述第一介电材料形成分开
的第一介电肋状物，其中在一个第一间隙中的第一介电肋状物与在邻近的
第一间隙中的第一介电肋状物分开。
7.根据权利要求6所述的偏振器，其中：
a.所述第一布线为反射式而所述第二布线为吸收式；
b.所述第一介电肋状物为吸收式；
c.在(i)所述第一肋状物组的顶部和所述第一介电肋状物的顶部与(ii)
所述第二布线的底部之间设置基本上平坦的、平面的透射介电层。
8.根据权利要求1所述的偏振器，其中：所述第一布线为吸收式而所
述第二布线为反射式。
9.根据权利要求1所述的偏振器，其中：所述第一布线为反射式而所
述第二布线为吸收式。
10.根据权利要求1所述的偏振器，其中：所述透射肋状物的栅距小于
150纳米。
11.根据权利要求1所述的偏振器，其中：在光的单一波长处，所述偏
振器透射一种偏振的至少90％而吸收相对偏振的至少90％。
12.根据权利要求1所述的偏振器，其中：在从400nm到700nm的所
有光波长处，所述偏振器透射一种偏振的至少90％而吸收相对偏振的至少
80％。
13.一种制造线栅偏振器的方法，所述方法包括：
a.提供在衬底之上设置有平行的、延长的第一透射肋状物阵列的透射
衬底；
b.使用第一涂层保形涂敷所述衬底和所述第一透射肋状物，同时在所
述第一透射肋状物之间维持固体-材料-自由第一间隙；
c.蚀刻所述第一涂层以去除水平段并且沿所述第一透射...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·王，M·戴维斯，
申请(专利权)人：莫克斯泰克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US