线栅型偏振器及其制造方法技术

本发明专利技术提供在可见光范围内显示出高偏振光分离能力且提高了短波长范围的透射率的线栅型偏振器以及可容易地制造该线栅型偏振器的方法。该线栅型偏振器（１０）包括：透光性基板（１４），该透光性基板（１４）的表面以相互平行且隔开规定的间距的方式形成有多条凸条（１２）；基底层（２２），该基底层（２２）至少存在于该凸条（１２）的顶部，由金属氧化物形成；金属细线，该金属细线由位于该基底层（２２）的表面上并且至少存在于凸条（１２）的顶部的金属层（２４）形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及线栅(wire grid)型偏振器及其制造方法。
技术介绍
作为液晶显示装置、背面投影型电视机、正面投影型投影仪等图像显示装置中所 用的在可见光范围内显示出偏振光分离能力的偏振器(也称为偏振光分离元件)，有吸收 型偏振器和反射型偏振器。吸收型偏振器是例如使碘等二色性染料在树脂膜中取向而得的偏振器。但是，吸 收型偏振器由于吸收一方的偏振光，因此光的利用效率低。另一方面，反射型偏振器通过使未入射偏振器而反射的光再次入射偏振器，可以 提高光的利用效率。因此，为了液晶显示装置等的高亮度化，反射型偏振器的需求正在增长。作为反射型偏振器，有由双折射树脂层叠体形成的线偏振器、由胆留醇型液晶形 成的圆偏振器、线栅型偏振器。但是，线偏振器和圆偏振器的偏振光分离能力低。因此，显示出高偏振光分离能力 的线栅型偏振器受到注目。线栅型偏振器具有在透光性基板上多条金属细线相互平行地排列的结构。金属细 线的间距与入射光的波长相比足够短的情况下，入射光中具有与金属细线垂直的电场矢量 的成分(即，P偏振光)透射，具有与金属细线平行的电场矢量的成分(即，s偏振光)被反 射。作为在可见光范围内显示出偏振光分离能力的线栅型偏振器，已知以下的偏振 器(1)在透光性基板上以规定的间距形成有金属细线的线栅型偏振器(专利文献 1)；(2)以规定的间距形成于透光性基板表面的多条凸条的上表面和侧面被由金属或 金属化合物形成的材料膜被覆而形成金属细线的线栅型偏振器(专利文献2)。但是，(1)、(2)的线栅型偏振器的偏振光分离能力都还不足。此外，作为亮处对比度得到了改善的线栅型偏振器，已知以下的偏振器(3)在透光性基板上以规定的间距形成有金属细线和低反射率构件(SiO2等)的 线栅型偏振器(专利文献3)。但是，(3)的线栅型偏振器在短波长范围的透射率尚不足。专利文献1 日本专利特开2005-070456号公报专利文献2 日本专利特开2006-003447号公报专利文献3 日本专利特开2008-046637号公报专利技术的揭示本专利技术提供在可见光范围内显示出高偏振光分离能力且提高了短波长范围的透射率的线栅型偏振器、以及可容易地制造该线栅型偏振器的方法。本专利技术的线栅型偏振器的特征在于，包括透光性基板，该透光性基板的表面以相 互平行且隔开规定的间距的方式形成有多条凸条；基底层，该基底层至少存在于所述凸条 的顶部，由金属氧化物形成；金属细线，该金属细线由位于所述基底层的表面上并且至少存 在于凸条的顶部的金属层形成。所述金属层还可以存在于凸条的侧面的至少一部分。此外，金属层还可以存在于 凸条的侧面的整个表面。所述基底层还可以存在于凸条的侧面的整个表面。此外，基底层还可以存在于凸 条间的透光性基板表面。所述金属氧化物较好是SiO2或TiO2。凸条顶部的所述基底层的高度较好为1 20nm。凸条顶部的所述金属层的高度较好是在30nm以上。还有，较好是金属细线的间距(Pa)为50 200nm，金属细线的宽度(Da)和间距 (Pa)的比值(Da/Pa)为 0. 1 0. 6。本专利技术的线栅型偏振器的制造方法的特征在于，至少在表面以相互平行且隔开规 定的间距的方式形成有多条凸条的透光性基板的凸条的顶部蒸镀金属氧化物，形成由金属 氧化物形成的基底层；接着，至少在凸条的顶部在所述基底层的表面上蒸镀金属，形成金属 层作为金属细线。所述基底层较好的是通过使用真空蒸镀法的斜向蒸镀法至少形成在凸条的顶部。此外，所述基底层较好的是形成在凸条的整个表面和凸条间的透光性基板表面， 此时，基底层更好的是通过溅射法形成。所述金属层较好的是形成在凸条的侧面的至少一部分和凸条的顶部。金属层更好 的是形成在凸条的侧面的整个表面和凸条的顶部。此外，所述金属层较好的是通过使用真空蒸镀法的斜向蒸镀法形成。通过使用真空蒸镀法的斜向蒸镀法形成所述金属层时，较好的是以下述条件形 成。(A)从与凸条的长度方向大致垂直且与凸条的高度方向成角度θ Ε的方向蒸镀金 属；(B)从与凸条的长度方向大致垂直且在所述角度θ Ε的相反侧与凸条的高度方向 成角度θ L的方向蒸镀金属；(C)交替进行采用所述条件(A)的蒸镀和采用所述条件(B)的蒸镀，采用所述条件 (A)的蒸镀进行m次，m在1以上，采用所述条件(B)的蒸镀进行η次，η在1以上，合计次 数m+n在3次以上；(D)采用所述条件(A)的m次蒸镀中的第一次蒸镀的角度θ κ满足下式(IV)，采 用所述条件(B)的η次蒸镀中的第一次蒸镀的角度θ M薛足下式(V)15° ≤θ E≤ 45° …(IV)、15° ≤ θ L≤ 45° …(V)；(E)所述m在2以上时，第i次的θ \和第(i_l)次的θ 满足下式(VI)，i = 2 m，所述η在2以上时，第j次的θ、和第(j-Ι)次的θ 满足下式(VII)，j = 2 η θ Ri < θ Κ(Η)…(VI)、θ、彡 θ、)...(VII)。本专利技术的线栅型偏振器在可见光范围内显示出高偏振光分离能力，且短波长范围 的透射率提高。通过本专利技术的线栅型偏振器的制造方法，可容易地制造在可见光范围内显示出高 偏振光分离能力且提高了短波长范围的透射率的线栅型偏振器。附图的简单说明附图说明图1为表示本专利技术的线栅型偏振器的第一实施方式的立体图。图2为表示本专利技术的线栅型偏振器的第二实施方式的立体图。图3为表示本专利技术的线栅型偏振器的第三实施方式的立体图。图4为表示透光性基板的一例的立体图。实施专利技术的最佳方式<线栅型偏振器>本专利技术的线栅型偏振器包括透光性基板，该透光性基板的表面以相互平行且隔 开规定的间距的方式形成有多条凸条；基底层，该基底层至少存在于凸条的顶部，由金属氧 化物形成；金属细线，该金属细线由位于基底层的表面上并且至少存在于凸条的顶部的金 属层形成。至少存在于凸条的顶部的金属层呈沿凸条的长度方向延伸的线状，因而相当于 构成线栅型偏振器的金属细线。本专利技术的凸条、基底层和金属层的各尺寸是指通过线栅型偏振器的截面的扫描型 电子显微镜图像或透射型电子显微镜图像测得的尺寸。(透光性基板)透光性基板是在线栅型偏振器的使用波长范围内具有透光性的基板。透光性是指 使光透过，使用波长范围具体是400nm SOOnm的范围。本专利技术中，凸条是指从透光性基板的表面竖起且该竖起沿一个方向延伸的部分。 凸条既可以与透光性基板的表面形成一体且由与透光性基板的表面部分相同的材料形成， 也可以由与透光性基板的表面部分不同的透光性材料形成。凸条较好是与透光性基板的表 面形成一体且由与透光性基板的表面部分相同的材料形成，优选通过至少对透光性基板的 表面部分进行成形而形成的凸条。凸条的与其长度方向垂直且与透光性基板的主表面垂直的方向的截面形状在整 个长度方向上大致恒定，在多条凸条中，它们的截面形状较好是都大致恒定。所述截面形状 较好是从透光性基板的表面沿高度方向以保持大致恒定的宽度的方式竖起的形状，或者是 从透光性基板的表面沿高度方向以宽度逐渐减少的方式竖起的形状。也可以是从透光性基 板的表面沿高度方向以具有大致恒定的宽度的方式竖起、然后以宽度逐渐减少的方式竖起 的形状。作为具体的截面形状，可例举例如矩形、梯形、三角形、半圆形、半椭圆形、矩形上部 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线栅型偏振器，其特征在于，包括：　　透光性基板，该透光性基板的表面以相互平行且隔开规定的间距的方式形成有多条凸条；　　基底层，该基底层至少存在于所述凸条的顶部，由金属氧化物形成；　　金属细线，该金属细线由位于所述基底层的表面上并且至少存在于凸条的顶部的金属层形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP2008-1804482008年7月10日1.一种线栅型偏振器，其特征在于，包括透光性基板，该透光性基板的表面以相互平行且隔开规定的间距的方式形成有多条凸条；基底层，该基底层至少存在于所述凸条的顶部，由金属氧化物形成； 金属细线，该金属细线由位于所述基底层的表面上并且至少存在于凸条的顶部的金属 层形成。2.如权利要求1所述的线栅型偏振器，其特征在于，金属层还存在于凸条的侧面的至 少一部分。3.如权利要求1或2所述的线栅型偏振器，其特征在于，金属层还存在于凸条的侧面的 整个表面。4.如权利要求1 3中的任一项所述的线栅型偏振器，其特征在于，基底层还存在于凸 条的侧面的整个表面。5.如权利要求1 4中的任一项所述的线栅型偏振器，其特征在于，金属氧化物是SiO2 或 Ti02。6.如权利要求1 5中的任一项所述的线栅型偏振器，其特征在于，凸条顶部的基底层 的高度为1 20nm。7.如权利要求1 6中的任一项所述的线栅型偏振器，其特征在于，凸条顶部的金属层 的高度在30nm以上。8.如权利要求1 7中的任一项所述的线栅型偏振器，其特征在于，金属细线的间距 (Pa)为50 200nm，金属细线的宽度(Da)和间距(Pa)的比值(Da/Pa)为0. 1 0. 6。9.一种线栅型偏振器的制造方法，该方法是制造线栅型偏振器的方法，其特征在于， 至少在表面以相互平行且隔开规定的间距的方式形成有多条凸条的透光性基板的凸条的顶部蒸镀金属氧化物，形成由金属氧化物形成的基底层；接着，至少在凸条的顶部在所述基底层的表面上蒸镀金属，形成金属层作为金属细线。10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，通过使用真空蒸镀法的斜向蒸镀法...

【专利技术属性】
技术研发人员：海田由里子，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP