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对从正面侧入射的光显示出高偏振度、高ｐ偏振光透射率和高ｓ偏振光反射率，并且对从背面侧入射的光显示出低ｓ偏振光反射率的线栅型偏振器及其制造方法。该线栅型偏振器（１０）具有以间距（Ｐｐ）形成于透光性基板（１４）的表面的凸条（１２），凸条（１２）的上表面（１６）、第一侧面（１８）、第二侧面（２０）这共计３个面被金属细线（２２）被覆，满足下述条件：（ａ）被覆第一侧面（１８）的金属细线（２２）的厚度Ｄｍ１和被覆第二侧面（２０）的金属细线（２２）的厚度Ｄｍ２在２０以下；（ｂ）被覆上表面（１６）的金属细线（２２）的厚度Ｈｍ和凸条（１２）的高度Ｈｐ满足４０ｎｍ≤Ｈｍ≤０．５×Ｈｐ；（ｃ）Ｄｍ１、Ｄｍ２、Ｐｐ和凸条（１２）的宽度Ｄｐ满足Ｄｍ１＋Ｄｍ２≤０．４×（Ｐｐ－Ｄｐ）。

【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)的线栅型偏振器中，在形成有金属细线的面侧(以下记作正面侧) 的反面侧(以下记作背面侧)也发生S偏振光的反射。如果是液晶显示装置，则在线栅型 偏振器的背面侧配置有液晶面板，因此如果在线栅型偏振器的背面侧发生了反射的S偏振 光入射液晶面板，则液晶面板所显示的图像的对比度下降。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号公报专利技术的概要本专利技术提供在可见光范围内对从正面侧入射的光显示出高偏振度、高ρ偏振光透 射率和高s偏振光反射率，并且对从背面侧入射的光显示出低s偏振光反射率的线栅型偏 振器及其制造方法。4本专利技术具有以下要点。(1) 一种线栅型偏振器，包括透光性基板，在该透光性基板的表面以相互平行且 隔开规定的间距(Pp)的方式形成有多条凸条；由金属或金属化合物形成的金属细线，该金 属细线共计被覆3个面，即所述透光性基板的凸条的上表面以及沿该凸条的长度方向延伸 的第一侧面和第二侧面这2个侧面；其特征在于，满足下述条件(a) (C)(a)被覆所述凸条的第一侧面的金属细线的厚度Dml和被覆所述凸条的第二侧面 的金属细线的厚度Dm2分别满足下式(1-1)和下式(1-2)Onm < Dml ( 20nm... (1-1)Onm < Dm2 ( 20nm... (1-2)；(b)被覆所述凸条的上表面的金属细线的厚度Hm和所述凸条的高度Hp满足下式 ⑵40nm ^ Hm ^ 0. 5 X Hp…(2)；(c)所述Dml、所述Dm2、所述Pp和所述凸条的宽度Dp满足下式(3)Dml+Dm2 彡 0. 4 X (Pp-Dp)…(3)。(2)如上述(1)所述的线栅型偏振器，其特征在于，还满足下述条件(d)(d)被覆所述凸条的上表面的金属细线的最大宽度Dm、所述Pp和所述凸条的宽度 Dp满足下式(4)Dm-Dp 彡 0. 4 X (Pp-Dp)…(4)。(3)如上述(1)或(2)所述的线栅型偏振器，其特征在于，还满足下述条件(e)(e)被覆所述凸条的第一侧面的金属细线的宽度、即从凸条的上表面到沟的深度 方向的长度Hml，被覆所述凸条的第二侧面的金属细线的宽度、即从凸条的上表面到沟的深 度方向的长度Hm2和所述凸条的高度Hp分别满足下式(5-1)和(5_2)Hml 彡 0. 5 X Hp…(5-1)Hm2>0.5XHp (5-2)。(4)如上述(1) (3)中的任一项所述的线栅型偏振器，其特征在于，在可见光范 围内，对于从形成有所述金属细线的面的一侧入射的光，偏振度在99. 5%以上，ρ偏振光透 射率在70%以上，s偏振光反射率在80%以上，并且对于从未形成所述金属细线的面的一 侧入射的光，s偏振光反射率低于40%。(5)如上述⑴ (4)中的任一项所述的线栅型偏振器，其特征在于，所述金属细 线由银、铝、铬、镁、TiN、TaN或TiSi2形成。(6) 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，所述线栅 型偏振器包括透光性基板，在该透光性基板的表面以相互平行且隔开规定的间距(Pp)的 方式形成有多条凸条；由金属或金属化合物形成的金属细线，该金属细线共计被覆3个面， 即所述透光性基板的凸条的上表面以及沿该凸条的长度方向延伸的第一侧面和第二侧面 这2个侧面；其特征在于，通过满足下述条件(A) (F)的蒸镀法形成所述金属细线(A)从与所述凸条的长度方向大致垂直且朝第一侧面侧与所述凸条的高度方向成 角度θ Ε的方向对所述凸条的上表面和第一侧面蒸镀金属或金属化合物；5(B)从与所述凸条的长度方向大致垂直且朝第二侧面侧与所述凸条的高度方向成 角度θ L的方向对所述凸条的上表面和第二侧面蒸镀金属或金属化合物；(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(I)，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(II)15° ^ θ E ^ 45° ... (I)15° ^ θ L ^ 45° …(II)；(E)所述m在2以上时，第m次的θ \和第(m-l)次的θ k^1)满足下式(III)，所 述η在2以上时，第η次的θ \和第(η-1)次的θ Y1)满足下式(IV):θ Km 彡 θ V1)- (III)0L(n-l)- (IV)；(F)采用所述条件(A)的m次蒸镀中的第一次蒸镀和采用所述条件(B)的η次蒸 镀中的第一次蒸镀中，通过1次蒸镀而形成于所述凸条的上表面的金属细线的厚度Hm’在 IOnm以下。(7)如上述(6)所述的线栅型偏振器的制造方法，其特征在于，所述线栅型偏振器 满足下述条件(a) (c)(a)被覆所述凸条的第一侧面的金属细线的厚度Dml和被覆所述凸条的第二侧面 的金属细线的厚度Dm2分别满足下式(1-1)和下式(1-2)Onm < Dml ( 20nm... (1-1)Onm < Dm2 ( 20nm... (1-2)；(b)被覆所述凸条的上表面的金属细线的厚度Hm和所述凸条的高度Hp满足下式 ⑵40nm ^ Hm ^ 0. 5 X Hp…(2)；(c)所述Dml、所述Dm2、所述Pp和所述凸条的宽度Dp满足下式(3)Dml+Dm2 彡 0. 4 X (Pp-Dp)…(3)。本专利技术的线栅型偏振器在可见光范围内对从正面侧入射的光显示出高偏振度、高 P偏振光透射率和高S偏振光反射率，并且对从背面侧入射的光显示出低S偏振光反射率。通过本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线栅型偏振器，包括：透光性基板，在该透光性基板的表面以相互平行且隔开规定的间距（Ｐｐ）的方式形成有多条凸条；由金属或金属化合物形成的金属细线，该金属细线共计被覆３个面，即所述透光性基板的凸条的上表面以及沿该凸条的长度方向延伸的第一侧面和第二侧面这２个侧面；其特征在于，满足下述条件（ａ）～（ｃ）：（ａ）被覆所述凸条的第一侧面的金属细线的厚度Ｄｍ１和被覆所述凸条的第二侧面的金属细线的厚度Ｄｍ２分别满足下式（１－１）和下式（１－２）：０ｎｍ＜Ｄｍ１≤２０ｎｍ…（１－１）０ｎｍ＜Ｄｍ２≤２０ｎｍ…（１－２）；（ｂ）被覆所述凸条的上表面的金属细线的厚度Ｈｍ和所述凸条的高度Ｈｐ满足下式（２）：４０ｎｍ≤Ｈｍ≤０．５×Ｈｐ…（２）；（ｃ）所述Ｄｍ１、所述Ｄｍ２、所述Ｐｐ和所述凸条的宽度Ｄｐ满足下式（３）：Ｄｍ１＋Ｄｍ２≤０．４×（Ｐｐ－Ｄｐ）…（３）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：海田由里子，坂本宽，见矢木崇平，樱井宏巳，池田康宏，志堂寺荣治，川本昌子，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]