[發明專利]偏振元件及其制造方法

有效

• 申請號: 201680060125.0
• 申請日: 2016-10-24
• 公開（公告）號: CN108139531B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 武田吐夢;佐川秀人
• 申請（專利權）人: 迪睿合株式會社
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30;G02F1/1335
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;閆小龍

本發明所涉及的偏振元件為具有線柵構造的偏振元件，具備：透明基板11；以及格子狀凸部10，在透明基板11上以比使用波段的光小的間距排列，并沿既定方向延伸，格子狀凸部10包含形成在透明基板11上的反射層12，反射層12具有金屬層15和氧化物層16，該氧化物層16從既定方向來看，覆蓋金屬層15的側面，且由構成金屬層15的金屬的氧化物構成。

關聯申請的相互參考

本申請主張于2015年10月28日在日本專利申請的特愿2015－212023的優先權，在此為進行參照而引入該在先的申請的整個公開。

技術領域

本發明涉及具有線柵（wire grid）構造的偏振元件及其制造方法。

背景技術

偏振元件是吸收一個方向的偏振光、并使與它正交的方向的偏振光透射的光學元件。液晶顯示裝置中，原理上需要偏振元件。特別是，在如透射型液晶投影儀那樣的、使用光量大的光源的液晶顯示裝置中，偏振元件受到較強的輻射線，因此需要優異的耐熱性，并且要求數厘米程度的大小和較高的消光比。為了響應這些要求，提出了線柵型的無機偏振元件（例如，參照專利文獻1及2）。

線柵型的偏振元件具有在基板上以比所使用的波長的波段窄的間距（數十nm～數百nm）并排多數沿一個方向延伸的導體的金屬線（反射層）而配置的構造（線柵構造）。若光入射該偏振元件，則與金屬線的延伸方向平行的偏振光（TE波（S波））不能透射，而與金屬線的延伸方向垂直的偏振光（TM波（P波））原樣透射。線柵型的偏振元件由于耐熱性優異、能制作比較大的元件、并具有較高的消光比，所以適合于液晶投影儀等的用途。

例如，在專利文獻1記載的線柵型偏振元件中，在透明基板上形成以一定間隔配置凸狀的線的柵（grid）構造層。該柵構造層由樹脂形成。接著，通過濺射蝕刻將各自的凸狀的線的前端部加工成人字形的形狀。然后，使金屬粒子從斜面入射，在樹脂制的柵構造層的前端部周圍形成金屬層。

另外，在專利文獻2記載的線柵型偏振元件中，在透明基板上形成金屬線，并在其上設置電介質層和吸收層。與金屬線的延伸方向平行的偏振光（TE波（S波）），被電介質層和吸收層選擇性地吸收。由此，在使用于液晶投影儀的情況下，能夠減小在偏振元件的表面反射的返回光在液晶投影儀的裝置內再次反射而產生的雙重影像（ghost）等造成的、畫質的劣化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010－66635號公報；

專利文獻2：日本特開2014－52439號公報。

發明內容

發明要解決的課題

然而，在現有的線柵型的偏振元件中，由于對應于所使用的波長波段的、間距和柵寬度（柵的排列方向的柵的寬度）的關系，原理上越是短波長側，光的透射率就越下降。在液晶投影儀中使用的可見光區域（紅色波段：波長λ＝600～680nm，綠色波段：波長λ＝520nm～590nm，藍色波段：λ＝430nm～510nm）中，藍色波段的透射率會最低。已知通過縮小偏振元件的柵寬度，能夠提高透射率，但是實際上形成縮小柵寬度的圖案包括制造偏差在內難度較高，另外，因為縮小了寬度也難以維持可靠性。

鑒于如上所述的問題點而構思的本發明的目的在于提供能夠謀求改善透射軸方向的光透射特性的偏振元件及其制造方法。

用于解決課題的方案

為了解決上述課題，本發明所涉及的偏振元件是具有線柵構造的偏振元件，其具有：透明基板；以及格子狀凸部，在所述透明基板上以比使用波段的光的波長小的間距排列，并沿既定方向延伸，所述格子狀凸部包含形成在所述透明基板上的反射層，所述反射層具有金屬層和氧化物層，所述氧化物層從所述既定方向來看，覆蓋所述金屬層的側面，并由構成所述金屬層的金屬的氧化物構成。