CN109581568B - 偏振光板及具备该偏振光板的光学设备 - Google Patents

Abstract

【课题】提供能够一边维持优异的光学特性、一边提高耐久性的偏振光板及光学设备。【解决方案】具有线栅构造的偏振光板（1）具备：透明基板（10）；以及格子状凸部（11），其在透明基板（10）上以比使用波段的光波长短的间距（P）排列并沿既定方向延伸，且具有由光反射性材料构成的反射层（12），在格子状凸部（11）的表面及形成在格子状凸部（11）间的槽的底面部的表面，形成有覆盖这些表面的保护膜（20），保护膜（20）用包含由有机材料构成的有机膜的2种以上的保护膜构成。

Description

偏振光板及具备该偏振光板的光学设备

技术领域

本发明涉及偏振光板及具备该偏振光板的光学设备。

背景技术

偏振光板是将吸收轴方向的偏振光吸收、使与该吸收轴方向正交的透射轴方向的偏振光透射的光学元件。近年来，在要求耐热性的液晶投影仪等的光学设备中，取代有机偏振光板而开始采用线栅（wire grid）型的无机偏振光板。

其中，从透明基板侧依次具有反射层、电介质层及吸收层而构成的吸收型的无机偏振光板，因为具有较高的耐久性而在光密度大的液晶投影仪用途中较多使用。这些各无机层利用物理成膜法等来形成，且通过光刻/干法蚀刻技术等，形成亚微米级的线栅型偏振片图案。

上述偏振光板在光学特性上为低反射这一点是重要的，若反射率高，则会成为液晶面板的误动作的原因或杂散光造成的画质变差的原因。近年来，由于液晶投影仪的高亮度化或高精细化，希望更加低反射的偏振光板。

另外，实际使用上，偏振光板有时曝露在高湿环境下。在这种情况下，担心发生偏振光板的氧化或腐蚀而对光学特性产生不良影响，发生显示图像的二维失真或颜色失真等。因此，寻求具有较高的耐久性的偏振光板。

例如，提出了在反射层上具备电介质层和吸收层，且通过吸收效应和干涉效应来抑制具有与栅延伸的方向平行的电场分量的偏振光波（TE波（S波）的反射率的偏振光板（例如，参照专利文献1）。该偏振光板中，还公开了进一步在最外层形成保护层而提高耐久性。另外，提出了在线栅型偏振光板的最外层形成含有Si的有机保护膜、或在该有机保护膜之下形成Si氧化膜等的屏障膜的偏振光板（例如，参照专利文献2）。

另外，作为在电子器件上形成憎水膜等的保护膜的技术，提出有各种技术。例如，作为控制憎水膜的形成区域的技术，提出了调整憎水膜形成用溶液的涂敷区域和溶剂的涂敷区域的技术（例如，参照专利文献3）。另外，提出了在基板表面形成不同浓度的憎水膜的技术（例如，参照专利文献4）。

【先前技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特许第5333615号公报；

【专利文献2】美国专利申请公开第2016－0291227号说明书；

【专利文献3】日本特许第3367572号公报；

【专利文献4】日本特开2015－47832号公报。

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，现状是在专利文献1或2所公开的偏振光板中得不到充分的耐久性。另外，专利文献3的技术是以汽车的挡风玻璃或反射镜等为对象的技术，而专利文献4的技术是以喷墨等为对象的技术，难以适用于如线栅型偏振光板的亚微米级的较小图案。

本发明鉴于上述而构思，其目的在于提供能够一边维持优异的光学特性、一边提高耐久性的偏振光板及光学设备。

【用于解决课题的方案】

（1）为了达成上述目的，本发明提供具有线栅构造的偏振光板（例如，后述的偏振光板1），其具备：透明基板（例如，后述的透明基板10）；以及格子状凸部（例如，后述的格子状凸部11），其在所述透明基板上以比使用波段的光波长短的间距（例如，后述的间距P）排列并沿既定方向延伸，且具有由光反射性材料构成的反射层（例如，后述的反射层12），在所述格子状凸部的表面及形成在所述格子状凸部间的槽的底面部的表面，形成有覆盖这些表面的保护膜（例如，后述的保护膜20），所述保护膜用包含由有机材料构成的有机膜的2种以上的保护膜构成。

（2）也可以在（1）的偏振光板中，所述保护膜具有：以覆盖所述反射层的表面的方式形成的第1保护膜（例如，后述的第1保护膜21）；以及以覆盖所述槽的底面部的表面的方式形成且由所述有机膜构成的第2保护膜（例如，后述的第2保护膜22）。

（3）也可以在（2）的偏振光板中，所述格子状凸部从所述透明基板侧依次具有所述反射层、和包含光吸收性材料的吸收层（例如，后述的吸收层13），所述保护膜还具有以覆盖所述吸收层的表面的方式形成且由所述有机膜构成的第3保护膜（例如，后述的第3保护膜23）。

（4）也可以在（3）的偏振光板中，所述吸收层进一步包含电介质材料且由所述光吸收性材料和所述电介质材料的混合层构成。

（5）也可以在（3）的偏振光板中，所述吸收层由电介质层和光吸收层构成，所述电介质层形成在所述反射层上且由电介质材料构成，所述光吸收层形成在所述电介质层上且由所述光吸收性材料构成。

（6）也可以在（3）至（5）的任一种偏振光板中，所述第1保护膜由磷酸类憎水膜构成。

（7）也可以在（3）至（5）的任一种偏振光板中，所述第1保护膜由铝类氧化膜构成。

（8）也可以在（3）至（7）的任一种偏振光板中，所述第2保护膜由有机硅烷类憎水膜构成。

（9）也可以在（3）至（8）的任一种偏振光板中，所述第2保护膜和所述第3保护膜由相同材料构成。

（10）另外本发明提供具备（1）至（9）的任一种偏振光板的光学设备。

【发明效果】

依据本发明，能够提供能够一边维持优异的光学特性、一边提高耐久性的偏振光板及光学设备。

附图说明

【图1】是示出本发明的第1实施方式所涉及的偏振光板的截面示意图。

【图2A】是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的偏振光板的制造方法的图。

【图2B】是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的偏振光板的制造方法的图。

【图2C】是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的偏振光板的制造方法的图。

【图3】是示出本发明的第2实施方式所涉及的偏振光板的截面示意图。

【图4】是示出本发明的第3实施方式所涉及的偏振光板的截面示意图。

【图5】是示出本发明的第4实施方式所涉及的偏振光板的截面示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，在第2实施方式以后的说明中，对于与第1实施方式共同的结构标注相同或对应的标号，并省略其说明。

＜第1实施方式＞

[偏振光板]

本发明的第1实施方式所涉及的偏振光板是具有线栅构造的无机偏振光板，具备：透明基板；以及在透明基板上以比使用波段的光波长短的间距（周期）排列并沿既定方向延伸的格子状凸部。格子状凸部从透明基板侧依次具有反射层、和吸收层。另外，第1实施方式所涉及的偏振光板具备覆盖格子状凸部的表面及形成于格子状凸部间的槽的底面部的表面的保护膜。

图1是示出第1实施方式所涉及的偏振光板1的截面示意图。如图1所示，偏振光板1具备：对使用波段的光透明的透明基板10；以及在透明基板10的一个面上以比使用波段的光波长短的间距P排列的格子状凸部11。格子状凸部11从透明基板10侧依次具有反射层12、和吸收层13。即，偏振光板1具有格子状凸部11在透明基板10上以一维格子状排列的线栅构造，该格子状凸部11从透明基板10侧依次层叠反射层12、吸收层13而形成。

在此，如图1所示，将格子状凸部11延伸的方向（既定方向）称为Y轴方向。另外，将与Y轴方向正交并沿着透明基板10的主面排列格子状凸部11的方向称为X轴方向。在该情况下，入射到偏振光板1的光，适合在透明基板10的形成格子状凸部11的一侧从与X轴方向及Y轴方向正交的方向入射。

偏振光板1通过利用透射、反射、干涉及光学各向异性带来的选择性光吸收偏振光波的4个作用，使具有与Y轴方向平行的电场分量的偏振光波（TE波（S波））衰减，并使具有与X轴方向平行的电场分量的偏振光波（TM波（P波））透射。因而，Y轴方向为偏振光板1的吸收轴的方向，X轴方向为偏振光板1的透射轴的方向。

从偏振光板1的形成有格子状凸部11的一侧入射的光，在通过吸收层13时一部分被吸收而衰减。在透射吸收层13的光之中，偏振光波（TM波（P波））以较高的透射率透射反射层12。另一方面，在透射吸收层13的光之中，偏振光波（TE波（S波））在反射层12反射。在反射层12反射的TE波，在通过吸收层13时一部分被吸收，一部分反射后返回到反射层12。另外，在反射层12反射的TE波，在通过吸收层13时干涉而衰减。如以上那样，偏振光板1进行TE波的选择性衰减，能得到期望的偏振光特性。

如图1所示，从各一维格子延伸的Y轴方向（既定方向）观看时，即在与既定方向正交的截面观察下，格子状凸部11以矩形状形成。本实施方式的偏振光板1中，栅前端部由矩形状的吸收层13构成，栅脚部由矩形状的反射层12构成。

在此，在从沿着格子状凸部11延伸方向的Y轴方向观看偏振光板1时，将格子状凸部11的X轴方向的重复间隔称为间距P。格子状凸部11的间距P只要比使用波段的光波长短就无特别限制。从制作的容易性及稳定性的观点来看，格子状凸部11的间距P优选为例如100nm～200nm。该格子状凸部11的间距P能够通过用扫描型电子显微镜或透射型电子显微镜进行观察来测定。例如，采用扫描型电子显微镜或透射型电子显微镜，对于任意4个部位测定间距P，从而能够将其算术平均值设为格子状凸部11的间距P。

作为透明基板10，只要为对使用波段的光显示透光性的基板就没有特别限制，能够对应目的进行适当选择。“对于使用波段的光显示透光性”并不意味着使用波段的光的透射率为100％，而是显示能够保持作为偏振光板的功能的透光性即可。作为使用波段的光，能举出例如波长380nm～810nm左右的可见光。

透明基板10的主面形状没有特别限制，可适当选择与目的对应的形状（例如，矩形形状）。透明基板10的平均厚度优选例如0.3mm～1mm。

作为透明基板10的构成材料，优选折射率为1.1～2.2的材料，可举出玻璃、石英、蓝宝石等。从成本及透光率的观点来看，优选采用玻璃，特别是石英玻璃（折射率1.46）或碱石灰玻璃（折射率1.51）。玻璃材料的分量组成没有特别限制，例如能够采用作为光学玻璃广泛流通的硅酸盐玻璃等的廉价玻璃材料。

另外，从热传导性的观点来看，优选采用热传导性高的石英或蓝宝石。由此，对于强光能得到较高的耐光性，可以优选作为发热量多的投影仪的光学引擎用偏振光板而采用。

此外，在采用由石英等的光学活性的晶体构成的透明基板的情况下，优选相对于晶体的光学轴沿平行方向或垂直方向配置格子状凸部11。由此，能得到优异的光学特性。在此，光学轴是指沿该方向前进的光的O（普通光线）与E（异常光线）的折射率之差成为最小的方向轴。

反射层12形成在透明基板10上，沿吸收轴即Y轴方向排列以带状延伸的金属膜而成。更详细而言，反射层12从透明基板10垂直延伸。该反射层12具有作为线栅型偏振片的功能，使在与反射层12的长边方向平行的方向具有电场分量的偏振光波（TE波（S波））衰减，并使在与反射层12的长边方向正交的方向具有电场分量的偏振光波（TM波（P波））透射。

作为反射层12的构成材料，只要为对使用波段的光具有反射性的光反射性材料就没有特别限制，能举出例如Al、Ag、Cu、Mo、Cr、Ti、Ni、W、Fe、Si、Ge、Te等的元素单体或包含1种以上这些元素的合金。其中，反射层12优选由铝或铝合金构成。此外，除了这些金属材料以外，也可以由例如表面的反射率通过着色等较高地形成的金属以外的无机膜或树脂膜构成反射层12。反射层12的膜厚没有特别限制，例如优选为100nm～300nm。在本实施方式中，反射层12的宽度被设定为与吸收层13的宽度相同。

吸收层13形成在反射层12上，沿吸收轴即Y轴方向以带状延伸并加以排列。作为吸收层13的构成材料，可以举出金属材料、半导体材料等的光学常数的消光常数不为零的、具有光吸收作用的一种以上的光吸收性材料，可根据所适用的光的波长范围进行适当选择。作为金属材料，能举出Ta、Al、Ag、Cu、Au、Mo、Cr、Ti、W、Ni、Fe、Sn等的元素单体或包含1种以上这些元素的合金。另外，作为半导体材料，能举出Si、Ge、Te、ZnO、硅化物材料（β－FeSi₂、MgSi₂、NiSi₂、BaSi₂、CrSi₂、CoSi₂、TaSi等）。通过采用这些材料，偏振光板1对于所适用的可见光域能得到较高的消光比。其中，吸收层13也优选包含Fe或Ta，并且包含Si而构成。

在作为吸收层13采用半导体材料的情况下，由于半导体的带隙能量参与吸收作用，所以需要使带隙能量为使用波段以下。例如，在以可见光使用的情况下，需要使用波长400nm以上吸收、即作为带隙3.1ev以下的材料。

吸收层13的膜厚没有特别限制，例如，优选10nm～100nm。吸收层13能够利用蒸镀法或溅射法来作为高密度的膜而形成。

另外，吸收层13也可以由光吸收性材料和电介质材料的混合层构成。通过变更光吸收性材料和电介质材料的混合比，能够改变光吸收性，因此能够抑制光反射率。光吸收性材料和电介质材料既可以沿膜厚方向均匀地混合，也可以以两者的混合比（含有比例）沿膜厚方向发生变化的方式构成。此时的组成梯度既可以线性变化，也可以非线性（例如，阶梯式）变化。优选以使光吸收性材料的含有比例随着从反射层12远离而增加的方式构成吸收层13，由此，降低偏振光板1的吸收轴反射率Rs而能够提高透射轴透射率Tp。

作为光吸收性材料能举出上述材料，且作为电介质材料，能举出SiO₂等的Si氧化物、Al₂O₃、氧化铍、氧化铋等的金属氧化物、MgF₂、冰晶石、锗、ニ氧化钛、硅、氟化镁、氮化硼、氧化硼、氧化钽、碳、或这些的组合等的一般性材料。其中，作为电介质材料也优选采用Si氧化物。

偏振光板1是如上述的具有细微的线栅构造的无机偏振光板，因此容易受使用环境的影响，要求耐氧化性、耐湿性等的较高的耐久性。因此偏振光板1为了提高耐久性，具备覆盖格子状凸部11的表面及形成在格子状凸部11间的槽的底面部的表面的保护膜20。保护膜20以包含由有机材料构成的有机膜的2种以上的保护膜构成。具体而言，如图1所示，保护膜20具备第1保护膜21、第2保护膜22、和第3保护膜23。

第1保护膜21以覆盖反射层12的表面的方式形成。更详细而言，第1保护膜21以覆盖构成形成在格子状凸部11间的槽的侧面部的反射层12的侧面的方式形成。该第1保护膜21以由有机材料或无机材料构成的膜构成。具体而言，作为第1保护膜21，优选采用由磷酸类憎水膜或铝类氧化膜构成的膜。

作为磷酸类憎水膜，优选例示由FOPA（全氟-n-辛基磷酸：perfluoro－n－octylphosphonic acid）构成的憎水膜或ODPA（磷酸正十八酯：Octadecylphosphonicacid）构成的憎水膜。磷酸类憎水膜能够通过CVD（化学气相沉积：Chemical VaporDeposition）或ALD（原子层沉积：Atomic Layer Deposition）、浸渍等来形成。

另外，作为铝类氧化膜，可优选例示氧化铝膜。铝类氧化膜通过对由铝构成的反射层12进行热处理，能够在其表面形成氧化铝膜。该铝类氧化膜没有憎水性但具有防止反射层12表面的氧化而进行保护的功能。

第2保护膜22以覆盖形成在格子状凸部11间的槽的底面部的表面的方式形成。更详细而言，以覆盖构成上述槽的底面部的透明基板10的表面、和反射层12的透明基板10侧的端部的侧面的方式形成。该第2保护膜22以由有机材料构成的有机膜构成。具体而言，作为第2保护膜22，优选采用由有机硅烷类材料构成的有机硅烷类憎水膜。其中，也优选采用氟类硅烷化合物的FDTS（全氟十七烷三甲基氧硅烷）或非氟类硅烷化合物的OTS（十八烷基三氯硅烷）。

在作为构成槽的底面部的透明基板10采用玻璃的情况下，上述有机硅烷类憎水膜通过Si和O的键合而自组织，从而牢固地密合到玻璃表面而形成。例如，FDTS在可见光的折射率为1.4左右，接近玻璃的折射率，因此在光学特性上，不会造成不良影响。该第2保护膜22能够利用CVD或ALD、浸渍等来形成。

第3保护膜23以覆盖吸收层13的表面的方式形成。更详细而言，以覆盖构成栅前端部的吸收层13的上表面及侧面的方式形成。该第3保护膜23以由有机材料构成的有机膜构成。具体而言，作为第3保护膜23，与上述第2保护膜22同样，优选采用由有机硅烷类材料构成的有机硅烷类憎水膜，其中，优选采用氟类硅烷化合物的FDTS或非氟类硅烷化合物的OTS。该第3保护膜23能够利用CVD或ALD、浸渍等来形成。本实施方式的第3保护膜23优选由与第2保护膜22相同的材料构成。

在此，说明对于由铝构成的反射层12、由（Fe5％）Si构成的吸收层13、和由SiO₂构成的透明基板10（即，槽的底面部）的各表面形成FDTS膜时的憎水性。具体而言，按照以下的测定条件测定接触角而评价了利用CVD法在这些各表面形成FDTS膜时的憎水性。在表1示出评价结果。

[接触角测定条件]

测定设备：共和界面科学株式会社制接触角测定器“DM700R”

测定条件：液滴法（液体：水，液量：2～3μl，到测定为止的等待时间：1秒）

解析方法：θ/2法

[表1]

表1中，“FDTS处理前”意味着形成FDTS膜之前的物体，“FDTS处理后”意味着形成FDTS膜后的物体，“300℃退火后”意味着在形成FDTS膜后实施300℃的退火热处理后的物体。另外，表1中的接触角（°）表示利用上述接触角测定条件进行的测定结果。

由表1的结果能够清楚知晓：在铝、（Fe5％）Si及SiO₂任一种情况下，接触角都通过在表面形成FDTS膜而飞跃性地变大，显著提高憎水性。另外，能够确认在（Fe5％）Si及SiO₂任一种情况下，高温下的热处理后也维持较高的憎水性，具有较高的耐久性（耐热性）。

相对于此，知晓铝在刚刚形成FDTS膜后显示较高的憎水性，但是在高温下进行热处理则憎水性会极端下降，憎水性会比FDTS处理前更下降。这认为是因为铝表面和FDTS膜的密合性较低，所以通过高温下的热处理而FDTS膜剥离并使铝表面氧化，从而形成氧化铝膜。由此结果，能够确认即便在由铝构成的反射层12的表面形成FDTS膜，也不能得到较高的耐久性。作为对应方案，可考虑在形成FDTS膜之前将硅石膜涂敷在偏振光板上，但是在该情况下会增加偏振光板自身的膜厚，因光散射等而成为降低偏振光板的光学性能的原因，因此不能说是优选的对应方案。

因此在本实施方式中，以对应形成保护膜20的对象的构成材料，变更保护膜20的种类，且在偏振光板1的最外层形成至少2种以上的保护膜为特征。更详细而言，如上述，例如在由铝构成的反射层12的表面，作为第1保护膜21形成FOPA膜或ODPA膜，例如在由玻璃构成的槽的底面部（透明基板10）的表面或由FeSi和SiO₂的混合物构成的吸收层13的表面，作为第2、第3保护膜22、23形成有机膜的FDTS膜。由此，在热处理后也能维持良好的憎水功能或防氧化功能，从而能够实现具有较高的耐久性的偏振光板1。此外，关于保护膜20的形成方法，将在后面进行详述。

[偏振光板的制造方法]

本实施方式所涉及的偏振光板1的制造方法包括：反射层形成工序、吸收层形成工序、蚀刻工序、和保护层形成工序。

在反射层形成工序中，在透明基板10上形成反射层12。在吸收层形成工序中，在以反射层形成工序形成的反射层12上形成吸收层13。在这些各层形成工序中，例如能够利用溅射法或蒸镀法来形成各层。

在蚀刻工序中，对于经上述各层形成工序而形成的层叠体进行选择性蚀刻，从而形成以比使用波段的光波长短的间距排列在透明基板10上的格子状凸部11。具体而言，例如利用光刻法或纳米压印法，形成一维格子状的掩模图案。然后，通过对上述层叠体进行选择性蚀刻，形成以比使用波段的光波长短的间距排列在透明基板10上的格子状凸部11。作为蚀刻方法，可举出例如利用与蚀刻对象对应的蚀刻气体的干法蚀刻法。

在此，图2A～图2C是用于说明本实施方式所涉及的偏振光板1的制造方法的图。更详细而言，这些图2A～图2C示出本实施方式所涉及的偏振光板1的制造方法中的保护膜形成工序。参照这些图2A～图2C，以下，说明本实施方式的保护膜形成工序。

在保护膜形成工序中，首先，如图2A所示，利用CVD或ALD，将第2保护膜22形成在格子状凸部11间的槽的底面部的表面。接着，如图2B所示，以氧等离子体或Ar离子蚀刻等，对反射层12及吸收层13的表面进行清洁后，利用CVD或ALD来将第1保护膜21形成在反射层12的表面。接着，如图2C所示，以氧等离子体或Ar离子蚀刻等，对吸收层13的表面进行清洁后，利用CVD或ALD，将第3保护膜23形成在吸收层13的表面。由此，能够将残留膜的影响最小限度化。

另外，例如在作为第1保护膜21形成氧化铝膜的情况下，首先，在制作偏振光板后以含氧气氛进行加热，从而在反射层12的表面形成氧化铝膜。接着，利用CVD或ALD，将第2保护膜22形成在格子状凸部11间的槽的底面部的表面。然后，以氧等离子体或Ar离子蚀刻等清洁吸收层13的表面后，利用CVD或ALD，将第3保护膜23形成在吸收层13的表面。

通过以上的各工序，能够制造本实施方式所涉及的偏振光板1。

[光学设备]

本实施方式所涉及的光学设备具备上述的本实施方式所涉及的偏振光板1。作为光学设备，能举出液晶投影仪、平视显示器、数码相机等。本实施方式所涉及的偏振光板1是耐热性比有机偏振光板优异的无机偏振光板，因此适合要求耐热性的液晶投影仪、平视显示器等的用途。

在本实施方式所涉及的光学设备具备多个偏振光板的情况下，只要多个偏振光板的至少一个为本实施方式所涉及的偏振光板1即可。例如，在本实施方式所涉及的光学设备为液晶投影仪的情况下，只要配置在液晶面板的入射侧及出射侧的偏振光板的至少一个为本实施方式所涉及的偏振光板1即可。

＜第2实施方式＞

图3是示出第2实施方式所涉及的偏振光板1A的截面示意图。如图3所示，第2实施方式所涉及的偏振光板1A在吸收层13A的形状为细尖形状这一点、透明基板10上具备基座10a这一点、以及第2保护膜22A和第3保护膜23A的构成材料不同这一点，与第1实施方式不同，除了这些不同点以外，是与第1实施方式相同的结构。

具体而言，如图3所示，本实施方式的吸收层13A在从Y轴方向（既定方向）观看时、即与既定方向正交的截面观察下，具有细尖形状。即，构成栅前端部的吸收层13A，在从既定方向观看时，具有侧面在越到前端侧（透明基板10的相反侧）宽度越变窄的方向倾斜的细尖形状。更详细而言，本实施方式的吸收层13A具有等腰梯形状。该吸收层13A的构成材料与第1实施方式同样，既可以由光吸收性材料构成，也可以由光吸收性材料和电介质材料的混合层（均匀或有组成梯度）构成。或者，如后述的第3实施方式那样也可为光吸收层和电介质层的2层构造。

通过使构成栅前端部的吸收层13A为细尖形状，能够提高TM波的透射率。这样TM波的透射率提高的理由，认为是因为将栅前端部设为细尖形状，从而对于具有角度偏差而入射的光具有抑制散射的效果。

如图3所示，基座10a在从Y轴方向（既定方向）观看时、即与既定方向正交的截面观察下，具有宽度与反射层12大致相同的矩形状。但是，并不限于此，例如也可以在从既定方向观看时，具有侧面以宽度随着从透明基板10侧向反射层12侧变窄的方式倾斜的梯形状。此时的基座10a的最小宽度被设定为反射层12的宽度以上。基座10a的膜厚没有特别限制，例如优选为10nm～100nm。

基座10a是在透明基板10上沿吸收轴即Y轴方向排列以带状延伸的电介质膜而成。作为基座10a的构成材料，优选对于使用波段的光透明、折射率比透明基板10小的材料，其中也优选SiO₂等的Si氧化物。

基座10a可以通过例如对于形成在透明基板10上的由上述电介质构成的基底层（未图示），阶段性改变利用干法蚀刻进行的各向同性蚀刻和各向异性蚀刻的平衡并以不会出现蚀刻残留的方式进行过蚀刻处理而形成。在该情况下，基座10a配置在形成于透明基板10上的基底层上。

另外，在本实施方式中，第2保护膜22A和第3保护膜23A的构成材料不同。具体而言，第3保护膜23A为与第1实施方式的第3保护膜23A同样的结构，与之相对第2保护膜22A由SOG（旋涂玻璃：Spin on Glass）膜构成。即，关于本实施方式的偏振光板1A，其表面得到3种保护膜的保护，利用各层的构成材料能够采用合适的保护膜，从而能够进一步提高耐久性。

本实施方式的偏振光板1A除了在蚀刻工序和保护膜形成工序的一部分上不同以外，可以用与第1实施方式的制造方法同样的制造方法来制造。

具体而言，在蚀刻工序中，将蚀刻条件（气体流量、气压、输出、透明基板的冷却温度）最优化，从而能够形成使吸收层13A的侧面具有倾斜的细尖形状。

另外，在保护膜形成工序中，首先，在制作偏振光板后利用旋涂来涂敷SOG后，以氧等离子体或F类等离子体蚀刻全体。由于槽的底面部的SOG膜最厚，所以能够先蚀刻栅前端侧的SOG膜，仅在槽的底面部保留SOG膜。接着，与第1实施方式同样地形成第1保护膜21A、第3保护膜23A，从而能够形成3种保护膜。

依据本实施方式的偏振光板1A，能起到与第1实施方式的偏振光板1同样的效果。另外，本实施方式的偏振光板1A与第1实施方式的偏振光板1同样能够适用于各种光学设备。

＜第3实施方式＞

图4是示出第3实施方式所涉及的偏振光板1B的截面示意图。如图4所示，第3实施方式所涉及的偏振光板1B的吸收层13B的结构与第1实施方式不同。具体而言，第3实施方式所涉及的偏振光板1B的吸收层13B，由形成在反射层12上且由电介质材料构成的电介质层131、和形成在该电介质层131上且由光吸收性材料构成的光吸收层132组成。

电介质层131形成在反射层12上，沿吸收轴即Y轴方向以带状延伸的电介质膜排列而成。电介质层131以使透射光吸收层132并在反射层12反射的偏振光的相位相对于在光吸收层132反射的偏振光偏移半波长的膜厚形成。具体而言，电介质层131的膜厚可以在调整偏振光的相位而能够提高干涉效果的1～500nm的范围适当设定。

作为构成电介质层131的电介质材料，能举出SiO₂等的Si氧化物、Al₂O₃、氧化铍、氧化铋等的金属氧化物、MgF₂、冰晶石、锗、ニ氧化钛、硅、氟化镁、氮化硼、氧化硼、氧化钽、碳、或这些的组合等的一般性材料。其中，电介质层131也优选由Si氧化物构成。

电介质层131的折射率优选大于1.0且2.5以下。反射层12的光学特性还受周围折射率影响，因此通过选择电介质层131材料，能够控制偏振光板特性。另外，通过适当调整电介质层131的膜厚或折射率，使在反射层12反射的TE波，能够在透射光吸收层132时反射一部分而返回到反射层12，并能通过干涉使通过光吸收层132的光衰减。通过这样进行TE波的选择性衰减，能够得到期望的偏振光特性。

光吸收层132由上述光吸收性材料构成。该光吸收层132可以利用现有公知的制膜方法来形成。

偏振光板1B也可以在电介质层131与光吸收层132之间具有扩散屏障层。即在该情况下，格子状凸部11B从透明基板10侧依次具有反射层12、电介质层131、扩散屏障层、和光吸收层132。由于具有扩散屏障层，能防止光在光吸收层132上的扩散。该扩散屏障层由Ta、W、Nb、Ti等的金属膜构成.

本实施方式的偏振光板1B除了在吸收层形成工序上不同以外，可以利用与第1实施方式同样的制造方法来制造。

本实施方式的吸收层形成工序中，利用现有公知的制膜法，形成电介质层后，形成光吸收层。由此，能够制造偏振光板1B。

依据本实施方式的偏振光板1B，能得到与第1实施方式的偏振光板1同样的效果。另外，本实施方式的偏振光板1B与第1实施方式的偏振光板1同样地能够适用于各种光学设备。

＜第4实施方式＞

图5是示出第4实施方式所涉及的偏振光板1C的截面示意图。如图5所示，第4实施方式所涉及的偏振光板1C除了在不具备吸收层及第3保护膜这一点上与第1实施方式不同以外，是与第1实施方式同样的结构。

依据本实施方式的偏振光板1C，能起到与第1实施方式的偏振光板1同样的效果。另外，本实施方式的偏振光板1C与第1实施方式的偏振光板1同样地可以适用于各种光学设备。

此外，本发明并不局限于上述各实施方式，在能够达成本发明的目的的范围内的变形及改良将包括在本发明内。

例如本发明的偏振光板的用途并不限于液晶投影仪。作为透射轴方向的偏振光的透射率高的偏振光板，能够在各种用途上使用。

【标号说明】

1、1A、1B、1C 偏振光板；10 透明基板；10a 基座；11、11A、11B、11C 格子状凸部；12反射层；13、13A、13B 吸收层；20、20A、20B、20C 保护膜；21、21A、21B、21C 第1保护膜；22、22A、22B、22C 第2保护膜；23、23A、23B 第3保护膜；131 电介质层；132 光吸收层；P 格子状凸部的间距。

Claims (6)

1.一种偏振光板，该偏振光板具有线栅构造，其具备：

透明基板；以及

格子状凸部，在所述透明基板上以比使用波段的光波长短的间距排列并沿既定方向延伸，且具有由光反射性材料构成的反射层，

在所述格子状凸部的表面及形成在所述格子状凸部间的槽的底面部的表面，形成有覆盖这些表面的保护膜，

所述保护膜用包含由有机材料构成的有机膜的2种以上的保护膜构成，

所述保护膜具有：以覆盖所述反射层的表面的方式形成的第1保护膜；以及以覆盖所述槽的底面部的表面的方式形成且由所述有机膜构成的第2保护膜，

所述第1保护膜由磷酸类憎水膜或铝类氧化膜构成，

所述第2保护膜由有机硅烷类憎水膜构成。

2.如权利要求1所述的偏振光板，其中，

所述格子状凸部从所述透明基板侧依次具有所述反射层、和包含光吸收性材料的吸收层，

所述保护膜还具有以覆盖所述吸收层的表面的方式形成且由所述有机膜构成的第3保护膜。

3.如权利要求2所述的偏振光板，其中，

所述吸收层进一步包含电介质材料且由所述光吸收性材料和所述电介质材料的混合层构成。

4.如权利要求2所述的偏振光板，其中，

所述吸收层由电介质层和光吸收层构成，所述电介质层形成在所述反射层上且由电介质材料构成，所述光吸收层形成在所述电介质层上且由所述光吸收性材料构成。

5.如权利要求2至4的任一项所述的偏振光板，其中，

所述第2保护膜和所述第3保护膜由相同材料构成。

6.一种光学设备，具备权利要求1至5的任一项所述的偏振光板。

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