CN112567270A - 偏振片及利用该偏振片的显示器及紫外线照射装置 - Google Patents

偏振片及利用该偏振片的显示器及紫外线照射装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够抑制在正交尼科尔状态下因漏光所导致的消光比劣化的偏振片及利用该偏振片的显示器及紫外线照射装置。一种偏振片，其具备：对于使用频带的光而言透明的基板(1)；将在一个方向上延伸的金属线(21)以比光的波长短的间距排列多条而成的线栅部(2)，其中，所述偏振片具备偏振轴修正部(3)，该偏振轴修正部(3)相对于线栅部(2)设置在光入射的一侧，使用电介质形成，在使用频带的线偏振光相对于金属线(21)从45度的方位角入射时以使线偏振光的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差变小的方式进行修正。

Description

偏振片及利用该偏振片的显示器及紫外线照射装置
技术领域
本发明涉及一种偏振片及利用该偏振片的显示器及紫外线照射装置。
背景技术
以往的偏振片中，一直使用使碘含浸在聚乙烯醇中而在一个方向上延伸的吸收型偏振片，但是为了高效地使用液晶的背光源光、使画面明亮，正在研究线栅型偏振片来作为反射型偏振片(例如参照专利文献1)。
专利文献1：国际公开编号WO2018/012523
发明内容
另一方面，在液晶电视机等液晶显示装置中要求宽视角下的对比度。另外，近年来，作为在人的视野中直接放映信息的装置，平视显示器的研究正在推进。而且，为了使平视显示器用分束器小型化，需要利用广角的光。因此，要求线栅型偏振片维持针对倾斜入射光的消光比。
但是，线栅型偏振片存在如下问题：对从垂直方向入射的光而言消光比较高，而对从倾斜方向入射的光而言消光比根据方位角而下降。例如，在波长为550nm的线偏振光入射偏振片的情况下，如图1所示，在方位角为0度时，即使改变入射角，正交尼科尔透射率也不发生变化。但是，在方位角为45度时，如果增大入射角，则存在正交尼科尔透射率增大而消光比下降的问题。
此外，如图158所示，方位角(Azimuth)是指线栅部的金属线的延伸方向、入射此处的线偏振光的行进方向的矢量线栅面和水平方向分量所构成的角度。另外，入射角(Incidence)是指线偏振光的入射方向和偏振片的法线所构成的角度。
因此，在本发明中，其目的在于提供一种能够抑制在正交尼科尔状态下因漏光所导致的消光比劣化的偏振片及利用该偏振片的量子点显示器及紫外线照射装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种偏振片，其包括：对于使用频带的光而言透明的基板；以及将在一个方向上延伸的金属线以比所述光的波长短的间距排列多条而成的线栅部，其特征在于，具备：偏振轴修正部，其相对于所述线栅部设置在所述光入射的一侧，使用电介质形成，在所述使用频带的线偏振光相对于所述金属线从45度的方位角入射时以使所述线偏振光的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差变小的方式进行修正。
在这种情况下，所述偏振轴修正部通过改变入射的光的P波与S波的强度比，以使所述线偏振光的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差变小的方式进行修正。
另外，所述偏振轴修正部的厚度优选为：在所述使用频带的线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、50度的入射角入射时，以使所述线偏振光的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差在所述使用频带的全部波长中为7度以下、优选为2度以下的方式进行修正。
另外，更优选在所述使用频带为可见光频段整个范围的情况下，所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述可见光频段的线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、40度的入射角入射时，取TE透射率的最小值的光的波长为495nm以上且570nm以下。
另外，更优选在所述使用频带为可见光频段整个范围的情况下，所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述可见光频段的线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、40度的入射角入射时，将波长为507nm以上且555nm以下的光的TE透射率修正为0.2％以下。
另外，在所述偏振轴修正部使用二氧化硅形成的情况下，该偏振轴修正部的厚度为60nm以上且120nm以下更佳。另外，在所述偏振轴修正部使用氮化硅形成的情况下，该偏振轴修正部的厚度为40nm以上且90nm以下更佳。另外，在所述偏振轴修正部使用二氧化钛形成的情况下，该偏振轴修正部的厚度为20nm以上且60nm以下更佳。
另外，所述偏振轴修正部既可以配置在所述线栅部的所述基板一侧，也可以配置在与基板相向的一侧。另外，所述偏振轴修正部也可以配置在所述线栅部的各金属线的顶部。在这种情况下，更优选在与所述金属线的延伸方向正交的截面中，所述偏振轴修正部的截面形状包括至少局部的宽度比所述金属线的宽度大的部分。例如，能够使所述偏振轴修正部的截面形状为倒梯形。
另外，也可以是，所述金属线包括吸收层。
另外，本发明提供一种显示器，其特征在于，具备：发出蓝色光的光源；使所述光源的光成为线偏振光的偏振片；改变所述线偏振光的偏振方向的液晶；本发明的偏振片；以及将所述光变换成红色及绿色的波长的波长变换部。在这种情况下，更优选所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、40度的入射角入射时，取TE透射率的最小值的光的波长为400nm以上且495nm以下。
另外，本发明提供一种紫外线照射装置，其特征在于，具备：照射紫外线的光源；使从所述光源照射的紫外线朝向对象物反射的曲面状的反射镜；以及使用频带为紫外线的本发明的偏振片。在这种情况下，更优选所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、40度的入射角入射时，取TE透射率的最小值的光的波长为380nm以下。
附图说明
图1是表示方位角为45度时针对每个入射角的线偏振光的偏振轴的偏差θ的图。
图2是用于说明利用因透射本发明涉及的电介质薄膜所引起的偏振轴变化而得到的偏振轴修正的图。
图3是表示本发明涉及的模型1的偏振片的概略截面图。
图4是表示在方位角为45度、入射角为50度时针对每个SiN膜的膜厚的偏振轴的偏差θ相对波长的图。
图5是表示在相对于SiN膜的方位角为45度时针对每个入射角的偏振轴的偏差θ相对波长的图。
图6是表示在相对于SiN膜的方位角为45度时针对每个入射角的相位差相对波长的图。
图7是表示本发明涉及的模型2～4的偏振片的概略截面图。
图8是表示在相对于本发明涉及的模型2的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图9是表示在相对于本发明涉及的模型3的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图10是表示在相对于本发明涉及的模型4的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图11是表示本发明涉及的模型5～7的偏振片的概略截面图。
图12是表示在相对于本发明涉及的模型5的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图13是表示在相对于本发明涉及的模型6的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图14是表示在相对于本发明涉及的模型7的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图15是表示本发明涉及的模型8的偏振片的概略截面图。
图16是表示在相对于本发明涉及的模型8的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图17是表示本发明涉及的模型9～14的偏振片的概略截面图。
图18是表示本发明涉及的模型14～16的偏振片的概略截面图。
图19是表示在相对于本发明涉及的模型9的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图20是表示在相对于本发明涉及的模型10的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图21是表示在相对于本发明涉及的模型11的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图22是表示在相对于本发明涉及的模型12的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图23是表示在相对于本发明涉及的模型13的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图24是表示在相对于本发明涉及的模型14的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图25是表示在相对于本发明涉及的模型15的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图26是表示在相对于本发明涉及的模型16的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图27是表示在相对于本发明涉及的模型17的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图28是表示本发明涉及的模型18～20的偏振片的概略截面图。
图29是表示在相对于本发明涉及的模型18的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图30是表示在相对于本发明涉及的模型19的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图31是表示在相对于本发明涉及的模型20的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图32是表示在相对于本发明涉及的模型18的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图33是表示在相对于本发明涉及的模型19的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图34是表示在相对于本发明涉及的模型20的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图35是表示在相对于本发明涉及的模型18的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的消光比相对波长的图。
图36是表示在相对于本发明涉及的模型19的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的消光比相对波长的图。
图37是表示在相对于本发明涉及的模型20的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的消光比相对波长的图。
图38是表示在相对于本发明涉及的模型18～20的偏振片的方位角为45度时TE透射率相对入射角的图。
图39是表示在相对于本发明涉及的模型18～20的偏振片的方位角为45度时消光比相对入射角的图。
图40是表示吸收层对TE波的吸收率及反射率的图。
图41是表示本发明涉及的模型21、22的偏振片的概略截面图。
图42是表示在相对于本发明涉及的模型21的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图43是表示在相对于本发明涉及的模型22的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图44是表示在相对于本发明涉及的模型21的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图45是表示在相对于本发明涉及的模型22的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图46是表示在相对于本发明涉及的模型21的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的消光比相对波长的图。
图47是表示在相对于本发明涉及的模型22的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的消光比相对波长的图。
图48是表示在相对于本发明涉及的模型21、22的偏振片的方位角为45度时消光比相对入射角(波长250nm)的图。
图49是表示在相对于本发明涉及的模型21、22的偏振片的方位角为45度时消光比相对入射角(波长300nm)的图。
图50是表示本发明的实施例1～4的偏振片的截面的SEM照片。
图51是表示在相对于本发明的实施例1的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图52是表示在相对于本发明的实施例2的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图53是表示在相对于本发明的实施例3的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图54是表示在相对于本发明的实施例4的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图55是表示在相对于本发明的实施例1的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图56是表示在相对于本发明的实施例2的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图57是表示在相对于本发明的实施例3的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图58是表示在相对于本发明的实施例4的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的TE透射率相对波长的图。
图59是表示在相对于本发明的实施例1的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的消光比相对波长的图。
图60是表示在相对于本发明的实施例2的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的消光比相对波长的图。
图61是表示在相对于本发明的实施例3的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的消光比相对波长的图。
图62是表示在相对于本发明的实施例4的偏振片的方位角为45度时针对每个入射角的消光比相对波长的图。
图63是对本发明涉及的偏振片的制作方法的一例进行说明的图。
图64是对本发明涉及的偏振片的制作方法的一例进行说明的图。
图65是表示本发明的量子点显示器的概略图。
图66是表示本发明的紫外线照射装置的概略图。
图67是表示本发明的线栅的图案方向的概略图。
图68是表示本发明涉及的模型23的偏振片的概略截面图。
图69是表示本发明涉及的模型23的横线型偏振片中针对每个Al的高度的TE反射率相对波长的图。
图70是表示本发明涉及的模型23的纵线型偏振片中针对每个Al的高度的TE反射率相对波长的图。
图71是表示本发明涉及的模型23的倾斜45度线型偏振片中针对每个Al的高度的TE反射率相对波长的图。
图72是表示本发明涉及的模型23的横线型偏振片中针对每个Al的高度的TM反射率相对波长的图。
图73是表示本发明涉及的模型23的纵线型偏振片中针对每个Al的高度的TM反射率相对波长的图。
图74是表示本发明涉及的模型23的倾斜45度线型偏振片中针对每个Al的高度的TM反射率相对波长的图。
图75是表示本发明涉及的模型23的横线型偏振片中针对每个Al的高度的反射消光比相对波长的图。
图76是表示本发明涉及的模型23的纵线型偏振片中针对每个Al的高度的反射消光比相对波长的图。
图77是表示本发明涉及的模型23的倾斜45度线型偏振片中针对每个Al的高度的反射消光比相对波长的图。
图78是表示本发明涉及的模型23的横线型偏振片中针对每个Al的高度的TM透射率相对波长的图。
图79是表示本发明涉及的模型23的纵线型偏振片中针对每个Al的高度的TM透射率相对波长的图。
图80是表示本发明涉及的模型23的倾斜45度线型偏振片中针对每个Al的高度的TM透射率相对波长的图。
图81是表示本发明涉及的模型23的横线型偏振片的中针对每个Al的高度的TE透射率相对波长的图。
图82是表示本发明涉及的模型23的纵线型偏振片中针对每个Al的高度的TE透射率相对波长的图。
图83是表示本发明涉及的模型23的倾斜45度线型偏振片中针对每个Al的高度的TE透射率相对波长的图。
图84是表示本发明涉及的模型23的横线型偏振片中针对每个Al的高度的透射消光比相对波长的图。
图85是表示本发明涉及的模型23的纵线型偏振片中针对每个Al的高度的透射消光比相对波长的图。
图86是表示本发明涉及的模型23的倾斜45度线型偏振片中针对每个Al的高度的透射消光比相对波长的图。
图87是表示本发明涉及的模型24、25的偏振片的概略截面图。
图88是表示本发明涉及的模型24的偏振片中针对每个填充因子的TE反射率相对波长的图。
图89是表示本发明涉及的模型25的偏振片中针对每个硬掩膜厚度的TE反射率相对波长的图。
图90是表示本发明涉及的模型24的偏振片中针对每个填充因子的TM反射率相对波长的图。
图91是表示本发明涉及的模型25的偏振片中针对每个硬掩膜厚度的TM反射率相对波长的图。
图92是表示本发明涉及的模型24的偏振片中针对每个填充因子的反射消光比相对波长的图。
图93是表示本发明涉及的模型25的偏振片中针对每个硬掩膜厚度的反射消光比相对波长的图。
图94是表示本发明涉及的模型24的偏振片中针对每个填充因子的TM透射率相对波长的图。
图95是表示本发明涉及的模型25的偏振片中针对每个硬掩膜厚度的TM透射率相对波长的图。
图96是表示本发明涉及的模型24的偏振片中针对每个填充因子的透射消光比相对波长的图。
图97是表示本发明涉及的模型25的偏振片中针对每个硬掩膜厚度的透射消光比相对波长的图。
图98是表示本发明涉及的模型26、27、28的偏振片的概略截面图。
图99是表示本发明涉及的模型26的偏振片中针对每个入射角的TE反射率相对波长的图。
图100是表示本发明涉及的模型27的偏振片中针对每个入射角的TE反射率相对波长的图。
图101是表示本发明涉及的模型28的偏振片中针对每个入射角的TE反射率相对波长的图。
图102是表示本发明涉及的模型26的偏振片中针对每个入射角的TM反射率相对波长的图。
图103是表示本发明涉及的模型27的偏振片中针对每个入射角的TM反射率相对波长的图。
图104是表示本发明涉及的模型28的偏振片中针对每个入射角的TM反射率相对波长的图。
图105是表示本发明涉及的模型26的偏振片中针对每个入射角的反射消光比相对波长的图。
图106是表示本发明涉及的模型27的偏振片中针对每个入射角的反射消光比相对波长的图。
图107是表示本发明涉及的模型28的偏振片中针对每个入射角的反射消光比相对波长的图。
图108是表示本发明涉及的模型26的偏振片中针对每个入射角的透射消光比相对波长的图。
图109是表示本发明涉及的模型27的偏振片中针对每个入射角的透射消光比相对波长的图。
图110是表示本发明涉及的模型28的偏振片中针对每个入射角的透射消光比相对波长的图。
图111是表示本发明涉及的模型29、30、31的偏振片的概略截面图。
图112是表示本发明涉及的模型29的偏振片中针对每个入射角的TE反射率相对波长的图。
图113是表示本发明涉及的模型30的偏振片中针对每个入射角的TE反射率相对波长的图。
图114是表示本发明涉及的模型31的偏振片中针对每个入射角的TE反射率相对波长的图。
图115是表示本发明涉及的模型29的偏振片中针对每个入射角的TM反射率相对波长的图。
图116是表示本发明涉及的模型30的偏振片中针对每个入射角的TM反射率相对波长的图。
图117是表示本发明涉及的模型31的偏振片中针对每个入射角的TM反射率相对波长的图。
图118是表示本发明涉及的模型29的偏振片中针对每个入射角的反射消光比相对波长的图。
图119是表示本发明涉及的模型30的偏振片中针对每个入射角的反射消光比相对波长的图。
图120是表示本发明涉及的模型31的偏振片中针对每个入射角的反射消光比相对波长的图。
图121是表示本发明涉及的模型29的偏振片中针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图122是表示本发明涉及的模型30的偏振片中针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图123是表示本发明涉及的模型31的偏振片中针对每个入射角的TM透射率相对波长的图。
图124是表示本发明涉及的模型29的偏振片中针对每个入射角的透射消光比相对波长的图。
图125是表示本发明涉及的模型30的偏振片中针对每个入射角的透射消光比相对波长的图。
图126是表示本发明涉及的模型31的偏振片中针对每个入射角的透射消光比相对波长的图。
图127是表示本发明涉及的模型30、31、32的偏振片的概略截面图。
图128是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片的入射角为45度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图129是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为45度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图130是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片入射角为45度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图131是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片入射角为45度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图132是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为45度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图133是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片入射角为45度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图134是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片入射角为40度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图135是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为40度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图136是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片入射角为40度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图137是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片入射角为40度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图138是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为40度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图139是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片入射角为40度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图140是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片入射角为50度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图141是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为50度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图142是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片入射角为50度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图143是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片入射角为50度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图144是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为50度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图145是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片入射角为50度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图146是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片入射角为35度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图147是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为35度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图148是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片入射角为35度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图149是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片入射角为35度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图150是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为35度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图151是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片入射角为35度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图152是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片入射角为55度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图153是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为55度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图154是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片的入射角为55度时针对每个方位角的反射消光比相对波长的图。
图155是表示相对于本发明涉及的模型30的偏振片入射角为55度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图156是表示相对于本发明涉及的模型31的偏振片入射角为55度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图157是表示相对于本发明涉及的模型32的偏振片入射角为55度时针对每个方位角的透射消光比相对波长的图。
图158是对入射角、方位角进行说明的概略图。
附图标记说明
1 基板
2 线栅部
3 偏振轴修正部
21 金属线
22 吸收层
50 偏振片
51 光源
52 光源侧偏振片
53 液晶
54 波长变换部
60 偏振片
61 光源
62 反射镜
69 对象物
具体实施方式
以下，对本发明的偏振片进行说明。例如如图3所示，本发明的偏振片主要包括基板1、线栅部2和偏振轴修正部3。
基板1用于直接或间接地支承线栅部2。作为基板1的材料，对使用频带的光而言是透明的即可，可以为任意的材料，例如在使用频带的光为可见光或紫外线的情况下，能够使用SiO2等。
另外，线栅部2是将在一个方向上延伸的金属线21以比使用频带的光的波长短的间距排列多条而成的。例如在可见光或紫外线的情况下，以100nm的间距排列金属线21即可。作为线栅部2的材料，只要能够调整偏振光即可，可以为任意的材料，例如能够使用铝(Al)或银(Ag)、钨(W)、非晶硅、氧化钛(TiO2)等金属或金属氧化物。
另外，偏振轴修正部3用于在使用频带的线偏振光相对于金属线21从45度的方位角入射时以使线偏振光的偏振轴的偏差θ变小的方式进行修正。是指线栅部的金属线的延伸方向、入射此处的线偏振光的行进方向的矢量的线栅面和水平方向分量所构成的角度。另外，入射角是指线偏振光的入射方向与偏振片的法线所构成的角度。另外，偏振轴的偏差θ是指入射侧透射轴与出射侧吸收轴所构成的角度。
如图2所示，在光从倾斜方向入射折射率不同的材料的表面的情况下，具有电场与入射面平行的P波和电场与入射面垂直的S波不同的反射率。因此，透射的线偏振光与入射的光相比P波和S波的强度发生变化，其结果是偏振轴发生变化。能够利用这一点以使线偏振光的偏振轴的偏差θ变小的方式进行修正。作为偏振轴修正部3，将使用电介质形成的薄膜相对于线栅部2配置在光入射的一侧即可。该薄膜既可以配置在线栅部2的基板1一侧，也可以配置在相反侧、即线栅部2的与基板1相向的一侧。另外，在设置在线栅部2的与基板1相向的一侧的情况下，也可以配置在线栅部2的各金属线21的顶部。在这种情况下，更优选偏振轴修正部3的截面形状具有比金属线21的宽度大的部分。此外，在本说明书中截面形状是指与金属线21的延伸方向垂直的截面的形状。
另外，偏振轴修正部3形成为在使用频带的线偏振光相对于金属线21以45度的方位角入射时能够充分地修正偏振轴的偏差θ的厚度更佳。具体而言，可以为如下厚度：在使用频带的线偏振光相对于金属线21以45度的方位角、50度的入射角入射时，能够将偏振轴的偏差θ在使用频带的全部波长中修正为7度以下，优选为4度以下，更优选为3度以下，进一步优选为2度以下。
另外，作为偏振轴修正部3的电介质，只要能够在使用频带的光相对于金属线21从45度的方位角入射时对线栅部2的偏振轴进行修正即可，可以是任意的电介质。例如能够使用氮化硅(SiN)或二氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)等。偏振轴修正部3的厚度可以在偏振轴修正部3使用氮化硅(SiN)形成的情况下为40～90nm，在使用二氧化硅(SiO2)形成的情况下为60～120，在使用氧化钛(TiO2)形成的情况下为20～60nm。除此以外，作为偏振轴修正部3的电介质，显然还能够使用五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化铪(HfO2)、二氧化锆(ZrO2)等金属氧化物或各种玻璃等。
另外，偏振轴修正部3形成为如下厚度更佳：在使用频带的线偏振光相对于金属线21以45度的方位角、40度的入射角入射时，使用频带的全部的光的正交尼科尔透射率为1.0％以下，优选为0.8％以下，更优选为0.7％以下。
另外，偏振轴修正部3形成为如下厚度更佳：在使用频带的线偏振光相对于金属线21以45度的方位角、40度的入射角入射时，使用频带的光的正交尼科尔透射率的最小值为0.2％以下。特别是，在知道要抑制正交尼科尔透射率的光的波长的情况下，可以使表示正交尼科尔透射率的最小值的波长与要抑制正交尼科尔透射率的光的波长一致。例如存在比视感度，比视感度用数值表示人的眼睛感受按光的波长的明亮度的强度。根据比视感度，人对波长为495nm～570nm的绿色的光感受最强烈。特别是，人在明亮的地方对555nm附近的光感受最强烈，在较暗的地方对507nm附近的光感受最强烈。因此，优选在偏振片的使用频带为可见光频段的情况下，偏振轴修正部3的厚度调节为使取正交尼科尔透射率的最小值的光的波长为495nm以上且570nm以下，优选为507nm以上且555nm以下的范围。
上述的偏振轴修正部3的厚度能够通过实际制作各种厚度进行验证或者使用光学仿真软件进行计算来决定。
接着，使用仿真，计算本发明的偏振片的光学特性。仿真使用新思科技公司(synopsys,Inc)制作的软件DiffractMOD。
[仿真1]
首先，使用仿真软件计算了由偏振片的偏振轴修正部3对偏振轴的偏差θ或相位差所产生的影响。如图3所示，作为偏振片，设想在线栅部2的上部形成有使用氮化硅(SiN)形成的薄膜作为偏振轴修正部3的结构(模型1)。
仿真1-1
首先，按偏振轴修正部3的膜厚对在线偏振光相对于该偏振片以45度的方位角、50度的入射角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的波长的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差θ进行了仿真。其结果在图4中示出。
如图4所示，可知随着偏振轴修正部3的膜厚增大，能够减小偏振轴的偏差θ。具体而言，可知：在未设置偏振轴修正部3的情况下，偏振轴的偏差θ为12度以上，但是如果偏振轴修正部3的膜厚为20nm，则对可见光频段的波长而言能够将偏振轴的偏差θ减小至7度以下。另外，可知：如果偏振轴修正部3的膜厚为60nm，则对可见光频段的波长而言能够将偏振轴的偏差θ减小至2度以下。
仿真1-2
接着，使上述偏振片的偏振轴修正部3的膜厚为60nm，按入射角对在线偏振光相对于该偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3入射一侧线栅部2时相对于该线偏振光的波长的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差θ进行了仿真。其结果在图5中示出。
如图5所示，可知：在未设置偏振轴修正部3的情况下，入射角越增大，偏振轴的偏差θ的值越增大，但是在设置有偏振轴修正部3的情况下，即使入射角增大，也能够充分地减小偏振轴的偏差θ。
仿真1-3
接着，使上述偏振片的偏振轴修正部3的膜厚为60nm，按入射角对在线偏振光相对于该偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的波长的相位差的变化进行了仿真。其结果在图6中示出。
如图6所示，相位差几乎没有因偏振轴修正部3的有无而产生差异。因此，可知即使设置有偏振轴修正部3，线偏振光也被保持。
[仿真2]
接着，使用仿真软件计算了由偏振片的偏振轴修正部3对TE透射率(即正交尼科尔透射率)所产生的影响。如图7所示，作为偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2，并且在线栅部2的上部形成有作为氮化硅(SiN)的薄膜的偏振轴修正部3。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，且包括与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈梯形的基部和呈方形的主体部。另外，基部的高度设为15nm，宽度设为：基材侧为58nm，主体部侧为46nm。另外，主体部的高度设为190nm，宽度设为：从基部侧至表面侧为46nm。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。偏振轴修正部3设想如下结构：将膜厚为40nm的薄膜配置在金属线21的正上方的结构(模型2)、以及将膜厚为20nm的薄膜隔开30nm的间隙配置在金属线21的顶部侧的结构(模型3)。另外，作为比较例，还设想不配置偏振轴修正部3的结构(模型4)。
按入射角对在线偏振光相对于上述各偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的波长的TE透射率进行了仿真。其结果在图8～10中示出。
如图8、图9所示，可知具有偏振轴修正部3的偏振片与图10示出的未设置有偏振轴修正部3的偏振片相比其TE透射率较低。另外，可知偏振轴修正部3即使与线栅部2之间存在间隙也具有效果。
[仿真3]
接着，在包括吸收型线栅的偏振片中，使用仿真软件计算了偏振轴修正部3对TE透射率(即正交尼科尔透射率)所产生的影响。如图11所示，作为偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝并且在其顶部具有使用锗形成的吸收层22的线栅部2，并且在线栅部2的上部形成有作为氮化硅(SiN)或二氧化硅(SiO2)的薄膜的偏振轴修正部3。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，且包括与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈梯形的基部和呈方形的主体部。另外，基部的高度设为15nm，宽度设为：基材侧为58nm，主体部侧为46nm。另外，主体部的高度设为190nm，宽度设为从基部侧至表面侧为46nm。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。另外，吸收层22的截面形状呈方形，高度为10nm，宽度为46nm。偏振轴修正部3设想如下结构：将使用氮化硅(SiN)形成且膜厚为40nm的薄膜配置在金属线21的顶部侧的结构(模型5)、将使用二氧化硅(SiO2)形成且为10nm的薄膜配置在金属线21的顶部侧的结构(模型6)、以及将90nm的薄膜配置在金属线21的顶部侧的结构(模型7)。
按入射角对在线偏振光相对于上述各偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的波长的TE透射率进行了仿真。其结果在图12～14中示出。
如图12～图14所示，可知即使在线栅部2设置有吸收层22也能够减小TE透射率。另外，还可知：与模型2的反射型偏振片相比，设置有吸收层22的模型5的吸收型偏振片的TE透射率的减小效果更高。
[仿真4]
接着，使用仿真软件计算了在使用吸收型线栅形成的偏振片中在基板1与线栅部2之间配置有偏振轴修正部3的情况下的TE透射率(即正交尼科尔透射率)。如图15所示，作为偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2，并且在线栅部2的偏振轴修正部3一侧设置有使用锗形成的吸收层22。设想偏振轴修正部3为氮化硅(SiN)的薄膜。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈方形，高度为205nm，宽度为46nm。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。另外，吸收层22的高度为10nm，宽度为46nm。偏振轴修正部3设为厚度为60nm的薄膜(模型8)。
按入射角对在线偏振光相对于上述各偏振片以45度的方位角从基板1侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的波长的TE透射率进行了仿真。其结果在图16中示出。
如图16所示，可知：即使在基板1与线栅部2之间配置偏振轴修正部3，也能够减小TE透射率。
[仿真5]
接着，使用仿真软件计算了在包括线栅的偏振片中偏振轴修正部3对TE透射率(即正交尼科尔透射率)所产生的影响。如图17、图18所示，作为偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2，并且在各金属线21的顶部形成有由二氧化硅(SiO2)的层形成的偏振轴修正部3。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，且包括与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈梯形的基部和呈方形的主体部。另外，基部的高度设为15nm，宽度设为基材侧为68.3nm、主体部侧为56.3nm。另外，主体部的高度设为190nm，宽度设为从基部侧至表面侧为56.3nm。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。偏振轴修正部3设想如下结构：将使用二氧化硅(SiO2)形成的截面形状呈方形且宽度为56.3nm、高度为20nm至120nm每次变化20nm的层配置在金属线21的顶部的结构(模型9～14)；将截面形状呈梯形且宽度设为金属线21一侧为56.3nm、顶上侧为41.3nm、高度为120nm的层配置在金属线21的顶部的结构(模型15)；将截面形状呈方形且宽度为56.3nm、高度为120nm的层配置在金属线21的顶部的结构(模型16)；将截面形状呈倒梯形且宽度设为金属线21一侧为56.3nm、顶上侧为101.3nm、高度为120nm的层配置在金属线21的顶部的结构(模型17)。
按入射角对在线偏振光相对于上述各偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的波长的TE透射率进行了仿真。其结果在图19～27中示出。
如图19～图27所示，可知：即使偏振轴修正部3仅配置在各金属线21的顶部，也能够充分地减小TE透射率。另外，可知：如果偏振轴修正部3的厚度发生变化，则取TE透射率的最小值的光的波长发生变化。还可知：关于偏振轴修正部3的截面形状，与如模型14那样具有比金属线21的宽度小的部分的形状或如模型16那样为与金属线21的宽度相同的宽度的形状相比，如模型17那样具有比金属线21的宽度大的部分的形状更佳。
[仿真6]
接着，使用仿真软件计算了在使用吸收型线栅形成的偏振片中偏振轴修正部3对TM透射率、TE透射率(即正交尼科尔透射率)及消光比所产生的影响。如图28所示，作为偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2，并且在该线栅部2的偏振轴修正部3一侧设置有使用锗形成的吸收层22。设想偏振轴修正部3为二氧化硅(SiO2)的薄膜(模型18、19)、以及为氮化硅(SiN)的薄膜。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，且包括与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈梯形的基部和呈方形的主体部。另外，基部的高度设为15nm，宽度设为基材侧为58nm、主体部侧为46nm。另外，主体部的高度设为190nm，宽度设为从基部侧至表面侧为46nm。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。偏振轴修正部3设想如下结构：将使用二氧化硅(SiO2)形成的截面形状呈方形且宽度为46nm、高度为10nm的层配置在金属线21的顶部的结构(模型18)；将使用二氧化硅(SiO2)形成的截面形状呈倒梯形且宽度设为金属线21一侧为46nm、顶上侧为56nm、高度为90nm的层配置在金属线21的顶部的结构(模型19)；将使用氮化硅(SiN)形成的截面形状呈倒梯形且宽度设为金属线21一侧为46nm、顶上侧为54nm、高度为60nm的层配置在金属线21的顶部的结构(模型20)。
按入射角对在线偏振光相对于上述各偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的波长的TM透射率、TE透射率及消光比进行了仿真。其结果在图29～37中示出。另外，对在使波长为450nm的线偏振光相对于上述各偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的入射角的TE透射率及消光比进行了仿真。其结果在图38、图39中示出。
如图29～图34所示，可知：模型19、20与模型18相比，TM透射率没有较大的差异，但是TE透射率大幅下降。其结果是，如图35～图37所示，可知提高了消光比。特别是，可知：对于波长为450nm的光而言，如图38所示那样即使入射角增大，模型20的TE透射率也能够被抑制得足够低，如图39所示那样还将消光比维持得较高。并且，能够确认：在吸收型线栅中，具有修正层的模型19、模型20与模型18相比，如图40所示那样作为使吸收层对TE波的吸收率增加而使反射率下降这样的吸收型线栅也具有所期望的第二效果。
[仿真7]
接着，使用仿真软件计算了在包括线栅的偏振片中紫外线的偏振轴修正部3对TM透射率、TE透射率(即正交尼科尔透射率)及消光比所产生的影响。如图41所示，作为偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2。设想偏振轴修正部3是二氧化硅(SiO2)的薄膜。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，且包括与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈梯形的基部和呈方形的主体部。另外，基部的高度设为15nm，宽度设为基材侧为58nm、主体部侧为46nm。另外，主体部的高度设为190nm，宽度设为从基部侧至表面侧为46nm。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。偏光轴修正部3设想如下结构：将使用二氧化硅(SiO2)形成的截面形状呈方形且宽度为46nm、高度为20nm的层配置在金属线21的顶部的结构(模型21)；以及将使用二氧化硅(SiO2)形成的截面形状呈倒梯形且宽度设为金属线21一侧为46nm、顶上侧为56nm、高度为60nm的层配置在金属线21的顶部的结构(模型22)。
按入射角对在线偏振光相对于上述各偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的波长的TM透射率、TE透射率及消光比进行了仿真。其结果在图42～图47中示出。另外，对在波长为250nm或300nm的线偏振光相对于上述各偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的入射角的消光比进行了仿真。其结果在图48、图49中示出。
如图42～图45所示，可知：模型22与模型21相比，对波长为250nm～300nm的紫外线而言，TM透射率没有较大的差异，但是TE透射率大幅下降。其结果是，如图46、图47所示可知提高了消光比。特别是，如图49所示，可知：模型22针对波长为300nm的光而言，即使入射角增大，也将消光比维持得较高。
[实施例]
接着，实际制作包括偏振轴修正部3的偏振片，并调查了该偏振片的偏振轴修正部3对TM透射率、TE透射率(即正交尼科尔透射率)及消光比所产生的影响。如图50的照片所示，作为偏振片，使用如下结构：在使用二氧化硅形成的基板1上形成使用铝形成的线栅部2，并且在各金属线21的顶部形成有二氧化硅(SiO2)的偏振轴修正部3。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，高度为200nm，宽度为50nm。偏振轴修正部3的高度为31nm(实施例1)、98nm(实施例2)、144nm(实施例3)和163nm(实施例4)这四种。
按入射角对在线偏振光相对于上述各偏振片以45度的方位角从偏振轴修正部3一侧入射线栅部2时相对于该线偏振光的波长的TM透射率、TE透射率及消光比进行了测量。其结果在图51～图62中示出。
如图51～图62所示，可知：即使偏振轴修正部3的厚度发生变化，也不会对TM透射率产生较大影响，但是就TE透射率而言，表示TE透射率的最小值的光的波长发生变化。另外，可知：就消光比而言，表示较高的消光比的光的波长也发生变化。
接着，以下示出本发明的偏振片的制作方法的一例。如图63所示，首先在对于使用频带的光而言透明的基板1上形成金属层29。例如，在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上利用溅射法堆积铝(Al)即可。接着，在金属层29上形成掩模用薄膜39，该掩模用薄膜39由与用于偏振轴修正部3的材料相同的电介质形成。例如，在所述铝层上使用溅射等形成由二氧化硅(SiO2)形成的掩模用薄膜39。进而，涂覆抗蚀剂，利用纳米压印或光刻等技术在抗蚀剂形成掩模图案49(参照图62(a))。使用该掩模图案49，对掩模用薄膜39进行蚀刻来形成硬掩膜38(参照图62(b)、(c))。使用该硬掩膜38，对金属层29进行蚀刻来形成线栅部2(参照图62(d))。最后，通过在硬掩膜38上堆积电介质来调节偏振轴修正部3的形状或厚度(参照图62(e))。例如，通过在掩模图案上对二氧化硅(SiO2)进行溅射来调节偏振轴修正部3的形状或厚度。由此，能够形成具有所期望的图案的偏振片。
另外，以下示出本发明的偏振片的制作方法的另一例。如图64所示，首先在对于使用频带的光而言透明的基板1上形成作为偏振轴修正部3的期望厚度的电介质层37。例如，在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上利用CVD法等堆积使用氮化硅(SiN)形成的膜。接着，在电介质层37上形成金属层29(参照图63(a))。例如，在所述氮化硅膜上利用溅射法堆积铝(Al)。进而，涂覆抗蚀剂，利用纳米压印或光刻等技术形成掩模图案49(参照图63(b))，将其作为掩模对金属层29进行蚀刻来形成线栅部2(参照图63(c)、(d))。由此，能够形成具有期望图案的偏振片。
接着，作为本发明的偏振片的利用例，对显示器及紫外线照射装置进行说明。
首先，如图65所示，本发明的显示器、例如量子点显示器主要包括：发出蓝色光的光源51；使光源51的光成为线偏振光的光源侧偏振片52；改变线偏振光的偏振方向的液晶53；上述的本发明的偏振片50；以及将光变换成红色及绿色的波长的波长变换部54。
这里，在量子点显示器的情况下，仅蓝色的光透射偏振片50。红色或绿色的光在通过偏振片50之后因波长变换部54的量子点进行发光而被着色。因此，偏振片50的使用频带成为蓝色的光。因此，针对相对于金属线21从45度的方位角入射的蓝色的光而言，如果正交尼科尔透射率较低，则能够以宽视角维持对比度。因此，本发明的偏振片50的偏振轴修正部3更优选为如下厚度：在线偏振光相对于金属线21以45度的方位角、40度的入射角入射时，取TE透射率的最小值的光的波长为450nm以上且495nm以下。例如，在上述的仿真中，模型18或模型19的偏振片是这样的偏振片。
另外，如图66所示，紫外线照射装置主要包括：照射紫外线的光源61；使从光源61照射的紫外线朝向对象物69反射的曲面状的反射镜62；以及上述的本发明的偏振片60。而且，利用偏振片60仅使由光源61照射的紫外线中规定方向的偏振轴的紫外线通过，使通过后的紫外线照射至对象物69，由此进行取向膜的取向处理。这里，从光源61照射至偏振片60的光的方向是各种各样的，相对于偏振片60以45度的方位角度倾斜入射的光的偏振光度降低。因此，针对相对于金属线21从45度的方位角入射的紫外线而言，如果正交尼科尔透射率较低，则能够更好地进行光分布处理。因此，本发明的偏振片60的偏振轴修正部3更优选为如下厚度：在线偏振光相对于金属线21以45度的方位角、40度的入射角入射时，取TE透射率的最小值的光的波长为380nm以下。例如，在上述的仿真中，模型22的偏振片是这样的偏振片。
接着，针对用于分束器的偏振片，研究用于提高消光比的最佳构造。
[仿真B]
首先，如图67所示，在用于分束器的偏振片中，针对线栅部2的图案延伸的方向相对于光的入射方向呈横(方位角0度)、纵(方位角90度)、倾斜45度(方位角45度)这3种构造，使用仿真软件计算了在使光以45度的入射角照射时的反射特性及透射特性。如图68所示，作为偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2。设想偏振轴修正部3为二氧化硅(SiO2)的薄膜。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈方形。另外，宽度为55nm。另外，金属线21的高度为70nm至180nm每次变化10nm共12种。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。偏振轴修正部3设想为如下结构：将使用二氧化硅(SiO2)形成且截面形状呈方形并且宽度为55nm、高度为20nm的层配置在金属线21的顶部(模型23)。
按铝(Al)的高度对上述模型的TE反射率、TM反射率、反射消光比、TM透射率、TE透射率、透射消光比进行了仿真。结果在图69～86中示出。
在反射率、透射率及其消光比上，全都显示出横线型(入射的光的方位角为0度)优异的特性。另外，可知：在横线构造中，Al的高度为110～130nm时，反射消光比最高，在波长为500～600nm附近具有峰顶。另外，可知：如果Al的高度增加，则透射消光比也单调增加。因此，鉴于透射、反射的特性还可知：在如分束器这样的反射消光比很重要的偏振片中，优选Al的高度为120nm左右。
[仿真9]
用仿真8中显示了良好特性的横线构造(入射的光的方位角为0度)，对如下光学特性进行了仿真：以线栅部2的填充因子(Fill factor)为参数的光学特性和以偏振轴修正部3的厚度为参数的光学特性。这里，填充因子是指线栅部2的金属线21的宽度与间距之比。
如图87所示，作为偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2。氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。另外，线栅部2的金属线21的与其延伸方向垂直的截面形状呈方形，间距为100nm，高度为120nm。另外，设想偏振轴修正部3的与其延伸方向垂直的截面形状呈方形且为二氧化硅(SiO2)的薄膜。
这里，在以填充因子为参数的情况下，如图87的模型24所示，金属线21的宽度设为30～70nm每次变化5nm共9种。另外，偏振轴修正部3的二氧化硅(SiO2)的厚度为20nm。
另外，在以二氧化硅(SiO2)的厚度为参数的情况下，如图87的模型25所示，偏振轴修正部3的二氧化硅(SiO2)的厚度设为1～100nm每次变化9nm共12种。另外，金属线21的宽度为55nm。
上述模型的TE反射率、TM反射率、反射消光比、TM透射率、透射消光比的结果在图88～图97中示出。此外，光的入射角为45度。
其结果是，可知：在填充因子为0.5至0.6之间反射消光比显示较高的值。还鉴于透射率、反射率等，认为填充因子为0.55是最优选的构造。该填充因子的值比通常的透射型线栅大。认为即使这样而透射率没怎么下降是由于Al的厚度较薄。
随着偏振轴修正部的厚度增加，TE反射率下降百分之几。已知：反射消光比的峰值根据硬掩膜的SiO2的膜厚而大幅发生变化，最大为20nm，但是峰值波长以外的特性不发生大幅变化。
[仿真10]
在通过仿真8、9得到的最佳构造中，使线栅部2的金属线21的高度上下每次变化10nm，对其光学特性进行了仿真。
如图98所示，作为偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2。设想偏振轴修正部3为二氧化硅(SiO2)的薄膜。这里，金属线栅部2的金属线21的间距为100nm，与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈方形。另外，宽度设为55nm。另外，金属线21的高度设为110(模型26)、120(模型27)、130nm(模型28)。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。设想偏振轴修正部3为如下结构：将使用二氧化硅(SiO2)形成且截面形状呈方形并且宽度为55nm、高度为20nm的层配置在金属线21的顶部。
另外，光的入射角为33～57度每次变化3度共9种。
在上述各模型中，按光的入射角的TE反射率、TM透射率、反射消光比、透射消光比的结果在图99～图110中示出。
其结果是，可知：在改变Al的厚度的情况下，反射消光比的峰值和峰值位置发生变化，但是其他特性的变化较小。
[仿真11]
接着，针对标准型线栅构造和高反射消光比线栅构造(通过仿真8、9得到的最佳构造)、以及高视角反射消光比线栅构造这3种构造，进行了线栅的特性比较。作为参数，使用光的入射角为33～57度每次变化3度共9种。
如图111的模型29所示，作为标准型线栅构造的偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2。设想偏振轴修正部3为二氧化硅(SiO2)的薄膜。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈方形。另外，宽度设为40nm。另外，金属线21的高度设为180nm。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。设想偏振光轴修正部3为如下结构：将使用二氧化硅(SiO2)构成且截面形状呈方形并且宽度为40nm、高度为20nm的层配置在金属线21的顶部。
另外，如图111的模型30所示，作为高反射消光比线栅构造的偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2。设想偏振轴修正部3为二氧化硅(SiO2)的薄膜。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈方形。另外，宽度设为55nm。另外，金属线21的高度设为120nm。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。设想偏振轴修正部3为如下结构：将使用二氧化硅(SiO2)形成且截面形状呈方形并且宽度为55nm、高度为20nm的层配置在金属线21的顶部。
另外，如图111的模型31所示，作为高视角反射消光比线栅构造的偏振片，设想如下结构：在使用二氧化硅(SiO2)形成的基板1上，形成有中心部为铝且其侧面为作为自然氧化膜的氧化铝的线栅部2。设想偏振轴修正部3为二氧化硅(SiO2)的薄膜。这里，线栅部2的金属线21的间距为100nm，与该金属线21的延伸方向垂直的截面形状呈方形。另外，宽度设为55nm。另外，金属线21的高度设为120nm。另外，氧化铝的宽度设为两侧均为7nm。设想偏振轴修正部3为如下结构：将使用二氧化硅(SiO2)形成且截面形状呈方形并且宽度为55nm、高度为100nm的层配置在金属线21的顶部。
上述模型的TE反射率、TM反射率、反射消光比、TM透射率、透射消光比的结果在图112～图126中示出。
其结果是，标准型线栅构造(模型29)的反射消光比非常低。另一方面，可知：高反射消光比线栅构造(模型30)的反射率较高，45度时的反射消光比非常好，但是如果入射角增大，则消光比下降。另外，可知：高视角反射消光比线栅构造(模型31)的TE反射率稍低，但是入射角发生变化时反射消光比的下降较小。
[仿真12]
接着，针对图127中示出的高反射消光比线栅构造(模型30)、高视角用反射消光比线栅构造(模型31)、以及使该模型31的SiO2的厚度变成120nm而得到的线栅构造(模型32)，在入射角度为35～55度的范围内，使方位角度从0变化至20度，进行了光学特性的仿真。
上述模型的各角度的反射消光比、透射消光比的结果在图128～图157中示出。
其结果是，在入射角固定而使方位角发生变化的情况下，不仅在反射消光比上，而且在透射消光比上，高视角用的具有较厚的SiO2的构造的优势显著。另外，如模型32那样，调整高视角用的较厚的SiO2的厚度，使消光比的峰值波长为500nm左右时，特性最佳。

Claims (19)

1.一种偏振片，其包括：对于使用频带的光而言透明的基板；将在一个方向上延伸的金属线以比所述光的波长短的间距排列多条而成的线栅部，所述偏振片的特征在于，具备：
偏振轴修正部，其相对于所述线栅部设置在所述光入射的一侧，使用电介质形成，在所述使用频带的线偏振光相对于所述金属线从45度的方位角入射时以使所述线偏振光的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差变小的方式进行修正。
2.根据权利要求1所述的偏振片，其特征在于：
所述偏振轴修正部通过改变入射的光的P波与S波的强度比，以使所述线偏振光的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差变小的方式进行修正。
3.根据权利要求1或2所述的偏振片，其特征在于：
所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述使用频带的线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、50度的入射角入射时，将所述线偏振光的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差在所述使用频带的全部波长中修正为7度以下。
4.根据权利要求1或2所述的偏振片，其特征在于：
所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述使用频带的线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、50度的入射角入射时，将所述线偏振光的入射侧透射轴与出射侧吸收轴的角度偏差在所述使用频带的全部波长中修正为2度以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的偏振片，其特征在于：
所述使用频带为可见光频段，所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述可见光频段的线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、40度的入射角入射时，取TE透射率的最小值的光的波长为495nm以上且570nm以下。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的偏振片，其特征在于：
所述使用频带为可见光频段，所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述可见光频段的线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、40度的入射角入射时，将波长为507nm以上且555nm以下的光的TE透射率修正为0.2％以下。
7.根据权利要求1所述的偏振片，其特征在于：
所述偏振轴修正部使用二氧化硅形成，厚度为60nm以上且120nm以下。
8.根据权利要求1所述的偏振片，其特征在于：
所述偏振轴修正部使用氮化硅形成，厚度为40nm以上且90nm以下。
9.根据权利要求1所述的偏振片，其特征在于：
所述偏振轴修正部使用二氧化钛形成，厚度为20nm以上且60nm以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的偏振片，其特征在于：
所述偏振轴修正部配置在所述线栅部的所述基板侧。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的偏振片，其特征在于：
所述偏振轴修正部配置在所述线栅部的与基板相向的一侧。
12.根据权利要求11所述的偏振片，其特征在于：
所述偏振轴修正部配置在所述线栅部的各金属线的顶部。
13.根据权利要求12所述的偏振片，其特征在于：
在与所述金属线的延伸方向正交的截面中，所述偏振轴修正部的截面形状具有至少局部的宽度比所述金属线的宽度大的部分。
14.根据权利要求12所述的偏振片，其特征在于：
在与所述金属线的延伸方向正交的截面中，所述偏振轴修正部的截面形状呈倒梯形。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的偏振片，其特征在于：
所述金属线包括吸收层。
16.一种显示器，其特征在于，具备：
发出蓝色光的光源；
使所述光源的光成为线偏振光的偏振片；
改变所述线偏振光的偏振方向的液晶；
权利要求1至15中任一项所述的偏振片；以及
将所述光变换成红色及绿色的波长的波长变换部。
17.根据权利要求16所述的显示器，其特征在于：
所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、40度的入射角入射时，取TE透射率的最小值的光的波长为380nm以上且495nm以下。
18.一种紫外线照射装置，其特征在于，具备：
照射紫外线的光源；
使从所述光源照射的紫外线朝向对象物反射的曲面状的反射镜；以及
使用频带为紫外线的权利要求1至4中任一项所述的偏振片。
19.根据权利要求18所述的紫外线照射装置，其特征在于：
所述偏振轴修正部为如下厚度：在所述线偏振光相对于所述金属线以45度的方位角、40度的入射角入射时，取TE透射率的最小值的光的波长为小于380nm。
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