CN1818725A - 光学元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在基板上具备多个金属线栅的光学元件的制造方法，其特征在于，通过LSP(Liquid Self－patterning Process)制作所述金属线栅。从而本发明提供一种更廉价且批量生产性高的偏振镜等光学元件的制造方法。

Description

光学元件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种光学元件，尤其涉及一种可见光谱用的线栅偏振镜的制造方法。
背景技术
以往，开发了各种光学元件，例如使特定的偏振光有效透射，同时使正交的偏振光有效反射的宽带宽线栅偏振镜等(专利文献1等)。
目前，正实用化的无机偏振镜，为了形成金属的压花图案，在基板上形成抗蚀剂图案之后，通过RIE(Reactive Ion Etching，活性离子蚀刻)等进行干蚀刻。但是，若压花形状变成纳米级，则必须严密控制蚀刻参数，因此以很高的成品率生产高精度的偏振镜很困难。因此，要求制造一种价格更低且批量生产性高的高精度偏振镜等光学元件。
本发明要解决的问题正是上述的现有技术中的问题。
专利文献1：特表2003-502708号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供价格更低且批量生产性高的偏振镜等光学元件的制造方法。
本发明正是基于上述见解而完成的发明，提供下述技术方案1。
技术方案1：一种在基板上具备多个金属线栅的光学元件的制造方法，其中，由LSP(Liquid Self-Patterning Process)制作上述金属线栅。
另外，本发明还分别提供下述技术方案2～7。
技术方案2：根据上述技术方案1所述的光学元件的制造方法，通过使用金属纳米膏(nano-paste)作为埋入用膏，形成上述金属线栅。
技术方案3：根据上述技术方案2所述的光学元件的制造方法，预先设置形成用于将金属纳米膏埋入的凹部的抗蚀剂，在焙烧金属纳米膏之际，在抗蚀剂凹部析出金属粒子。
技术方案4：根据上述技术方案2或3所述的光学元件的制造方法，使用由2种以上的金属组成的金属纳米膏作为埋入用膏，制作多元系的金属线栅。
技术方案5：根据上述技术方案2～4中所述的任何光学元件的制造方法，在焙烧金属纳米膏之后，重复1次以上的LSP，制作多层的金属线栅。
技术方案6：根据上述技术方案2～5中所述的任何光学元件的制造方法，上述金属纳米膏，包含从Al、Ag以及Au中选择的金属1种以上。
技术方案7：根据上述技术方案1～6中所述的任何光学元件的制造方法，其特征在于，制作可见光谱用的偏振镜作为上述光学元件。
根据本发明，通过使用LSP制作光学元件中的金属线栅，更廉价且批量生产性高地得到高精度的偏振镜等光学元件。另外，可以容易地制作多元系以及多层的金属线栅，扩大材料选择的范围。
附图说明
图1是表示可见光谱用的偏振镜的制造方法的一例的工序图。
图2是具备由2种金属组成的线栅的可见光谱用的偏振镜的一例。
具体实施方式
下面，关于本发明的光学元件的制造方法，列举作为其优选实施方式的实施例进行说明。另外，本发明并非被该实施例限定。
(实施例1)
图1是表示本实施例的可见光谱用的偏振镜的制造工序的一例。
(1)抗蚀剂图案形成
如图1(a)所示，通过常规方法在石英等基板11上形成抗蚀剂图案12。
(2)金属纳米膏的埋入
接着，如图1(b)所示，通过作为LSP法的旋涂法涂布由Al组成的金属纳米膏13，埋入抗蚀剂12的凹部之间。旋涂期间的转速是以4000rpm(2sec)进行的，随后以2000rpm(20sec)进行。初始2sec的旋涂转速优选在500～10000rpm的范围内，尤其优选1000～7000rpm，特别优选2000～5000rpm。另外，金属纳米膏13的粘度在本实施例中为8.3cps。
(3)焙烧工序
然后，如图1(c)所示，用加热炉进行低温焙烧(200℃)，形成金属线栅14的基础。在焙烧金属纳米膏13之际，在抗蚀剂12的凹部析出了100nm以下的金属粒子。作为用于形成金属纳米膏13的金属粒子，其粒径可以小于所要形成的金属线栅的宽度，优选为100nm以下。
(4)线栅形成
如图1(d)所示，在金属线栅14到达希望的高度之前，重复上述的(1)～(3)的工序。
(5)抗蚀剂剥离
如图1(e)所示，若金属线栅14能形成至希望的高度，则将抗蚀剂12剥离。这样，就具备金属线栅14的作为高精度光学元件的偏振镜10而言，能够低成本且批量生产性高地制作。
(实施例2)
接着，表示使用由Al、Ag两种金属组成的膏作为金属纳米膏的实施例。图2是表示由本实施例的制造方法所形成的且具备由2种金属组成的线栅(层叠合金)的可见光谱用的偏振镜的一例。图2(a)是实施例2的偏振镜的立体图，图2(b)是图2(a)的偏振镜的X-X方向剖面图。
就本实施例的偏振镜的制造方法而言，作为用于埋入到抗蚀剂的凹部之间的金属纳米膏，使用由Al和Ag两种金属组成的膏，除此之外，由与上述实施例1相同的工序组成。因此，关于在本实施例2中未特别详细描述的方面，适合应用上述实施例1所说明的事项。
在本实施例中，通过旋涂交替地涂布由Al组成的金属纳米膏13、和由Ag组成的金属纳米膏13，并埋入到抗蚀剂12的凹部之间。由此，如图2所示，在将抗蚀剂12剥离之后，便能廉价且批量生产性高且容易得到偏振镜20，其作为高精度的光学元件并具备交替层叠Al和Ag而形成的多个金属线栅(多元(multi-element)系且多层的金属线栅)14。
另外，在本实施例中，在焙烧金属纳米膏13之际，在抗蚀剂12的凹部析出100nm以下的金属粒子。
(变更形式)
本发明虽然适当提供上述各实施方式、实施例，但是并非限于这些实施方式、实施例，还可在不脱离其主旨的范围内有各种变更。
作为LSP的方法，在实施例中，虽然使用金属纳米膏作为埋入用膏采，但除此之外，还可以是包含碳纳米管(carbon nanotube)等纳米碳(nano-carbon)的溶液。
作为用于形成金属线栅的金属，除Al、Ag之外，还可适当使用Au，另外还可以使用将它们混合后的混合物。此外，可以是Al和Ag的固溶体和金属间化合物。
作为光学元件，在实施例中，虽然制作可见光谱用的偏振镜，但在本发明中，还可以应用于衍射光栅等。
(工业上的可利用性)
本发明作为更廉价且批量生产性高的偏振镜等光学元件的制作方法，具有工业上的可利用性。

Claims (7)

1、一种光学元件的制造方法，是在基板上具备多个金属线栅的光学元件的制造方法，其中，
通过LSP制作所述金属线栅。
2、根据权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，
通过使用金属纳米膏作为埋入用膏，形成所述金属线栅。
3、根据权利要求2所述的光学元件的制造方法，其中，
预先设置形成用于埋入金属纳米膏的凹部的抗蚀剂，在焙烧金属纳米膏之际，在抗蚀剂凹部析出金属粒子。
4、根据权利要求2或3所述的光学元件的制造方法，其中，
使用由2种以上的金属组成的金属纳米膏作为埋入用膏，制作多元系的金属线栅。
5、根据权利要求2～4中任意一项所述的光学元件的制造方法，其中，
在焙烧金属纳米膏之后，1次以上地重复LSP，制作多层的金属线栅。
6、根据权利要求2～5中任意一项所述的光学元件的制造方法，其中，
所述金属纳米膏包含从Al、Ag和Au中选择的1种以上的金属。
7、根据权利要求1～6中任意一项所述的光学元件的制造方法，其中，
制作可见光谱用的偏振镜作为所述光学元件。
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