JP2008158460A - Method of manufacturing polarizing element - Google Patents

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Tetsuya Shibayama
哲也 柴山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing polarizing element capable of obtaining a polarizing element which is excellent in a heat radiation characteristic, has a large area, has uniform in-plain spectral characteristic distribution and has high reliability. <P>SOLUTION: The method includes: a step of pressing a mold 21 against a resist layer 12a while heating a transparent quartz substrate 11a and a resist layer 12a to at least the temperature of softening the resist layer 12a, subsequently, cooling the resist layer 12b until the resist layer 12b is cured, thereafter, drawing the mold 21 and, thereby, forming the grid-like first irregularities 13 transferred from the mold 21 on the resist layer 12b; a step of etching the quartz substrate 11a by using the resist layer 12b as a mask and, thereby, forming the grid-like second irregularities 14 corresponding to the first irregularities 13 on the surface of a quartz substrate 11b; and a step of performing sputter-film forming for the surface of the quartz substrate 11b from an oblique direction and, thereby, forming an inorganic fine particle layer 15 on an apex or at least one side surface part of the second irregularities 14. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、無機吸収型の偏光素子の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an inorganic absorption type polarizing element.

液晶表示装置(とくに透過型液晶表示装置)は、その画像形成原理から液晶パネル表面に偏光素子(偏光板)を配置する事が必要不可欠である。偏光板の機能は、直交する偏光成分(いわゆるP偏光波、S偏光波)の片方を吸収し、他方を透過させる事である。このような偏光板として、従来はフィルム内にヨウ素系や染料系の高分子有機物を含有させた二色性の偏光板が多く用いられている。   In a liquid crystal display device (particularly a transmissive liquid crystal display device), it is indispensable to dispose a polarizing element (polarizing plate) on the surface of the liquid crystal panel from the principle of image formation. The function of the polarizing plate is to absorb one of the orthogonally polarized components (so-called P-polarized wave and S-polarized wave) and transmit the other. As such a polarizing plate, conventionally, a dichroic polarizing plate in which an iodine-based or dye-based high molecular organic substance is contained in a film is often used.

これらの一般的な製法として、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性材料で染色を行った後、架橋剤を用いて架橋を行い、一軸延伸する方法が用いられる。これは延伸により作製されるため、一般にこの種の偏光板は収縮し易い。またポリビニルアルコール系フィルムは親水性ポリマーを使用していることから、加熱、加湿条件下においては非常に変形し易い。また根本的にフィルムを用いるためデバイスとしての機械的強度が弱い。これを避けるため透明保護フィルムを接着する方法が用いられることがある。   As these general production methods, a method is used in which a polyvinyl alcohol film and a dichroic material such as iodine are dyed, followed by crosslinking using a crosslinking agent and uniaxial stretching. Since this is produced by stretching, this type of polarizing plate generally tends to shrink. In addition, since the polyvinyl alcohol film uses a hydrophilic polymer, it is very easily deformed under heating and humidification conditions. Moreover, since the film is fundamentally used, the mechanical strength as a device is weak. In order to avoid this, a method of adhering a transparent protective film may be used.

ところで近年、液晶表示装置はその用途が拡大し高機能化しているが、それに伴い液晶表示装置を構成する個々のデバイスに対して、高い信頼性、耐久性が求められるようになった。例えば透過型液晶プロジェクターのような光量の大きな光源を使用する液晶表示装置の場合には偏光板は強い輻射線を受ける。よってこれらに使用される偏光板には優れた耐熱性が必要となる。しかしながら、上記のようなフィルムベースの偏光板は有機物であることからこれらの特性を上げることには限界がある。   In recent years, the use of liquid crystal display devices has expanded and their functions have increased, and accordingly, high reliability and durability have been required for individual devices constituting the liquid crystal display device. For example, in the case of a liquid crystal display device using a light source with a large amount of light, such as a transmissive liquid crystal projector, the polarizing plate receives strong radiation. Therefore, excellent heat resistance is required for the polarizing plate used in these. However, since the film-based polarizing plate as described above is an organic substance, there is a limit to improving these characteristics.

この問題に対して、米国コーニング社よりPolarcorという商品名で耐熱性の高い無機偏光板が販売されている。この偏光板は銀微粒子をガラス内に拡散させた構造をしており、フィルム等の有機物を使用しておらず、その原理は島状微粒子のプラズマ共鳴を利用するものである。すなわち、貴金属や遷移金属の島状粒子に光が入射した時の表面プラズマ共鳴による光吸収を利用するものであり、吸収波長は、粒子形状、周囲の誘電率の影響を受ける。ここで島状微粒子の形状を楕円形にすると長軸方向と短軸方向の共鳴波長が異なり、これにより偏向特性が得られ、具体的には長波長側での長軸に平行な偏光成分を吸収し、短軸と平行な偏光成分を透過させるという偏光特性が得られる。しかしながら、Polarcorの場合、偏光特性が得られる波長域は赤外部に近い領域であり、液晶表示装置で求められるような可視光域をカバーしていない。これは島状微粒子に用いられている銀の物理的性質によるものである。   In response to this problem, Corning Corporation in the United States sells a highly heat-resistant inorganic polarizing plate under the name Polarcor. This polarizing plate has a structure in which silver fine particles are diffused in glass, and does not use an organic substance such as a film, and its principle uses plasma resonance of island-like fine particles. That is, light absorption by surface plasma resonance when light is incident on noble metal or transition metal island-like particles is used, and the absorption wavelength is affected by the particle shape and the surrounding dielectric constant. Here, when the shape of the island-shaped fine particles is elliptical, the resonance wavelengths in the major axis direction and the minor axis direction are different, and thereby deflection characteristics are obtained. Specifically, a polarization component parallel to the major axis on the long wavelength side is obtained. A polarization characteristic of absorbing and transmitting a polarization component parallel to the minor axis is obtained. However, in the case of Polarcor, the wavelength range in which the polarization characteristics can be obtained is a region close to the infrared region, and does not cover the visible light range required for a liquid crystal display device. This is due to the physical properties of silver used in the island-shaped fine particles.

ここで偏光板として機能させるには偏光子として使用する金属微粒子の形状異方性は極めて重要である。特許文献1にはアルミニウム微粒子を使った偏光板の幾つかの作成方法が示されており、その中でケイ酸塩をベースとしたガラスでは、アルミニウムとガラスが反応するので基板としては望ましくなく、カルシウム・アルミノ硼酸塩ガラスが適している記述されている(段落0018、0019)。しかしケイ酸塩を使用したガラスは光学ガラスとして広く流通しており、信頼性の高い製品を安価に入手でき、これが適さないという事は経済的に好ましくない。またレジストパターンをエッチングすることで島状粒子を形成する方法が述べられている(段落0037、0038)。通常プロジェクターで使用する偏光板は数cm程度の大きさが必要で、かつ高い消光比が要求される。従って、可視光用偏光板を目的とした場合、レジストパターンサイズは可視光波長より充分に短い、すなわち数十ナノメートルの大きさが必要である。また高い消光比を得るためにはパターンを高密度に形成する必要がある。またプロジェクター用として使用する場合には大面積が必要である。しかしながらここに記述されているようなリソグラフィにより高密度微細パターン形成を応用する方法では、そのようなパターンを得るために電子ビーム描画などを用いる必要がある。電子ビーム描画は個々のパターンを電子ビームより描く方法であり生産性が悪く実用的でない。   Here, in order to function as a polarizing plate, the shape anisotropy of the metal fine particles used as a polarizer is extremely important. Patent Document 1 discloses several methods for producing a polarizing plate using aluminum fine particles, in which glass based on silicate is not desirable as a substrate because aluminum and glass react. Calcium aluminoborate glasses are described as suitable (paragraphs 0018, 0019). However, glass using silicate is widely distributed as optical glass, and it is economically undesirable that a highly reliable product can be obtained at a low cost and this is not suitable. Further, a method for forming island-like particles by etching a resist pattern is described (paragraphs 0037 and 0038). Usually, a polarizing plate used in a projector needs to have a size of about several centimeters and a high extinction ratio. Therefore, for the purpose of a visible light polarizing plate, the resist pattern size needs to be sufficiently shorter than the visible light wavelength, that is, several tens of nanometers. In order to obtain a high extinction ratio, it is necessary to form a pattern with high density. Moreover, when using it for projectors, a large area is required. However, in the method of applying high-density fine pattern formation by lithography as described herein, it is necessary to use electron beam drawing or the like to obtain such a pattern. Electron beam drawing is a method of drawing individual patterns from an electron beam, and is not practical because of poor productivity.

また、液晶プロジェクターデバイス等の長時間の使用は、偏光板が長時間にわたり光源近傍にさらされ加熱されることになるため、前記のような耐熱性のある無機偏光板であっても不具合が発生する可能性があった。   In addition, long-term use of liquid crystal projector devices, etc., causes the polarizing plate to be exposed to the vicinity of the light source for a long time and heated, so that even with the above heat-resistant inorganic polarizing plate, problems occur. There was a possibility.

特開2000−147253号公報JP 2000-147253 A

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、放熱特性に優れ大面積で面内の分光特性分布が均一で信頼性の高い偏光素子を得ることのできる偏光素子の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and is a manufacturing method of a polarizing element that has excellent heat radiation characteristics, a large area, a uniform in-plane spectral characteristic distribution, and a highly reliable polarizing element. It aims to provide a method.

発明者は前述した問題を解決する方法の1つとしてナノインプリント法に着目した。すなわち、ナノインプリント法は、数十ナノメートルのレジストパターンサイズを高密度に形成することと量産性を両立させる技術であり、ナノインプリント法のひとつとして、転写したいパターンを形成した型(モールド)を、基板上に塗布した熱可塑性レジスト層に押し付け、レジスト層を硬化させることにより、レジスト層にパターンを転写する熱インプリント法がある(例えば、特開2003−77807号公報参照。)。また、基板としてガラスよりも放熱性の高い水晶基板を用いる着想を得、前記ナノインプリント法と組合せて鋭意検討を行った結果、本発明を成すに至った。   The inventor has focused on the nanoimprint method as one of the methods for solving the above-described problems. In other words, the nanoimprint method is a technology that achieves both high density formation of a resist pattern size of several tens of nanometers and mass productivity. As one of the nanoimprint methods, a mold (mold) on which a pattern to be transferred is formed is formed on a substrate. There is a thermal imprint method in which a pattern is transferred to a resist layer by pressing the thermoplastic resist layer applied thereon and curing the resist layer (see, for example, JP-A-2003-77807). Further, the idea of using a quartz substrate having higher heat dissipation than glass as a substrate was obtained, and as a result of intensive studies in combination with the nanoimprint method, the present invention was achieved.

すなわち前記課題を解決するために提供する本発明は、透明な水晶基板及び該水晶基板の一主面上に設けられたレジスト層を該レジスト層が軟化する温度以上に加熱しながら前記レジスト層に金型を押し当て、ついで前記レジスト層が硬化するまで冷却した後に前記金型を抜くことで、前記レジスト層に該金型からの転写による格子状の凹凸部Aを形成する工程(熱ナノインプリント工程)と、前記レジスト層をマスクとして前記水晶基板をエッチングして該水晶基板の表面に前記凹凸部Aに対応する格子状の凹凸部Bを形成する工程(エッチング工程)と、前記水晶基板の表面に対して斜め方向からのスパッタ成膜を行うことにより前記凹凸部Bの頂部又は少なくとも一側面部に無機微粒子層を形成する工程(斜めスパッタ工程)とを有することを特徴とする偏光素子の製造方法である。   That is, the present invention provided to solve the above-described problems is that the transparent quartz substrate and the resist layer provided on one main surface of the quartz substrate are heated to a temperature higher than the temperature at which the resist layer is softened. A step of forming a grid-like uneven part A on the resist layer by transferring from the die by pressing the die and then cooling until the resist layer is cured (thermal nanoimprinting step) ), Etching the crystal substrate using the resist layer as a mask to form a lattice-shaped uneven portion B corresponding to the uneven portion A on the surface of the crystal substrate (etching step), and the surface of the crystal substrate A step of forming an inorganic fine particle layer on the top portion or at least one side surface portion of the concavo-convex portion B by performing sputtering film formation from an oblique direction (oblique sputtering step). It is a manufacturing method of the polarizing element characterized.

ここで、前記凹凸部Aの格子の長手方向が前記水晶基板の光学軸に対して平行方向となるように前記金型を配置することが好ましい。   Here, it is preferable to dispose the mold so that the longitudinal direction of the lattice of the uneven portion A is parallel to the optical axis of the quartz substrate.

また、前記水晶基板及びレジスト層の加熱温度を150℃以下とすることが好適である。   Further, it is preferable that the heating temperature of the quartz substrate and the resist layer is 150 ° C. or lower.

また、前記水晶基板のサイズよりも前記金型のサイズを大きくするとよい。   The size of the mold may be larger than the size of the quartz substrate.

請求項1の発明によれば、熱ナノインプリントを応用することにより、無機吸収型偏光板として、ガラスよりも放熱性の高い水晶基板に対し、偏光特性を得るための格子パターンを簡便に形成することができる。
請求項2の発明によれば、熱ナノインプリント工程において水晶基板の光学軸と金型の格子パターンの長手方向とを平行方向に揃えることにより、水晶基板の光学軸に対する平行方向と直角方向との熱膨張係数の違いに起因するパターン転写不良を抑制することができ、無機吸収型偏光板として偏光特性のある面内の分光特性分布をより向上させることができる。また、格子パターン抜けによる欠陥を抑制することも可能となる。
請求項3の発明によれば、加熱温度を規制することにより熱膨張係数の大きな水晶基板においても良好な転写性を得ることができる。
請求項4の発明によれば、水晶基板に対して偏光特性が得られる面積をより拡大させることが可能となる。
According to the invention of claim 1, by applying thermal nanoimprint, a lattice pattern for obtaining polarization characteristics can be easily formed on a quartz substrate having higher heat dissipation than glass as an inorganic absorption polarizing plate. Can do.
According to the invention of claim 2, in the thermal nanoimprint process, by aligning the optical axis of the quartz substrate and the longitudinal direction of the grating pattern of the mold in the parallel direction, the heat in the parallel and perpendicular directions to the optical axis of the quartz substrate is obtained. Pattern transfer failure due to the difference in expansion coefficient can be suppressed, and in-plane spectral characteristic distribution having polarization characteristics can be further improved as an inorganic absorption polarizing plate. It is also possible to suppress defects due to missing lattice patterns.
According to the invention of claim 3, by controlling the heating temperature, good transferability can be obtained even in a quartz substrate having a large thermal expansion coefficient.
According to invention of Claim 4, it becomes possible to enlarge more the area from which a polarization characteristic is acquired with respect to a quartz substrate.

以下に、本発明に係る偏光素子の製造方法の一実施の形態における構成について説明する。
本発明の偏光素子の製造方法は、透明な水晶基板及び該水晶基板の一主面上に設けられたレジスト層を該レジスト層が軟化する温度以上に加熱しながら前記レジスト層に金型を押し当て、ついで前記レジスト層が硬化するまで冷却した後に前記金型を抜くことで、前記レジスト層に金型からの転写による格子状の凹凸部Aを形成する工程(熱ナノインプリント工程)と、前記レジスト層をマスクとして水晶基板をエッチングして該水晶基板の表面に前記凹凸部Aに対応する格子状の凹凸部Bを形成する工程(エッチング工程)と、前記水晶基板の表面に対して斜め方向からのスパッタ成膜を行うことにより前記凹凸部Bの頂部又は少なくとも一側面部に無機微粒子層を形成する工程(斜めスパッタ工程)とを有する。
Below, the structure in one Embodiment of the manufacturing method of the polarizing element which concerns on this invention is demonstrated.
The method for producing a polarizing element according to the present invention includes a transparent quartz substrate and a resist layer provided on one main surface of the quartz substrate that is heated above a temperature at which the resist layer is softened, and a mold is pressed against the resist layer. Then, after cooling until the resist layer is cured, the mold is removed, thereby forming a lattice-shaped uneven portion A by transfer from the mold on the resist layer (thermal nanoimprint process), and the resist Etching the quartz substrate using the layer as a mask to form a lattice-like irregular portion B corresponding to the irregular portion A on the surface of the quartz substrate (etching step), and obliquely with respect to the surface of the quartz substrate A step of forming an inorganic fine particle layer on the top portion or at least one side surface portion of the concavo-convex portion B (an oblique sputtering step).

本発明の偏光素子の製造方法について、図1の本発明に係る偏光素子の製造手順を示す概略図に基づいて説明する。   The manufacturing method of the polarizing element of this invention is demonstrated based on the schematic which shows the manufacturing procedure of the polarizing element which concerns on this invention of FIG.

(S11)透明な水晶基板11a上にレジスト層12aを形成した後、水晶基板11a及びレジスト層12aをレジスト層12aが軟化する温度以上に加熱する(図1(a))。 (S11) After the resist layer 12a is formed on the transparent quartz substrate 11a, the quartz substrate 11a and the resist layer 12a are heated to a temperature at which the resist layer 12a is softened (FIG. 1A).

ここで、水晶基板11aは、結晶構造をもつ純度の高い石英基板であり、例えば光学用人工水晶の基板を用いるとよい。また、水晶基板11aは面方位としてX−cutされたものを用い、例えば図2(a)に示すように板面方向に光学軸を有する。   Here, the quartz substrate 11a is a high-purity quartz substrate having a crystal structure. For example, an optical artificial quartz substrate may be used. Further, the crystal substrate 11a is X-cut as the surface orientation, and has an optical axis in the plate surface direction as shown in FIG. 2A, for example.

レジスト層12aは、後述するように反応性ガスやイオンビーム等によって水晶基板11aとともにエッチングが可能な層であり、例えば熱可塑性の高分子材料の塗布により形成される。また、レジスト層12aは加熱により軟化するが、150℃以下で金型プレスにより変形する程度に軟化することが好ましい。これにより熱膨張係数の大きな水晶基板11aにおいても良好な転写性を得ることができる。なお、レジスト層12aの厚さは金型21の凹凸パターンの高さの1〜1.5倍とするとよい。   As will be described later, the resist layer 12a is a layer that can be etched together with the quartz crystal substrate 11a by a reactive gas, an ion beam, or the like, and is formed, for example, by application of a thermoplastic polymer material. The resist layer 12a is softened by heating, but is preferably softened to such an extent that it is deformed by a mold press at 150 ° C. or lower. Thereby, good transferability can be obtained even in the quartz substrate 11a having a large thermal expansion coefficient. Note that the thickness of the resist layer 12a is preferably 1 to 1.5 times the height of the uneven pattern of the mold 21.

(S12)格子状の凹凸パターンを形成した金型21を用意し、プレス機等により金型21の凹凸パターン面をレジスト層12aに押し当てる(図1(b))。これによりレジスト層12aは加熱により軟化しているため、金型21の凹凸パターン(モールドパターン)に応じて変形し、第1の凹凸部(凹凸部A)13を有するレジスト層12bとなる。 (S12) A mold 21 on which a lattice-shaped uneven pattern is formed is prepared, and the uneven pattern surface of the mold 21 is pressed against the resist layer 12a with a press machine or the like (FIG. 1B). Accordingly, since the resist layer 12a is softened by heating, the resist layer 12a is deformed according to the uneven pattern (mold pattern) of the mold 21 to be a resist layer 12b having the first uneven portion (uneven portion A) 13.

金型21は、プレス成形によりレジスト層12aにモールドパターンを転写して所定の格子パターンの第1の凹凸部13を形成するための格子状の凹凸パターンを有する。その断面形状は、例えば図1(b)に示すように矩形の凹凸パターンであり、そのピッチ、ライン幅/ピッチ、格子深さ、格子長さ等の各寸法は最終的に得られる第2の凹凸部14の各寸法に応じて設定するとよい。例えば、ピッチを100〜400nm、高さ(深さ)を100〜200nmとする。なお、金型21の凹凸パターンは矩形に限定されるものではなく、金型21を抜く際にレジスト層12bが損傷を受けないような形状とするよい、例えば凸部21aの頂部をその断面形状が三角形となるようにしたり、あるいは凹凸パターンの凹部の断面形状が三角形となるようにしたりするとよい。   The mold 21 has a grid-like concavo-convex pattern for forming a first concavo-convex portion 13 having a predetermined lattice pattern by transferring a mold pattern to the resist layer 12a by press molding. The cross-sectional shape is, for example, a rectangular uneven pattern as shown in FIG. 1B, and the dimensions such as the pitch, line width / pitch, lattice depth, and lattice length are finally obtained. It is good to set according to each dimension of uneven part 14. For example, the pitch is 100 to 400 nm and the height (depth) is 100 to 200 nm. In addition, the uneven | corrugated pattern of the metal mold | die 21 is not limited to a rectangle, It is good to make it the shape where the resist layer 12b is not damaged when the metal mold | die 21 is extracted, for example, the top part of the convex part 21a is the cross-sectional shape May be triangular, or the cross-sectional shape of the concave portion of the concave / convex pattern may be triangular.

また、金型21をレジスト層12aに押し当てるに当って、レジスト層12bの第1の凹凸部13の格子の長手方向が水晶基板11aの光学軸に対して平行となるように金型21を配置することが好ましい。具体的には、レジスト層12a越しに水晶基板11aと金型21とが相対したときに、図2に示すように水晶基板11aの光学軸方向(図1(a)の矢印方向)と金型21の凸部21aの長手方向(図1(b))が一致するように水晶基板11aに対して金型21を配置する。これにより、熱ナノインプリント工程における水晶基板11aの光学軸に対する平行方向と直角方向との熱膨張係数の違いに起因するパターン転写不良を抑制することができ、ひいては無機吸収型偏光板として偏光特性のある面内の分光特性分布をより向上させることができる。詳しくは、水晶基板11aの光学軸に対して金型21の凸部21aの長手方向を直角方向に配置した場合には、その凸部21aの長手方向において平行方向と直角方向との熱膨張係数の差が影響を及ぼして金型21を抜く際に金型21にレジスト層12aが付着するなどレジスト層12bの第1の凹凸部13の形状が崩れたり、格子パターン抜けとなったりする。これにより、最終的に無機微粒子層15の格子パターンの均一性が崩れることとなり、偏光特性に悪影響を及ぼす。本発明ではその欠陥を抑制することが可能であり、良好な偏光特性が得られる。また、金型21のサイズを水晶基板11aのサイズよりも大きくすることが好ましい。   Further, when pressing the mold 21 against the resist layer 12a, the mold 21 is set so that the longitudinal direction of the lattice of the first uneven portion 13 of the resist layer 12b is parallel to the optical axis of the quartz substrate 11a. It is preferable to arrange. Specifically, when the quartz substrate 11a and the mold 21 face each other through the resist layer 12a, the direction of the optical axis of the quartz substrate 11a (the arrow direction in FIG. 1 (a)) and the mold as shown in FIG. The mold 21 is arranged with respect to the crystal substrate 11a so that the longitudinal direction (FIG. 1 (b)) of the convex portions 21a of 21 coincides. Thereby, it is possible to suppress pattern transfer failure due to the difference in thermal expansion coefficient between the direction parallel to the optical axis of the quartz crystal substrate 11a and the direction perpendicular to the optical axis in the thermal nanoimprint process, and as a result, it has polarization characteristics as an inorganic absorption polarizing plate. The in-plane spectral characteristic distribution can be further improved. Specifically, when the longitudinal direction of the convex portion 21a of the mold 21 is arranged in a direction perpendicular to the optical axis of the quartz substrate 11a, the thermal expansion coefficient between the parallel direction and the perpendicular direction in the longitudinal direction of the convex portion 21a. When the mold 21 is pulled out due to the difference, the shape of the first concavo-convex portion 13 of the resist layer 12b collapses or the lattice pattern is lost, for example, the resist layer 12a adheres to the mold 21. As a result, the uniformity of the lattice pattern of the inorganic fine particle layer 15 is eventually lost, which adversely affects the polarization characteristics. In the present invention, it is possible to suppress the defect, and good polarization characteristics can be obtained. Moreover, it is preferable to make the size of the mold 21 larger than the size of the quartz substrate 11a.

(S13)水晶基板11a及びレジスト層12bを冷却する(図1(c))。これによりレジスト層12bは硬化する。
(S14)金型21をレジスト層12bから抜く(図1(d))。以上で熱ナノインプリント工程が終了する。熱ナノインプリントによれば、一度金型を作製すれば複雑なプロセスなしに微細パターンを得ることができるので、生産性が非常に高い。特に本発明のように単純な格子パターンのモールドを作製する場合には、電子線描画のような高価な方法は用いずに、例えば干渉露光法により一度の露光で大面積上の格子パターンを作製することができる。しかも、第1の凹凸部13の形状が格子状という単純な形状であるので、一度の露光でも高精度にパターン形成をすることができる点で有利である。
(S13) The quartz substrate 11a and the resist layer 12b are cooled (FIG. 1C). As a result, the resist layer 12b is cured.
(S14) The mold 21 is removed from the resist layer 12b (FIG. 1 (d)). Thus, the thermal nanoimprint process is completed. According to thermal nanoimprinting, once a mold is produced, a fine pattern can be obtained without a complicated process, so that productivity is very high. In particular, when a simple lattice pattern mold is produced as in the present invention, an expensive method such as electron beam drawing is not used, and a lattice pattern on a large area is produced by a single exposure, for example, by interference exposure. can do. Moreover, since the shape of the first concavo-convex portion 13 is a simple shape such as a lattice shape, it is advantageous in that a pattern can be formed with high accuracy even with a single exposure.

(S15)つぎに、第1の凹凸部13側からレジスト層12bをエッチングし(図1(e))、さらにレジスト層12bをマスクとして水晶基板11aをエッチングする(図1(f))。エッチングはレジスト層12b及び水晶基板11aそれぞれが表層から順次エッチングにより除去できる方法であればよく、例えばCFなどのフッ素系ガスやArガス、あるいはそれらの混合ガスによるRIE(reactive ion etching、反応性ガスエッチング)やイオンビームエッチングで処理するとよい。このエッチング処理により、第2の凹凸部(凹凸部B)14を有する水晶基板12bが得られる。第2の凹凸部14は無機微粒子層15の形状異方性を付与するものであり、偏光素子10の所期の偏光特性を得るために重要である。すなわち、第2の凹凸部14の加工サイズ、パターン形状は、目的とする偏光特性(消光比)や対象とする可視光波長領域に応じて適宜設定される。具体的に、図3において、第2の凹凸部14の溝の(X,Y方向の)ピッチは0.5μm以下、凹凸部14のライン幅(凸部14aの形成幅)は0.25μm以下、凹凸部14の形成深さは1nm以上である。 (S15) Next, the resist layer 12b is etched from the first concavo-convex portion 13 side (FIG. 1E), and the quartz crystal substrate 11a is further etched using the resist layer 12b as a mask (FIG. 1F). Etching may be performed by any method that allows the resist layer 12b and the quartz substrate 11a to be sequentially removed from the surface layer by etching. For example, RIE (reactive ion etching) or reactivity using fluorine-based gas such as CF 4 , Ar gas, or a mixed gas thereof. Gas etching) or ion beam etching may be used. By this etching process, the crystal substrate 12b having the second uneven portion (uneven portion B) 14 is obtained. The second concavo-convex portion 14 imparts shape anisotropy of the inorganic fine particle layer 15 and is important for obtaining the desired polarization characteristics of the polarizing element 10. That is, the processing size and pattern shape of the second uneven portion 14 are appropriately set according to the target polarization characteristics (extinction ratio) and the target visible light wavelength region. Specifically, in FIG. 3, the pitch (in the X and Y directions) of the grooves of the second concavo-convex portion 14 is 0.5 μm or less, and the line width of the concavo-convex portion 14 (formation width of the convex portion 14a) is 0.25 μm or less. The formation depth of the concavo-convex portion 14 is 1 nm or more.

なお、第2の凹凸部14のピッチ、ライン幅/ピッチ、格子深さ、格子長さ、上部ライン幅/底部ライン幅は、それぞれ以下の範囲とするのが好ましい。
0.05μm<ピッチ<2μm、
0.1<(ライン幅/ピッチ)<0.9、
0.01μm<格子深さ<0.2μm、
0.05μm<格子長さ、
1.0≦(上部ライン幅/底部ライン幅)
以上でエッチング工程が終了する。
In addition, it is preferable that the pitch, the line width / pitch, the lattice depth, the lattice length, and the top line width / bottom line width of the second concavo-convex portion 14 are in the following ranges, respectively.
0.05 μm <pitch <2 μm,
0.1 <(line width / pitch) <0.9,
0.01 μm <lattice depth <0.2 μm,
0.05 μm <grid length,
1.0 ≤ (top line width / bottom line width)
This completes the etching process.

(S16)水晶基板12bの第2の凹凸部14の頂部又はその少なくとも一側面部に対して所定の角度で斜め方向から無機微粒子pを入射させるスパッタ成膜を行う(図1(g))。斜めスパッタ成膜の様子を図4に示す。ここではイオンビームスパッタの例を示している。 (S16) Sputter film formation is performed in which the inorganic fine particles p are incident on the top of the second concavo-convex portion 14 of the quartz substrate 12b or at least one side surface thereof at a predetermined angle from an oblique direction (FIG. 1 (g)). The state of oblique sputtering film formation is shown in FIG. Here, an example of ion beam sputtering is shown.

図4において、1は水晶基板11bを支持するステージ、2はターゲット、3はビームソース(イオン源)、4は制御板である。ステージ1は、ターゲット2の法線方向に対して所定角度θ傾斜しており、水晶基板11bは第2の凹凸部14の格子方向(長手方向)がターゲット2からの無機微粒子の入射方向に対して直交する向きに配置されている。角度θは、例えば0°から15°である。ビームソース3から引き出されたイオンは、ターゲット2へ照射される。イオンビームの照射によりターゲット2から叩き出された無機微粒子は、水晶基板11bの表面に斜め方向から入射して付着する。このとき、水晶基板11b上に一定間隔(例えば50mm)で平板状の制御板4を配置すれば水晶基板11b表面への入射粒子の方向を制御し、第2の凹凸部14の側壁部にのみ粒子を堆積させることができる。   In FIG. 4, 1 is a stage that supports the quartz substrate 11b, 2 is a target, 3 is a beam source (ion source), and 4 is a control plate. The stage 1 is inclined at a predetermined angle θ with respect to the normal direction of the target 2, and the quartz substrate 11 b has a lattice direction (longitudinal direction) of the second uneven portion 14 with respect to the incident direction of the inorganic fine particles from the target 2. Are arranged in an orthogonal direction. The angle θ is, for example, 0 ° to 15 °. Ions extracted from the beam source 3 are irradiated to the target 2. The inorganic fine particles knocked out from the target 2 by the irradiation of the ion beam are incident and attached to the surface of the quartz substrate 11b from an oblique direction. At this time, if the flat control plate 4 is arranged on the quartz substrate 11b at regular intervals (for example, 50 mm), the direction of the incident particles on the surface of the quartz substrate 11b is controlled, and only on the side wall portion of the second uneven portion 14. Particles can be deposited.

以上のように、成膜時に水晶基板11bをターゲット2に対して傾斜させて無機微粒子の入射方向を制限することにより、無機微粒子からなる無機微粒子層15を第2の凹凸部14の頂部または一側面部に選択的に形成することができる。図5に無機微粒子層15を第2の凹凸部14の一側面部に選択的に形成した偏光素子10の例を示す。その結果、形状異方性を有する無機微粒子層15を所望の微細形状で水晶基板11b表面に島状に分布させることができ、無機微粒子の孤立化を実現することができる。   As described above, by tilting the quartz substrate 11b with respect to the target 2 at the time of film formation and restricting the incident direction of the inorganic fine particles, the inorganic fine particle layer 15 made of inorganic fine particles is formed on the top of the second concavo-convex portion 14 or on one side. It can be selectively formed on the side portion. FIG. 5 shows an example of the polarizing element 10 in which the inorganic fine particle layer 15 is selectively formed on one side surface portion of the second uneven portion 14. As a result, the inorganic fine particle layer 15 having shape anisotropy can be distributed in an island shape on the surface of the quartz crystal substrate 11b in a desired fine shape, and isolation of the inorganic fine particles can be realized.

また、成膜がスパッタ法によるので、無機微粒子の水晶基板11bに対する付着強度を向上させることができ、無機微粒子としての材料選択の自由度が広い。さらに、斜めスパッタ成膜により無機微粒子層15は薄膜として、偏光素子10の偏光特性を向上させるように偏光素子10における透過軸方向(第2の凹凸部14の格子方向(長手方向)と直交する方向)の光学定数が、吸収軸方向(第2の凹凸部14の格子方向(長手方向))の光学定数よりも小さくなる特性を示すようになる。具体的には、(透過軸方向屈折率)<(吸収軸方向屈折率)及び(透過軸方向消衰係数)<(吸収軸方向消衰係数)の関係を満足するようになる。   Further, since the film formation is performed by the sputtering method, the adhesion strength of the inorganic fine particles to the quartz substrate 11b can be improved, and the degree of freedom in selecting the material as the inorganic fine particles is wide. Further, the inorganic fine particle layer 15 is formed as a thin film by oblique sputter deposition so as to be orthogonal to the transmission axis direction of the polarizing element 10 (the lattice direction (longitudinal direction) of the second uneven portion 14) so as to improve the polarization characteristics of the polarizing element 10. Direction) optical constant is smaller than the optical constant in the absorption axis direction (lattice direction (longitudinal direction) of the second uneven portion 14). Specifically, the relationship of (transmission axis direction refractive index) <(absorption axis direction refractive index) and (transmission axis direction extinction coefficient) <(absorption axis direction extinction coefficient) is satisfied.

また、あらかじめ機械的に形成した第2の凹凸部14の上に無機微粒子層15を形成するようにしているので、第2の凹凸部14を安定して形成できるとともに、その上に形成される無機微粒子層15の形状制御を容易に行うことができる。   In addition, since the inorganic fine particle layer 15 is formed on the second uneven portion 14 mechanically formed in advance, the second uneven portion 14 can be stably formed and formed thereon. The shape control of the inorganic fine particle layer 15 can be easily performed.

ここで、無機微粒子層15に用いられる材料は使用帯域に応じて適切な材料を選択される必要がある。金属材料や半導体材料がこれを満たす材料であり、具体的には金属の場合はAl,Ag,Cu,Au,Mo,Cr,Ti,W,Ni,Fe,Si,Ge,Te,Sn,Au,Ag,Cu単体もしくはこれらを含む合金である。また半導体材料としてはSi,Ge,Te,ZnOである。さらにFeSi2(特にβ-FeSi2),MgSi2,NiSi2,BaSi2,CrSi2,CoSi2などのシリサイド系材料が適している。本発明では図4の斜めスパッタ成膜の際にこれらの材料からなるターゲット2とする。 Here, as the material used for the inorganic fine particle layer 15, an appropriate material needs to be selected according to the use band. Metal materials and semiconductor materials satisfy these requirements. Specifically, in the case of metals, Al, Ag, Cu, Au, Mo, Cr, Ti, W, Ni, Fe, Si, Ge, Te, Sn, Au , Ag, Cu alone or an alloy containing them. The semiconductor material is Si, Ge, Te, ZnO. Furthermore, silicide materials such as FeSi 2 (particularly β-FeSi 2 ), MgSi 2 , NiSi 2 , BaSi 2 , CrSi 2 , CoSi 2 are suitable. In the present invention, the target 2 made of these materials is used in the oblique sputtering film formation of FIG.

以上の方法により製造された偏光素子10において、水晶基板11bの表面に形成された無機微粒子層15は図5(b)に示したように面内X,Y方向に関して異方的な形状を有して分布している。これらの無機微粒子層15は、その長軸方向(Y方向)に電磁進行方向をもつ偏光成分を吸収し、短軸方向(X方向)に電磁進行方向をもつ偏光成分を透過させる特性を示す。また、偏光素子10の基板として放熱性に優れた水晶基板11bを用いているので、従来の無機吸収型偏光素子よりも耐熱性に優れ、例えば液晶プロジェクターデバイス等に使用し長時間に渡り光源近傍にさらされ加熱されても、放熱性が良いのでガラス基板よりも不具合が起き難い偏光素子とすることができる。   In the polarizing element 10 manufactured by the above method, the inorganic fine particle layer 15 formed on the surface of the quartz substrate 11b has an anisotropic shape in the in-plane X and Y directions as shown in FIG. Distributed. These inorganic fine particle layers 15 exhibit a characteristic of absorbing a polarized component having an electromagnetic traveling direction in the major axis direction (Y direction) and transmitting a polarized component having an electromagnetic traveling direction in the minor axis direction (X direction). Further, since the quartz substrate 11b having excellent heat dissipation is used as the substrate of the polarizing element 10, it has better heat resistance than the conventional inorganic absorption type polarizing element. For example, it is used in a liquid crystal projector device or the like and is in the vicinity of the light source for a long time. Even if it is exposed to heat and heated, it is possible to obtain a polarizing element that is less susceptible to problems than a glass substrate because of its good heat dissipation.

なお、第2の凹凸部14の凸部の形状は四角形や台形などの矩形状、あるいは鋸歯形状、三角形状に形成することができる。図6(a)は第2の凹凸部14の凸部14aが断面矩形状で、その一側面部に無機微粒子層15を形成した例を示している。また、図6(b)は第2の凹凸部16の凸部16aが断面鋸歯形状で、その垂直方向に立設した一側面部に無機微粒子層15を形成した例を示している。凸状部の断面を鋸歯状に形成することで、凸状部の頂部への膜の付着を回避することができる。また、図6(c)は第2の凹凸部17の凸部17aが断面三角形状で、その一側面に無機微粒子層15を形成した例を示している。   In addition, the shape of the convex part of the 2nd uneven | corrugated | grooved part 14 can be formed in rectangular shapes, such as a rectangle and a trapezoid, or a sawtooth shape and a triangular shape. FIG. 6A shows an example in which the convex portion 14a of the second concave-convex portion 14 has a rectangular cross section, and the inorganic fine particle layer 15 is formed on one side surface portion thereof. FIG. 6B shows an example in which the convex portion 16a of the second concave-convex portion 16 has a sawtooth cross-sectional shape, and the inorganic fine particle layer 15 is formed on one side surface standing in the vertical direction. By forming the cross section of the convex portion in a sawtooth shape, adhesion of the film to the top of the convex portion can be avoided. FIG. 6C shows an example in which the convex portion 17a of the second concave-convex portion 17 has a triangular cross section and the inorganic fine particle layer 15 is formed on one side surface thereof.

また、図5に示す構成とした後、スピンコート法やディッピング法により無機材料からなる保護層を形成するようにしてもよい。   Further, after the structure shown in FIG. 5, a protective layer made of an inorganic material may be formed by a spin coating method or a dipping method.

本発明の偏光素子の製造方法を適用して実際に偏光素子を作製した例を以下に示す。
(実施例1)
以下の手順で偏光素子を作製した。
(S21)透明で板面方向に光学軸を有する光学用人工水晶の水晶基板11a(x−cut、cグレード以上)上にmicro resist technology社製レジスト材料(商品名:mr−l 7000E、メーカー推奨使用温度125〜150℃)を用いてレジスト層12aを形成した。ついで、水晶基板11a及びレジスト層12aを150℃に加熱した(図1(a))。
(S22)格子状の凹凸パターンを形成した金型21を用意した。この金型21は10mm×10mmのモールド面を有し、その格子パターンは、ピッチ150nm、ライン幅75nm、スペース幅75nm、格子深さ150nm、格子長さ10mmとした。そして、金型21の凹凸パターンの格子方向が水晶基板11aの光学軸に対して平行方向となるように金型21を配置してプレス機により金型21の凹凸パターン面をレジスト層12aに押し当て第1の凹凸部13を有するレジスト層12bを形成した(図1(b))。
(S23)水晶基板11a及びレジスト層12bをレジスト層12bが硬化するまで冷却した(図1(c))。
(S24)ついで金型21をレジスト層12bから抜いた(図1(d))。
(S25)つぎに、第1の凹凸部13側からレジスト層12bをエッチングし(図1(e))、さらにレジスト層12bをマスクとして水晶基板11aをエッチングした(図1(f))。エッチングは次の条件で行った。
・エッチング方法:RIE
・使用ガス:CF
・RFパワー:400〜1300W
このエッチング処理により、第2の凹凸部14を有する水晶基板12bを得た。
(S26)つぎに、図4に示す斜めスパッタ成膜により、水晶基板12bの第2の凹凸部14の一側面部に無機微粒子pを入射させるスパッタ成膜を行い(図1(g))、本発明の偏光素子10を得た。なお、スパッタ条件は次の条件で行った。
・ターゲット2:Ge
・傾斜角度θ:15°
・無機微粒子層15の厚さ:30nm
An example in which a polarizing element is actually manufactured by applying the method for manufacturing a polarizing element of the present invention is shown below.
(Example 1)
A polarizing element was produced by the following procedure.
(S21) Resist material (trade name: mr-1 7000E, manufacturer recommended) manufactured by micro resist technology on a quartz crystal substrate 11a (x-cut, c grade or higher) of an optical artificial crystal having an optical axis in the plate surface direction. The resist layer 12a was formed using the operating temperature 125-150 degreeC. Subsequently, the quartz substrate 11a and the resist layer 12a were heated to 150 ° C. (FIG. 1A).
(S22) A mold 21 having a lattice-shaped uneven pattern was prepared. This mold 21 has a mold surface of 10 mm × 10 mm, and its lattice pattern has a pitch of 150 nm, a line width of 75 nm, a space width of 75 nm, a lattice depth of 150 nm, and a lattice length of 10 mm. Then, the mold 21 is arranged so that the lattice direction of the uneven pattern of the mold 21 is parallel to the optical axis of the quartz substrate 11a, and the uneven pattern surface of the mold 21 is pressed against the resist layer 12a by a press machine. A resist layer 12b having a first concavo-convex portion 13 was formed (FIG. 1B).
(S23) The quartz substrate 11a and the resist layer 12b were cooled until the resist layer 12b was cured (FIG. 1C).
(S24) Next, the mold 21 was removed from the resist layer 12b (FIG. 1D).
(S25) Next, the resist layer 12b was etched from the first uneven portion 13 side (FIG. 1E), and the quartz substrate 11a was further etched using the resist layer 12b as a mask (FIG. 1F). Etching was performed under the following conditions.
Etching method: RIE
・ Used gas: CF 4
・ RF power: 400-1300W
By this etching process, a crystal substrate 12b having the second uneven portion 14 was obtained.
(S26) Next, by the sputter film formation shown in FIG. 4, the sputter film formation is performed in which the inorganic fine particles p are incident on one side surface of the second concavo-convex part 14 of the quartz substrate 12b (FIG. 1 (g)). The polarizing element 10 of the present invention was obtained. The sputtering conditions were as follows.
-Target 2: Ge
・ Inclination angle θ: 15 °
Inorganic fine particle layer 15 thickness: 30 nm

得られた偏光素子サンプルは図7に示すように均一な外観を呈していた。また、その断面を観察したところ、図8に示すように水晶基板の表面に規則性のある形状の均一な第2の凹凸部と、その第2の凹凸部の一側面部に一定の厚さの無機微粒子層15が形成されている状態が認められた。なお、本実施例では図6(c)に示したように第2の凹凸部17の凸部17aが断面三角形状で、その一側面に無機微粒子層15を形成した構成となっていた。
また、得られた偏光素子サンプルの吸収軸、透過軸方向それぞれの透過率と反射率を測定した。その結果を図9に示す。本実施例の偏光素子サンプルでは面内のどの位置の分光特性を測定してもほぼ同じ値を示した。
The obtained polarizing element sample had a uniform appearance as shown in FIG. Further, when the cross section was observed, as shown in FIG. 8, the surface of the quartz substrate had a regular second shape with a regular shape and a certain thickness on one side surface of the second surface. The state that the inorganic fine particle layer 15 was formed was observed. In this embodiment, as shown in FIG. 6C, the convex portion 17a of the second concave-convex portion 17 has a triangular cross section, and the inorganic fine particle layer 15 is formed on one side surface thereof.
Moreover, the transmittance | permeability and the reflectance of each of the absorption axis direction of the obtained polarizing element sample and a transmission axis direction were measured. The result is shown in FIG. The polarizing element sample of this example showed almost the same value regardless of the spectral characteristics at any position in the plane.

なお、本実施例における作製条件のうち、ステップS21におけるレジスト材料をmicro resist technology社製レジスト材料(商品名:mr−l 8000E、メーカー推奨使用温度170〜190℃)を使用しての検討も行ったが、水晶基板を基板とする場合では転写性が悪く不適であった。   Of the manufacturing conditions in this example, the resist material in step S21 was also examined using a resist material manufactured by micro resist technology (trade name: mr-8000E, manufacturer recommended operating temperature 170-190 ° C.). However, when a quartz substrate is used as the substrate, transferability is poor and unsuitable.

また本実施例における熱ナノインプリント工程においては、水晶基板寸法>金型寸法、水晶基板寸法=金型寸法、水晶基板寸法<金型寸法のなかで、水晶基板寸法<金型寸法とすることでもっとも広範囲の良好な転写性を得ることが出来た。レジスト層への転写性が悪いと、レジスト層の第1の凹凸部13の形状はエッチング後の水晶基板の表面形状にそのまま影響を与えることになり、偏光素子として機能させる偏光子として使用する無機微粒子の形状にばらつきを生じさせ、偏光素子としての特性を劣化させるため、良好な転写性が必要である。   Also, in the thermal nanoimprint process in this embodiment, the crystal substrate dimension is larger than the mold dimension, the crystal substrate dimension is the mold dimension, and the crystal substrate dimension is less than the mold dimension. A wide range of good transferability could be obtained. If the transfer property to the resist layer is poor, the shape of the first concavo-convex portion 13 of the resist layer directly affects the surface shape of the crystal substrate after etching, and an inorganic material used as a polarizer that functions as a polarizing element. In order to cause variation in the shape of the fine particles and to deteriorate the characteristics as a polarizing element, good transferability is required.

(参考例1)
実施例1において、金型21の凹凸パターンの格子方向が水晶基板11aの光学軸に対して直角方向となるように金型21を配置し、それ以外の条件は実施例1と同様にして偏光素子サンプルを作製した。
得られた偏光素子サンプルは図10に示すように場所Aと場所Bで目視状態が異なる不均一な外観を呈していた。また、その断面を観察したところ、図11に示すように水晶基板の表面に第2の凹凸部の規則性が崩れ、その第2の凹凸部の一側面部に設けられた無機微粒子層15の厚さのばらつきが認められた。
また、得られた偏光素子サンプルの吸収軸、透過軸方向それぞれの透過率と反射率を測定した。その結果を図12に示す。この偏光素子サンプルでは面内の位置によって分光特性データがばらつき、最大15%のばらつきが認められた。
(Reference Example 1)
In Example 1, the mold 21 is arranged so that the lattice direction of the concave-convex pattern of the mold 21 is perpendicular to the optical axis of the quartz substrate 11a, and the other conditions are the same as in Example 1. A device sample was prepared.
As shown in FIG. 10, the obtained polarizing element sample had a non-uniform appearance in which the viewing state was different between the place A and the place B. Moreover, when the cross section was observed, the regularity of the 2nd uneven | corrugated | grooved part collapse | crumbled in the surface of a quartz substrate as shown in FIG. 11, and the inorganic fine particle layer 15 provided in the one side part of the 2nd uneven | corrugated | grooved part of Variations in thickness were observed.
Moreover, the transmittance | permeability and the reflectance of each of the absorption axis direction of the obtained polarizing element sample and a transmission axis direction were measured. The result is shown in FIG. In this polarizing element sample, the spectral characteristic data varied depending on the position in the plane, and a variation of 15% at maximum was observed.

本発明に係る偏光素子の製造手順を示す概略図である。It is the schematic which shows the manufacturing procedure of the polarizing element which concerns on this invention. 本発明で使用する水晶基板の光学軸と金型の凹凸パターンの格子方向との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the optical axis of the quartz substrate used by this invention, and the lattice direction of the uneven | corrugated pattern of a metal mold | die. 水晶基板の凹凸部の断面図である。It is sectional drawing of the uneven | corrugated | grooved part of a quartz substrate. 斜めスパッタ成膜の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of oblique sputtering film-forming. 本発明に係る偏光素子の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the polarizing element which concerns on this invention. 本発明に係る偏光素子表面の凹凸形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the uneven | corrugated shape of the polarizing element surface which concerns on this invention. 実施例1の偏光素子サンプル外観を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an appearance of a polarizing element sample of Example 1. 実施例1の偏光素子サンプルの断面状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional state of a polarizing element sample of Example 1. 実施例1の偏光素子サンプルの分光特性図である。6 is a spectral characteristic diagram of a polarizing element sample of Example 1. FIG. 参考例1の偏光素子サンプル外観を示す図である。It is a figure which shows the polarizing element sample external appearance of the reference example 1. FIG. 参考例1の偏光素子サンプルの断面状態を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional state of the polarizing element sample of the reference example 1. FIG. 参考例1の偏光素子サンプルの分光特性図である。6 is a spectral characteristic diagram of a polarizing element sample of Reference Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・ステージ、2・・・ターゲット、3・・・ビームソース(イオン源)、4・・・制御板、11a,11b・・・水晶基板、12a,12b・・・レジスト層、13・・・第1の凹凸部、14,16,17・・・第2の凹凸部、14a,16a,17a・・・凸部、15・・・無機微粒子層、21・・・金型、p・・・無機微粒子   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stage, 2 ... Target, 3 ... Beam source (ion source), 4 ... Control board, 11a, 11b ... Quartz substrate, 12a, 12b ... Resist layer, 13. .. First concavo-convex portion, 14, 16, 17... Second concavo-convex portion, 14a, 16a, 17a... Convex portion, 15... Inorganic fine particle layer, 21. ..Inorganic fine particles

Claims (4)

透明な水晶基板及び該水晶基板の一主面上に設けられたレジスト層を該レジスト層が軟化する温度以上に加熱しながら前記レジスト層に金型を押し当て、ついで前記レジスト層が硬化するまで冷却した後に前記金型を抜くことで、前記レジスト層に該金型からの転写による格子状の凹凸部Aを形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとして前記水晶基板をエッチングして該水晶基板の表面に前記凹凸部Aに対応する格子状の凹凸部Bを形成する工程と、
前記水晶基板の表面に対して斜め方向からのスパッタ成膜を行うことにより前記凹凸部Bの頂部又は少なくとも一側面部に無機微粒子層を形成する工程とを有することを特徴とする偏光素子の製造方法。
A transparent quartz substrate and a resist layer provided on one main surface of the quartz substrate are heated to a temperature higher than the temperature at which the resist layer is softened, and a mold is pressed against the resist layer until the resist layer is cured. Removing the mold after cooling to form a lattice-shaped uneven portion A by transfer from the mold on the resist layer; and
Etching the quartz substrate using the resist layer as a mask to form a lattice-like irregular portion B corresponding to the irregular portion A on the surface of the quartz substrate;
And a step of forming an inorganic fine particle layer on the top portion or at least one side surface portion of the concavo-convex portion B by performing sputter deposition on the surface of the quartz substrate from an oblique direction. Method.
前記凹凸部Aの格子の長手方向が前記水晶基板の光学軸に対して平行方向となるように前記金型を配置することを特徴とする請求項1に記載の偏光素子の製造方法。   The method for manufacturing a polarizing element according to claim 1, wherein the mold is disposed so that a longitudinal direction of the grating of the uneven portion A is parallel to the optical axis of the quartz substrate. 前記水晶基板及び前記レジスト層の加熱温度を150℃以下とすることを特徴とする請求項1に記載の偏光素子の製造方法。   The method for manufacturing a polarizing element according to claim 1, wherein a heating temperature of the quartz substrate and the resist layer is 150 ° C. or less. 前記水晶基板のサイズよりも前記金型のサイズを大きくすることを特徴とする請求項1に記載の偏光素子の製造方法。   The method for manufacturing a polarizing element according to claim 1, wherein a size of the mold is made larger than a size of the quartz substrate.
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