JP2010060621A - Polarizing element and method for producing the same - Google Patents

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隆俊 山田
Tetsuya Shibayama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a polarizing element, which can easily obtain a polarizing element with a large area in which the distribution of the spectral characteristics in the plane is uniform and which has high reliability in a short time, and to provide a polarizing element produced with the method for producing a polarizing element. <P>SOLUTION: The method for producing the polarizing element comprises: a photolithography step where a resist layer 13a is formed on either main face of a substrate 11a (c) transparent to visible light and in which a pair of confronted edge faces are respectively made into slopes where the other main face overflows to either main face, and ultraviolet light is made incident so as to be oblique to the surface of the resist layer 13a and also in such a manner that the incident optical flux face including the light flux of the ultraviolet light is made vertical to the faces made into the slopes, thus interference exposure (d) and development (e) are performed regarding the resist layer 13a; an etching step (f) where either main face side of the substrate 11a is subjected to etching to form a diffraction grating-shaped concavo-convex part 14 on either main face; and an inorganic fine particle layer-forming step (g) where an inorganic fine particle layer 15 is formed on the top or one side face part of the convex part in the concavo-convex part 14. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、無機吸収型の偏光素子の製造方法及び該偏光素子の製造方法により製造された偏光素子に関するものである。   The present invention relates to a manufacturing method of an inorganic absorption type polarizing element and a polarizing element manufactured by the manufacturing method of the 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った。   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 in 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)。通常液晶プロジェクタ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。また液晶プロジェクタ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. Among them, glass based on silicate is undesirable 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 unfavorable 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 liquid crystal 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. Further, when used for a liquid crystal projector, 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 in order 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.

そこで、特許文献2では、ガラスよりも放熱性の高い水晶基板を用いて、該基板上のレジスト層にモールドを押し付けてモールドの凹凸をレジスト層に転写するナノインプリント法により、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が提案されている。   Therefore, Patent Document 2 uses a quartz substrate having higher heat dissipation than glass, and has a large area with excellent heat dissipation characteristics by a nanoimprint method in which a mold is pressed against a resist layer on the substrate and the unevenness of the mold is transferred to the resist layer. Thus, there has been proposed a method for manufacturing a polarizing element capable of obtaining a polarizing element having a uniform in-plane spectral characteristic distribution and high reliability.

しかしながら、ナノインプリント法では目的の偏光素子に対応したモールドを用意する時間を必要とし、設備としても高価であるといった問題があった。   However, the nanoimprint method has a problem that it requires time to prepare a mold corresponding to the target polarizing element and is expensive as equipment.

特開2000−147253号公報JP 2000-147253 A 特開2008−158460号公報JP 2008-158460 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、簡便に短時間で面内の分光特性分布が均一で信頼性の高い大面積の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し、さらに該偏光素子の製造方法で製造された偏光素子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 polarizing element capable of easily obtaining a large-area polarizing element with a uniform in-plane spectral characteristic distribution and high reliability in a short time. It aims at providing a manufacturing method, and also aims at providing the polarizing element manufactured with the manufacturing method of this polarizing element.

前記課題を解決するために提供する本発明は、可視光に対し透明で、対向する1対の端面それぞれを一方の主面に対して他方の主面がはみ出るような斜面とした基板(基板11a)を用いて、該基板の一方の主面上にレジスト層(レジスト層13a)を形成し(図3(c))、ついで紫外光を前記レジスト層表面に対して斜めで、かつ該紫外光の光束を含む入射光束面が前記斜面とした端面に対して垂直となるように入射させて前記レジスト層について干渉露光(図3(d))と現像(図3(e))を行い、レジスト層のパターニングを行うフォトリソグラフィ工程と、前記基板の一方の主面側をエッチングして、該一方の主面に回折格子形状の凹凸(凹凸部14)を形成するエッチング工程(図3(f))と、前記凹凸の凸部(凸部14a)の頂部または一側面部に無機微粒子層(無機微粒子層15)を形成する無機微粒子層形成工程(図3(g))と、を有する偏光素子の製造方法である(図3,図4)。   The present invention provided to solve the above problems is a substrate (substrate 11a) which is transparent to visible light and has a pair of opposed end faces each having an inclined surface such that the other main surface protrudes from one main surface. ) Is used to form a resist layer (resist layer 13a) on one main surface of the substrate (FIG. 3 (c)), and then the ultraviolet light is oblique to the resist layer surface and the ultraviolet light. The resist layer is subjected to interference exposure (FIG. 3 (d)) and development (FIG. 3 (e)) so that the incident light beam surface including the light beam is perpendicular to the inclined end surface. A photolithography process for patterning a layer, and an etching process for etching one main surface side of the substrate to form a diffraction grating-shaped unevenness (uneven portion 14) on the one main surface (FIG. 3F) ) And the convex and concave parts (convex part 14a) Top or inorganic particle layer on one side surface of the inorganic fine particle layer forming step of forming a (inorganic fine particle layer 15) (FIG. 3 (g)), a method of manufacturing a polarizing element having a (FIG. 3, FIG. 4).

ここで、前記端面における斜面が基板主面の垂直面となす角度φが、以下の式(1)の関係にあることが好ましい。
φ>sin−1(sinθ/n) ・・・(1)
(θ:フォトリソグラフィ工程における紫外光のレジスト層への入射角度、n:前記紫外光に対する基板の屈折率)
また、前記斜面に前記紫外光を吸収する層を形成するとよい。
Here, it is preferable that the angle φ formed by the inclined surface of the end surface with the vertical surface of the main surface of the substrate is in the relationship of the following formula (1).
φ> sin −1 (sin θ / n) (1)
(Θ: angle of incidence of ultraviolet light on the resist layer in the photolithography process, n: refractive index of the substrate with respect to the ultraviolet light)
A layer that absorbs the ultraviolet light may be formed on the slope.

また、前記基板の他方の主面上に、該基板の主面に垂直に入射する可視光及び斜めに入射する紫外光に対して反射防止機能を有する反射防止膜を形成する反射防止膜形成工程(図3(b))を有することが好適である。   Further, an antireflection film forming step for forming an antireflection film having an antireflection function on visible light incident on the other main surface of the substrate perpendicularly to the main surface of the substrate and ultraviolet light incident obliquely. It is preferable to have (FIG. 3B).

また前記課題を解決するために提供する本発明は、可視光に対し透明で、対向する1対の端面それぞれを一方の主面に対して他方の主面がはみ出るような斜面とした基板を用いて、該基板の一方の主面上にレジスト層を形成し、ついで紫外光を前記レジスト層表面に対して斜めで、かつ該紫外光の光束を含む入射光束面が前記斜面とした端面に対して垂直となるように入射させて前記レジスト層について干渉露光と現像を行い、レジスト層のパターニングを行うフォトリソグラフィ工程と、前記基板の一方の主面側をエッチングして、該一方の主面に回折格子形状の凹凸を形成するエッチング工程と、前記凹凸の凸部の頂部または一側面部に無機微粒子層を形成する無機微粒子層形成工程と、を有する偏光素子の製造方法により製造されてなる偏光素子である。   In addition, the present invention provided to solve the above-described problems uses a substrate that is transparent to visible light and has a pair of opposed end faces each having a slope such that the other principal surface protrudes from one principal surface. Then, a resist layer is formed on one main surface of the substrate, and then ultraviolet light is inclined with respect to the resist layer surface, and an incident light beam surface including a light beam of the ultraviolet light is on the inclined end surface. The resist layer is subjected to interference exposure and development, and the resist layer is patterned, and one main surface side of the substrate is etched to form the resist layer on the one main surface. It is manufactured by a method for manufacturing a polarizing element, comprising: an etching step for forming a diffraction grating-shaped unevenness; and an inorganic fine particle layer forming step for forming an inorganic fine particle layer on the top or one side surface of the convex portion of the unevenness. A polarizing element.

本発明の偏光素子の製造方法によれば、フォトリソグラフィ技術を利用することにより、簡便に短時間で大面積の偏光素子を製造することができる。また、基板の端面を斜面としていることにより、フォトリソグラフィ工程において紫外光が再度レジスト層を露光することを抑制するので、基板に形成される凹凸の回折格子形状を均一にして面内の分光特性分布を均一にすることができる。さらに、基板裏面側の反射防止膜が基板のおもて面側(レジスト層側)から裏面側に向かって透過する紫外光の反射を防止することにより、該紫外光が再度レジスト層を露光することを抑制するので、基板に形成される凹凸の回折格子形状を均一にして面内の分光特性分布をより均一にすることができる。さらには、前記反射防止膜を偏光素子において可視光に対する反射防止膜としても機能させることもできる。
また、本発明の偏光素子によれば、前記のように斜面となった端面がフォトリソグラフィ工程において紫外光が迷光となることを防止するので、面内の分光特性分布が均一で信頼性の高い偏光素子を提供することができる。
According to the method for manufacturing a polarizing element of the present invention, a polarizing element having a large area can be easily manufactured in a short time by using a photolithography technique. In addition, since the end face of the substrate is sloped, ultraviolet light is prevented from being exposed again to the resist layer in the photolithography process, so that the uneven diffraction grating shape formed on the substrate is made uniform and in-plane spectral characteristics are obtained. The distribution can be made uniform. Furthermore, the antireflection film on the back side of the substrate prevents reflection of ultraviolet light transmitted from the front surface side (resist layer side) to the back side of the substrate, so that the ultraviolet light exposes the resist layer again. Therefore, the uneven diffraction grating shape formed on the substrate can be made uniform, and the in-plane spectral characteristic distribution can be made more uniform. Furthermore, the antireflection film can also function as an antireflection film for visible light in the polarizing element.
In addition, according to the polarizing element of the present invention, the end face having the inclined surface as described above prevents the ultraviolet light from becoming stray light in the photolithography process, so that the in-plane spectral characteristic distribution is uniform and highly reliable. A polarizing element can be provided.

前述のように、偏光素子の製造方法として従来のナノインプリント法に代えて、フォトリソグラフィ技術を利用した製造方法が考えられる。その場合、考えられる製造工程は例えば、(レジスト塗布)→(干渉露光)→(現像)→(エッチング(凹凸形成))→(無機微粒子層形成)→(反射防止膜形成)である。   As described above, a manufacturing method using a photolithography technique can be considered as a manufacturing method of the polarizing element instead of the conventional nanoimprint method. In that case, possible manufacturing processes are, for example, (resist application) → (interference exposure) → (development) → (etching (unevenness formation)) → (inorganic fine particle layer formation) → (antireflection film formation).

ここで、可視光領域を430nm〜730nmとすると、偏光素子における無機微粒子層のワイヤグリッドの周期、すなわち基板上に形成される一次元格子状の凹凸のピッチが少なくとも200nm以下であるときに、ある程度の偏光特性を期待することができる。   Here, when the visible light region is set to 430 nm to 730 nm, when the period of the wire grid of the inorganic fine particle layer in the polarizing element, that is, the pitch of the one-dimensional lattice-shaped unevenness formed on the substrate is at least 200 nm or less. Can be expected.

したがって、フォトリソグラフィ技術では、紫外光によりそのようなピッチの干渉縞をつくってレジスト層を干渉露光してパターニングする必要がある。具体的には、光源としてYAG4倍波の波長266nmの固体レーザを使って、基板に対する入射角を±64°とした2本の光を入射させ、ピッチ約150nmの干渉縞を基板(レジスト層)上に生成することを行うものである。   Therefore, in the photolithography technique, it is necessary to form an interference fringe having such a pitch with ultraviolet light and pattern the resist layer by interference exposure. Specifically, using a YAG quadruple wave solid-state laser of 266 nm as a light source, two lights with an incident angle of ± 64 ° with respect to the substrate are incident, and interference fringes with a pitch of about 150 nm are formed on the substrate (resist layer). It is what you create on top.

ところで、偏光素子の基板材料としては、前述のように放熱特性が求められることから熱伝導率が高いことが必要とされ、主に水晶や石英が用いられている。これらの材料は紫外光に対して吸収がなく、高い透過率を示すものである。よって、前記のように干渉縞を得るために基板に紫外光を照射すると、該基板中を透過してしまい、その光は迷光となる。   By the way, as a substrate material of a polarizing element, since heat dissipation characteristics are required as described above, it is necessary that the thermal conductivity is high, and quartz or quartz is mainly used. These materials do not absorb ultraviolet light and exhibit high transmittance. Therefore, when the substrate is irradiated with ultraviolet light to obtain interference fringes as described above, the substrate is transmitted through the substrate, and the light becomes stray light.

このような基板に起因する主な迷光としては、つぎの2つがあり、それぞれ独立に対策を検討する必要がある。
(1)基板端面での散乱光
(2)基板裏面での反射光
There are the following two main stray light caused by such a substrate, and it is necessary to examine countermeasures independently.
(1) Scattered light on the substrate end surface (2) Reflected light on the back surface of the substrate

ここで、基板端面での散乱光について検討する。
図1に、一般的な基板に対して干渉露光を行う様子を示す。前記干渉露光では深い入射角の2つの紫外光の光束L1、L2を使用するが、その光束を含む入射光束面に平行な端面(A端面)における散乱の断面積は小さく、入射光束面に垂直な面(B端面)における散乱の断面積は大きい。したがって、主に光束L1、L2を含む入射光束面に垂直な端面(B端面)が問題となる。
Here, the scattered light at the substrate end face is examined.
FIG. 1 shows a state where interference exposure is performed on a general substrate. In the interference exposure, two ultraviolet light beams L 1 and L 2 having a deep incident angle are used, but the cross-sectional area of scattering at the end surface (end surface A) parallel to the incident light beam surface including the light beam is small, and the incident light beam surface The cross-sectional area of scattering is large on the plane perpendicular to (B end face). Therefore, an end surface (B end surface) perpendicular to the incident light beam surface mainly including the light beams L 1 and L 2 becomes a problem.

B端面では、図2に示すように、つぎの2つの散乱光が迷光となる。
(迷光1)B端面の空気側から入射し、基板内部に入る光。
(迷光2)基板前面(おもて面、レジスト層形成面)から入射し、基板内部を透過してB端面でさらに反射する光。
On the B end face, as shown in FIG. 2, the following two scattered lights become stray light.
(Stray light 1) Light entering from the air side of the B end face and entering the substrate.
(Stray light 2) Light that enters from the front surface of the substrate (front surface, resist layer forming surface), passes through the inside of the substrate, and further reflects on the B end surface.

一般に、端面は砂刷り面や基板を切断したままの面であることが多く、光学面ではないため、この面に光が入射するとランダムなコヒーレント散乱、いわゆるスペックルが発生する。スペックルの強度は狭い場所を見れば入射光量の何倍にもなることがあり、パターニング品質への影響は大きい。また、砂刷り面での散乱ではその程度は面粗度と波長に依存するが、多くの場合、透過よりも反射の方が散乱光強度は大きい。したがって、迷光1よりも迷光2の影響が問題となる。   In general, the end face is often a sand-printed surface or a surface obtained by cutting the substrate, and is not an optical surface. Therefore, when light is incident on this surface, random coherent scattering, so-called speckle, is generated. The intensity of speckle can be many times the amount of incident light when viewed in a narrow place, and the influence on patterning quality is great. Further, the degree of scattering on the sand-printed surface depends on the surface roughness and the wavelength, but in many cases, the scattered light intensity is larger in the reflection than in the transmission. Therefore, the influence of stray light 2 is more problematic than stray light 1.

発明者らは、前述のように干渉露光における基板端面の反射・散乱状態に着目し、鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。以下、本発明に係る偏光素子の製造方法について図面を参照して説明する。なお、本発明を図面に示した実施形態をもって説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施の態様に応じて適宜変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   As described above, the inventors focused on the reflection / scattering state of the end face of the substrate in the interference exposure, and conducted intensive studies to arrive at the present invention. Hereinafter, a method for manufacturing a polarizing element according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention will be described with reference to the embodiment shown in the drawings, but the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed according to the embodiment. -As long as an effect is produced, it is included in the scope of the present invention.

本発明に係る偏光素子の製造方法は、可視光に対し透明で、対向する1対の端面それぞれを一方の主面に対して他方の主面がはみ出るような斜面とした基板を用いて、該基板の一方の主面上にレジスト層を形成し、ついで紫外光を前記レジスト層表面に対して斜めで、かつ該紫外光の光束を含む入射光束面が前記斜面とした端面に対して垂直となるように入射させて前記レジスト層について干渉露光と現像を行い、レジスト層のパターニングを行うフォトリソグラフィ工程と、前記基板の一方の主面側をエッチングして、該一方の主面に回折格子形状の凹凸を形成するエッチング工程と、前記凹凸の凸部の頂部または一側面部に無機微粒子層を形成する無機微粒子層形成工程と、を有するものである。   The method for manufacturing a polarizing element according to the present invention uses a substrate that is transparent to visible light and has a pair of opposed end faces each having a slope that protrudes from one main surface to the other main surface. A resist layer is formed on one main surface of the substrate, and then ultraviolet light is inclined with respect to the resist layer surface, and an incident light beam surface including a light beam of the ultraviolet light is perpendicular to the end surface as the inclined surface. The resist layer is subjected to interference exposure and development, and the resist layer is patterned, and one main surface side of the substrate is etched to form a diffraction grating shape on the one main surface. And an etching step for forming the irregularities, and an inorganic fine particle layer forming step for forming an inorganic fine particle layer on the top or one side of the convex portions of the irregularities.

本発明の偏光素子の製造方法について、図3の本発明に係る偏光素子の製造工程を示す概略図に基づいて説明する。
(S11)原板として可視光に対して透明な基板11aを用意する(図3(a))。ここで、基板11aは、水晶または石英からなるものである。例えば、結晶構造をもつ純度の高い石英基板であり、光学用人工水晶の基板を用いるとよい。
The manufacturing method of the polarizing element of this invention is demonstrated based on the schematic which shows the manufacturing process of the polarizing element which concerns on this invention of FIG.
(S11) A substrate 11a transparent to visible light is prepared as an original plate (FIG. 3A). Here, the substrate 11a is made of quartz or quartz. For example, a high-purity quartz substrate having a crystal structure, and an optical artificial quartz substrate may be used.

図4に、本発明で用いる基板の形状を示す。図4(a)は基板11aの斜視図であり、図4(b)は図4(a)の矢印方向から見た基板11aの断面図である。
基板11aにおいて、主面St,Sbは矩形であり、このうち一方の主面Stは後述するようにワイヤグリッド構造の無機微粒子層を形成すべく所定の処理(フォトリソグラフィ処理、エッチング処理など)が行われるおもて面である。すなわち、主面Stはレジスト層13aが形成される面であり、干渉露光のための紫外光が斜め入射する面であり、エッチングにより凹凸部14が形成される面である。なお、他方の主面Sbは必要に応じて反射防止膜12が形成される裏面である。
FIG. 4 shows the shape of the substrate used in the present invention. 4A is a perspective view of the substrate 11a, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the substrate 11a viewed from the direction of the arrow in FIG. 4A.
In the substrate 11a, the main surfaces St and Sb are rectangular, and one of the main surfaces St is subjected to a predetermined process (a photolithography process, an etching process, etc.) to form an inorganic fine particle layer having a wire grid structure as described later. The front face to be done. That is, the main surface St is a surface on which the resist layer 13a is formed, a surface on which ultraviolet light for interference exposure is obliquely incident, and a surface on which the uneven portion 14 is formed by etching. The other main surface Sb is a back surface on which the antireflection film 12 is formed as necessary.

また、基板11aの対向する1対の端面t1,t2それぞれが、一方の主面Stに対して他方の主面SbがX方向にはみ出るような斜面となっている。このとき、端面t1,t2それぞれの側で主面Sbが主面StよりもX方向にはみ出る長さは同じである。すなわち、本発明の偏光素子10となったときに、偏光方向に垂直な方向(X方向)の断面形状が偏光面(おもて面)側を短辺とする台形となっているものである(図4(b))。なお、主面St,SbのX方向に直交するY方向の長さは同じであり、もう1対の端面t3,t4は主面St,Sbに対して垂直な面となっている。   Further, each of the opposing pair of end surfaces t1 and t2 of the substrate 11a is a slope such that the other main surface Sb protrudes in the X direction with respect to the one main surface St. At this time, the length of the main surface Sb protruding in the X direction from the main surface St is the same on each of the end surfaces t1 and t2. That is, when it becomes the polarizing element 10 of this invention, the cross-sectional shape of the direction (X direction) perpendicular | vertical to a polarization direction is a trapezoid which makes a polarizing surface (front surface) side a short side. (FIG. 4B). The lengths of the main surfaces St and Sb in the Y direction perpendicular to the X direction are the same, and the other pair of end surfaces t3 and t4 are surfaces perpendicular to the main surfaces St and Sb.

このような基板11aの形状とすることにより、後工程で行われる干渉露光において、端面における迷光の悪影響を抑制することができる。図5に、その好適な構成を示す。
図5は、端面t1(またはt2)を拡大した断面である。このとき、端面t1,t2における斜面が基板主面Stの垂直面(従来の垂直端面)となす角度φは、以下の式(1)の関係にあることが好ましい。
φ>sin−1(sinθ/n) ・・・(1)
(θ:フォトリソグラフィ工程における紫外光のレジスト層13a(基板11a)への入射角度、n:前記紫外光に対する基板11aの屈折率)
By setting it as the shape of such a board | substrate 11a, the bad influence of the stray light in an end surface can be suppressed in the interference exposure performed at a post process. FIG. 5 shows a preferred configuration thereof.
FIG. 5 is an enlarged cross section of the end face t1 (or t2). At this time, the angle φ formed by the inclined surfaces of the end surfaces t1 and t2 and the vertical surface of the substrate main surface St (conventional vertical end surface) is preferably in the relationship of the following formula (1).
φ> sin −1 (sin θ / n) (1)
(Θ: angle of incidence of ultraviolet light on the resist layer 13a (substrate 11a) in the photolithography process, n: refractive index of the substrate 11a with respect to the ultraviolet light)

基板11aは機械加工で切断されて製作されるが、その後必ず行われる面取り工程でこのような端面t1,t2の形状とすればよい。   The substrate 11a is manufactured by being cut by machining, but it is only necessary that the end surfaces t1 and t2 be formed in a chamfering process that is always performed thereafter.

これにより、端面t1(あるいはt2)に入射する迷光1は基板11a内で散乱されるが主に基板11aの裏面Sb側に散乱され、おもて面Stに達する迷光は減少する。また、レジスト層13aに入射する迷光2は基板11aの端面t1(あるいはt2)で散乱されることなく基板11aの裏面Sbまで到達することになる。これにより、紫外光が迷光となって再度レジスト層13aを露光することを抑制することができる。例えば、基板11aを水晶の基板、θ=64°とした場合、φ=45°とすれば式(1)を満足し、迷光の問題は発生しなくなる。   Thereby, the stray light 1 incident on the end surface t1 (or t2) is scattered in the substrate 11a, but is mainly scattered on the back surface Sb side of the substrate 11a, and the stray light reaching the front surface St is reduced. Further, the stray light 2 incident on the resist layer 13a reaches the back surface Sb of the substrate 11a without being scattered by the end surface t1 (or t2) of the substrate 11a. Thereby, it can suppress that ultraviolet light becomes stray light and exposes the resist layer 13a again. For example, when the substrate 11a is a quartz substrate and θ = 64 °, if φ = 45 °, the equation (1) is satisfied and the problem of stray light does not occur.

(S12)つぎに、基板11aの他方の主面(裏面)Sbに、反射防止膜12を形成する(図3(b))。 (S12) Next, the antireflection film 12 is formed on the other main surface (back surface) Sb of the substrate 11a (FIG. 3B).

前述したように、フォトリソグラフィ工程における干渉露光の際に、(2)基板裏面での反射光が迷光となる問題があった。すなわち、水晶や石英の基板表面における紫外光の反射率は20%を超えているため、基板11a中を透過した紫外光は、基板11aの裏面Sb側(基板と空気の界面)で反射され、この迷光となった紫外光が再びレジスト層13aを露光してしまうこととなった。そしてその結果、目的のパターニングができずに偏光素子として必要な特性を得ることができなかった。このような問題を発生させないためには、迷光強度の目安として1%以下とする必要があった。   As described above, during interference exposure in the photolithography process, (2) there is a problem that reflected light on the back surface of the substrate becomes stray light. That is, since the reflectance of the ultraviolet light on the surface of the quartz or quartz substrate exceeds 20%, the ultraviolet light transmitted through the substrate 11a is reflected on the back surface Sb side (interface between the substrate and air) of the substrate 11a. This ultraviolet light which became the stray light again exposed the resist layer 13a. As a result, the desired patterning cannot be obtained because the desired patterning cannot be performed. In order to prevent such a problem from occurring, it was necessary to set the stray light intensity to 1% or less as a standard.

また、従来の偏光素子の裏面側には最終的に反射防止膜が設けられていることから、レジスト塗布の前に予め基板11aの他方の面(裏面)Sbに反射防止膜を形成しておくことが考えられる。しかし、この反射防止膜は偏光素子が液晶プロジェクタの部品として組み込まれたときに求められる可視光に対する反射防止機能を有しているだけであった。すなわち、このような反射防止膜は紫外光(例えば、波長266nmの光)に対する反射率が考慮されておらず反射率が高いために、基板のままの状態よりも紫外光をより反射するようになり、フォトリソグラフィ工程における露光時に基板を透過した紫外光が該反射防止膜で反射されて再びレジスト層を露光するようになり、かえって偏光素子の特性に多大な悪影響を与えることになってしまった。   Further, since an antireflection film is finally provided on the back surface side of the conventional polarizing element, an antireflection film is formed in advance on the other surface (back surface) Sb of the substrate 11a before the resist coating. It is possible. However, this antireflection film only has an antireflection function for visible light required when the polarizing element is incorporated as a component of a liquid crystal projector. That is, since such an antireflection film does not consider the reflectivity with respect to ultraviolet light (for example, light with a wavelength of 266 nm) and has a high reflectivity, it reflects more ultraviolet light than the state of the substrate. Therefore, the ultraviolet light transmitted through the substrate at the time of exposure in the photolithography process is reflected by the antireflection film and again exposes the resist layer, which has a great adverse effect on the characteristics of the polarizing element. .

そこで、本発明では、反射防止膜12は、レジスト層13a(基板11aの主面St)に垂直に入射する可視光及び斜めに入射する紫外光に対して反射防止機能を有するものとする。   Therefore, in the present invention, the antireflection film 12 has an antireflection function with respect to visible light incident on the resist layer 13a (main surface St of the substrate 11a) and ultraviolet light incident obliquely.

ここで、基板11aの主面に垂直に入射する可視光とは、偏光素子としてプロジェクタ(例えば、液晶プロジェクタ(後述))に組み込まれたときに光源から入射する光のことをいう。また、その光の波長範囲は例えば430〜730nmである。あるいは、光源として用いられる赤色光L、緑色光L、青色光Lのいずれかの波長範囲であってもよい。例えば、赤色光Lの波長範囲であれば、液晶プロジェクタ仕様にもよるが650nmから730nmである。反射防止膜12はこの光源光をなるべく減衰させないように(反射や吸収がないように)透過することが求められる。 Here, the visible light incident perpendicularly to the main surface of the substrate 11a refers to light incident from a light source when incorporated in a projector (for example, a liquid crystal projector (described later)) as a polarizing element. The wavelength range of the light is, for example, 430 to 730 nm. Alternatively, the wavelength range may be any of red light L R , green light L G , and blue light L B used as a light source. For example, if the wavelength range of the red light L R, depending on the liquid crystal projector specification is 730nm from 650 nm. The antireflection film 12 is required to transmit the light source light so as not to be attenuated as much as possible (no reflection or absorption).

また、レジスト層13a(基板11aの主面St)に斜めに入射する紫外光とは、当該偏光素子の製造工程のフォトリソグラフィ工程(後述)において干渉露光の際に基板11aのおもて側から所定角度で入射する紫外光のことをいう。また、その紫外光はs偏光であり、その波長は露光光源として用いられるレーザの波長(ArFエキシマレーザのとき、193nm、KrFエキシマレーザのとき、248nm)に対応するものである。反射防止膜12は基板11aを透過してくるこの紫外光をなるべく反射しないことが求められる。   Further, the ultraviolet light obliquely incident on the resist layer 13a (the main surface St of the substrate 11a) means that from the front side of the substrate 11a during interference exposure in the photolithography process (described later) of the manufacturing process of the polarizing element. This refers to ultraviolet light incident at a predetermined angle. The ultraviolet light is s-polarized light, and its wavelength corresponds to the wavelength of a laser used as an exposure light source (193 nm for ArF excimer laser, 248 nm for KrF excimer laser). The antireflection film 12 is required not to reflect the ultraviolet light transmitted through the substrate 11a as much as possible.

また、反射防止膜12は、屈折率の異なる複数の光学膜が積層されてなる光学積層膜である。このとき、光学膜は、高屈折率の光学膜(例えば、屈折率1.70〜2.40)として1種類または複数種類のもの、該高屈折率の光学膜よりも屈折率の小さい低屈折率の光学膜(例えば、屈折率1.30〜1.69)として1種類または複数種類のものからなる。   The antireflection film 12 is an optical laminated film in which a plurality of optical films having different refractive indexes are laminated. At this time, the optical film has one or a plurality of types as a high refractive index optical film (for example, a refractive index of 1.70 to 2.40), and a low refractive index having a refractive index smaller than that of the high refractive index optical film. An optical film having a refractive index (for example, a refractive index of 1.30 to 1.69) is composed of one type or a plurality of types.

また、いずれの光学膜も可視から紫外領域に渡って透明(吸収がない)材料からなる。あるいは可視領域で透明で、紫外領域で吸収のある材料を使用することも可能である。その場合、光学積層膜の最上層をこの紫外領域で吸収のある材料からなる光学膜とするとよい。
また、光学膜は蒸着などのドライプロセスあるいは塗布によって形成されればよい。
Each of the optical films is made of a transparent (absorptive) material from the visible to the ultraviolet region. Alternatively, it is possible to use a material that is transparent in the visible region and absorbs in the ultraviolet region. In that case, the uppermost layer of the optical laminated film may be an optical film made of a material that absorbs in the ultraviolet region.
The optical film may be formed by a dry process such as vapor deposition or coating.

なお、光学膜それぞれの屈折率や厚み、あるいは積層構成を調整することにより、反射防止膜12として透過する波長位置をシフトさせて調整することが可能であり、これにより干渉露光として斜め入射してくる紫外光の波長及び液晶プロジェクタから投射される可視光の波長に対応させた光学多層膜とすることができる。このような反射防止膜12としての光学多層膜の設計手法は従来公知のものを用いればよい。例えば、これらの波長領域では光の膜吸収がないと仮定して、それぞれの波長領域において反射率が最も低くなるように設計する。   In addition, by adjusting the refractive index and thickness of each optical film, or the laminated structure, it is possible to shift and adjust the wavelength position where the light is transmitted as the anti-reflection film 12, and as a result, it is incident obliquely as interference exposure. An optical multilayer film corresponding to the wavelength of the ultraviolet light and the wavelength of visible light projected from the liquid crystal projector can be obtained. As a design method of the optical multilayer film as such an antireflection film 12, a conventionally known one may be used. For example, assuming that there is no film absorption of light in these wavelength regions, the reflectance is designed to be the lowest in each wavelength region.

図6に、反射防止膜12の構成例を示す。水晶からなる基板11上に4種類の材料からなる光学膜を組み合わせて18層からなる光学多層膜を形成し、反射防止膜12とする。詳しくは、4種類の材料とは、Substance M2(メルク社製蒸着用材料製品。波長266nmでの屈折率=1.8041、材料名称H)、TiO(波長266nmでの屈折率=2.387、材料名称H)、SiO(波長266nmでの屈折率=1.475、材料名称L)、MgF(波長266nmでの屈折率=1.3874、材料名称L)であり、これらの材料を用いて、表1に示す層構成の反射防止膜12とするとよい。なお、各光学膜(光学膜m〜m18)はスパッタリング法によって形成する。 FIG. 6 shows a configuration example of the antireflection film 12. An optical multilayer film composed of 18 layers is formed on a substrate 11 made of quartz by combining optical films composed of four types of materials, and the antireflection film 12 is formed. Specifically, the four types of materials are: Substance M2 (product for vapor deposition manufactured by Merck & Co., Inc .; refractive index at wavelength 266 nm = 1.8041, material name H 1 ), TiO 2 (refractive index at wavelength 266 nm = 2. 387, material name H 2 ), SiO 2 (refractive index at wavelength 266 nm = 1.475, material name L 1 ), MgF 2 (refractive index at wavelength 266 nm = 1.3874, material name L 2 ), Using these materials, the antireflection film 12 having the layer structure shown in Table 1 may be used. Each optical film (optical films m 1 to m 18 ) is formed by a sputtering method.

表1の構成の反射防止膜12によれば、可視光領域(波長430nmから730nm)の光が垂直入射した場合の反射率が1%以下となる。また、紫外領域(波長266nm)のs偏光が基板11に対して入射角64°で入射した場合の反射率は1%以下(設計値0.14%)となり、干渉露光中の基板の裏面反射による再露光の問題のない反射率となる。なお、入射角64°±5°となる程度の基板11上の入射角のばらつきがあっても干渉露光中の基板の裏面反射による再露光の問題はない。   According to the antireflection film 12 having the configuration shown in Table 1, the reflectance when light in the visible light region (wavelength of 430 nm to 730 nm) is perpendicularly incident is 1% or less. Further, when s-polarized light in the ultraviolet region (wavelength 266 nm) is incident on the substrate 11 at an incident angle of 64 °, the reflectance is 1% or less (design value 0.14%), and the back surface reflection of the substrate during interference exposure Reflectivity without the problem of re-exposure due to. Note that there is no problem of re-exposure due to reflection of the back surface of the substrate during interference exposure even if there is a variation in the incident angle on the substrate 11 such that the incident angle is 64 ° ± 5 °.

なお、図6では、RGBの三原色波長領域すべてにおいて反射防止機能を付与するために合計18層の多層膜としていたが、液晶プロジェクタにはRGBそれぞれの波長用に1枚ずつ使用するため、RGBそれぞれの波長領域専用の偏光素子とすれば反射防止膜12における光学膜の積層数を減らすことも可能である。   In FIG. 6, in order to provide an antireflection function in all of the three primary color wavelength regions of RGB, a total of 18 layers are formed. However, since a liquid crystal projector uses one sheet for each wavelength of RGB, If the polarizing element is exclusively used for the wavelength region, the number of optical films stacked in the antireflection film 12 can be reduced.

(S13)基板11aの反射防止膜12形成面とは反対側の主面(一方の主面)St上にレジスト層13aを形成する(図3(c))。レジスト層13aは、フォトリソグラフィで一般的に用いられる露光光源に対応したフォトレジスト材料(感光性有機材料)からなり、後述するように反応性ガスやイオンビーム等によって基板11aとともにエッチングが可能な層である。例えば、東京応化製KrF用レジストを塗布して厚さ200nm以下のレジスト層13aを形成する。なお、レジスト層1aは、反射防止膜12の形成後、あるいは反射防止膜12の形成と同時に形成する。 (S13) A resist layer 13a is formed on the main surface (one main surface) St opposite to the surface on which the antireflection film 12 is formed on the substrate 11a (FIG. 3C). The resist layer 13a is made of a photoresist material (photosensitive organic material) corresponding to an exposure light source generally used in photolithography, and can be etched together with the substrate 11a by a reactive gas or an ion beam as will be described later. It is. For example, a resist for KrF manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is applied to form a resist layer 13a having a thickness of 200 nm or less. The resist layer 1a is formed after the formation of the antireflection film 12 or simultaneously with the formation of the antireflection film 12.

(S14)レジスト層13aに対して干渉露光を行い、レジスト層が所定パターンに感光した感光層13bとする(図3(d))。このとき、紫外光をレジスト層13a表面に対して斜めで、かつ該紫外光の光束を含む入射光束面が前記斜面とした端面t1,t2に対して垂直となるように入射させて干渉露光を行う。干渉露光は、半導体素子の製造で用いられるような露光装置(ステッパ)で行うとよい。 (S14) The resist layer 13a is subjected to interference exposure to form a photosensitive layer 13b in which the resist layer is exposed to a predetermined pattern (FIG. 3D). At this time, the ultraviolet light is incident obliquely with respect to the surface of the resist layer 13a, and the incident light beam surface including the ultraviolet light beam is incident perpendicular to the end surfaces t1 and t2 which are the inclined surfaces, thereby performing interference exposure. Do. Interference exposure may be performed with an exposure apparatus (stepper) used in the manufacture of semiconductor elements.

図7,図8に、干渉露光に用いる光学系の構成例を示す。
図7は、Lloyd Mirror型と呼ばれる光学系であり、レジスト層13a/基板11a/反射防止膜12の構成からなり主面Stが光軸に対して所定角度に傾斜して配置された対象基板と、該対象基板に対して直角となる位置に隣接して配置されるミラーとに対して、YAG4倍波の固体レーザを用いた波長266nmの回折光(s偏光)を照射するものである。これにより、基板11a上のレジスト層13aには光源側から直接入射する回折光とミラーにより反射されて入射する回折光とから回折縞(干渉縞)が形成され干渉露光されることになる。
7 and 8 show configuration examples of optical systems used for interference exposure.
FIG. 7 shows an optical system called a Lloyd Mirror type, which has a structure of a resist layer 13a / substrate 11a / antireflection film 12, and a target substrate having a principal surface St inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis. The mirror disposed adjacent to a position perpendicular to the target substrate is irradiated with diffracted light (s-polarized light) having a wavelength of 266 nm using a YAG fourth harmonic solid-state laser. As a result, diffraction fringes (interference fringes) are formed on the resist layer 13a on the substrate 11a from the diffracted light that is directly incident from the light source side and the diffracted light that is reflected by the mirror and incident, and subjected to interference exposure.

図8は、Mach−Zehnder型と呼ばれる光学系であり、YAG4倍波の固体レーザを用いた波長266nmの光(s偏光)を2つの光路に分割した上で、レジスト層13a/基板11a/反射防止膜12の構成の対象基板に2方向からその回折光を入射させて干渉露光するものである。   FIG. 8 shows an optical system called a Mach-Zehnder type, which splits light (s-polarized light) having a wavelength of 266 nm using a YAG quadruple wave solid-state laser into two optical paths, and then resist layer 13a / substrate 11a / reflection. The diffracted light is incident on the target substrate having the structure of the prevention film 12 from two directions to perform interference exposure.

図7,図8のいずれの光学系においても、基板11a上に2光束干渉により干渉縞が形成されレジスト層13aを露光するようになる。図9にその様子を示す。ここでは、基板11aの法線Lに対して入射角+θの光束L1と、入射角−θの光束L2とがレジスト層13aに入射してピッチpの干渉縞として該レジスト層13aを露光する。 In both the optical systems of FIGS. 7 and 8, interference fringes are formed on the substrate 11a by two-beam interference, and the resist layer 13a is exposed. This is shown in FIG. Here, the exposure light beam L 1 incident angle + theta with respect to the normal L of the substrate 11a, the resist layer 13a as interference fringes of the pitch p and the light beam L 2 is incident on the resist layer 13a of the angle of incidence -θ To do.

なお、ピッチpは紫外光の波長λ及び入射角θとの間に以下の式(2)に示す関係が成り立つ。
p=λ/(2sinθ) ・・・(2)
Note that the relationship shown in the following equation (2) holds between the pitch p and the wavelength λ of the ultraviolet light and the incident angle θ.
p = λ / (2 sin θ) (2)

したがって、偏光素子用の基板として回折格子のピッチpが決まっていれば、使用する露光光源(紫外光)の波長λから式(2)に基づいて入射角を決定することができる。紫外光の波長としては180〜300nmの範囲のいずれでもよいが、実際には露光装置に搭載しているレーザ光源によって決まる。例えば、波長266nmのレーザ光を用いて、ピッチ150nmの回折格子を形成するためには、式(2)より、入射角θを64°とする。   Therefore, if the pitch p of the diffraction grating is determined as the polarizing element substrate, the incident angle can be determined based on the equation (2) from the wavelength λ of the exposure light source (ultraviolet light) to be used. The wavelength of ultraviolet light may be in the range of 180 to 300 nm, but is actually determined by the laser light source mounted on the exposure apparatus. For example, in order to form a diffraction grating with a pitch of 150 nm using laser light having a wavelength of 266 nm, the incident angle θ is set to 64 ° from the equation (2).

露光工程では、例えば図7の構成の光学系において、波長266nmのレーザ(s偏光)によってパワー30nm/cmで20秒間の干渉露光を行った後、110℃,90秒間の後加熱(PEB(Post Exposure Bake))を行う。 In the exposure process, for example, in the optical system configured as shown in FIG. 7, after performing interference exposure for 20 seconds at a power of 30 nm / cm 2 with a laser (s-polarized light) having a wavelength of 266 nm, post-heating (PEB (PEB ( Post Exposure Bake)).

なお、干渉露光時にレジスト層13aに入射した光の一部は、端面t1,t2側の端部あるいは端面t1,t2に入射するが、端面t1,t2の形状(斜面)により主面(おもて面)St側に散乱される光がほとんどないため、この光により再度レジスト層を露光することが抑制される。さらに、基板11aを透過する光が反射防止膜12により基板11aの裏面Sb側でほとんど反射されないため、この光により再度レジスト層を露光することが抑制される。   A part of the light incident on the resist layer 13a at the time of interference exposure is incident on the end portions on the end surfaces t1 and t2 or on the end surfaces t1 and t2, but the main surface (mainly due to the shape (slope) of the end surfaces t1 and t2. Since there is almost no light scattered on the St side, exposure of the resist layer again by this light is suppressed. Furthermore, since light transmitted through the substrate 11a is hardly reflected on the back surface Sb side of the substrate 11a by the antireflection film 12, exposure of the resist layer again by this light is suppressed.

(S15)感光層13bについて現像を行う(図3(e))。現像条件は、例えば、アルカリ現像30秒、純水洗浄による定着30秒である。これにより、感光層13bのうち、例えば感光した部分は除去され、感光していない部分が残されることになり(あるいは感光していない部分は除去され、感光した部分が残されることになり)、回折格子状の凹凸形状にパターニングされたパターニング層13cとなる。ここで、感光層13bは前記ステップS14で端面t1,t2の形状や反射防止膜12により端面散乱や裏面反射の再露光を受けることなく感光されているために、精度よく回折格子パターンにパターニングされたパターニング層13cを得ることができる。 (S15) The photosensitive layer 13b is developed (FIG. 3E). The development conditions are, for example, alkali development for 30 seconds and fixing with pure water washing for 30 seconds. Thereby, for example, the exposed portion of the photosensitive layer 13b is removed and the unexposed portion is left (or the unexposed portion is removed and the exposed portion is left). The patterned layer 13c is patterned into a diffraction grating-like uneven shape. Here, since the photosensitive layer 13b is exposed to the shape of the end faces t1 and t2 and the re-exposure of the end face scattering and the back face reflection by the antireflection film 12 in step S14, it is accurately patterned into a diffraction grating pattern. The patterned layer 13c can be obtained.

(S16)つぎに、パターニング層13c及び基板11aをエッチングする(図3(f))。エッチングはパターニング層13c及び基板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。このとき、パターニング層13cが基板11aのマスクパターンとなるため、このエッチング処理により、基板11aはパターニング層13cのパターンに対応して精度よく回折格子パターンの凹凸形状にエッチングされ、凹凸部14が形成される。 (S16) Next, the patterning layer 13c and the substrate 11a are etched (FIG. 3F). The etching may be a method that allows the patterning layer 13c and the substrate 11a to be sequentially removed from the surface layer by etching. For example, RIE (reactive ion etching) or reactive gas using fluorine-based gas such as CF 4 , Ar gas, or a mixed gas thereof. Etching) or ion beam etching. At this time, since the patterning layer 13c becomes a mask pattern of the substrate 11a, the substrate 11a is accurately etched into the concavo-convex shape of the diffraction grating pattern corresponding to the pattern of the patterning layer 13c, and the concavo-convex portion 14 is formed. Is done.

図10に、エッチング処理後の基板11の構成を示す。図10(a)は基板11を上から見た平面図、図10(b)は基板11の断面図である。
基板11の所定領域に、回折格子パターンの凹凸形状、すなわち凸形状のラインが基板11上に一定間隔で配列されたグリッド構造を呈している(図10(a))。隣合った凸部14aと凸部14aの間隔あるいは凹部14bと凹部14bの間隔であるピッチは、前記式(2)に対応している。また、凹凸部14の断面形状は凸部14aの先端部分が先細るようになった鋸歯形状となっている(図10(b))。
FIG. 10 shows the configuration of the substrate 11 after the etching process. 10A is a plan view of the substrate 11 as viewed from above, and FIG. 10B is a cross-sectional view of the substrate 11.
In a predetermined region of the substrate 11, a concave-convex shape of the diffraction grating pattern, that is, a grid structure in which convex lines are arranged at regular intervals on the substrate 11 is exhibited (FIG. 10A). The pitch which is the interval between the adjacent convex portions 14a and the convex portions 14a or the interval between the concave portions 14b and the concave portions 14b corresponds to the above formula (2). Further, the cross-sectional shape of the concavo-convex portion 14 is a sawtooth shape in which the tip end portion of the convex portion 14a is tapered (FIG. 10B).

なお、凸部14a及び凹部14bからなる凹凸部14は、基板11の主面と平行な一方向(吸収軸Y方向)に延びるように基板11の主面上に形成された凸部14aのラインが、基板11の吸収軸Y方向と直交する方向(ラインの配列方向、透過軸X方向)に可視光域の波長よりも小さいピッチで周期的に形成されてなるものである。またこれに伴い、凸部14aのライン間の凹部14bは断面形状が谷形状となり、基板11の主面と平行な一方向(吸収軸Y方向)に延びる溝となる。この凹凸形状は、つぎの工程で形成される無機微粒子層15をワイヤグリッド状に形成するために設けられるものである。したがって、この凹凸部14の形状寸法は偏光素子10の所期の偏光特性を得るために重要であるが、本発明では精度よく形成された回折格子パターンのパターニング層13cに従ってエッチングされて凹凸部14が形成されているのでワイヤグリッド構造に好適な凹凸形状となっている。   Note that the concavo-convex portion 14 including the convex portion 14 a and the concave portion 14 b is a line of the convex portion 14 a formed on the main surface of the substrate 11 so as to extend in one direction (absorption axis Y direction) parallel to the main surface of the substrate 11. Are periodically formed in a direction (line arrangement direction, transmission axis X direction) orthogonal to the absorption axis Y direction of the substrate 11 at a pitch smaller than the wavelength of the visible light region. Accordingly, the recess 14b between the lines of the protrusion 14a has a valley shape in cross section, and becomes a groove extending in one direction (absorption axis Y direction) parallel to the main surface of the substrate 11. This uneven shape is provided in order to form the inorganic fine particle layer 15 formed in the next step in a wire grid shape. Therefore, the shape and size of the uneven portion 14 are important for obtaining the desired polarization characteristics of the polarizing element 10, but in the present invention, the uneven portion 14 is etched according to the patterning layer 13c of the diffraction grating pattern formed with high precision. Is formed into a concavo-convex shape suitable for a wire grid structure.

(S17)基板11の凹凸部14における凸部14a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い、無機微粒子層15を形成する(図3(g))。斜めスパッタ成膜の様子を図11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。 (S17) The inorganic fine particle layer 15 is formed by performing sputter film formation in which the inorganic fine particles p are incident on the top of the convex portion 14a of the concave and convex portion 14 of the substrate 11 or at least one side surface thereof from a diagonal direction at a predetermined angle. (FIG. 3 (g)). FIG. 11 shows the state of oblique sputtering film formation. Here, an example of ion beam sputtering is shown.

図11において、1は基板11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α傾斜しており、基板11は凹凸部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α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、基板11の表面に斜め方向から入射して付着する。このとき、基板11上に一定間隔(例えば50mm)で平板状の制御板4を配置すれば基板11表面への入射粒子の方向を制御し、凸部14aの側壁部にのみ粒子を堆積させることができる。   In FIG. 11, 1 is a stage for supporting the substrate 11, 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 α with respect to the normal direction of the target 2, and the substrate 11 has a direction in which the lattice direction (longitudinal direction) of the uneven portion 14 is orthogonal to the incident direction of the inorganic fine particles from the target 2. Is arranged. The angle α 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 on and adhered to the surface of the substrate 11 from an oblique direction. At this time, if the flat control plate 4 is arranged on the substrate 11 at a constant interval (for example, 50 mm), the direction of the incident particles on the surface of the substrate 11 is controlled, and the particles are deposited only on the side wall portion of the convex portion 14a. Can do.

以上のように、成膜時に基板11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を凸部14aの頂部または一側面部に選択的に形成して偏光素子10とすることができる(図12)。   As described above, by tilting the substrate 11 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 selected as the top portion or one side surface portion of the convex portion 14a. Thus, the polarizing element 10 can be formed (FIG. 12).

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11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. Further FeSi 2 (particularly β-FeSi 2), MgSi 2 , silicide-based materials such as NiSi 2, BaSi 2, CrSi 2 , CoSi 2 is 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、図12に示すように、基板11の表面に形成された無機微粒子層15は面内X,Y方向に関して異方的な形状を有して分布している(ワイヤグリッド構造)。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、干渉露光の際に基板の端面t1,t2における散乱や裏面Sbにおける反射による再露光が防止されることにより、偏光素子10として面内の分光特性分布が均一となっている。さらに、偏光素子10の基板として放熱性に優れた基板11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, as shown in FIG. 12, the inorganic fine particle layer 15 formed on the surface of the substrate 11 is distributed with an anisotropic shape in the in-plane X and Y directions. (Wire grid structure). 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). In addition, in the interference exposure, re-exposure due to scattering on the end surfaces t1 and t2 of the substrate and reflection on the back surface Sb is prevented, so that the in-plane spectral characteristic distribution as the polarizing element 10 becomes uniform. Furthermore, since the substrate 11 excellent in heat dissipation is used as the substrate of the polarizing element 10, it has better heat resistance than the conventional inorganic absorption polarizing element, and is used in, for example, a liquid crystal projector device or the like in the vicinity of the light source for a long time. Even if it is exposed and heated, since it has good heat dissipation, a polarizing element that is less prone to malfunction than a glass substrate can be obtained.

なお、基板11aの端面t1,t2の形状を斜面にする代わりに、端面t1,t2に反射防止膜12と同じ反射防止膜を成膜してもよい。ただし、基板11aの端面は砂刷り面であったり、切断加工のままの面となっているため、成膜した膜が剥がれたり、一部成膜されないなどにより迷光の散乱が減少しなかったり、かえって増加したりする可能性があるため、良好な成膜を得るための端面の処理が必要となる。   Note that the same antireflection film as the antireflection film 12 may be formed on the end surfaces t1 and t2 instead of forming the end surfaces t1 and t2 of the substrate 11a to be inclined. However, since the end surface of the substrate 11a is a sand-printed surface or a surface that has been cut, the formed film is peeled off, or the scattering of stray light does not decrease due to partial film formation, On the other hand, there is a possibility of increasing the number, so that it is necessary to treat the end face to obtain a good film formation.

また、端面t1,t2の斜面に前記紫外光を吸収する層(紫外光吸収層)を形成してもよい。ただし、カメラ用のレンズ鏡筒などでレンズのコバ(外形加工端面)に塗布されるような、可視光において吸収光の小さな接着剤(バインダ)の中に吸収係数の比較的大きなカーボンなどの粒子を分散させ、塗布された墨の内部で光が反射と吸収を繰り返すことで全体として墨の表面で反射がないように(墨の外部に光が再び出て行かないように)設計された墨は、接着剤(バインダ)が紫外光では吸収係数が大きくなってしまうため、不適である。本発明では、紫外光において吸収光の小さな接着剤(バインダ)の中に吸収係数の比較的大きな粒子を分散させた紫外域専用の墨を端面t1,t2に塗布するようにすればよい。このような墨塗りにより、空気側から入射して基板11aの端面t1,t2に入る迷光1を遮断するのに効果がある。   Moreover, you may form the layer (ultraviolet light absorption layer) which absorbs the said ultraviolet light in the slope of end surface t1, t2. However, particles such as carbon having a relatively large absorption coefficient in an adhesive (binder) that absorbs small amounts of visible light in visible light that is applied to the edge of the lens (externally processed end face) with a lens barrel for a camera. The ink is designed so that there is no reflection on the surface of the ink as a whole by repeating the reflection and absorption of light inside the applied ink (so that the light does not go out of the ink again) Is not suitable because the absorption coefficient of the adhesive (binder) increases with ultraviolet light. In the present invention, it is only necessary to apply to the end surfaces t1 and t2 black ink exclusively for the ultraviolet region in which particles having a relatively large absorption coefficient are dispersed in an adhesive (binder) having a small absorption light in the ultraviolet light. Such sanitization is effective in blocking stray light 1 that enters from the air side and enters the end faces t1 and t2 of the substrate 11a.

つぎに、本発明に係る偏光素子を用いた液晶プロジェクタについて説明する。
本発明の液晶プロジェクタは、光源となるランプと、液晶パネルと、前述した本発明の偏光素子10とを備えるものである。
Next, a liquid crystal projector using the polarizing element according to the present invention will be described.
The liquid crystal projector of the present invention includes a lamp serving as a light source, a liquid crystal panel, and the polarizing element 10 of the present invention described above.

図13に、本発明に係る液晶プロジェクタの光学エンジン部分の構成例を示す。
液晶プロジェクタ100の光学エンジン部分は、赤色光Lに対する入射側偏光素子10A、液晶パネル50、出射プリ偏光素子10B、出射メイン偏光素子10Cと、緑色光Lに対する入射側偏光素子10A、液晶パネル50、出射プリ偏光素子10B、出射メイン偏光素子10Cと、青色光Lに対する入射側偏光素子10A、液晶パネル50、出射プリ偏光素子10B、出射メイン偏光素子10Cと、それぞれの出射メイン偏光素子10Cから出てくる光を合成し投射レンズに出射するクロスダイクロプリズム60とを備えている。ここで、本発明の偏光素子10は、入射側偏光素子10A、出射プリ偏光素子10B、出射メイン偏光素子10Cそれぞれに適用されている。
FIG. 13 shows a configuration example of the optical engine portion of the liquid crystal projector according to the present invention.
Optical engine portion of the liquid crystal projector 100, incident-side polarization element 10A with respect to the red light L R, the liquid crystal panel 50, the emission pre-polarizing element 10B, outgoing main polarizing element 10C and the incident side polarizing element 10A with respect to the green light L G, a liquid crystal panel 50, outgoing pre-polarizing element 10B, and the outgoing main polarizing element 10C, the incident side polarizing element 10A with respect to the blue light L B, the liquid crystal panel 50, the emission pre-polarizing element 10B, and the outgoing main polarizing element 10C, each of the outgoing main polarizing element 10C And a cross dichroic prism 60 that synthesizes light emitted from the light and emits the light to a projection lens. Here, the polarizing element 10 of the present invention is applied to each of the incident side polarizing element 10A, the outgoing pre-polarizing element 10B, and the outgoing main polarizing element 10C.

本発明の液晶プロジェクタ100では、光源ランプ(不図示)から出射される光をダイクロイックミラー(不図示)により赤色光L、緑色光L、青色光Lに分離し、それぞれの光に対応する入射側偏光素子10Aに入射させ、ついでそれぞれの入射側偏光素子10Aで偏光された光L、L、Lは液晶パネル50にて空間変調されて出射され、出射プリ偏光素子10B、出射メイン偏光素子10Cを通過した後、クロスダイクロプリズム60にて合成されて投射レンズ(不図示)から投射される構成となっている。光源ランプは高出力のものであっても強い光に対して優れた耐光特性をもち、面内の分光特性分布が均一な本発明の偏光素子10を用いているため、信頼性の高い液晶プロジェクタを実現することができる。 In the liquid crystal projector 100 of the present invention, to separate the light emitted from the light source lamp (not shown) the red light L R by the dichroic mirror (not shown), the green light L G, the blue light L B, respectively corresponding to the light The light L R , L G , and L B that is incident on the incident-side polarizing element 10A and then polarized by the respective incident-side polarizing elements 10A is spatially modulated and emitted by the liquid crystal panel 50, and is then emitted to the outgoing pre-polarizing element 10B. After passing through the outgoing main polarizing element 10C, it is synthesized by the cross dichroic prism 60 and projected from a projection lens (not shown). Since the light source lamp uses the polarizing element 10 of the present invention that has excellent light resistance against strong light and has a uniform in-plane spectral characteristic distribution even if it has a high output, a highly reliable liquid crystal projector Can be realized.

なお、本発明の偏光素子は、前記液晶プロジェクタへの適用に限定されるわけではなく、使用環境として熱を受ける偏光素子として好適である。例えば、自動車のカーナビやインパネの液晶ディスプレイの偏光素子として適用することができる。   The polarizing element of the present invention is not limited to application to the liquid crystal projector, but is suitable as a polarizing element that receives heat as a use environment. For example, the present invention can be applied as a polarizing element for a car navigation system of an automobile or a liquid crystal display of an instrument panel.

基板と紫外光との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between a board | substrate and ultraviolet light. 通常の基板端面における迷光の散乱状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the scattering state of the stray light in a normal board | substrate end surface. 本発明に係る偏光素子の製造方法における偏光素子の製造手順を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing procedure of the polarizing element in the manufacturing method of the polarizing element which concerns on this invention. 本発明で用いる基板の形状を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the shape of the board | substrate used by this invention. 本発明で用いる基板端面における迷光の散乱状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the scattering state of the stray light in the board | substrate end surface used by this invention. 本発明で用いる反射防止膜の膜構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the film | membrane structure of the antireflection film used by this invention. 干渉露光に用いる光学系の構成例(1)を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example (1) of the optical system used for interference exposure. 干渉露光に用いる光学系の構成例(2)を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example (2) of the optical system used for interference exposure. 干渉露光による干渉縞の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of the interference fringe by interference exposure. エッチング処理終了時の基板表面の凹凸状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the uneven | corrugated state of the substrate surface at the time of completion | finish of an etching process. 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製造方法により製造された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 manufactured by the manufacturing method of the polarizing element which concerns on this invention. 本発明の偏光素子を用いた液晶プロジェクタの光学エンジン部分の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the optical engine part of the liquid crystal projector using the polarizing element of this invention.

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、10,10A,10B,10C・・・偏光素子、11,11a・・・基板、12・・・反射防止層、13a・・・レジスト層、13b・・・感光層、13c・・・パターニング層、14・・・凹凸部、14a・・・凸部、14b・・・凹部、15・・・無機微粒子層、50・・・液晶パネル、60・・・クロスダイクロプリズム、100・・・液晶プロジェクタ、L1,L2・・・紫外光、p・・・無機微粒子、St,Sb・・・主面、t1,t2,t3,t4・・・端面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stage, 2 ... Target, 3 ... Beam source (ion source), 4 ... Control board 10, 10A, 10B, 10C ... Polarizing element, 11, 11a ... Substrate , 12 ... Antireflection layer, 13a ... Resist layer, 13b ... Photosensitive layer, 13c ... Patterning layer, 14 ... Concave and convex part, 14a ... Convex part, 14b ... Concave part, 15 ... inorganic fine particle layer, 50 ... liquid crystal panel, 60 ... cross dichroic prism, 100 ... liquid crystal projector, L 1, L 2 ... ultraviolet light, p ... inorganic fine particles, St, Sb ... main surface, t1, t2, t3, t4 ... end face

Claims (5)

可視光に対し透明で、対向する1対の端面それぞれを一方の主面に対して他方の主面がはみ出るような斜面とした基板を用いて、該基板の一方の主面上にレジスト層を形成し、ついで紫外光を前記レジスト層表面に対して斜めで、かつ該紫外光の光束を含む入射光束面が前記斜面とした端面に対して垂直となるように入射させて前記レジスト層について干渉露光と現像を行い、レジスト層のパターニングを行うフォトリソグラフィ工程と、
前記基板の一方の主面側をエッチングして、該一方の主面に回折格子形状の凹凸を形成するエッチング工程と、
前記凹凸の凸部の頂部または一側面部に無機微粒子層を形成する無機微粒子層形成工程と、
を有する偏光素子の製造方法。
A resist layer is formed on one main surface of the substrate by using a substrate that is transparent to visible light and has a pair of opposed end faces each having a slope with the other main surface protruding from one main surface. Then, ultraviolet light is incident on the resist layer so that the incident light is inclined with respect to the resist layer surface and an incident light beam surface including the ultraviolet light beam is perpendicular to the end surface as the inclined surface. A photolithography process for performing exposure and development and patterning the resist layer;
An etching step of etching one main surface side of the substrate to form a diffraction grating-shaped unevenness on the one main surface;
An inorganic fine particle layer forming step of forming an inorganic fine particle layer on the top or one side surface of the convex portion of the unevenness;
The manufacturing method of the polarizing element which has this.
前記端面における斜面が基板主面の垂直面となす角度φが、以下の式(1)の関係にある請求項1に記載の偏光素子の製造方法。
φ>sin−1(sinθ/n) ・・・(1)
(θ:フォトリソグラフィ工程における紫外光のレジスト層への入射角度、n:前記紫外光に対する基板の屈折率)
2. The method for manufacturing a polarizing element according to claim 1, wherein an angle φ formed by an inclined surface at the end surface and a vertical surface of the main surface of the substrate is represented by the following formula (1).
φ> sin −1 (sin θ / n) (1)
(Θ: angle of incidence of ultraviolet light on the resist layer in the photolithography process, n: refractive index of the substrate with respect to the ultraviolet light)
前記斜面に前記紫外光を吸収する層を形成する請求項1または2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 layer that absorbs the ultraviolet light is formed on the inclined surface. 前記基板の他方の主面上に、該基板の主面に垂直に入射する可視光及び斜めに入射する紫外光に対して反射防止機能を有する反射防止膜を形成する反射防止膜形成工程を有する請求項1〜3のいずれかに記載の偏光素子の製造方法。   An antireflection film forming step of forming an antireflection film having an antireflection function on visible light incident on the main surface of the substrate perpendicularly to the main surface of the substrate and ultraviolet light incident obliquely on the main surface of the substrate; The manufacturing method of the polarizing element in any one of Claims 1-3. 可視光に対し透明で、対向する1対の端面それぞれを一方の主面に対して他方の主面がはみ出るような斜面とした基板を用いて、該基板の一方の主面上にレジスト層を形成し、ついで紫外光を前記レジスト層表面に対して斜めで、かつ該紫外光の光束を含む入射光束面が前記斜面とした端面に対して垂直となるように入射させて前記レジスト層について干渉露光と現像を行い、レジスト層のパターニングを行うフォトリソグラフィ工程と、
前記基板の一方の主面側をエッチングして、該一方の主面に回折格子形状の凹凸を形成するエッチング工程と、
前記凹凸の凸部の頂部または一側面部に無機微粒子層を形成する無機微粒子層形成工程と、を有する偏光素子の製造方法により製造されてなる偏光素子。
A resist layer is formed on one main surface of the substrate by using a substrate that is transparent to visible light and has a pair of opposed end faces each having a slope with the other main surface protruding from one main surface. Then, ultraviolet light is incident on the resist layer so that the incident light is inclined with respect to the resist layer surface and an incident light beam surface including the ultraviolet light beam is perpendicular to the end surface as the inclined surface. A photolithography process for performing exposure and development and patterning the resist layer;
An etching step of etching one main surface side of the substrate to form a diffraction grating-shaped unevenness on the one main surface;
A polarizing element produced by a method for producing a polarizing element, comprising: an inorganic fine particle layer forming step of forming an inorganic fine particle layer on a top portion or one side surface portion of the convex portion of the unevenness.
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