JP2013167824A - 偏光素子、偏光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】使用帯域の光に対して透明な基板と、上記基板表面に、該基板の面内一方向に連続する凸部が使用帯域の光の波長よりも小さいピッチで複数形成された、透光性材料からなるグリッドパターンとを有し、上記凸部は、断面矩形状の基部と、上記基部の先端に形成されるテーパ面部とからなり、該テーパ面部の少なくとも一面には、無機材料からなる微粒子層が積層され、上記微粒子層は上記基部の側面よりはみださない。
【選択図】図1
Description
本発明が適用された偏光素子1は、図1(a)及び図1(b)に示すように、使用帯域の光に対して透明な基板2と、基板2の表面に透光性材料で形成されたグリッドパターン3と、グリッドパターン3の凸部10上面に形成された無機材料からなる微粒子層4とを有する。偏光素子1は、基板2上に形成された島状の無機微粒子の面内軸方向での光学異方性による光吸収率の違いを利用して所期の偏光特性を出現させる共鳴吸収型の無機偏光素子である。
凸部10のピッチP:100nm〜250nm
凸部10の下部幅W1:50nm〜200nm
凸部10の下部幅W1/凸部10のピッチP:0.55以上
凸部10の高さT:20nm〜200nm
テーパ面部10bのテーパ角度A:30°〜75°
凸部10の上部及び微粒子層4からなる上部幅W2/凸部10の下部幅W1:1.0未満
である。また、微粒子層4の膜厚は例えば100nm以下である。
次いで、偏光素子の製造方法について説明する。先ず、図3(a)に示すように、水晶等の透光性の基板2を用意する。次いで、図3(b)に示すように、基板2の表面にグリッドパターン3を形成する。グリッドパターン3の形成方法としては、例えば、グリッドパターン3に応じたレジストマスクを貼着し、露光、現像した後、エッチングを行う。このとき、異方等方性エッチングを行った後、等方性エッチングを行うことにより、断面略矩形状の基部10aと、基部10aの上部に一対のテーパが所定の角度Aで形成されたテーパ面部10bが形成される。
このような偏光素子1は、基板2の表面に形成された無機材料からなる微粒子層4が、図1(b)に示すように面内X、Y方向に関して異方的な形状を有して分布している。これらの微粒子層4は、その長軸方向(Y方向)に電磁進行方向を持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。
また、偏光素子1は、凸部10の基部10aを形成した際に、基板2の表面に凸部10間に凸部10よりも低背の突条部11が形成される。突条部11は、基板2に基部10aを形成した際に、基部10aの両側が削られることにより、凸部10間が凸部10に沿って形成されるものである。図8にグリッドパターン3のSEM画像を示す。
Claims (12)
- 使用帯域の光に対して透明な基板と、
上記基板表面に、該基板の面内一方向に連続する凸部が使用帯域の光の波長よりも小さいピッチで複数形成された、透光性材料からなるグリッドパターンとを有し、
上記凸部は、断面矩形状の基部と、上記基部の先端に形成されるテーパ面部とからなり、該テーパ面部の少なくとも一面には、無機材料からなる微粒子層が積層され、
上記微粒子層は上記基部の側面よりはみださない偏光素子。 - 上記グリッドパターンは、上記凸部間に、上記凸部と並行に連続する上記凸部よりも低背の突条部を有し、モスアイ構造が形成されている請求項1記載の偏光素子。
- 上記透光性基板及び上記グリッドパターンは、無機材料によって形成される請求項1又は請求項2に記載の偏光素子。
- 上記透光性基板及び上記グリッドパターンは、水晶又はサファイアによって形成される請求項3記載の偏光素子。
- 上記凸部のピッチに対する上記凸部の幅の比が0.55以上である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の偏光素子。
- 上記テーパ面部の角度が、30度〜75度である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の偏光素子。
- 上記凸部の幅50nm〜200nm、上記凸部の高さ20nmから200nm、上記テーパ面部の角度30度〜75度、上記凸部のピッチ100nmから250nmである請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の偏光素子。
- 上記基板は、上記グリッドパターンが形成された面と反対側の面に、入射光に対する反射成分を抑制する反射防止膜が設けられている請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の偏光素子。
- 透光性基板に、上記透光性基板の面内一方向に連続し、断面矩形状の基部及び上記基部の先端に形成されるテーパ面部とからなる凸部が使用帯域の光の波長よりも小さいピッチで複数形成されたグリッドパターンを形成する工程と、
上記テーパ面部に無機微粒子を斜め方向から積層させて、上記基部の側面よりはみださない微粒子層を形成する工程とを有する偏光素子の製造方法。 - 上記基部の高さ及び上記テーパ面部の角度に応じて、上記テーパ面部のみに上記微粒子層が形成されるように上記無機微粒子の入射角度が設定される請求項9記載の偏光素子の製造方法。
- 上記グリッドパターンは、上記凸部間に、上記凸部と並行に連続する上記凸部よりも低背の突条部を有し、モスアイ構造が形成される請求項9記載の偏光素子の製造方法。
- 異方性エッチングと等方性エッチングとを段階的に用いることにより上記凸部及び上記突条部を形成する請求項9記載の偏光素子の製造方法。
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