JP2016018143A - Optical filter, image capturing device and projector having the same - Google Patents

Optical filter, image capturing device and projector having the same

Info

Publication number
JP2016018143A
JP2016018143A JP2014142119A JP2014142119A JP2016018143A JP 2016018143 A JP2016018143 A JP 2016018143A JP 2014142119 A JP2014142119 A JP 2014142119A JP 2014142119 A JP2014142119 A JP 2014142119A JP 2016018143 A JP2016018143 A JP 2016018143A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical filter
wire grid
layer
sio
metal material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014142119A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
栄二 望月
Eiji Mochizuki
栄二 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2014142119A priority Critical patent/JP2016018143A/en
Publication of JP2016018143A publication Critical patent/JP2016018143A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical filter whose wire grid pattern having a high aspect ratio and a wire grid protection layer that shows little deterioration in optical properties are formed simultaneously, and which offers superior performance and reliability.SOLUTION: An optical filter 205 includes a transparent substrate 20 that is transparent to light of a band in use, and a polarizing filter layer 16 that is formed on the transparent substrate 20 and has a plurality of polarizer patterns 10 having different transmission/polarization axes. Each polarizer pattern 10 contains metallic material and has a top surface covered with an oxidized layer 12 made of an oxide of the metallic material and an SiOlayer 13, in the described order, and side surfaces covered with the oxidized layer 12 made of the oxide of the metal material.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、偏光を用いた光学フィルタに関する。   The present invention relates to an optical filter using polarized light.

広い波長帯域で利用できる偏光素子として、金属の細線をグレーティング状に配列された構造を持つワイヤグリッド素子が利用されている。ワイヤグリッド素子は、金属細線の高さ分の厚みがあれば機能を発現できるため薄型化が容易、無機材料を利用しているため温度変化に強い、等の特徴がある。   As a polarizing element that can be used in a wide wavelength band, a wire grid element having a structure in which fine metal wires are arranged in a grating shape is used. The wire grid element has features such that it can easily function if it has a thickness corresponding to the height of the thin metal wire, and can be easily reduced in thickness, and is resistant to temperature changes because it uses an inorganic material.

ワイヤグリッド素子は、ワイヤの配列周期によって利用できる波長範囲が決定されるため、従来は赤外線用の偏光素子として利用されていた。ところが、近年のナノ加工技術の発展により可視光領域で利用可能なワイヤグリッド素子が開発されるようになり、高温にさらされるプロジェクタ用途等への応用が検討されている。(例えば、特許文献1および2参照。)   The wire grid element has been conventionally used as a polarizing element for infrared rays because the wavelength range that can be used is determined by the arrangement period of the wires. However, wire grid elements that can be used in the visible light region have been developed due to recent developments in nano-processing technology, and application to projector applications exposed to high temperatures is being studied. (For example, see Patent Documents 1 and 2.)

特許文献1(特開2006−507517号公報)には、腐食防止のために、アルミニウムワイヤグリッドの側面に、アミノホスホネートなどの単分子膜を形成し、腐食防止効果をもたらすという報告がある。しかしながら、単分子膜形成は容易な技術ではなく、必ずしも面内に均一に形成されず、歩留まり低下が懸念される。また、単分子膜として、新たにアミノホスホネート等を利用することによる材料のコストが増加する。
また、特許文献2(特開2007−86720号公報)には、輝度画像と偏光画像が撮像可能な撮像装置が開示されてなる。その構成は、輝度画像と被写体の部分偏光の画像を同時に取得するため複数の異なる偏光主軸を有するパターン化偏光子を撮像素子に空間的に配置されている。パターン化偏光子としては、フォトニック結晶や構造複屈折波長板アレイが利用されている。
Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-507517) reports that, in order to prevent corrosion, a monomolecular film such as aminophosphonate is formed on the side surface of an aluminum wire grid to provide a corrosion prevention effect. However, the formation of a monomolecular film is not an easy technique, and it is not necessarily formed uniformly in a plane, and there is a concern that the yield may be reduced. Moreover, the cost of the material by newly using aminophosphonate etc. as a monomolecular film increases.
Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-86720) discloses an imaging apparatus capable of capturing a luminance image and a polarized image. In the configuration, a patterned polarizer having a plurality of different polarization main axes is spatially arranged in an image sensor to simultaneously acquire a luminance image and a partially polarized image of a subject. As the patterned polarizer, a photonic crystal or a structural birefringent wave plate array is used.

可視光用のワイヤグリッド素子は、例えば配列周期150nm程度で、線幅70nm程度、高さ200nm程度の矩形の断面構造が必要とされ、金属材料としては高い偏光特性が得られる純アルミニウム(Al)が用いられ、加工手段としては、主にフォトリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ等のナノレジストパターン形成技術と、異方性ドライエッチング技術が用いられている。   The visible light wire grid element requires, for example, a rectangular cross-section having an arrangement period of about 150 nm, a line width of about 70 nm, and a height of about 200 nm, and pure aluminum (Al) that provides high polarization characteristics as a metal material. As a processing means, a nanoresist pattern forming technique such as photolithography and nanoimprint lithography and an anisotropic dry etching technique are mainly used.

ところが、高性能及び高信頼性のワイヤグリッド素子を得るためには、高アスペクトのアルミニウムワイヤグリッド形状と、高信頼性を得るためのアルミニウム保護層と、の双方が必要とされ、これらの両立が問題となっていた。   However, in order to obtain a high-performance and high-reliability wire grid element, both a high aspect aluminum wire grid shape and an aluminum protective layer for obtaining high reliability are required. It was a problem.

高アスペクトのアルミニウムワイヤグリッド形状については、プロセスが簡単なレジストをマスクとしてドライエッチングでワイヤグリッドを形成する方法がある。しかしながら、レジストマスクではエッチング選択比が低く(1程度)、レジスト自体も高アスペクトに形成しなければならず、パターンニングが難しい。また、高アスペクトのレジストパターンの下のアルミニウムをエッチングしないといけないので、エッチングも難しくなる。
一方、高信頼性を得るためのAl保護層については、高アスペクトのワイヤグリッドを形成するために、SiO2等のハードマスク(選択比3程度)を用いドライエッチングする方法があるが、ワイヤグリッド形成後にアルミニウム保護層を形成する際に光学特性が劣化する等の問題があった。
As for the high aspect aluminum wire grid shape, there is a method of forming a wire grid by dry etching using a resist that is easy to process as a mask. However, the resist mask has a low etching selectivity (about 1), and the resist itself must be formed in a high aspect, which makes patterning difficult. In addition, etching is difficult because the aluminum under the high aspect resist pattern must be etched.
On the other hand, for the Al protective layer for obtaining high reliability, there is a method of dry etching using a hard mask (selectivity ratio of about 3) such as SiO 2 in order to form a high aspect wire grid. When forming the aluminum protective layer after the formation, there were problems such as deterioration of optical characteristics.

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、高アスペクトのワイヤグリッド形状の形成、及び、光学特性の劣化が少ないワイヤグリッド保護層の形成を同時に達成し、高性能かつ高信頼性の光学フィルタ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 simultaneously achieves the formation of a high aspect wire grid shape and the formation of a wire grid protective layer with little deterioration in optical properties, and has high performance. An object is to provide a highly reliable optical filter.

上記課題を解決するための本発明に係る光学フィルタは、使用帯域の光に透明な透明基板と、該透明基板上に設けられ、透過偏光軸が異なる複数の偏光子パターンを有する偏光フィルタ層と、を備える光学フィルタであって、前記偏光子パターンは金属材料を含み、当該偏光子パターンの上面は順に前記金属材料の酸化層/SiO2層で被覆されてなり、側面は前記金属材料の酸化層で被覆されてなることを特徴とする。 An optical filter according to the present invention for solving the above problems includes a transparent substrate transparent to light in a use band, a polarizing filter layer provided on the transparent substrate, and having a plurality of polarizer patterns having different transmission polarization axes, The polarizer pattern includes a metal material, and the upper surface of the polarizer pattern is sequentially covered with the oxide layer / SiO 2 layer of the metal material, and the side surfaces are oxidized of the metal material. It is characterized by being covered with a layer.

本発明によれば、高アスペクトのワイヤグリッド形状の形成、及び、光学特性の劣化が少ないワイヤグリッド保護層の形成を同時に達成し、高性能かつ高信頼性の光学フィルタを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, formation of a high aspect wire grid shape and formation of the wire grid protective layer with little degradation of an optical characteristic can be achieved simultaneously, and a high performance and highly reliable optical filter can be provided.

本発明に係る撮像装置の一実施の形態における構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure in one Embodiment of the imaging device which concerns on this invention. 本発明に係る撮像素子の一実施の形態における光学フィルタと撮像素子の配置関係を表す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing arrangement relation of an optical filter and an image sensor in one embodiment of an image sensor concerning the present invention. 図2における光学フィルタと撮像素子(画素センサ)の配置関係を表す概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view illustrating an arrangement relationship between an optical filter and an image sensor (pixel sensor) in FIG. 2. 偏光フィルタ層を構成するワイヤグリッド構造の電子顕微鏡写真(SEM写真)である。It is an electron micrograph (SEM photograph) of the wire grid structure which comprises a polarizing filter layer. 領域分割型ワイヤグリッドの構成例を模式的に示した斜視図である。(従来例)It is the perspective view which showed typically the structural example of the area | region division | segmentation type | mold wire grid. (Conventional example) 本発明に係る光学フィルタの一実施の形態におけるワイヤグリッドの構成を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the wire grid in one Embodiment of the optical filter which concerns on this invention. レジストマスクを用いた従来のワイヤグリッド作製フロー図である。It is the conventional wire grid preparation flowchart using a resist mask. SiO2マスクを用いた従来のワイヤグリッド作製フロー図である。A conventional wire grid produced flow diagram using the SiO 2 mask. 後付の保護層を用いた従来のワイヤグリッド作製フロー図である。It is the conventional wire grid preparation flowchart using a protective layer of a back attachment. SiO2マスクを用いた他の従来のワイヤグリッド作製フロー図である。It is another conventional wire grid manufacturing flowchart using a SiO 2 mask. 本発明に係る光フィルタにおけるワイヤグリッドの一実施形態の作製フロー図である。It is a preparation flowchart of one Embodiment of the wire grid in the optical filter which concerns on this invention. 作製したワイヤグリッドの光学特性を示すグラフである。It is a graph which shows the optical characteristic of the produced wire grid. 作製したワイヤグリッドの高温高湿試験(85℃−85%RH)の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the high temperature, high humidity test (85 degreeC-85% RH) of the produced wire grid. 本発明に係るプロジェクタの一実施の形態における構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure in one Embodiment of the projector which concerns on this invention. 本発明に係るプロジェクタの他の実施の形態における構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure in other embodiment of the projector which concerns on this invention.

本発明に係る光学フィルタは、使用帯域の光に透明な透明基板20と、該透明基板20上に設けられ、透過偏光軸が異なる複数の偏光子パターン10を有する偏光フィルタ層16と、を備える光学フィルタ205であって、前記偏光子パターン10は金属材料を含み、当該偏光子パターン10の上面は順に前記金属材料の酸化層12/SiO2層13で被覆されてなり(SiO2層13が表層あるいは表層側で、金属材料の酸化層12は金属材料側である)、側面は前記金属材料の酸化層12で被覆されてなることを特徴とする。
次に、本発明に係る光学フィルタ並びに該光学フィルタを備えた撮像装置およびプロジェクタについてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
The optical filter according to the present invention includes a transparent substrate 20 that is transparent to light in a use band, and a polarizing filter layer 16 that is provided on the transparent substrate 20 and has a plurality of polarizer patterns 10 having different transmission polarization axes. In the optical filter 205, the polarizer pattern 10 includes a metal material, and the upper surface of the polarizer pattern 10 is sequentially coated with the oxide layer 12 / SiO 2 layer 13 of the metal material (the SiO 2 layer 13 is formed). The oxide layer 12 of the metal material is the metal material side on the surface layer or the surface layer side), and the side surface is covered with the oxide layer 12 of the metal material.
Next, the optical filter according to the present invention and the imaging apparatus and projector including the optical filter will be described in more detail.
Although the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, various technically preferable limitations are attached thereto, but the scope of the present invention is intended to limit the present invention in the following description. Unless otherwise described, the present invention is not limited to these embodiments.

<撮像装置>
図1は本発明に係る撮像装置の一実施の形態における構成を示す概略図である。
撮像装置201は撮像レンズ204、光学フィルタ205、撮像素子206およびPWB基板207(PWB:printed wiring board)を含むセンサ基板601、信号処理部602を備える。
被検物からの光は撮像レンズ204を透過し、光学フィルタ205を透過して撮像素子206で電気信号に変換される。信号処理部602では、撮像素子206から出力される電気信号が入力され、後述する輝度情報や分光情報や偏光情報などの画像信号を生成する。そして、撮像装置201は、画像データとして、撮影した画像の画素毎の明るさ(輝度)を示すデジタル信号を、画像の水平・垂直同期信号とともに後続の出力機器(不図示)へ出力する。
<Imaging device>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
The imaging apparatus 201 includes an imaging lens 204, an optical filter 205, an imaging element 206, a sensor substrate 601 including a PWB substrate 207 (PWB: printed wiring board), and a signal processing unit 602.
Light from the test object passes through the imaging lens 204, passes through the optical filter 205, and is converted into an electrical signal by the imaging device 206. The signal processing unit 602 receives an electrical signal output from the image sensor 206 and generates an image signal such as luminance information, spectral information, and polarization information described later. Then, the imaging device 201 outputs a digital signal indicating the brightness (luminance) for each pixel of the captured image as image data to a subsequent output device (not shown) together with the horizontal / vertical synchronization signal of the image.

図2は本発明に係る撮像素子の一実施の形態における光学フィルタ205と撮像素子206の配置関係を表す拡大断面図であり、光学フィルタ205と撮像素子206とを、光透過方向に対して直交する方向から見たときの部分拡大図(破線で囲んだ領域の拡大図)である。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the positional relationship between the optical filter 205 and the image sensor 206 in an embodiment of the image sensor according to the present invention. The optical filter 205 and the image sensor 206 are orthogonal to the light transmission direction. It is the elements on larger scale when it sees from the direction to do (magnified figure of the field surrounded with a broken line).

撮像素子206は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などを用いたイメージセンサであり、その受光素子にはフォトダイオード217を用いている。フォトダイオード217は、画素ごとに2次元的にアレイ配置されており、フォトダイオード217の集光効率を上げるために、各フォトダイオード217の入射側にはマイクロレンズ216が設けられている。この撮像素子206がワイヤボンディングなどの手法によりPWB基板207に接合されてセンサ基板601が形成されている。
撮像素子206のマイクロレンズ216側の面には光学フィルタ205が近接配置される。光学フィルタ205と撮像素子206はUV接着剤で接合してもよいし、撮影に用いる有効画素範囲外をスペーサなどで支持した状態で有効画素外の四辺領域でUV接着や熱圧着してもよい。
The image sensor 206 is an image sensor using a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), or the like, and a photodiode 217 is used as the light receiving element. The photodiodes 217 are two-dimensionally arranged for each pixel, and a microlens 216 is provided on the incident side of each photodiode 217 in order to increase the light collection efficiency of the photodiodes 217. The image sensor 206 is bonded to the PWB substrate 207 by a method such as wire bonding to form a sensor substrate 601.
An optical filter 205 is disposed close to the surface of the image sensor 206 on the microlens 216 side. The optical filter 205 and the image sensor 206 may be bonded with a UV adhesive, or UV bonding or thermocompression bonding may be performed in the four-side region outside the effective pixel while the outside of the effective pixel range used for photographing is supported by a spacer or the like. .

図3は、光学フィルタ205と撮像素子206の画素の配置関係の例を示した模式図である。
光学フィルタ205は、撮像素子206上における1つのフォトダイオード217に対応するように領域に分割されている。例えば、図3における206aで示す領域に205aで示す領域が対応している。すなわち、光学フィルタ205は1画素ごとに対応した市松模様状のパターンが配置されている。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of an arrangement relationship of pixels of the optical filter 205 and the image sensor 206.
The optical filter 205 is divided into regions so as to correspond to one photodiode 217 on the image sensor 206. For example, the area indicated by 205a corresponds to the area indicated by 206a in FIG. That is, the optical filter 205 has a checkered pattern corresponding to each pixel.

光学フィルタ205と撮像素子206との間に空隙がある構成としてもよいが、光学フィルタ205を撮像素子206に密着させる構成とした方が、光学フィルタ205上の領域の境界と、撮像素子206上の領域の境界を一致させやすくなる。
領域分割された各パターンは後述する各種アプリケーションに応じて、輝度情報・偏光情報・分光情報の所謂、光の3成分を適宜調整して出力するように偏光フィルタや分光フィルタや光量調整フィルタが画素単位で形成されている。
Although there may be a configuration in which there is a gap between the optical filter 205 and the image sensor 206, the configuration in which the optical filter 205 is closely attached to the image sensor 206 and the boundary between the regions on the optical filter 205 and the image sensor 206. This makes it easier to match the boundaries of the regions.
Each of the divided patterns is provided with a polarization filter, a spectral filter, or a light amount adjustment filter so that the so-called three components of light of luminance information, polarization information, and spectral information are appropriately adjusted and output according to various applications described later. Formed in units.

なお、本実施形態では、撮像素子206としてモノクロ画像用撮像素子の例を説明するが、カラー画像用撮像素子を用いてもよい。カラー画像用撮像素子を用いる場合は、撮像素子206の各画素に付属するカラーフィルタの特性に応じて光学フィルタの各パターンの透過特性を調整すればよい。
これらの画素単位の異なる情報から、後述する各種画像が形成される。このような画像形成はカメラ内部の信号処理部602で行われる。
In the present embodiment, an example of a monochrome image pickup device will be described as the image pickup device 206, but a color image pickup device may be used. When using a color image pickup device, the transmission characteristics of each pattern of the optical filter may be adjusted in accordance with the characteristics of the color filter attached to each pixel of the image pickup device 206.
Various images described later are formed from these pieces of information different in pixel units. Such image formation is performed by a signal processing unit 602 inside the camera.

<光学フィルタ>
次に、光学フィルタ205の構成についてさらに詳細に述べる。光学フィルタ205は透明基板20を備え、この透明基板20の上にワイヤグリッド10が形成されている。また、必要に応じて透明基板20の下層には基板の反射防止(ARC;anti-reflective coating)層30が設けられていてもよい。
<Optical filter>
Next, the configuration of the optical filter 205 will be described in more detail. The optical filter 205 includes a transparent substrate 20, and the wire grid 10 is formed on the transparent substrate 20. Further, an anti-reflective coating (ARC) layer 30 may be provided below the transparent substrate 20 as necessary.

・透明基板20
透明基板20は、使用帯域の光(本実施形態では可視光域)に対して透明な材料、例えば、ガラス、サファイア、水晶などで構成されている。本実施形態では、ガラス、特に、安価で、また耐久性もある石英(屈折率1.46)やテンパックスガラス(屈折率1.51)が用いられている。
・ Transparent substrate 20
The transparent substrate 20 is made of a material that is transparent with respect to light in the use band (visible light region in the present embodiment), such as glass, sapphire, and quartz. In this embodiment, glass, particularly quartz (refractive index: 1.46) and Tempax glass (refractive index: 1.51), which are inexpensive and durable, is used.

・ワイヤグリッド10
ワイヤグリッド10は、アルミニウムの導電体線11(以下、「ワイヤ」ともいう)が特定のピッチで格子状に配列してなるものである。この導電体線11のピッチが入射光(例えば、可視光の波長400nmから800nm)に比べてかなり小さいピッチ(例えば、2分の1以下)であれば、導電体線11に対して平行に振動する電場ベクトル成分の光をほとんど反射し、導電体線11に対して垂直な電場ベクトル成分の光をほとんど透過させるため、単一偏光を作り出す偏光子パターンとして使用できる。
なお、導電体線11に用いられる金属材料としては、それぞれの金属を不動態化処理して所望の効果を奏するものであればよく、例えばCr、Al/Cr、Al、Alを含んだ積層金属等が挙げられる。これらの金属の中でも、一般的な金属材料の中で光学特性に優れているアルミニウムを用いることが好ましい。
・ Wire grid 10
The wire grid 10 is composed of aluminum conductor wires 11 (hereinafter also referred to as “wires”) arranged in a lattice pattern at a specific pitch. If the pitch of the conductor wire 11 is considerably smaller than the incident light (for example, visible light wavelength 400 nm to 800 nm) (for example, half or less), the conductor wire 11 vibrates in parallel with the conductor wire 11. Since most of the electric field vector component light is reflected and most of the electric field vector component light perpendicular to the conductor line 11 is transmitted, it can be used as a polarizer pattern for producing a single polarized light.
In addition, as a metal material used for the conductor wire 11, what is necessary is just to show the desired effect by passivating each metal, for example, the laminated metal containing Cr, Al / Cr, Al, Al Etc. Among these metals, it is preferable to use aluminum which is excellent in optical characteristics among general metal materials.

なお、ワイヤグリッド10からなる偏光子パターン(以下、単に偏光子とも称することもある。)は、ワイヤ11の断面積が増加すると消光比が増加し、更に周期幅に対する所定の幅以上のワイヤ11では透過率が減少する。また、ワイヤ11の長手方向に直交する断面形状がテーパ形状であると、広い帯域において透過率、偏光度の波長分散性が少なく、高消光比特性を示す。   In addition, the polarizer pattern (hereinafter, also simply referred to as a polarizer) composed of the wire grid 10 increases the extinction ratio as the cross-sectional area of the wire 11 increases, and further, the wire 11 having a predetermined width or more with respect to the period width. Then, the transmittance decreases. Moreover, when the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the wire 11 is a tapered shape, the wavelength dispersion of the transmittance and the polarization degree is small in a wide band, and a high extinction ratio characteristic is exhibited.

図4は偏光フィルタ層を構成するワイヤグリッド10の断面構造の電子顕微鏡写真である。偏光フィルタ層16は、ワイヤグリッド構造により、溝(凹凸構造の凹部)方向の偏光方向の光が入射したときは遮光し、溝と直交する方向の偏光方向の光が入射したときは透過する。   FIG. 4 is an electron micrograph of the cross-sectional structure of the wire grid 10 constituting the polarizing filter layer. Due to the wire grid structure, the polarizing filter layer 16 shields light when the light in the polarization direction in the direction of the groove (concave portion of the concavo-convex structure) is incident, and transmits light when the light in the direction of polarization perpendicular to the groove is incident.

本発明に係る光学フィルタは、上述した光学フィルタ205に関するものであり、ワイヤグリッド10の高アスペクト形成やワイヤグリッド10の保護層に関する。アルミニウム上面にあらかじめAl23を形成し、ついでAl23/SiO2構成を有し、そしてアルミニウム側面はAl23で被覆されてなる。
これらの本発明に係る光学フィルタの特徴について、図面を参照しながらさらに説明する。
The optical filter according to the present invention relates to the optical filter 205 described above, and relates to formation of a high aspect of the wire grid 10 and a protective layer of the wire grid 10. Al 2 O 3 is formed in advance on the upper surface of aluminum, and then has an Al 2 O 3 / SiO 2 structure, and the aluminum side surface is coated with Al 2 O 3 .
The characteristics of the optical filter according to the present invention will be further described with reference to the drawings.

図5に標準的なワイヤグリッドの製造プロセスで作製した領域分割型ワイヤグリッドの模式図(斜視図)を示している。標準的なワイヤグリッド10は、例えば、透明基板20(厚さ0.6mm)上にワイヤグリッド10となるアルミニウム(以降、Al)膜200nmをスパッタリング等で成膜した後、レジストにてナノパターン(周期は150nm)を形成する。次に、形成されたレジストパターンをマスクとして、塩素系のガスを用いて、Al膜の異方性ドライエッチングを行い、ワイヤグリッド10が形成される。
なお、以降の断面図の説明においては、図5におけるA−A’線部について示している。
FIG. 5 shows a schematic diagram (perspective view) of a region-divided wire grid manufactured by a standard wire grid manufacturing process. The standard wire grid 10 is formed, for example, by forming an aluminum (hereinafter referred to as Al) film 200 nm to be the wire grid 10 on the transparent substrate 20 (thickness 0.6 mm) by sputtering or the like, and then forming a nanopattern ( The period is 150 nm). Next, using the formed resist pattern as a mask, anisotropic dry etching of the Al film is performed using chlorine-based gas to form the wire grid 10.
In the following description of the cross-sectional views, the AA ′ line portion in FIG. 5 is shown.

図6は、本発明に係る光学フィルタの一実施の形態におけるワイヤグリッドの構成を示す断面模式図である。図示の如く、本実施形態においてはワイヤグリッド10の上部を舌から順にアルミニウム酸化物(以降、Al23)と珪素酸化物(以降、SiO2)、側面をAl23で被覆した構成のワイヤグリッドとなっている。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the wire grid in one embodiment of the optical filter according to the present invention. As shown in the drawing, in this embodiment, the upper part of the wire grid 10 is coated with aluminum oxide (hereinafter referred to as Al 2 O 3 ) and silicon oxide (hereinafter referred to as SiO 2 ) and the side surfaces with Al 2 O 3 in order from the tongue. It is a wire grid.

図5に示す標準的なワイヤグリッドの製造プロセスと異なり、Al膜をドライエッチングするマスクとして、レジストではなくSiO2を用いている。SiO2を用いることにより、高アスペクトのワイヤグリッドを形成することができる。また、SiO2を形成する前にあらかじめAl23を形成しておくことを特徴としている。Al側面のAl23に関しては、Alのドライエッチング工程と連続して、エッチング箇所を大気にさらす前に酸素プラズマなどの簡易なプロセスにより緻密な膜が形成できる。
以上により、透明基板20上のAl(ワイヤ11)は外周を防湿性の高いAl23(保護層12)で保護された構成(さらにSiO2膜13を有する)のワイヤグリッド10を有する偏光フィルタ層16となっている。
Unlike the standard wire grid manufacturing process shown in FIG. 5, SiO 2 is used instead of a resist as a mask for dry etching the Al film. By using SiO 2 , a high aspect wire grid can be formed. Further, it is characterized in that Al 2 O 3 is formed in advance before forming SiO 2 . Concerning the Al 2 O 3 on the Al side surface, a dense film can be formed by a simple process such as oxygen plasma before exposing the etched portion to the atmosphere continuously with the Al dry etching step.
As described above, the Al (wire 11) on the transparent substrate 20 is polarized light having the wire grid 10 having a configuration (further including the SiO 2 film 13) whose outer periphery is protected by Al 2 O 3 (protective layer 12) having high moisture resistance. A filter layer 16 is formed.

(従来の作製フロー)
ついで、本発明に係る光学フィルタの作製フローを説明するに先立ち、従来の光学フィルタの作製フローについて説明する。
図7は、レジストマスクを用いた従来のワイヤグリッドの作製フロー図である。
透明基板20上に蒸着やスパッタリングによりAl膜(ワイヤ11のもととなるものであり、図中においては説明の便宜のため符号11で示す)を成膜した後、フォトリソグラフィやインプリント法によりレジストパターンを形成する。図7に示す例では樹脂を用いたレジストパターン11aを形成した。
その後、塩素系のガスを用いて、Al膜の異方性ドライエッチングを行い、ワイヤグリッド10を形成する。最後に、ALD(Atomic Layer Deposition)法等によりAl23等の保護層12を形成している。
(Conventional manufacturing flow)
Next, prior to explaining the production flow of the optical filter according to the present invention, the production flow of the conventional optical filter will be explained.
FIG. 7 is a manufacturing flow diagram of a conventional wire grid using a resist mask.
After depositing an Al film (which is the source of the wire 11 and indicated by reference numeral 11 in the figure for convenience of explanation) on the transparent substrate 20 by vapor deposition or sputtering, the film is formed by photolithography or imprinting. A resist pattern is formed. In the example shown in FIG. 7, a resist pattern 11a using a resin is formed.
Thereafter, anisotropic dry etching of the Al film is performed using chlorine-based gas to form the wire grid 10. Finally, a protective layer 12 such as Al 2 O 3 is formed by an ALD (Atomic Layer Deposition) method or the like.

しかしながら、この従来の方法では高アスペクトのワイヤグリッドを形成することが難しい。レジストマスクではエッチング選択比が低く(1程度)、レジスト自体も高アスペクトに形成しなければならず、パターンニングが難しい。また、高アスペクトのレジストパターンの下のAlをエッチングしないといけないので、マイクロローディング効果によりエッチングも難しくなるためである。また、後付の保護層12の形成では、ワイヤグリッド10のワイヤ11間における透明基板20上にも保護層12が形成されてしまうために透過率が低下するという光学特性の劣化が起きる。なお、後付の保護層12をAlの熱酸化やプラズマ酸化で行えば保護層12由来の光学特性の劣化については防ぐことができるが、前述の高アスペクト形成が困難という問題は残ったままである。   However, it is difficult to form a high aspect wire grid by this conventional method. The resist mask has a low etching selection ratio (about 1), the resist itself must be formed in a high aspect, and patterning is difficult. In addition, since Al under the high aspect resist pattern must be etched, etching becomes difficult due to the microloading effect. In addition, when the protective layer 12 is formed later, the protective layer 12 is also formed on the transparent substrate 20 between the wires 11 of the wire grid 10, so that optical characteristics are deteriorated such that the transmittance is reduced. In addition, although the deterioration of the optical characteristics derived from the protective layer 12 can be prevented by performing the retrofitting protective layer 12 by thermal oxidation or plasma oxidation of Al, the problem that the high aspect formation described above remains difficult remains. .

さらに、図8に図7とは別の従来のワイヤグリッド作製フロー図(SiO2マスク)を示す。図8はSiO2マスク(SiO2層13のもととなるものであり、図中においては説明の便宜のため符号13で示す)を用いた従来のワイヤグリッド作製フロー図である。 Further, FIG. 8 shows a conventional wire grid manufacturing flow diagram (SiO 2 mask) different from FIG. FIG. 8 is a flowchart for manufacturing a conventional wire grid using a SiO 2 mask (which is the basis of the SiO 2 layer 13 and is indicated by reference numeral 13 in the figure for convenience of explanation).

図8に示すSiO2マスクを用いたワイヤグリッド作製フローの場合、透明基板20上に蒸着やスパッタリングによりAl膜(11)、SiO2膜(13)を成膜した後、フォトリソグラフィやインプリント法により樹脂を用いたレジストパターン11aを形成する。
その後、フッ素系のガスを用いて、SiO2膜(13)の異方性ドライエッチングを行い、パターンを転写した後、塩素系のガスを用いて、Al膜(11)の異方性ドライエッチングを行い、ワイヤグリッド11を形成する。
最後に、熱酸化やプラズマ酸化等によりAl23等の保護層12を形成している。SiO2等のハードマスク(選択比3程度)を用いドライエッチングすれば、Al厚200nm、アスペクト比3以上の高アスペクトも形成可能である。
In the case of the wire grid manufacturing flow using the SiO 2 mask shown in FIG. 8, after the Al film (11) and the SiO 2 film (13) are formed on the transparent substrate 20 by vapor deposition or sputtering, photolithography or imprinting is performed. Thus, a resist pattern 11a using a resin is formed.
Thereafter, anisotropic dry etching of the SiO 2 film (13) is performed using fluorine-based gas, the pattern is transferred, and then anisotropic dry etching of the Al film (11) is performed using chlorine-based gas. To form the wire grid 11.
Finally, a protective layer 12 such as Al 2 O 3 is formed by thermal oxidation or plasma oxidation. If dry etching is performed using a hard mask (selectivity ratio of about 3) such as SiO 2, a high aspect ratio with an Al thickness of 200 nm and an aspect ratio of 3 or more can be formed.

しかしながら、Al膜(11)上面にはSiO2膜(13)しか存在しないので、上面の防湿性が良くないためにAlが腐食する可能性がある。また、高温に曝された場合、SiO2膜(13)の熱膨張係数が小さいために、Alが膨張して破裂、破損する可能性がある。Al、Al23、SiO2の熱膨張係数はそれぞれ、23、7.2、0.52(×10-6/℃)であり、SiO2の熱膨張係数が小さい。 However, since only the SiO 2 film (13) exists on the upper surface of the Al film (11), the moisture resistance of the upper surface is not good, and Al may corrode. Further, when exposed to a high temperature, the SiO 2 film (13) has a small coefficient of thermal expansion, so that Al may expand and break or break. The thermal expansion coefficients of Al, Al 2 O 3 and SiO 2 are 23, 7.2 and 0.52 (× 10 −6 / ° C.), respectively, and the thermal expansion coefficient of SiO 2 is small.

一方、図9は図7及び図8とは別の従来のワイヤグリッド作製フロー図(後付の保護層12によるマスク)である。図9は後付の保護層12を用いた従来のワイヤグリッド作製フロー図である。
なお、図8に示す(0)基板受入れ、ARCから(3)SiO2エッチングまで、即ち、(0)基板受入れ、ARC、(1)成膜、(2)パターニング及び(3)SiO2エッチングの工程は、図9に示すワイヤグリッド作製フローにおいても同一であるため、図9においては図示を省略した。
図9に示す例では、(4)Alエッチングした後に、最後にALD法等によりAl23等の保護層12を形成している。このように保護層12を形成した場合は、防湿性は向上するが、前述のワイヤ11間に存在する保護層12の影響による光学特性(透過率)の劣化や、耐熱性の問題は残る。
On the other hand, FIG. 9 is a flow chart for producing a conventional wire grid (a mask with a protective layer 12 attached later) different from FIGS. FIG. 9 is a flow chart for manufacturing a conventional wire grid using the protective layer 12 attached later.
In addition, (0) substrate acceptance and ARC to (3) SiO 2 etching shown in FIG. 8, that is, (0) substrate acceptance, ARC, (1) film formation, (2) patterning, and (3) SiO 2 etching Since the process is the same in the wire grid manufacturing flow shown in FIG. 9, the illustration is omitted in FIG.
In the example shown in FIG. 9, after (4) Al etching, a protective layer 12 such as Al 2 O 3 is finally formed by an ALD method or the like. In the case where the protective layer 12 is formed in this way, the moisture proof property is improved, but the deterioration of the optical characteristics (transmittance) due to the influence of the protective layer 12 existing between the wires 11 and the problem of heat resistance remain.

図10は図7〜図9とは別の従来のワイヤグリッド作製フロー図(マスクSiO2除去)である。図10はSiO2マスク(SiO2層13のもととなるものであり、図中においては説明の便宜のため符号13で示す)を用いた他の従来のワイヤグリッド作製フロー図である。
なお、図10においても図9と同様に、(0)基板受入れ、ARCから(3)SiO2エッチングまでの工程は図8と同一であるため、図10においては図示を省略した。
FIG. 10 is a flowchart of manufacturing a conventional wire grid (mask SiO 2 removal) different from those shown in FIGS. FIG. 10 is another conventional wire grid fabrication flow diagram using an SiO 2 mask (which is the basis of the SiO 2 layer 13 and is indicated by reference numeral 13 in the figure for convenience of explanation).
10, the process from (0) substrate reception and ARC to (3) SiO 2 etching is the same as that in FIG.

図10に示す従来の例では、(4)Alエッチングした後に残存したSiO2マスクを除去したあと、最後に、ALD法等によりAl23等の保護層12を全面にわたり形成している。このように保護層12を形成した場合は、防湿性、耐熱性は向上するが、前述の光学特性(透過率)の劣化の問題は残る。特に、(5)SiO2除去で基板にくぼみ(図中破線円)が発生し、光の屈折、散乱により、さらに透過率が低下してしまう問題が発生する。 In the conventional example shown in FIG. 10, (4) after removing the SiO 2 mask remaining after the Al etching, a protective layer 12 such as Al 2 O 3 is formed over the entire surface by ALD or the like. When the protective layer 12 is formed in this way, the moisture resistance and heat resistance are improved, but the above-described problem of deterioration of optical characteristics (transmittance) remains. In particular, (5) the removal of SiO 2 causes a depression (broken circle in the figure), and the transmittance is further lowered due to light refraction and scattering.

(本発明に係る光フィルタの作製フロー)
以上、従来のワイヤグリッド作製フローについて説明したが、ついで本発明に係る光フィルタにおけるワイヤグリッドの作製フローの一例について説明する。
図11に本発明に係る光フィルタにおけるワイヤグリッドの一実施形態の作製フロー図を示している。図8に示した従来例と似ている部分もあるが、本実施形態における大きな違いは図11中の(1)における成膜工程で、意図的にAl(11)、SiO2(13)間にAl23(12)を介在させている点である。
(Production flow of optical filter according to the present invention)
The conventional wire grid manufacturing flow has been described above. Next, an example of the wire grid manufacturing flow in the optical filter according to the present invention will be described.
FIG. 11 shows a flow chart for producing an embodiment of a wire grid in the optical filter according to the present invention. Although there is a part similar to the conventional example shown in FIG. 8, the major difference in the present embodiment is the film forming process in (1) in FIG. 11, intentionally between Al (11) and SiO 2 (13). The point is that Al 2 O 3 (12) is interposed.

通常のマルチチャンバー方式のスパッタリング装置等により(すなわち従来の方式により)、Al、SiO2を連続成膜すると大気中に曝されることがないので、Al、SiO2間には自然酸化膜(Al23)すら介在しない。
そこで、本実施形態では成膜時にはAl成膜後に一度大気に曝し、自然酸化膜(Al23)を確実に形成することが望ましい。しかしながら、自然酸化膜は2〜3nm程度が形成されるのみなので、大気に曝すことに代えて或いはこれに加えて熱酸化やプラズマ酸化等により5nm以上のAl23層を形成することがより望ましい。防湿性の高いAl23を全面に安定的に備え、より信頼性が向上する。
また、Al側面もAl23層を5nm以上形成することがより望ましい。Al側面も熱酸化やプラズマ酸化等により形成することができる。
The sputtering apparatus or the like of the conventional multi-chamber system (i.e. the conventional method), Al, since there is no exposure to the atmosphere when the SiO 2 are successively formed, Al, natural oxide film between SiO 2 (Al 2 O 3 ) Not even interposed.
Therefore, in the present embodiment, it is desirable that the natural oxide film (Al 2 O 3 ) is reliably formed by exposing to the atmosphere once after the Al film formation. However, since the natural oxide film is only formed to have a thickness of about 2 to 3 nm, it is more preferable to form an Al 2 O 3 layer of 5 nm or more by thermal oxidation or plasma oxidation instead of or in addition to exposure to the atmosphere. desirable. Highly moisture-proof Al 2 O 3 is stably provided on the entire surface, and the reliability is further improved.
Further, it is more desirable to form an Al 2 O 3 layer of 5 nm or more on the Al side surface. The Al side surface can also be formed by thermal oxidation or plasma oxidation.

ワイヤグリッド10のワイヤ11上面におけるAl23層の厚さは前述の如く2nm以上が好ましく、5nm以上がより好ましく、15nm以下が望ましい。厚すぎる場合は後工程でのAlエッチングで、エッチングの阻害要因になる場合がある。
また、ワイヤグリッド10のワイヤ11側面におけるAl23層の厚さはワイヤ11上面と同様に2nm以上が好ましく、5nm以上がより好ましく、15nm以下が望ましい。厚すぎる場合は、Alの体積が減り、偏光特性が劣化してきてしまう場合がある。
As described above, the thickness of the Al 2 O 3 layer on the upper surface of the wires 11 of the wire grid 10 is preferably 2 nm or more, more preferably 5 nm or more, and preferably 15 nm or less. If it is too thick, Al etching in a later process may cause an etching inhibition factor.
Further, the thickness of the Al 2 O 3 layer on the side surface of the wire 11 of the wire grid 10 is preferably 2 nm or more, more preferably 5 nm or more, and preferably 15 nm or less, like the upper surface of the wire 11. If it is too thick, the volume of Al may decrease and the polarization characteristics may deteriorate.

以上のような方法で作製したワイヤグリッドは、高アスペクト形状と高信頼性を両立できる構造となっている。   The wire grid produced by the method as described above has a structure that can achieve both a high aspect shape and high reliability.

図12には上記の実施形態で作製したワイヤグリッドの光学特性を示す。本実施形態で作製することにより、波長550nm時には、TM透過率88.0%、消光比(TM/TE)2481と、高透過率かつ高コントラスト(消光比)の特性をもつワイヤグリッドを得ることができる。   FIG. 12 shows the optical characteristics of the wire grid produced in the above embodiment. By manufacturing in this embodiment, a wire grid having TM transmittance of 88.0%, extinction ratio (TM / TE) 2481, and high transmittance and high contrast (extinction ratio) at a wavelength of 550 nm is obtained. Can do.

図13には上記の実施形態で作製したワイヤグリッドの高温高湿試験(85℃−85%RH)の結果を示す。高温高湿試験前と1000時間後ではTM透過率の変動は1%程度(波長550nm時)とほとんど劣化は見られなかった。車載規格である高温高湿試験(85℃−85%RH、1000h)もクリアできるので、市場の大きい車載用途へも使用できる高性能で高信頼性の撮像装置を得ることができる。
また、耐熱性に関しては、高温時(200℃以上)の破裂、破損を抑えることができ、250℃まで何ら問題を生じない高い耐熱性を有する。
FIG. 13 shows the results of the high-temperature and high-humidity test (85 ° C.-85% RH) of the wire grid produced in the above embodiment. Before the high-temperature and high-humidity test and after 1000 hours, the TM transmittance fluctuated about 1% (at a wavelength of 550 nm) with almost no deterioration. Since the high-temperature and high-humidity test (85 ° C.-85% RH, 1000 h), which is an in-vehicle standard, can be cleared, a high-performance and highly reliable imaging device that can be used for in-vehicle applications with a large market can be obtained.
In addition, regarding heat resistance, rupture and breakage at high temperatures (200 ° C. or higher) can be suppressed, and high heat resistance does not cause any problem up to 250 ° C.

また、上記した光学フィルタはプロジェクタにも用いることができ、プロジェクタ等の光源近傍に備えても問題ない耐熱性を有する。光学フィルタを除くプロジェクタの構成については周知慣用のものを用いることができ、これに上述した本発明の光学フィルタを適用すればよい。   The optical filter described above can also be used in a projector, and has heat resistance that does not cause a problem even if it is provided in the vicinity of a light source such as a projector. As the configuration of the projector excluding the optical filter, a well-known and conventional one can be used, and the above-described optical filter of the present invention may be applied thereto.

以下にプロジェクタについて具体例を挙げて説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
図14のように、本発明の光学フィルタを備えるプロジェクタ(投射装置)には、画像形成素子1107への照明光源1101が用いられる。
照明光源1101としては、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、LEDなどが用いられる。高効率な照明効率を得られるように通常は照明光学系を搭載する。
The projector will be described below with specific examples, but the present invention is not limited to this.
As shown in FIG. 14, an illumination light source 1101 for the image forming element 1107 is used in a projector (projection apparatus) including the optical filter of the present invention.
As the illumination light source 1101, a halogen lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, an LED, or the like is used. Usually, an illumination optical system is mounted so that high illumination efficiency can be obtained.

照明光学系の具体例としては、光源1101近傍に配置されたリフレクター1102(光源1101と一体となっている)や、このリフレクター1102により反射されて指向性を持った光束をインテグレータ光学系といわれる照度均一化手段1105(偏光変換素子1104を備える)で画像形成素子1107面上へと均一に照明分布を得られるようにした光学系を搭載してもよいし、カラーホイール1106を用いて照明光をカラー化してそれと同期して画像形成素子1107の画像をコントロールすることによりカラー画像を投射できるようにしてもよい。
なお、本発明に係るプロジェクタでは、偏光変換素子1104に上記した本発明に係る光学フィルタを用いるものである。
Specific examples of the illumination optical system include a reflector 1102 disposed in the vicinity of the light source 1101 (integrated with the light source 1101), and a luminous flux reflected by the reflector 1102 and having directivity as an integrator optical system. An optical system that can obtain a uniform illumination distribution on the surface of the image forming element 1107 by the uniformizing means 1105 (comprising the polarization conversion element 1104) may be mounted, or the illumination light is emitted using the color wheel 1106. A color image may be projected by colorizing and controlling the image of the image forming element 1107 in synchronization therewith.
In the projector according to the present invention, the above-described optical filter according to the present invention is used for the polarization conversion element 1104.

反射型タイプの液晶画像形成素子を用いる場合は、PBSと組み合わせた照明光路と投射光路の偏光分離手段1108を用いるなどでより効率よい照明が可能となる。また、DMDパネルを搭載する場合は、全反射プリズムを使った光路分離などが採用される。
このように、ライトバルブの種類に応じて適切な光学系を採用すればよい。
When a reflection type liquid crystal image forming element is used, more efficient illumination can be achieved by using a polarization separation means 1108 of an illumination optical path combined with PBS and a projection optical path. When a DMD panel is mounted, optical path separation using a total reflection prism is employed.
Thus, an appropriate optical system may be employed according to the type of light valve.

なお、図15のように画像形成素子1207を、赤、緑、青等の複数枚用いて、照明光を色分離手段1206により分離された各色の照明光を当てて、色合成手段1209により合成された光を投射光学系1210に入射させることによりスクリーン1211上にカラー画像を投射することができることは言うまでもない。   As shown in FIG. 15, a plurality of image forming elements 1207 such as red, green, and blue are used, and the illumination light is applied to the illumination light of each color separated by the color separation unit 1206 and synthesized by the color synthesis unit 1209. It goes without saying that a color image can be projected on the screen 1211 by making the emitted light incident on the projection optical system 1210.

以上説明した本発明によれば下記(1)〜(5)の効果を奏する。
(1)高性能(透過率の低下を抑えつつ、高コントラスト)の光学特性をもち、信頼性(高温、高温高湿)の高い偏光子が得られる。すなわち、上面にAlのエッチングマスクとしてSiO2を備え、高アスペクトの偏光子を形成でき、高性能(透過率の低下を抑えつつ、高コントラスト)の光学特性を得られる。これは、あらかじめAlの上面とSiO2の間にAl23を備えているので、最終的にエッチングマスクであるSiO2を除去する必要もないので、光学特性の劣化を抑えられる。また、上面と側面にAl23を備えことにより、信頼性(高温、高温高湿に対して)の高い偏光子となる。
According to the present invention described above, the following effects (1) to (5) are obtained.
(1) A polarizer having high performance (high contrast while suppressing a reduction in transmittance) and high reliability (high temperature, high temperature and high humidity) can be obtained. In other words, SiO 2 is provided as an Al etching mask on the upper surface, a high aspect polarizer can be formed, and high performance (high contrast while suppressing a decrease in transmittance) can be obtained. This is because Al 2 O 3 is previously provided between the upper surface of Al and SiO 2 , so that it is not necessary to finally remove SiO 2 that is an etching mask, so that deterioration of optical characteristics can be suppressed. Further, by providing Al 2 O 3 on the upper surface and side surfaces, a highly reliable polarizer (with respect to high temperature, high temperature and high humidity) can be obtained.

(2)Al上部のAl23を自然酸化膜厚(2〜3nm)よりも厚く形成することにより、より信頼性が向上する。すなわち、Alの上面のAl23を自然酸化膜厚(2〜3nm)よりも意図的に厚く形成することにより、防湿性の高いAl23を全面に安定的に備え、より信頼性が向上する。 (2) The reliability is further improved by forming Al 2 O 3 on the Al to be thicker than the natural oxide film thickness ( 2 to 3 nm). That is, Al 2 O 3 on the upper surface of Al is intentionally formed to be thicker than the natural oxide film thickness ( 2 to 3 nm), so that Al 2 O 3 with high moisture resistance can be stably provided on the entire surface and more reliable. Will improve.

(3)Al側面のAl23は、側面にのみ選択的に形成できるので、光学特性の劣化が少ない。また、緻密なAl23膜が形成できるので、より信頼性が向上する。すなわち、Alの側面のAl23は、プラズマ酸化により形成することにより側面にのみ選択的に形成できるので、光学特性の劣化が少ない。また、プラズマ酸化は偏光子のAlを材料として形成しているので、緻密なAl23膜が形成できるので、より信頼性が向上する。 (3) Since Al 2 O 3 on the Al side surface can be selectively formed only on the side surface, there is little deterioration in optical characteristics. Moreover, since a dense Al 2 O 3 film can be formed, the reliability is further improved. That is, Al 2 O 3 on the side surface of Al can be selectively formed only on the side surface by being formed by plasma oxidation, so that there is little deterioration in optical characteristics. In addition, since plasma oxidation is performed using Al of the polarizer as a material, a dense Al 2 O 3 film can be formed, so that reliability is further improved.

(4)高性能で高信頼性の撮像装置を得ることができる。すなわち、車載規格である高温高湿試験(85℃−85%RH、1000h)もクリアできるので、市場の大きい車載用途へも使用できる高性能で高信頼性の撮像装置を得ることができる。 (4) A high-performance and highly reliable imaging device can be obtained. That is, since the high-temperature and high-humidity test (85 ° C.-85% RH, 1000 h), which is a vehicle-mounted standard, can be cleared, it is possible to obtain a high-performance and highly reliable imaging device that can be used for a large vehicle-mounted application.

(5)プロジェクタ等の光源近傍に備えても問題ない耐熱性を有する。すなわち、Al上面にSiO2のみでなく、Al23を介在しているので、Alとの熱膨張係数が近くなり、高温時の破裂、破損を抑えることができ、高い耐熱性を有する。 (5) It has heat resistance with no problem even if it is provided near the light source such as a projector. That is, since not only SiO 2 but also Al 2 O 3 is interposed on the upper surface of Al, the coefficient of thermal expansion with Al becomes close, rupture and breakage at high temperatures can be suppressed, and high heat resistance is achieved.

10 ワイヤグリッド
11 導電体線(ワイヤ)
11a レジストパターン
12 保護層(Al23層)
13 SiO2
20 透明基板
30 反射防止(ARC)層
204 撮像レンズ
205 光学フィルタ
206 撮像素子
601 センサ基板
602 信号処理部
1101 光源
1102 リフレクター
1103 リレーレンズ
1104 偏光変換素子
1105 照明均一化手段
1106 カラーホイール
1107 画像形成素子
1108 偏光分離手段
1109 投射光学系
1110 スクリーン
1201 光源
1202 リフレクター
1203 リレーレンズ
1204 偏光変換素子
1205 照明均一化手段
1206 色分離手段
1207 画像形成素子
1208 偏光分離手段
1209 色合成手段
1210 投射光学系
1211 スクリーン
10 Wire Grid 11 Conductor Wire (Wire)
11a resist pattern 12 protective layer (Al 2 O 3 layer)
13 SiO 2 layer 20 Transparent substrate 30 Antireflection (ARC) layer 204 Imaging lens 205 Optical filter 206 Imaging element 601 Sensor substrate 602 Signal processing unit 1101 Light source 1102 Reflector 1103 Relay lens 1104 Polarization conversion element 1105 Illumination uniformizing means 1106 Color wheel 1107 Image forming element 1108 Polarization separating means 1109 Projection optical system 1110 Screen 1201 Light source 1202 Reflector 1203 Relay lens 1204 Polarization converting element 1205 Illumination uniformizing means 1206 Color separating means 1207 Image forming element 1208 Polarization separating means 1209 Color combining means 1210 Projecting optical system 1211 screen

特開2006−507517号公報JP 2006-507517 A 特開2007−86720号公報JP 2007-86720 A

Claims (6)

使用帯域の光に透明な透明基板と、該透明基板上に設けられ、透過偏光軸が異なる複数の偏光子パターンを有する偏光フィルタ層と、を備える光学フィルタであって、
前記偏光子パターンは金属材料を含み、当該偏光子パターンの上面は順に前記金属材料の酸化層/SiO2層で被覆されてなり、側面は前記金属材料の酸化層で被覆されてなることを特徴とする光学フィルタ。
An optical filter comprising a transparent substrate transparent to light in a use band, and a polarizing filter layer provided on the transparent substrate and having a plurality of polarizer patterns having different transmission polarization axes,
The polarizer pattern includes a metal material, and an upper surface of the polarizer pattern is sequentially covered with an oxide layer / SiO 2 layer of the metal material, and a side surface is covered with an oxide layer of the metal material. An optical filter.
前記金属材料は、アルミニウムであることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the metal material is aluminum. 前記上面の金属材料の酸化層の厚さは5nm以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the oxide layer of the metal material on the upper surface is 5 nm or more. 前記側面の金属材料の酸化層は、プラズマ酸化により形成されてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the oxide layer of the metal material on the side surface is formed by plasma oxidation. 撮像レンズと、撮像素子と、前記撮像レンズ及び前記撮像素子の間に設けられた光学フィルタと、を具備する撮像装置において、
前記光学フィルタは、請求項1乃至4のいずれかに記載の光学フィルタであることを特徴とする撮像装置。
In an imaging apparatus comprising an imaging lens, an imaging element, and an optical filter provided between the imaging lens and the imaging element,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the optical filter is an optical filter according to claim 1.
請求項1乃至4のいずれかに記載の光学フィルタを備えることを特徴とするプロジェクタ。   A projector comprising the optical filter according to claim 1.
JP2014142119A 2014-07-10 2014-07-10 Optical filter, image capturing device and projector having the same Pending JP2016018143A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014142119A JP2016018143A (en) 2014-07-10 2014-07-10 Optical filter, image capturing device and projector having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014142119A JP2016018143A (en) 2014-07-10 2014-07-10 Optical filter, image capturing device and projector having the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016018143A true JP2016018143A (en) 2016-02-01

Family

ID=55233389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014142119A Pending JP2016018143A (en) 2014-07-10 2014-07-10 Optical filter, image capturing device and projector having the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016018143A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018040144A1 (en) * 2016-08-29 2018-03-08 武汉华星光电技术有限公司 Display device and filter thereof
JP2020118743A (en) * 2019-01-21 2020-08-06 セイコーエプソン株式会社 Method for manufacturing polarizing element
US11346990B2 (en) 2018-10-02 2022-05-31 Seiko Epson Corporation Polarizing element, liquid crystal apparatus and electronic apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018040144A1 (en) * 2016-08-29 2018-03-08 武汉华星光电技术有限公司 Display device and filter thereof
US10146082B2 (en) 2016-08-29 2018-12-04 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Display devices and the color filters thereof
US11346990B2 (en) 2018-10-02 2022-05-31 Seiko Epson Corporation Polarizing element, liquid crystal apparatus and electronic apparatus
JP2020118743A (en) * 2019-01-21 2020-08-06 セイコーエプソン株式会社 Method for manufacturing polarizing element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5796522B2 (en) Polarizing element and manufacturing method of polarizing element
US9659986B2 (en) Two-dimensional solid-state image capture device with polarization member and color filter for sub-pixel regions and polarization-light data processing method therefor
TWI485435B (en) A solid-state imaging device, a solid-state imaging device, a camera device, and a ampling element
KR102633229B1 (en) Imaging device and method of manufacturing the imaging device, imaging device, and method of manufacturing the imaging device
JP2015106149A (en) Optical filter, imaging device including the optical filter, and method for manufacturing optical filter
JP5332996B2 (en) Multilayer optical filter, solid-state imaging device, imaging device, display device, communication device
JP2009031392A (en) Wire-grid type polarizing element, method for manufacturing the same, liquid crystal device, and projection display device
TW201403802A (en) Image pickup element, image pickup device, and manufacturing device and method
JP2010210705A (en) Polarizing element and method of manufacturing the same, projection type display device, liquid crystal device, and electronic device
JP2017037158A (en) Optical element, manufacturing method for optical element, and electronic apparatus
JP4506678B2 (en) Prism optical system and imaging device
JP2009266900A (en) Solid-state image sensor
JP2008135551A (en) Solid-state image sensing device
JP2016018143A (en) Optical filter, image capturing device and projector having the same
JP3733296B2 (en) Imaging optical system and imaging apparatus
US20140284455A1 (en) Solid-state imaging element, imaging device, and signal processing method
US9179114B2 (en) Solid-state image sensor
JP2019113723A (en) Wire grid polarization element, method for manufacturing wire grid polarization element, and electronic apparatus
JP2012189773A (en) Polarization element
JP2016024419A (en) Wire grid polarizer, polarized image pickup device, and projector
JP2014077972A (en) Optical filter, image capturing device having the same, and manufacturing method for optical filter
US11346990B2 (en) Polarizing element, liquid crystal apparatus and electronic apparatus
JP2008258367A (en) Solid-state image pickup device, solid-state image pickup apparatus, and its manufacturing method
JP2008042797A (en) Solid-state imaging element cover and imaging device
JP2018141994A (en) Polarization element, liquid crystal projector, and manufacturing method for polarization element