JP2016024419A - Wire grid polarizer, polarized image pickup device, and projector - Google Patents

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Yasuhiro Sato
康弘 佐藤
瑞季 新川
Mizuki Shinkawa
瑞季 新川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire grid polarizer that can inexpensively prevent enlarging of an area where metal thin wires in the wire grid polarizer are oxidized and that can suppress degradation in optical performances by an oxidized region.SOLUTION: The wire grid polarizer includes a substrate, a plurality of metal thin wires arranged in a grid pattern on the substrate, and a protective film covering the metal thin wires. Each metal thin wire is broken at least at one portion thereof. When a grid direction is referred to the axial direction of the metal thin wire, the metal thin wire is preferably divided into a plurality of pieces in the grid direction.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、ワイヤーグリッド偏光子、偏光画像撮像装置及びプロジェクターに関する。   The present invention relates to a wire grid polarizer, a polarization imaging device, and a projector.

広い波長帯域で利用できる偏光素子として、金属の細線がグレーティング状に配列された構造を持つワイヤーグリッド偏光子が利用されている。ワイヤーグリッド偏光子は、無機材料を利用しているため温度変化に強い、金属細線の高さ分の厚み(200nm程度)があれば機能を発現できるため薄型化が容易、等の特徴がある。
ワイヤーグリッド偏光子はワイヤーのワイヤーグリッド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。近年、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ーグリッド素子が開発されるようになり、特にガラス基板上に形成したワイヤーグリッドは無機材料で構成されている。このため耐熱性が高く、高温にさらされるプロジェクター用途等への応用が検討されている。
As a polarizing element that can be used in a wide wavelength band, a wire grid polarizer having a structure in which thin metal wires are arranged in a grating shape is used. The wire grid polarizer is characterized by being resistant to temperature changes because of the use of an inorganic material, and having a thickness equivalent to the height of a thin metal wire (about 200 nm), so that the function can be expressed and the thickness can be easily reduced.
Since the wavelength range in which the wire grid polarizer can be used is determined by the wire grid period of the wire, the wire grid polarizer has been conventionally used as a polarizing element for infrared rays. In recent years, wire grid elements that can be used in the visible light region have been developed due to the development of nano-processing technology. In particular, wire grids formed on glass substrates are made of inorganic materials. For this reason, application to the use of a projector etc. which have high heat resistance and are exposed to high temperatures is being studied.

ワイヤーグリッド偏光子は金属細線が空気中の水分に反応して酸化(腐食)し、光学性能が劣化する問題があり、通常は酸化を回避するためワイヤーグリッド表面に保護膜が形成される。しかし、保護膜自体に欠陥がある場合、その欠陥を起点にして酸化が発生し、酸化は金属細線のグリッド方向に沿って広がるため、小さな欠陥が起点の場合でも、広範囲にわたって光学特性が劣化してしまう。   The wire grid polarizer has a problem that the fine metal wires are oxidized (corroded) in response to moisture in the air and the optical performance is deteriorated. Usually, a protective film is formed on the surface of the wire grid to avoid oxidation. However, if there is a defect in the protective film itself, oxidation occurs from that defect, and the oxidation spreads along the grid direction of the fine metal wire. Therefore, even if a small defect originates, the optical characteristics deteriorate over a wide range. End up.

これに対し、特許文献1では、ワイヤーグリッドの酸化防止目的で、ワイヤーグリッドの表面にアミノホスホネートなどの単分子膜を形成することで耐蝕性が得られることが開示されている。また、特許文献2では、金属細線(グリッドライン)をアルミニウムとし、これをケイ素酸化物とアルミニウム酸化物で覆い、耐食性を向上させることが開示されている。   On the other hand, Patent Document 1 discloses that corrosion resistance can be obtained by forming a monomolecular film such as aminophosphonate on the surface of the wire grid for the purpose of preventing oxidation of the wire grid. Patent Document 2 discloses that the fine metal wires (grid lines) are aluminum and are covered with silicon oxide and aluminum oxide to improve the corrosion resistance.

しかしながら、これらの技術であっても、金属細線の一部が酸化されると、これを起点として酸化部分が広がってしまい、拡散を抑制できるものではなかった。また、ワイヤーグリッド偏光子の作製では、比較的大型のガラス基板全面にワイヤーグリッドを形成してから、ダイシングソー等で必要な大きさに切断して利用することが一般的であるが、切断面には保護膜がなく、切断面から酸化されてしまう。そのため、別途保護膜を形成したり、あらかじめ切断する位置にあわせて金属細線を部分的に除去してから保護膜を形成したりする必要があった。   However, even with these techniques, when a part of the fine metal wire is oxidized, the oxidized portion spreads from this, and diffusion cannot be suppressed. Moreover, in the production of a wire grid polarizer, it is common to form a wire grid on the entire surface of a relatively large glass substrate and then cut it to a required size with a dicing saw or the like. Has no protective film and is oxidized from the cut surface. Therefore, it is necessary to form a protective film separately or to form the protective film after partially removing the fine metal wires in accordance with the position to be cut in advance.

特許文献3では、切断面からの酸化を防止する目的で、切断される位置付近にあらかじめワイヤーグリッドがない部分を形成しておく方法が提示されている。
しかしながら、金属細線の酸化部分の広がりを抑えるという点については十分ではない。また、切断される位置付近にあらかじめワイヤーグリッドがない部分を形成するという製造工程の追加を行う必要があり、これらの方法ではコストを抑えることができないという問題があった。
従って、これらの技術では、金属細線の一部が酸化された場合、酸化された領域の拡大を防ぐことができず、また、酸化される領域を抑えるためのコストが十分に抑えられていないという問題があった。
Patent Document 3 proposes a method in which a portion without a wire grid is formed in advance near the position to be cut for the purpose of preventing oxidation from the cut surface.
However, it is not sufficient in terms of suppressing the spread of the oxidized portion of the fine metal wire. In addition, it is necessary to add a manufacturing process in which a portion without a wire grid is formed in the vicinity of the position to be cut, and there is a problem that the cost cannot be reduced by these methods.
Therefore, in these techniques, when a part of the thin metal wire is oxidized, the expansion of the oxidized region cannot be prevented, and the cost for suppressing the oxidized region is not sufficiently suppressed. There was a problem.

そこで、本発明は上記課題を鑑み、低コストでワイヤーグリッド偏光子における金属細線が酸化される領域の拡大を防ぐことができ、酸化された領域による光学性能の劣化を抑制できるワイヤーグリッド偏光子を提供することを目的とする。   Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a wire grid polarizer that can prevent the expansion of a region where metal fine wires in a wire grid polarizer are oxidized at a low cost and can suppress deterioration of optical performance due to the oxidized region. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明のワイヤーグリッド素子は、基板と、該基板上にグリッド状に配置された複数の金属細線と、該金属細線を被覆する保護膜とを有し、それぞれの前記金属細線は、少なくとも一箇所が断線していることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a wire grid element of the present invention includes a substrate, a plurality of fine metal wires arranged in a grid shape on the substrate, and a protective film covering the fine metal wires, The metal thin wire is characterized in that at least one portion is broken.

本発明によれば、低コストでワイヤーグリッド偏光子における金属細線が酸化される領域の拡大を防ぐことができ、酸化された領域による光学性能の劣化を抑制できるワイヤーグリッド偏光子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent the expansion of the area | region where the metal fine wire in a wire grid polarizer is oxidized at low cost, and can provide the wire grid polarizer which can suppress deterioration of the optical performance by an oxidized area | region. it can.

従来のワイヤーグリッド偏光子の一例を示す断面模式図(A)及び金属細線の形状を示す模式図(B)である。It is a cross-sectional schematic diagram (A) which shows an example of the conventional wire grid polarizer, and a schematic diagram (B) which shows the shape of a metal fine wire. 従来のワイヤーグリッド偏光子の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the conventional wire grid polarizer. 従来のワイヤーグリッド偏光子が酸化された状態の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the state by which the conventional wire grid polarizer was oxidized. 本発明に係るワイヤーグリッド偏光子の一例における金属細線の形状を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the shape of the metal fine wire in an example of the wire grid polarizer which concerns on this invention. 本発明に係るワイヤーグリッド偏光子の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the wire grid polarizer which concerns on this invention. 本発明に係るワイヤーグリッド偏光子が酸化された状態の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the state by which the wire grid polarizer which concerns on this invention was oxidized. 本発明に係るワイヤーグリッド偏光子の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the wire grid polarizer which concerns on this invention. 本発明に係る偏光画像撮像装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the polarized image imaging device which concerns on this invention. 本発明に係るプロジェクターの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the projector which concerns on this invention. 本発明に係るワイヤーグリッド偏光子におけるシミュレーションの結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of the simulation in the wire grid polarizer which concerns on this invention. 本発明に係るワイヤーグリッド偏光子におけるシミュレーションの結果の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the result of the simulation in the wire grid polarizer which concerns on this invention. 本発明に係るワイヤーグリッド偏光子におけるシミュレーションの結果の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the result of the simulation in the wire grid polarizer which concerns on this invention.

以下、本発明に係るワイヤーグリッド偏光子、偏光画像撮像装置及びプロジェクターについて図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で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。   Hereinafter, a wire grid polarizer, a polarization imaging device, and a projector according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and other embodiments, additions, modifications, deletions, and the like can be changed within a range that can be conceived by those skilled in the art, and any aspect is possible. As long as the functions and effects of the present invention are exhibited, the scope of the present invention is included.

本発明のワイヤーグリッド偏光子は、基板1と、基板1上にグリッド状に配置された複数の金属細線2と、金属細線2を被覆する保護膜3とを有し、それぞれの金属細線2は、少なくとも一箇所が断線していることを特徴とする。   The wire grid polarizer of the present invention includes a substrate 1, a plurality of fine metal wires 2 arranged in a grid on the substrate 1, and a protective film 3 covering the fine metal wires 2, and each fine metal wire 2 is , At least one location is disconnected.

金属細線2は少なくとも一箇所が断線しており、個々の細線や断線面は保護膜3によって被覆されている。金属細線2が断線していることにより、保護膜3の欠陥部分や切断面から金属細線2が酸化しても酸化される範囲が限定されるため、光学特性への影響を抑えることができる。   At least one portion of the fine metal wire 2 is broken, and each fine wire or broken surface is covered with a protective film 3. Since the fine metal wire 2 is disconnected, the range in which the fine metal wire 2 is oxidized even if the fine metal wire 2 is oxidized from the defective portion or cut surface of the protective film 3 can be suppressed, so that the influence on the optical characteristics can be suppressed.

<従来のワイヤーグリッド偏光子>
従来のワイヤーグリッド偏光子の例を図1〜図3に示す。図1(A)は従来のワイヤーグリッド偏光子の一例を示す断面模式図であり、図1(B)はグリッドワイヤーを示す模式図である。
<Conventional wire grid polarizer>
Examples of conventional wire grid polarizers are shown in FIGS. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional wire grid polarizer, and FIG. 1B is a schematic view showing a grid wire.

図1(A)に示されるように、基板1上に金属細線2が形成され、基板1及び金属細線2は保護膜3で覆われている。なお、保護膜3は金属細線2の表面を覆っていればよく、基板1を覆っていてもよいし、覆っていなくてもよい。また、図1(B)に示されるように、従来のワイヤーグリッド偏光子では、グリッド状に配列された金属細線2は基本的に切れ目がなく、グリッド方向(金属細線2の軸方向)に直行する端面(切断面4a)から、反対側の端面(切断面4b)までつながった形状をしている。   As shown in FIG. 1A, a thin metal wire 2 is formed on a substrate 1, and the substrate 1 and the thin metal wire 2 are covered with a protective film 3. In addition, the protective film 3 should just cover the surface of the metal fine wire 2, may cover the board | substrate 1, and does not need to cover it. In addition, as shown in FIG. 1B, in the conventional wire grid polarizer, the fine metal wires 2 arranged in a grid are basically unbroken and go straight in the grid direction (the axial direction of the fine metal wires 2). The end surface (cut surface 4a) is connected to the opposite end surface (cut surface 4b).

図2は従来のワイヤーグリッド偏光子の一例を示すものであり、ワイヤーグリッド偏光子が例えばプロジェクター等に用いられる場合の利用領域5(液晶パネルの表示領域に対応)が図示されている。また、保護膜3の欠陥に相当する保護膜欠陥部6が図示されている。上述のように、従来のワイヤーグリッド偏光子では、グリッド状に配列された金属細線2は基本的に切れ目がない。そのため、高温高湿環境等において、保護膜3の欠陥や切断された端面(切断面4a、4b)などの保護膜3の欠損部から金属細線2の酸化が起こった場合、金属細線2が連続している部分に対して酸化が進行し、広範囲にわたって腐食部分7が形成されてしまう。   FIG. 2 shows an example of a conventional wire grid polarizer, and illustrates a use area 5 (corresponding to a display area of a liquid crystal panel) when the wire grid polarizer is used in, for example, a projector. Further, a protective film defect portion 6 corresponding to a defect of the protective film 3 is shown. As described above, in the conventional wire grid polarizer, the fine metal wires 2 arranged in a grid shape are basically unbroken. Therefore, in a high-temperature and high-humidity environment or the like, when the metal thin wire 2 is oxidized from a defect in the protective film 3 or a defect portion of the protective film 3 such as the cut end faces (cut surfaces 4a and 4b), the metal thin wire 2 is continuous Oxidation progresses with respect to the part which is carrying out, and the corrosion part 7 will be formed over a wide range.

図3は従来のワイヤーグリッド偏光子が酸化された状態の一例を示す図である。図3に示されるように、保護膜欠陥部6から金属細線2が酸化され、腐食部分7が広範にわたって形成されてしまう。また、切断面4a、4bにおいては、金属細線2の端面から金属細線2が酸化され、腐食部分7が広範にわたって形成されてしまう。そのため、保護膜欠陥部6を起点として利用領域5の内側に腐食部分7が広範にわたって形成され、また、切断面4a、4bから腐食部分7が広がり、利用領域5の内側まで形成されてしまう。これにより、広範囲にわたって光学特性が劣化するという問題が生じていた。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a state in which a conventional wire grid polarizer is oxidized. As shown in FIG. 3, the fine metal wire 2 is oxidized from the protective film defect portion 6, and the corroded portion 7 is formed extensively. Moreover, in the cut surfaces 4a and 4b, the metal fine wire 2 is oxidized from the end surface of the metal fine wire 2, and the corroded portion 7 is formed extensively. For this reason, the corroded portion 7 is formed extensively inside the use region 5 starting from the protective film defect 6, and the corroded portion 7 extends from the cut surfaces 4 a and 4 b to the inside of the use region 5. This has caused a problem that the optical characteristics deteriorate over a wide range.

<本発明に係るワイヤーグリッド偏光子の一実施形態>
本実施形態に係るワイヤーグリッド偏光子の例を図4〜図6に示す。図4は本実施形態における金属細線の形状を示す図である。図4に示されるように、金属細線2は断線されている。どのように断線しているかは、特に制限されるものではないが、図4のように金属細線2の断線部分の位置がグリッド方向と直交する方向で異なっていてもよい。その他にも例えば、図7に示されるように、金属細線2の断線部分の位置がグリッド方向と直交する方向で同一であってもよい。
<One Embodiment of Wire Grid Polarizer According to the Present Invention>
Examples of the wire grid polarizer according to the present embodiment are shown in FIGS. FIG. 4 is a diagram showing the shape of the fine metal wire in the present embodiment. As shown in FIG. 4, the fine metal wire 2 is disconnected. Although how it is disconnected is not particularly limited, the position of the disconnected portion of the thin metal wire 2 may be different in the direction orthogonal to the grid direction as shown in FIG. In addition, for example, as illustrated in FIG. 7, the position of the broken portion of the fine metal wire 2 may be the same in a direction orthogonal to the grid direction.

図5は本実施形態に係るワイヤーグリッド偏光子の一例を示す図である。図5に示されるように、本実施形態のワイヤーグリッド偏光子では、グリッド状に配列された金属細線2は切断面4aから反対側の切断面4bまでに所々、断線している形状となっている。そのため、保護膜欠陥部6があっても、腐食部分7は最小限に抑えられることとなる。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a wire grid polarizer according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the wire grid polarizer of the present embodiment, the fine metal wires 2 arranged in a grid shape are disconnected from the cut surface 4 a to the opposite cut surface 4 b in some places. Yes. Therefore, even if the protective film defect portion 6 is present, the corroded portion 7 can be minimized.

図6は本実施形態に係るワイヤーグリッド偏光子が酸化された状態の一例を示す図である。金属細線2が複数に分割され、個々の金属細線2が個別に保護膜3で被覆されているため、保護膜3に欠陥が発生した場合でも、酸化されるのは欠陥を含む保護膜3で被覆された金属細線2に限定される。また、切断面4a、4bの一部が酸化されても、腐食部分7を最小限に抑えることができる。そのため、保護膜欠陥部6を起点とする腐食部分7の広がりを抑えることができ、また、切断面4a、4bから腐食部分7が広がり、利用領域5の内側まで形成されてしまうことを防ぐことができる。これにより、酸化が広範囲に広がらず、酸化による光学性能の劣化を抑制することができる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a state in which the wire grid polarizer according to the present embodiment is oxidized. Since the fine metal wires 2 are divided into a plurality of pieces and the individual fine metal wires 2 are individually covered with the protective film 3, even if a defect occurs in the protective film 3, it is the protective film 3 containing the defects that is oxidized. It is limited to the coated fine metal wire 2. Further, even if a part of the cut surfaces 4a and 4b is oxidized, the corroded portion 7 can be minimized. Therefore, the spread of the corroded portion 7 starting from the protective film defect portion 6 can be suppressed, and the corroded portion 7 is prevented from spreading from the cut surfaces 4a and 4b to the inside of the use region 5. Can do. Thereby, oxidation does not spread over a wide range, and deterioration of optical performance due to oxidation can be suppressed.

本実施形態においては、それぞれの金属細線2は、少なくとも一箇所が断線していることにより、保護膜欠陥部6や切断面4a、4bを起点として、金属細線2が酸化される領域(腐食部分7)の広がりを抑えることができる。また、金属細線2の軸方向をグリッド方向としたとき、金属細線2はグリッド方向に複数に分割されていることが好ましい。このとき、保護膜3は金属細線2が分割された面を含んで覆っていることが好ましい。このように金属細線2の複数箇所で断線していることにより、腐食部分7の広がりをより抑制することができる。   In the present embodiment, each of the thin metal wires 2 is a region where the fine metal wires 2 are oxidized starting from the protective film defect portion 6 and the cut surfaces 4a and 4b (corrosion portions) because at least one portion is broken. 7) can be suppressed. Moreover, when the axial direction of the metal fine wire 2 is made into a grid direction, it is preferable that the metal fine wire 2 is divided | segmented into multiple in the grid direction. At this time, it is preferable that the protective film 3 covers the thin metal wire 2 including the divided surface. As described above, the breakage of the corroded portion 7 can be further suppressed by disconnection at a plurality of locations of the fine metal wires 2.

次に、本実施形態に係るワイヤーグリッド偏光子の各構成について詳細を説明する。
基板1としては、特に制限されるものではなく、透明基板であればよい。例えば、ガラス板、プラスチック板等が挙げられる。
基板1となるガラス素材としては、ホウケイ酸ガラス、合成石英、結晶化ガラス、極低膨張ガラスセラミックス、低膨張ガラス、光学ガラス、特殊ガラス、無アルカリガラス、白板ガラス、青板ガラスなどが挙げられる。
基板1の厚みとしては、特に制限されるものではなく、適宜変更が可能であるが、0.3〜1mmにすることができる。
Next, details of each configuration of the wire grid polarizer according to the present embodiment will be described.
The substrate 1 is not particularly limited as long as it is a transparent substrate. For example, a glass plate, a plastic plate, etc. are mentioned.
Examples of the glass material used as the substrate 1 include borosilicate glass, synthetic quartz, crystallized glass, extremely low expansion glass ceramics, low expansion glass, optical glass, special glass, alkali-free glass, white plate glass, and blue plate glass.
The thickness of the substrate 1 is not particularly limited and can be appropriately changed, but can be 0.3 to 1 mm.

金属細線2の材料としては、特に制限されるものではなく、Al、その他の金属等が挙げられ、これらを含む合金であってもよい。中でも、Alが広い波長域で高い偏光特性が得られるため好ましい。
金属細線2の高さhとしては、特に制限されるものではないが、50〜200nmが好ましい。なお、金属細線2の長さ等については後述する。
The material of the metal thin wire 2 is not particularly limited, and examples thereof include Al and other metals, and an alloy containing these may be used. Among these, Al is preferable because high polarization characteristics can be obtained in a wide wavelength region.
The height h of the fine metal wire 2 is not particularly limited, but is preferably 50 to 200 nm. The length of the fine metal wire 2 will be described later.

保護膜3の材料としては、特に制限されるものではなく、例えば、Al酸化物、Si酸化物、Si窒化物、アミノホスホネート等の単分子膜等が挙げられる。
保護膜3の膜厚としては、特に制限されるものではないが、5〜20nmが好ましい。
The material of the protective film 3 is not particularly limited, and examples thereof include monomolecular films such as Al oxide, Si oxide, Si nitride, and aminophosphonate.
Although it does not restrict | limit especially as a film thickness of the protective film 3, 5-20 nm is preferable.

次に、分割された金属細線2の長さLと、グリッド方向における分割された金属細線2間の距離Gとの関係等について説明する。本実施形態に係るワイヤーグリッド偏光子の他の例を図7に示す。図7(A)はワイヤーグリッド偏光子の断面図であり、図7(B)は金属細線2の形状を示す図である。なお、図7では、保護膜3は省略されている。   Next, the relationship between the length L of the divided metal wires 2 and the distance G between the divided metal wires 2 in the grid direction will be described. Another example of the wire grid polarizer according to this embodiment is shown in FIG. FIG. 7A is a cross-sectional view of the wire grid polarizer, and FIG. 7B is a diagram showing the shape of the thin metal wire 2. In FIG. 7, the protective film 3 is omitted.

図7では、金属細線2の高さh、分割された金属細線2の長さL、グリッド方向における分割された金属細線2間の距離G、金属細線2の線幅WL、周期方向における分割された金属細線2間の距離WS、周期方向における分割された金属細線2のWG周期Pが図示されている。なお、WG周期Pはグリッド方向と垂直な方向(周期方向)における分割された金属細線2の配列周期を示し、図7に示されるようにP=WL+WSの関係が成り立つ。
ここで、消光比について説明する。消光比は、コントラストとも称され、TM透過率/TE透過率で表される。TM透過率は透過側の透過率を示し、TE透過率は遮断側の透過率を示す。図7に示されるように、グリッド方向と平行な方向がTE方向となり、周期方向と平行な方向がTM方向となる。TM透過率は1が理想であり、TE透過率は0が理想であることが知られており、消光比は大きいことが好ましい。
In FIG. 7, the height h of the fine metal wires 2, the length L of the divided metal wires 2, the distance G between the divided metal wires 2 in the grid direction, the line width WL of the metal wires 2, and the division in the periodic direction. The distance WS between the fine metal wires 2 and the WG period P of the fine metal wires 2 divided in the periodic direction are shown. Note that the WG period P indicates the arrangement period of the divided metal wires 2 in the direction (period direction) perpendicular to the grid direction, and the relationship of P = WL + WS is established as shown in FIG.
Here, the extinction ratio will be described. The extinction ratio is also called contrast, and is expressed as TM transmittance / TE transmittance. The TM transmittance indicates the transmittance on the transmission side, and the TE transmittance indicates the transmittance on the blocking side. As shown in FIG. 7, the direction parallel to the grid direction is the TE direction, and the direction parallel to the periodic direction is the TM direction. It is known that the TM transmittance is ideally 1 and the TE transmittance is ideally 0, and the extinction ratio is preferably large.

本実施形態において、LとGの比L/Gは、300以上2000以下であることが好ましい。この範囲であると、金属細線2が分割されていないワイヤーグリッド偏光子と同程度の消光比を得ることができる。L/Gが300未満であると十分な消光比が得られない。L/Gが2000よりも大きいと、金属細線2が分割されていない形状に近くなり、金属細線2の酸化する領域(腐食部分7)の拡大を抑制することができない。   In the present embodiment, the ratio L / G between L and G is preferably 300 or more and 2000 or less. Within this range, an extinction ratio comparable to that of a wire grid polarizer in which the fine metal wires 2 are not divided can be obtained. If L / G is less than 300, a sufficient extinction ratio cannot be obtained. If L / G is larger than 2000, the metal fine wire 2 is close to an undivided shape, and expansion of the oxidized region (corroded portion 7) of the metal fine wire 2 cannot be suppressed.

分割された金属細線2のWG周期Pは、50nm以上150nm以下であり、かつ、分割された金属細線の長さLが30μm以上100μm以下であることが好ましい。この範囲を満たす場合、可視光の波長範囲で金属細線2が分割されていないワイヤーグリッド偏光子と同程度の消光比を得ることができる。
また、このときグリッド方向における分割された金属細線2間の距離Gが、50nm以上300nm以下であることが好ましい。この範囲を満たす場合、可視光領域において、金属細線2が分割されていないワイヤーグリッド偏光子と同程度の消光比を得ることができる。
The WG period P of the divided metal wires 2 is preferably 50 nm or more and 150 nm or less, and the length L of the divided metal wires is preferably 30 μm or more and 100 μm or less. When this range is satisfied, an extinction ratio comparable to that of a wire grid polarizer in which the fine metal wires 2 are not divided in the visible light wavelength range can be obtained.
At this time, the distance G between the divided metal wires 2 in the grid direction is preferably 50 nm or more and 300 nm or less. When satisfying this range, an extinction ratio comparable to that of a wire grid polarizer in which the fine metal wires 2 are not divided can be obtained in the visible light region.

また、本実施形態では、グリッド方向における分割された金属細線2の間に、誘電体を有することが好ましい。誘電体を有することにより、ワイヤーグリッド偏光子の機械的信頼性を高めることができる。
誘電体としては、特に制限されるものではないが、例えば可視光波長で透明なSiO、SiN、Al等が挙げられる。
Moreover, in this embodiment, it is preferable to have a dielectric between the thin metal wires 2 divided in the grid direction. By having the dielectric, the mechanical reliability of the wire grid polarizer can be increased.
The dielectric, and it is not particularly limited, for example, SiO 2 transparent in the visible light wavelength, SiN, Al 2 O 3 and the like.

本実施形態に係るワイヤーグリッド偏光子の製造方法は、特に制限されるものではないが、例えば以下の方法が挙げられる。まず、基板1に金属細線2を形成する例えばAlを成膜し、その上に保護膜3を成膜する。続いて、レジストパターンを形成するが、ここで所望の金属細線2の形状が得られるパターンを形成する。次に、Al、保護膜3のエッチングを行い、ワイヤーグリッド偏光子を得る。   Although the manufacturing method of the wire grid polarizer which concerns on this embodiment is not restrict | limited in particular, For example, the following method is mentioned. First, for example, Al for forming the metal thin wire 2 is formed on the substrate 1, and the protective film 3 is formed thereon. Subsequently, a resist pattern is formed. Here, a pattern from which a desired shape of the fine metal wire 2 is obtained is formed. Next, Al and the protective film 3 are etched to obtain a wire grid polarizer.

次に、本発明に係る偏光画像撮像装置の実施形態について説明する。本実施形態に係る偏光画像撮像装置を図8に示す。本実施形態に係る偏光画像撮像装置は、入射する光束を光電変換する撮像素子22と、撮像素子22の光束入射面側に設けられた本発明のワイヤーグリッド偏光子と、を備えることを特徴とする。
偏光画像撮像装置では、撮像素子22(受光素子などとも称される)が図示されるように横方向及び縦方向にそれぞれ等間隔で二次元配列され、各撮像素子の手前(受光面側)に領域ごとに偏光軸が異なる偏光子21(ワイヤーグリッド偏光子)が二次元配置されている。
また、複数の領域のうち、図8中において黒の点線で囲われた領域である縦横2×2の4つの領域において、各々の領域はそれぞれ偏光軸が異なり、異なる偏光成分の光を取り出す一組の偏光子アレイ23となっている。これらの4つの領域を、多数配置したワイヤーグリッド偏光子アレイを透過した偏光成分が、領域ごとに撮像素子22(例えば、CCD等)により受光されるため、偏光情報を画像として得ることができる。
Next, an embodiment of the polarization image capturing apparatus according to the present invention will be described. A polarization image capturing apparatus according to this embodiment is shown in FIG. The polarization image capturing apparatus according to this embodiment includes an image sensor 22 that photoelectrically converts an incident light beam, and the wire grid polarizer of the present invention provided on the light beam incident surface side of the image sensor 22. To do.
In the polarization image pickup device, the image pickup elements 22 (also referred to as light receiving elements) are two-dimensionally arranged at equal intervals in the horizontal direction and the vertical direction as shown in the drawing, and in front of each image pickup element (on the light receiving surface side). Polarizers 21 (wire grid polarizers) having different polarization axes for each region are two-dimensionally arranged.
In addition, among the plurality of regions, four regions of 2 × 2 in length and width, which are regions surrounded by a black dotted line in FIG. 8, each region has a different polarization axis and takes out light of different polarization components. A set of polarizer arrays 23 is formed. Since the polarization component transmitted through the wire grid polarizer array in which a large number of these four regions are arranged is received by the image sensor 22 (for example, CCD) for each region, polarization information can be obtained as an image.

このような場合に、ワイヤーグリッド偏光子は偏光フィルタとして機能しているが、偏光画像撮像装置は、車載利用など、環境として過酷な環境下においても利用され、本発明のワイヤーグリッド偏光子では、そのような場合においても充分利用可能である。
なお、撮像素子22の偏光軸やそれらの配列、撮像素子の配列などは限定されない。
ワイヤーグリッド偏光子の基板1としてホウケイ酸ガラスを用いた場合には、ガラス基板上に信頼性の高いワイヤーグリッド偏光子が形成できるので、Siウエハ上に形成される結像素子とする場合や他のデバイス等と積層するような場合、陽極接合によりウエハレベル同士で接合できるので、低コスト実装が可能になる。
In such a case, the wire grid polarizer functions as a polarizing filter, but the polarization imaging device is also used in harsh environments such as in-vehicle use, and in the wire grid polarizer of the present invention, Even in such a case, it can be fully utilized.
Note that the polarization axis of the image sensor 22, the arrangement thereof, the arrangement of the image sensor, and the like are not limited.
When borosilicate glass is used as the substrate 1 of the wire grid polarizer, a highly reliable wire grid polarizer can be formed on the glass substrate. In the case of stacking with the above devices or the like, since bonding can be performed at the wafer level by anodic bonding, low-cost mounting becomes possible.

次に、本発明に係るプロジェクターについて説明する。本プロジェクターにかかる実施の形態は、上述したワイヤーグリッド偏光子を偏光子31として利用したプロジェクターである。プロジェクターは、画像を鮮明に投射することが必要とされ、偏光分離素子の機能が低下すると画像品質に影響する。本実施の形態においては、金属細線2が酸化される領域の拡大を防ぐことができ、酸化された領域による光学性能の劣化を抑制できるワイヤーグリッド偏光子を利用しているため、画像劣化を抑制できるプロジェクターが得られる。   Next, the projector according to the present invention will be described. The embodiment according to the projector is a projector that uses the wire grid polarizer described above as the polarizer 31. The projector is required to project an image clearly, and when the function of the polarization separation element is lowered, the image quality is affected. In the present embodiment, the use of a wire grid polarizer that can prevent expansion of the region where the metal thin wire 2 is oxidized and suppress optical performance deterioration due to the oxidized region, thereby suppressing image deterioration. A projector that can be obtained is obtained.

図9に3板式液晶プロジェクターの表示部中心の構成を示す。光源からの光は波長分離(ダイクロイック)ミラーを通して、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つのパネル用に分けられ、表示用に使用している液晶パネルに裏面から各々光が照射される。パネルを透過した光は、ダイクロイッククロスプリズム34により、3つの光が1つに集められ、最終的にパネルの映像は投射レンズ35で拡大投射される。コンデンサレンズ33は、棚珪酸ガラスからなるレンズであり、光源からの光を効率的に集光するために用いられる。LCライトバルブ32により光源からの光の変調を行う。
ここで、本発明におけるワイヤーグリッド偏光子は、LCOSなどの空間光変調器を用いたプロジェクターにも利用できる。
FIG. 9 shows the configuration at the center of the display unit of the three-plate liquid crystal projector. The light from the light source is divided into three panels, R (red), G (green), and B (blue), through a wavelength separation (dichroic) mirror, and light is emitted from the back side to the liquid crystal panel used for display. Is irradiated. The light transmitted through the panel is collected by the dichroic cross prism 34 into one, and finally the image on the panel is enlarged and projected by the projection lens 35. The condenser lens 33 is a lens made of shelf silicate glass, and is used to efficiently collect light from the light source. The light from the light source is modulated by the LC light valve 32.
Here, the wire grid polarizer in the present invention can be used for a projector using a spatial light modulator such as LCOS.

以下、本発明を実施例及び比較例を挙げて説明する。なお、本発明はここに例示される実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to the Example illustrated here.

(実施例1)
直径150mm、厚さ0.525mmのガラス基板上にAlの金属細線2を、WG周期Pを150nm、高さhを200nm、金属細線2の線幅WLを60nm、分割された金属細線2の長さLを30μmとしてEB(Electron Beam)リソグラフィとドライエッチングにより形成した。また、金属細線2の保護膜3には膜厚10nmのAlを利用した。ワイヤーグリッド形成後、ダイシングにより横13mm、縦9mmの長方形に切断した。作製されたワイヤーグリッド偏光子は図5のような形状であり、周期方向において、金属細線2の列が約87,000列であった。
Example 1
On a glass substrate having a diameter of 150 mm and a thickness of 0.525 mm, a thin metal wire 2 of Al, a WG period P of 150 nm, a height h of 200 nm, a width WL of the thin metal wire 2 of 60 nm, and a length of the divided thin metal wire 2 The thickness L was set to 30 μm and formed by EB (Electron Beam) lithography and dry etching. Further, Al 2 O 3 having a film thickness of 10 nm was used for the protective film 3 of the thin metal wire 2. After forming the wire grid, it was cut into a rectangle having a width of 13 mm and a length of 9 mm by dicing. The produced wire grid polarizer had a shape as shown in FIG. 5, and the number of thin metal wires 2 was about 87,000 in the periodic direction.

劣化の影響を見積もるため、対角0.63インチ、画素サイズ12μm程度の液晶プロジェクター用パネル(XGA、画素数1024×768)に、得られたワイヤーグリッド偏光子を利用する場合について、図5に示されるような保護膜欠陥部6が生じた場合を検討する。
保護膜欠陥部6が直径1μmの欠陥である場合、この保護膜欠陥部6には7本(周期方向7本×グリッド方向1本)の分割された金属細線2が含まれるが、これらの金属細線2は保護膜3に個々に被覆されているため、酸化される領域はこの7本に限定された。この場合、この欠陥により影響を受ける画素は3画素程度(画素面積の(0.0004)%)であった。また、切断面4a、4bから発生する酸化も、分割された金属細線2の長さ程度で進行が止まり、図6に示されるように、利用領域5まで酸化が至らず、画像への影響を抑えることができた。
FIG. 5 shows a case where the obtained wire grid polarizer is used in a liquid crystal projector panel (XGA, pixel number 1024 × 768) having a diagonal size of 0.63 inches and a pixel size of about 12 μm in order to estimate the influence of deterioration. Consider a case where a protective film defect 6 as shown is generated.
When the protective film defect portion 6 is a defect having a diameter of 1 μm, the protective film defect portion 6 includes seven (7 in the periodic direction × 1 in the grid direction) divided fine metal wires 2. Since the thin wires 2 are individually covered with the protective film 3, the oxidized region is limited to these seven. In this case, the number of pixels affected by this defect was about 3 pixels ((0.0004)% of the pixel area). In addition, the oxidation generated from the cut surfaces 4a and 4b also stops progressing at the length of the divided thin metal wires 2, and as shown in FIG. 6, the oxidation does not reach the use area 5 and affects the image. I was able to suppress it.

(比較例1)
直径150mm、厚さ0.525mmのガラス基板上にAlの金属細線2を、WG周期Pを150nm、高さhを200nm、金属細線2の線幅WLを60nmとしてEBリソグラフィとドライエッチングにより形成した、また、金属細線2の保護膜3には膜厚10nmのAlを利用した。ワイヤーグリッド形成後、ダイシングにより横13mm、縦9mmの長方形に切断した。作製されたワイヤーグリッド偏光子は図5のような形状であり、周期方向において、金属細線2の列が約87,000列であった。
(Comparative Example 1)
An Al metal thin wire 2 was formed on a glass substrate having a diameter of 150 mm and a thickness of 0.525 mm by EB lithography and dry etching with a WG period P of 150 nm, a height h of 200 nm, and a line width WL of the metal thin wire 2 of 60 nm. Further, Al 2 O 3 having a film thickness of 10 nm was used for the protective film 3 of the fine metal wire 2. After forming the wire grid, it was cut into a rectangle having a width of 13 mm and a length of 9 mm by dicing. The produced wire grid polarizer had a shape as shown in FIG. 5, and the number of thin metal wires 2 was about 87,000 in the periodic direction.

実施例1と同様に劣化の影響を見積もるため、対角0.63インチ、画素サイズ12μm程度の液晶プロジェクター用パネル(XGA、画素数1024×768)に、得られたワイヤーグリッド偏光子を利用する場合について、図5に示されるような保護膜欠陥部6が生じた場合を検討する。
保護膜欠陥部6が直径1μmの欠陥である場合、この欠陥を起点として20本程度の金属細線が酸化されて幅1μmで上下方向に長い領域で酸化され、図3に示されるような腐食部分7が形成された。この場合、この欠陥により影響を受ける画素は768画素程度(画素面積の0.1%)であり、投射された映像に明るい縦線が生じた。また、切断面4a、4bから発生する酸化も、グリッド方向に沿って伸びるため、保護膜3の欠陥と同様の影響を与えた。そのため、比較例1で得られたワイヤーグリッド偏光子は、実施例1で得られたワイヤーグリッド偏光子に比べ、金属細線2が広範囲にわたって酸化され、偏光特性が劣っていた。
In order to estimate the influence of deterioration in the same manner as in Example 1, the obtained wire grid polarizer is used for a liquid crystal projector panel (XGA, pixel number 1024 × 768) having a diagonal size of 0.63 inches and a pixel size of about 12 μm. Consider the case where the protective film defect portion 6 as shown in FIG. 5 occurs.
When the protective film defect portion 6 is a defect having a diameter of 1 μm, about 20 fine metal wires are oxidized starting from this defect and oxidized in a vertically long region having a width of 1 μm, and a corroded portion as shown in FIG. 7 was formed. In this case, the number of pixels affected by this defect is about 768 pixels (0.1% of the pixel area), and bright vertical lines are generated in the projected image. Further, the oxidation generated from the cut surfaces 4a and 4b also extends along the grid direction, and thus has the same influence as the defect of the protective film 3. Therefore, compared with the wire grid polarizer obtained in Example 1, the wire grid polarizer obtained in Comparative Example 1 was oxidized over a wide range and the polarization characteristics were inferior.

(L/G評価1)
個々の金属細線2を保護膜3で十分に被覆するためには、分割された金属細線2の長さLはできるだけ短く、またグリッド方向における分割された金属細線2間の距離Gはできるだけ広いほうがよい。しかし、これらの値によって光学特性が変化するため、必要な光学特性にあわせた寸法を選択する必要がある。
(L / G evaluation 1)
In order to sufficiently cover the individual fine metal wires 2 with the protective film 3, the length L of the divided fine metal wires 2 should be as short as possible, and the distance G between the fine metal wires 2 in the grid direction should be as wide as possible. Good. However, since the optical characteristics change depending on these values, it is necessary to select dimensions that match the required optical characteristics.

そのため、分割された金属細線2の長さLと、グリッド方向における分割された金属細線2間の距離Gとの関係を求めるため、以下のシミュレーションを行った。
まず、分割された金属細線2の長さLを検討するため、金属細線2が分割されていないワイヤーグリッド偏光子の消光比(TM透過率/TE透過率)に対し、金属細線2が分割されたワイヤーグリッド偏光子の消光比がどのように変化したかを検討する。そこで、金属細線2が分割されたワイヤーグリッド偏光子のLとGの比率L/Gをパラメータとして、シミュレーションを行った。シミュレーターとしては、Diffract mod(R soft社製)を用いた。
ここで、シミュレーションにおける条件として、金属細線2の材質をAl、金属細線2のWG周期Pを150nm、高さhを200nm、線幅WLを75nmとした。
Therefore, the following simulation was performed in order to obtain the relationship between the length L of the divided metal wires 2 and the distance G between the divided metal wires 2 in the grid direction.
First, in order to examine the length L of the divided thin metal wires 2, the thin metal wires 2 are divided with respect to the extinction ratio (TM transmittance / TE transmittance) of the wire grid polarizer in which the thin metal wires 2 are not divided. We examined how the extinction ratio of the wire grid polarizer changed. Therefore, a simulation was performed using the ratio L / G of L and G of the wire grid polarizer obtained by dividing the thin metal wire 2 as a parameter. As a simulator, Diffract mod (manufactured by R soft) was used.
Here, as conditions in the simulation, the material of the metal thin wire 2 was Al, the WG period P of the metal thin wire 2 was 150 nm, the height h was 200 nm, and the line width WL was 75 nm.

得られた結果を図10に示す。図10では、Gを150nmに固定し、波長が266nm、450nm、550nm、650nm、800nmの入射光を用い、各波長について金属細線2が分割されていないワイヤーグリッド偏光子における消光比と比較した。図10において、縦軸が100%である場合は、金属細線2が分割されていないワイヤーグリッド偏光子における消光比と、金属細線2が分割されたワイヤーグリッド偏光子における消光比とが同じであることを示す。そのため、消光比の割合が100%よりも大きいことが好ましい。
以下、金属細線2が分割されていないワイヤーグリッド偏光子を未分割ワイヤーグリッド偏光子と表記し、金属細線2が分割されたワイヤーグリッド偏光子を分割ワイヤーグリッド偏光子と表記する。
The obtained result is shown in FIG. In FIG. 10, G is fixed to 150 nm, incident light with wavelengths of 266 nm, 450 nm, 550 nm, 650 nm, and 800 nm is used, and the extinction ratio in a wire grid polarizer in which the metal thin wire 2 is not divided is compared for each wavelength. In FIG. 10, when the vertical axis is 100%, the extinction ratio in the wire grid polarizer in which the fine metal wires 2 are not divided is the same as the extinction ratio in the wire grid polarizer in which the fine metal wires 2 are divided. It shows that. Therefore, it is preferable that the extinction ratio is larger than 100%.
Hereinafter, a wire grid polarizer in which the fine metal wires 2 are not divided is referred to as an undivided wire grid polarizer, and a wire grid polarizer in which the fine metal wires 2 are divided is referred to as a divided wire grid polarizer.

図10をみると、L/Gが300以上の場合、全ての波長において、100%を超えており、未分割ワイヤーグリッド偏光子よりも消光比が良好であることがわかる。また、L/Gが大きくなるにつれ、消光比は収束し、全ての波長でほぼ一定の値を示している。
L/Gが300よりも小さいところでは、長波長側から消光比が低下している。金属細線2の分割は、グリッド方向における構造変化であり、言い換えるとTE方向における構造変化であるといえる。そのため、L/Gが変化しても消光比の分子であるTM透過率には影響を及ぼさない。
しかし、TE方向においては、L/Gが低下すると、言い換えれば分割された金属細線2の長さLが小さくなり、分割された金属細線2間の距離Gが大きくなると、金属細線2内部で光のTE方向成分に励起された自由電子の移動が困難になる。すなわち、TM方向と同様に光の反射、吸収が発生せず、光が透過するようになる。そのため、L/Gが小さくなるとTE透過率が増加し、全体として消光比が低下する。
FIG. 10 shows that when L / G is 300 or more, it exceeds 100% at all wavelengths, and the extinction ratio is better than that of the undivided wire grid polarizer. Further, as L / G increases, the extinction ratio converges and shows a substantially constant value at all wavelengths.
Where L / G is smaller than 300, the extinction ratio decreases from the long wavelength side. The division of the thin metal wire 2 is a structural change in the grid direction, in other words, a structural change in the TE direction. Therefore, even if L / G changes, the TM transmittance, which is a molecule of the extinction ratio, is not affected.
However, in the TE direction, when L / G decreases, in other words, the length L of the divided thin metal wires 2 decreases, and when the distance G between the divided thin metal wires 2 increases, the light inside the thin metal wires 2 is increased. It becomes difficult for the free electrons excited by the TE direction component to move. That is, like the TM direction, no light is reflected or absorbed, and light is transmitted. Therefore, when L / G becomes small, the TE transmittance increases and the extinction ratio as a whole decreases.

この結果より、プロジェクターなどの可視光域(波長400〜650nm程度)で利用する場合は、分割された金属細線2の長さLは30μm以上(L/Gが200以上)であることが好ましい。また、マスクレス露光装置などのUV用用途(波長10〜400nm程度)では、分割された金属細線2の長さLは6μm以上(L/Gが40以上)であることが好ましい。   From this result, when used in a visible light region (wavelength of about 400 to 650 nm) of a projector or the like, the length L of the divided metal thin wire 2 is preferably 30 μm or more (L / G is 200 or more). Moreover, in UV applications (wavelength of about 10 to 400 nm) such as a maskless exposure apparatus, the length L of the divided metal thin wire 2 is preferably 6 μm or more (L / G is 40 or more).

(L/G評価2)
次に、グリッド方向における分割された金属細線2間の距離Gにおける消光比の変化を求めるため、以下のシミュレーションを行った。ここで、Lを60μmで固定し、Gをパラメータとした以外は、上記L/G評価1と同じ条件でシミュレーションを行った。
(L / G evaluation 2)
Next, in order to obtain the change in the extinction ratio at the distance G between the divided metal wires 2 in the grid direction, the following simulation was performed. Here, simulation was performed under the same conditions as the L / G evaluation 1 except that L was fixed at 60 μm and G was used as a parameter.

得られた結果を図11に示す。図11では、図10と同様の傾向を示し、未分割ワイヤーグリッド偏光子の消光比に対し、Gを小さくする、すなわちL/Gが大きくなるにつれ、消光比が飽和していき、100%に近づいていく。つまり、未分割ワイヤーグリッド偏光子の形状に近づくこととなり、未分割ワイヤーグリッド偏光子と同等の消光比が得られることとなる。   The obtained results are shown in FIG. FIG. 11 shows the same tendency as in FIG. 10, where the extinction ratio becomes saturated as G decreases with respect to the extinction ratio of the undivided wire grid polarizer, that is, as L / G increases. Approaching. That is, the shape of the undivided wire grid polarizer is approached, and an extinction ratio equivalent to that of the undivided wire grid polarizer is obtained.

この結果から、分割ワイヤーグリッド偏光子では、LやGそれぞれの値によらず、L/Gによって性能を設計することができる。プロジェクターなどの可視光域(波長400〜650nm程度)で利用する場合は、L/Gが200以上となるように性能を設計することが好ましい。また、マスクレス露光装置などのUV用用途(波長10〜400nm程度)では、L/Gが40以上であれば、未分割ワイヤーグリッド偏光子と同等の性能で用いることができる。   From this result, in the split wire grid polarizer, the performance can be designed by L / G regardless of the values of L and G. When used in a visible light region (wavelength of about 400 to 650 nm) of a projector or the like, it is preferable to design performance so that L / G is 200 or more. Further, in UV applications (wavelength of about 10 to 400 nm) such as a maskless exposure apparatus, if L / G is 40 or more, it can be used with the same performance as an undivided wire grid polarizer.

上記により得られたL/Gに対するLとGの関係を図12に示す。図12において、ハッチングで示した部分が可視光領域(波長400〜650nm程度)で利用できる設計値を表している。なお、可視光領域以外の波長を有する領域で利用できるについても同様に設計値を求めることができる。   FIG. 12 shows the relationship between L and G with respect to L / G obtained as described above. In FIG. 12, hatched portions represent design values that can be used in the visible light region (wavelength of about 400 to 650 nm). It should be noted that the design value can be obtained in the same manner for the case where it can be used in a region having a wavelength other than the visible light region.

1 基板
2 金属細線
3 保護膜
4a、4b 切断面
5 利用領域
6 保護膜欠陥部
7 腐食部分
21、31 偏光子
22 撮像素子(CCD)
23 一組の偏光子アレイ
32 コンデンサレンズ
33 LCライトバルブ
34 ダイクロイッククロスプリズム
35 投射レンズ
G グリッド方向における金属細線間の距離
L 金属細線の長さ
P WG周期
WL 金属細線の線幅
WS 周期方向における金属細線間の間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 Metal thin wire 3 Protective film 4a, 4b Cut surface 5 Use area 6 Protective film defect part 7 Corrosion part 21, 31 Polarizer 22 Image sensor (CCD)
23 A set of polarizer arrays 32 Condenser lens 33 LC light valve 34 Dichroic cross prism 35 Projection lens G Distance between fine metal wires in grid direction L Length of fine metal wire P WG period WL Line width of fine metal wire WS Metal in periodic direction Spacing between thin wires

特開2011−248284号公報JP 2011-248284 A 特開2013−130598号公報JP 2013-130598 A 特表2006−507517号公報JP-T-2006-507517

Claims (8)

基板と、該基板上にグリッド状に配置された複数の金属細線と、該金属細線を被覆する保護膜とを有し、
それぞれの前記金属細線は、少なくとも一箇所が断線していることを特徴とするワイヤーグリッド偏光子。
A substrate, a plurality of fine metal wires arranged in a grid on the substrate, and a protective film covering the fine metal wires,
Each said metal fine wire is a wire grid polarizer characterized by the disconnection at least one place.
前記金属細線の軸方向をグリッド方向としたとき、前記金属細線は前記グリッド方向に複数に分割されていることを特徴とする請求項1に記載のワイヤーグリッド偏光子。   2. The wire grid polarizer according to claim 1, wherein when the axial direction of the fine metal wires is a grid direction, the fine metal wires are divided into a plurality in the grid direction. 前記分割された金属細線の長さをLとし、前記グリッド方向における前記分割された金属細線間の距離をGとしたときに、L/Gが300以上2000以下であることを特徴とする請求項2に記載のワイヤーグリッド偏光子。   The L / G is 300 or more and 2000 or less, where L is the length of the divided metal wires and G is the distance between the divided metal wires in the grid direction. 2. The wire grid polarizer according to 2. 前記グリッド方向と垂直な方向における前記分割された金属細線の配列周期が50nm以上150nm以下であり、かつ、前記分割された金属細線の長さが30μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項2に記載のワイヤーグリッド偏光子。   The arrangement period of the divided fine metal wires in a direction perpendicular to the grid direction is 50 nm or more and 150 nm or less, and the length of the divided fine metal wires is 30 μm or more and 100 μm or less. 2. The wire grid polarizer according to 2. 前記グリッド方向における前記分割された金属細線間の距離が、50nm以上300nm以下であることを特徴とする請求項4に記載のワイヤーグリッド偏光子。   The wire grid polarizer according to claim 4, wherein a distance between the divided thin metal wires in the grid direction is 50 nm or more and 300 nm or less. 前記グリッド方向における前記分割された金属細線の間に、誘電体を有することを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載のワイヤーグリッド偏光子。   The wire grid polarizer according to any one of claims 2 to 5, wherein a dielectric is provided between the divided thin metal wires in the grid direction. 入射する光束を光電変換する撮像素子と、該撮像素子の光束入射面側に設けられた請求項1〜6のいずれかに記載のワイヤーグリッド偏光子と、を備えることを特徴とする偏光画像撮像装置。   Polarized image imaging comprising: an image sensor that photoelectrically converts an incident light beam; and the wire grid polarizer according to claim 1 provided on a light beam incident surface side of the image sensor. apparatus. 請求項1〜6のいずれかに記載のワイヤーグリッド偏光子を備えることを特徴とするプロジェクター。   A projector comprising the wire grid polarizer according to claim 1.
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