JP2016536651A - サイド領域を有するワイヤグリッド偏光子 - Google Patents

サイド領域を有するワイヤグリッド偏光子 Download PDF

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Abstract

ワイヤグリッド偏光子（１０、２０、３０、４０、１６０、１７０、１８０、１９０）を作成する複数の構造及び方法は、中央領域の複数の側面に沿った、複数のサイドバー（１５）、複数のストリップ（１６１）、及び／又は複数のサイドリブ（２４）を含む、複数の領域を有している。中央領域は、単一の領域又は複数の領域を含み得る。各領域は、偏光子性能を向上させるための異なる機能を有し得る。様々な領域は、ワイヤグリッド偏光子の耐久性を向上させるために互いを補助し得る。

Description

本願は、概してワイヤグリッド偏光子に関する。
ワイヤグリッド偏光子は、光の一方の偏光が偏光子を透過することを可能にし、かつ光の反対の偏光を反射又は吸収することによって、光を偏光するために用いられ得る。簡潔にするために、主に偏光子を透過する偏光はｐ偏光と呼ばれ、主に反射又は吸収される偏光はｓ偏光と呼ばれる。ワイヤグリッド偏光子設計の目標には、ｐ偏光の透過を増やすこと、ｓ偏光の透過を減らすこと、及びｓ偏光の反射又は吸収を増やすことが含まれる。異なる用途には、異なる要件が含まれる。
ｐ偏光の透過を増やし、ｓ偏光の透過を減らすという目標は、ほとんどの用途又は全ての用途に共通している。これら２つの目標間にはトレードオフの関係が存在し得る。換言すれば、ｐ偏光の透過を増やし得る特定の設計は、ｓ偏光の透過を不必要に増やすこともあり得る。また、ｓ偏光の透過を減らす他の設計は、ｐ偏光の透過を不必要に減らし得る。
いくつかの用途では、可能な限り多くのｓ偏光を反射することが望ましい。例えば、ｓ偏光が主に反射される場合には、光学システムは、透過したｐ偏光及び反射したｓ偏光の両方を効果的に利用し得る。そのような設計では、ｐ偏光の透過を減らすことなく、ｓ偏光の反射を増やすことが重要になり得る。特定の設計においては、ｐ偏光の透過を増やすことと、ｓ偏光の反射を増やすこととの間にトレードオフの関係が存在することがある。
他の複数の用途では、ｓ偏光の吸収が好ましい場合がある。光の反射が画像や他の使用目的を妨害し得る場合、ｓ偏光の吸収が好ましい場合がある。例えば、透過型パネルの画像投影システムでは、反射光はＬＣＤイメージャに戻り、画像劣化を引き起こし得るか、又は迷光が画面に到達してコントラストを低下させ得る。理想的な選択吸収性ワイヤグリッド偏光子は、全てのｐ偏光を透過し、全てのｓ偏光を選択的に吸収する。実際には、透過するｓ偏光もあれば、反射するｓ偏光もあり、吸収されるｐ偏光もあれば、反射するｐ偏光もある。特定の設計においては、ｐ偏光の透過を増やすことと、ｓ偏光の吸収を増やすこととの間にトレードオフの関係が存在することがある。
従って、ワイヤグリッド偏光子の有効性は、（１）ｐ偏光の高い透過率、（２）設計に応じたｓ偏光の高い吸収率又は反射率、及び（３）高いコントラストによって定量化され得る。コントラストは、透過したｐ偏光の割合（Ｔｐ）を透過したｓ偏光の割合（Ｔｓ）で割ったものに等しい。つまり、コントラスト＝Ｔｐ／Ｔｓとなる。
赤外光、可視光、及び紫外光用のワイヤグリッド偏光子では、効果的な偏光のために、ナノメートル又はマイクロメートルのサイズ及びピッチなど、複数の細いワイヤを小さいピッチで有することが重要になり得る。概して、偏光される光の波長の半分より小さいピッチが、効果的な偏光に必要とされる。より小さいピッチによって、コントラストが向上し得る。従って、小さいピッチは、ワイヤグリッド偏光子の重要な特徴になり得る。十分に小さいピッチを有するワイヤグリッド偏光子の製造は難しく、これが本分野の研究目標である。
細いワイヤは、扱い方によって、また複数の環境条件によって損傷を受け得る。ワイヤの保護は、ワイヤグリッド偏光子において重要であり得る。従って、ワイヤグリッド偏光子の耐久性は、別の重要な特徴である。
例えば、米国特許第５，９９１，０７５号、同第６，２８８，８４０号、同第６，６６５，１１９号、同第７，６３０，１３３号、同第７，６９２，８６０号、同第７，８００，８２３号、同第７，９６１，３９３号、及び同第８，４２６，１２１号、米国特許公開第２００８／００５５７２３号、同第２００９／００４１９７１号、及び同第２００９／００５３６５５号、２０１１年１２月１５日に出願された米国特許出願第１３／３２６，５６６号、１９８１年１１月／１２月のＪ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．１９（４）におけるＤ．Ｃ．Ｆｌａｎｄｅｒｓによる「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ １００ Ａ ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｙ ｓｈａｄｏｗｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」、並びに１９８３年３月１５日のＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．４２（６）４９２〜４９４ページにおけるＤａｌｅ Ｃ．Ｆｌａｎｄｅｒｓによる「Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ ｇｒａｔｉｎｇｓ ａｓ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ」を参照されたい。
ｐ偏光の高い透過率、高いコントラスト、及び小さいピッチを有した、耐久性のあるワイヤグリッド偏光子を提供することが有利になることが認識されていた。また、ｓ偏光の高い吸収率又は高い反射率は、設計に応じて重要になり得る。本発明は、中央領域及びサイド領域を含み得る複数の領域を有するワイヤグリッド偏光子の様々な実施形態、及びこれらのニーズを満たすワイヤグリッド偏光子を作成する複数の方法に関する。様々な実施形態のそれぞれは、これらのニーズのうち１又は複数を満たし得る。
１つの実施形態において、ワイヤグリッド偏光子は、入射光に対して十分に透過性を有する基板を備え、互いに平行な細長い複数の第１の下部リブのアレイが基板の上に配置されている。複数の第１の下部リブは、基板に連結した下端、下端の反対にある上端面、及び両側面を有し得る。互いに平行な細長い複数の第１の上部リブのアレイは、それぞれの第１の下部リブが、対応する第１の上部リブと組み合わされ、複数の中央リブ又は中央領域のアレイを画定するように、複数の第１の下部リブの上端面の上に配置され得る。ワイヤグリッド偏光子は、複数の中央リブのそれぞれの各側面に沿って配置されたサイドバーを含む、細長い複数のサイドバーのアレイも備える。サイド領域は、複数のサイドバーを含み得る。サイドバー及び対応する中央リブと、隣接するサイドバー及び対応する中央リブとの間には、間隙が存在し得る。第１の下部リブ、第１の上部リブ、及びサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を反射し得る。
ワイヤグリッド偏光子を作成する第１の方法は、以下の段階を備え得る。
１．以下の基板を設ける段階。
（ａ）入射光に対して十分に透過性を有する。
（ｂ）基板の表面上に連続薄膜材料を有する。
２．基板及び薄膜をエッチングして、以下を形成する段階。
（ａ）基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の中央リブのアレイ。複数の中央リブは下側の複数の第１の下部リブ及び複数の第１の上部リブを有している。
（ｂ）複数のリブの間の、固形物のない複数の間隙。
３．基板及び複数の中央リブを材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、複数のリブの間に固形物のない複数の間隙を保持する段階。
４．材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、複数の中央リブの複数の側面に沿って鉛直の複数のサイドバーを残す段階。
ワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法は、以下の段階を備え得る。
１．入射光に対して十分に透過性を有する基板と、基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の下部リブのアレイとを設ける段階。
２．基板及び複数の第１の下部リブを材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、複数の第１の下部リブの間に固形物のない複数の第１の間隙を保持する段階。
３．材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、複数の第１の下部リブの複数の側面に沿って鉛直の複数のサイドバーを残す段階。
４．充填材料で、複数の第１の間隙を埋め戻し、連続して複数の第１の下部リブ及び複数のサイドバーの上方を充填する段階。充填材料は、複数の第１の下部リブと類似のエッチング特性を有している。
５．充填材料及び複数の第１の下部リブを、複数のサイドバーの上端の下方までエッチングして、複数のサイドバーの上端の間に固形物のない複数の第２の間隙を形成し、複数のサイドバーの間において複数の第１の下部リブと同列に複数の第２の下部リブを形成する段階。
６．上部材料で、複数の第２の間隙を埋め戻し、連続して複数のサイドバーの上方を充填する段階。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子１０の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子１０は、（１）複数の第１の下部リブ１２及び複数の第１の上部リブ１３を有する複数の中央リブ１４と、（２）複数の中央リブ１４のそれぞれの各側面に沿って配置された複数のサイドバー１５とを含んでいる。 本発明の複数の実施形態に従うワイヤグリッド偏光子２０の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子２０は、図１のワイヤグリッド偏光子１０と類似し、中央リブ１４とサイドバー１５とを組み合わせた構造の間の間隙１６を十分に充填する複数のサイドリブ２４を有している。また、図２はワイヤグリッド偏光子を作成する第１の方法の一段階を示している。 本発明の複数の実施形態に従うワイヤグリッド偏光子３０の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子３０は、図２のワイヤグリッド偏光子２０と類似するが、複数の間隙１６から、複数の中央リブ１４及び複数のサイドバー１５の上端の上方及び上に延在する誘電体材料３２も含んでいる。また、図３はワイヤグリッド偏光子を作成する第１の方法の一段階を示している。 本発明の一実施形態に従う、図２のワイヤグリッド偏光子２０と類似したワイヤグリッド偏光子４０の側断面概略図である。ここで、複数のサイドリブ２４は、複数の第２の下部リブ４２及び複数の第２の上部リブ４３を有し、複数のサイドバー１５は、複数の第１の下部リブ１２を複数の第２の下部リブ４２から分離し、複数の第１の上部リブ１３を複数の第２の上部リブ４３から分離している。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第１の方法の一段階、つまり、入射光に対して十分に透過性を有する基板１１を提供し、基板１１の表面上に連続薄膜材料５３を設ける段階の側断面概略図である。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第１の方法の一段階、つまり、基板１１及び薄膜５３をエッチングして、（ａ）基板１１の上に配置された互いに平行な細長い複数の中央リブ１４のアレイと、（ｂ）複数の中央リブ１４の間に固形物のない複数の間隙１６とを形成する段階の側断面概略図である。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第１の方法の段階３、つまり、基板１１及び複数の中央リブ１４を材料層７５でコンフォーマルコーティングするとともに、複数の中央リブ１４の間に固形物のない複数の間隙１６を保持する段階の側断面概略図である。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第１の方法の一段階、つまり、材料層７５をエッチングして複数の水平部分７１を取り除き、複数の中央リブ１４の複数の側面１４ｓに沿って鉛直の複数のサイドバー１５を残す段階の側断面概略図である。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法の一段階、つまり、基板１１の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の下部リブ１２のアレイを有する基板１１を設ける段階の側断面概略図である。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法の一段階、つまり、基板１１及び複数の第１の下部リブ１２を材料層７５でコンフォーマルコーティングするとともに、複数の第１の下部リブ１２の間に固形物のない複数の第１の間隙９６を保持する段階の側断面概略図である。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法の一段階、つまり、材料層７５をエッチングして複数の水平部分７１を取り除き、複数の第１の下部リブ１２の複数の側面１２ｓに沿って鉛直の複数のサイドバー１５を残す段階の側断面概略図である。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法の一段階、つまり、充填材料１２２で、複数の第１の間隙９６を埋め戻し、複数の第１の下部リブ１２及び複数のサイドバー１５の上方を連続して充填する段階の側断面概略図を示す。充填材料１２２は、複数の第１の下部リブ１２と類似のエッチング特性を有する。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法の一段階、つまり、充填材料１２２及び複数の第１の下部リブ１２を複数のサイドバー１５の上端１５ｔの下方までエッチングして、複数のサイドバー１５の上部領域１５ｔｒに固形物のない複数の第２の間隙１３６を形成し、複数のサイドバー１５の間において複数の第１の下部リブ１２と同列に（複数のサイドバー１５の下部領域１５ｂｒにおいて）複数の第２の下部リブ４２を形成する段階の側断面概略図である。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法の一段階、つまり、上部材料１４３で、複数の第２の間隙１３６を埋め戻し、複数のサイドバー１５の上端１５ｔの上方を連続して充填する段階の側断面概略図である。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法の一段階、つまり、上部材料１４３を少なくとも複数のサイドバー１５の上端１５ｔまでエッチングして、互いに平行な細長い複数の上部リブ１３及び４３のアレイを、複数の下部リブ１２及び４２の上方に形成する段階の側断面概略図である。複数の第１の上部リブ１３は複数の第１の下部リブ１２の上にあり、複数の第２の上部リブ４３は複数の第２の下部リブ４２の上にある。また複数のサイドバー１５は、複数の第１の下部リブ１２を複数の第２の下部リブ４２から分離し、複数の第１の上部リブ１３を複数の第２の上部リブ４３から分離している。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子１６０の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子１６０は、複数の第１の下部リブ１２に各側面１２ｓに沿って配置された細長い複数のストリップ１６１を含み、複数のストリップ１６１は、複数の下部ワイヤ１６３及び複数の上部ワイヤ１６５を有する。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子１７０の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子１７０は、図１６のワイヤグリッド偏光子１６０と類似し、第１の下部リブ１２とストリップ１６１とを組み合わせた複数の構造の間の複数の間隙１６６を十分に充填する複数のサイドリブ２４を有している。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子１８０の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子１８０は、図１７のワイヤグリッド偏光子１７０と類似するが、複数の間隙１６から、複数の第１の下部リブ１２の上端１２ｔ及び複数のストリップ１６１の上方及び上に延在する誘電体材料３２も含んでいる。 本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子１９０の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子１９０は、隣接する複数の第１の下部リブ１２、複数のサイドバー１５、及び複数のサイドリブ２４を含み、それぞれの第１の下部リブ１２と、それぞれのサイドリブ２４との間にサイドバー１５を有している。
［図面の参照番号］
１０：ワイヤグリッド偏光子
１１：基板
１２：第１の下部リブ
１２ｂ：第１の下部リブ１２の下端
１２ｔ：第１の下部リブ１２の上端面
１２ｓ：第１の下部リブ１２の側面
１３：第１の上部リブ
１３ｔ：第１の上部リブ１３の上端
１４：中央リブ
１４ｓ：中央リブ１４の側面
１５：サイドバー
１５ｂｒ：サイドバー１５の下部領域
１５ｔ：サイドバー１５の上端
１５ｔｒ：サイドバー１５の上部領域
１６：各サイドバー１５及び対応する中央リブ１４と、隣接するサイドバー１５及び対応する中央リブ１５との間の間隙
２０：ワイヤグリッド偏光子
２４：サイドリブ
３０：ワイヤグリッド偏光子
３２：誘電体材料
４０：ワイヤグリッド偏光子
４２：第２の下部リブ
４３：第２の上部リブ
５３：薄膜
７１：水平部分
７５：材料層
９６：第１の間隙
１２２：充填材料
１３６：第２の間隙
１４３：上部材料
１６０：ワイヤグリッド偏光子
１６１：ストリップ
１６１ｔ：ストリップ１６１の上端
１６３：下部ワイヤ
１６５：上部ワイヤ
１６６：ストリップ１６１間の間隙
１７０：ワイヤグリッド偏光子
１８０：ワイヤグリッド偏光子
１９０：ワイヤグリッド偏光子
１９４：中心グループ
ｄ：サイドバー１５の上端１５ｔの下方へのエッチング深さ
Ｈ：高さ
Ｔｈ１３：上部リブ１３及び４３の厚さ
Ｔｈ１５：サイドバー１５の厚さ
Ｔｈ１６１：ストリップ１６１の厚さ
Ｗ１５：サイドバー１５の幅
Ｗ７５：材料層７５の幅
Ｗ１６１：ストリップ１６１の幅
［定義］
複数の光学構造に用いられる多くの材料は、ある程度の光を吸収し、ある程度の光を反射し、ある程度の光を透過する。以下の複数の定義は、主に吸収性、主に反射性、又は主に透過性を有する複数の材料又は複数の構造の間を区別することが意図されている。
１．本明細書に用いられたように、「吸収性」という用語は、対象波長の光を十分に吸収することを意味する。
（ａ）材料が「吸収性」を有するか否かは、偏光子に用いられる他の複数の材料と相対的である。従って、吸収性構造は、反射性構造 又は透過性構造 よりも十分に吸収する。
（ｂ）材料が「吸収性」を有するか否かは、対象波長に依存する。材料は、１つの波長範囲において吸収性を有し得るが、別の波長範囲においては吸収性を有しないことがある。
（ｃ）１つの態様において、吸収性構造は、４０％を上回る対象波長の光を吸収し、６０％を下回る対象波長の光を反射し得る（吸収性構造は光学的に厚い膜、すなわち表皮の厚さより厚いと仮定する）。
（ｄ）複数の吸収性リブは、光の１つの偏光を選択的に吸収するために用いられ得る。
２．本明細書に用いられたように、「反射性」という用語は、対象波長において十分に光を反射することを意味する。
（ａ）材料が「反射性」を有するか否かは、偏光子に用いられる他の複数の材料と相対的である。従って、反射性構造は、吸収性構造又は透過性構造 よりも十分に反射する。
（ｂ）材料が「反射性」を有するか否かは、対象波長に依存する。材料は、１つの波長範囲において反射性を有し得るが、別の波長範囲においては反射性を有しないことがある。いくつかの波長範囲では、複数の高反射性材料が効果的に利用され得る。他の複数の波長範囲、特に、材料劣化が生じる可能性がより高い低波長側では、材料の選択がより限られるので、光学設計者は、所望するより低い反射率の材料を受け入れる必要があり得る。
（ｃ）１つの態様において、反射性構造は、８０％を上回る対象波長の光を反射し、２０％を下回る対象波長の光を吸収し得る（反射性構造は光学的に厚い膜、すなわち表皮の厚さより厚いと仮定する）。
（ｄ）複数の金属が、反射性材料に用いられることが多い。
（ｅ）複数の反射性ワイヤが、光の１つの偏光を、光の反対の偏光から分離するために用いられ得る。
３．本明細書に用いられたように、「透過性」という用語は、対象波長の光に対して十分に透過性を有することを意味する。
（ａ）材料が「透過性」を有する否かは、偏光子に用いられる他の複数の材料と相対的である。従って、透過性構造は、吸収性構造又は反射性構造よりも十分に透過する。
（ｂ）材料が「透過性」を有するか否かは、対象波長に依存する。材料は、１つの波長範囲において透過性を有し得るが、別の波長範囲においては透過性を有しないことがある。
（ｃ）１つの態様において、透過性構造は、９０％を上回る対象波長の光を透過し、１０％を下回る対象波長の光を吸収し得る。
４．これらの定義に用いられたように、「材料」という用語は、特定の構造の全体的な材料を指す。従って、「吸収性」を有する構造は、材料が反射性又は透過性の成分をいくらか含み得るとしても、全体として十分に吸収性を有する材料で作成される。従って、例えば、光を十分に吸収するように、十分な量の吸収性材料で作成されたリブは、その中に埋め込まれた反射性又は透過性の材料をいくらか含んでいるとしても、吸収性リブである。
５．本明細書に用いられたように、「光」という用語は、Ｘ線、紫外線、可視光線、及び／又は赤外線、又は電磁スペクトルの他の複数の領域における、光 又は電磁放射を意味する。
６．本明細書に用いられたように、「基板」という用語は、例えば、ガラスウェハなどの基材を含む。「基板」という用語は単一の材料を含み、また、複数の材料、例えば、基材として共に用いられるウェハ表面に少なくとも１つの薄膜を有するガラスウェハなども含む。
第１の構造グループ（図１〜図４）
図１に例示されるように、基板１１の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の下部リブ１２のアレイを備えたワイヤグリッド偏光子１０が示される。複数の第１の下部リブ１２は、基板１１に連結された下端１２ｂ、下端１２ｂの反対にある上端面１２ｔ、及び両側面１２ｓを有し得る。複数の第１の下部リブ１２は、基板１１と一体であり得て、基板１１と同じ材料で形成され得る。代わりに、複数の第１の下部リブ１２は、基板１１と異なる材料で形成され得る。基板１１は、入射光に対して十分に透過性を有し得る。
複数の第１の下部リブ１２は、入射光を十分に吸収する、入射光を十分に反射する、又は、入射光又は所望の光の波長範囲を十分に透過し得る。複数の第１の下部リブ１２は、誘電体材料、金属、又は複数の他の材料を含み得るか、又はこれらから成り得る。複数の第１の下部リブ１２が十分に吸収性を有する、十分に透過性を有する、又は十分に反射性を有するかは、全体的な偏光子構造及び使用目的に依存し得る。
互いに平行な細長い複数の第１の上部リブ１３のアレイは、複数の第１の下部リブ１２の上端面１２ｔの上に配置され得る。複数の第１の上部リブ１３は、複数の第１の下部リブ１２の複数の側面１２ｓと実質的に平行な複数の側面１３ｓを有し得る。複数の第１の下部リブ１２、及び／又は、複数の第１の上部リブ１３は、中央領域と呼ばれ得るか、又は中央領域の一部であり得る。それぞれの第１の下部リブ１２は、対応する第１の上部リブ１３と組み合わされ、中央リブ１４のアレイを画定し得る。
複数の第１の上部リブ１３は、誘電体材料、金属、又は他の材料を含み得るか、又はこれらから成り得る。複数の第１の上部リブ１３は、入射光又は所望の波長範囲の光を十分に吸収、十分に反射、又は十分に透過し得る。複数の第１の上部リブ１３が、十分に吸収性を有するか、十分に透過性を有するか、又は十分に反射性を有するかは、全体的な偏光子構造及び使用目的に依存し得る。
ワイヤグリッド偏光子１０は、複数の中央リブ１４のそれぞれの各側面１４ｓに沿って配置されたサイドバー１５を含む、細長い複数のサイドバー１５のアレイをさらに備え得る。従って、複数のサイドバー１５の組は、組の間に配置された中央リブを挟み得て、中央リブに接し得る。複数のサイドバー１５は、複数の中央リブ１４の各側面１４ｓに沿って、実質的に複数の第１の下部リブ１２の下端１２ｂから、複数の第１の上部リブ１３の上端１３ｔまで、延在し得る。複数のサイドバー１５は、入射光に対する十分な吸収性、十分な透過性、又は十分な反射性を有し得る。複数のサイドバー１５は、誘電体材料、金属、又は他の材料を含み得るか、又はこれらから成り得る。複数のサイドバー１５が、十分に吸収性を有するか、十分に透過性を有するか、又は十分に反射性を有するかは、全体的な偏光子構造及び使用目的に依存し得る。
それぞれのサイドバー１５及び対応する中央リブ１４と、隣接するサイドバー１５及び対応する中央リブ１４との間には、間隙１６が存在し得る。複数の間隙１６は、それぞれのサイドバー１５が個々に働き、これにより、１つの光偏光（例えば、ｓ偏光）に別の光偏光（例えば、ｐ偏光）と異なった影響を及ぼすことを可能にし得る。いくつかの設計では、固形物のない複数の間隙を有することで、ｐ偏光の透過率を向上させ（Tｐを増やし）得る。
複数の第１の下部リブ１２、複数の第１の上部リブ１３、及び複数のサイドバー１５のうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射し得る。複数の第１の下部リブ１２、複数の第１の上部リブ１３、及び複数のサイドバー１５のうち少なくとも１つは、入射光に対して十分な吸収性を有し得る。複数の第１の下部リブ１２、複数の第１の上部リブ１３、及び複数のサイドバー１５のうち少なくとも１つは、入射光を十分に透過し得る。
図２のワイヤグリッド偏光子２０に示されたように、複数のサイドリブ２４は、複数の間隙１６に配置され得る。複数のサイドリブ２４は、複数の間隙１６を十分に充填し得る。サイド領域は、複数のサイドリブ２４及び／又は複数のサイドバー１５を含み得る。
複数のサイドリブ２４は、含まれた溶媒を蒸発させた後に硬化し得る液体を回転塗布することによって、形成され得る。例えば、溶媒中の液状ガラスを回転塗布し、次にベークして溶媒を蒸発させる。別の方法は、原子層堆積（ＡＬＤ）の使用によって複数の層を設けている。次に、ＡＬＤや回転塗布などによって加えられた材料は、エッチングされて、それぞれの間隙１６に別個の複数のサイドリブ２４を形成し得る。
複数の第１の下部リブ１２、複数の第１の上部リブ１３、複数のサイドバー１５、及び複数のサイドリブ２４のうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射し得る。複数の第１の下部リブ１２、複数の第１の上部リブ１３、複数のサイドバー１５、及び複数のサイドリブ２４のうち少なくとも１つは、入射光に対して十分に吸収性を有し得る。複数の第１の下部リブ１２、複数の第１の上部リブ１３、複数のサイドバー１５、及び複数のサイドリブ２４のうち少なくとも１つは、入射光を十分に透過し得る。
図３のワイヤグリッド偏光子３０に示されたように、誘電体材料３２は、複数の中央リブ１４の上端１４ｔの上方及び上、並びに複数のサイドバー１５の上端１５ｔの上に延在し得る。誘電体材料３２は、複数のサイドリブ２４の材料と同じ材料であり得て、これにより複数の間隙１６から、複数の中央リブ１４の上端１４ｔの上、及び複数のサイドバー１５の上端１５ｔの上に延在し得る。誘電体材料３２は、複数のサイドリブ２４を形成する製造段階と同じ製造段階の間に形成され得るか、又は誘電体材料３２は、複数のサイドリブ２４の形成後に、化学気相成長や物理気相成長などによって、複数のサイドリブ２４の上方に加えられ得る。誘電体材料３２が、複数のサイドリブ２４の材料と同じ材料である場合には、この誘電体材料３２は、例えば回転塗布やＡＬＤなどによって加えられ得るが、別個の複数のサイドリブ２４を形成すべく、エッチングされることはない。
図４のワイヤグリッド偏光子４０に示されたように、複数のサイドリブ２４は、複数の第２の下部リブ４２の上に配置された複数の第２の上部リブ４３を有し得る。複数の第２の下部リブ４２は、基板１１に隣接して配置され得る。複数のサイドバー１５は、複数の第１の下部リブ１２を複数の第２の下部リブ４２から分離し得て、複数の第１の上部リブ１３を複数の第２の上部リブ４３から分離し得る。
複数の第２の上部リブ４３は、入射光に対する十分な吸収性、十分な反射性、又は十分な透過性を有し得る。複数の第２の上部リブ４３は、誘電体材料、金属、又は他の材料を含み得るか、又はこれらから成り得る。複数の第２の上部リブ４３が、十分に吸収性を有するか、十分に透過性を有するか、又は十分に反射性を有するかは、全体的な偏光子構造及び使用目的に依存し得る。
１つの実施形態では、複数の第２の下部リブ４２又は複数の第２の上部リブ４３の一方は、入射光に対する十分な透過性を有し得て、他方は入射光を十分に吸収し得る。別の実施形態では、複数の第２の下部リブ４２又は複数の第２の上部リブ４３の一方は、十分な反射性を有し得て、他方は入射光を十分に透過、又は十分に吸収し得る。
［第１の構造グループ（図１〜図４）に適用可能な第１の方法］
図１〜図４に示されたワイヤグリッド偏光子１０、２０、３０、及び４０は、この第１の方法における以下の段階の一部又は全てによって作成され得る。
１．以下の基板１１を設ける段階（図５を参照）。
（ａ）基板は、入射光に対する十分な透過性を有し得る。本明細書で説明された複数の作成方法では、「基板」という用語は単一の材料であり得るか、又は、例えば、ウェハの表面に少なくとも１つの薄膜を有するガラスウェハなど、複数の層の材料であり得る。
（ｂ）基板は、基板の表面上に連続薄膜５３の材料を有し得る。薄膜は、化学気相成長又は物理気相成長を含む様々な方法によって、設けられ得る。薄膜５３は、誘電体材料、金属、又は他の材料であり得る。薄膜５３は、偏光子の所望の用途、偏光子製造の複数の他の材料、及び全体的な偏光子設計に応じて、入射光を十分に透過、十分に反射、又は十分に吸収し得る。
２．基板１１及び薄膜５３をエッチングして、以下を形成する段階（図６を参照）。
（ａ）基板１１の上に配置された互いに平行な細長い複数の中央リブ１４のアレイ。複数の中央リブ１４は、複数の第１の下部リブ１２の上に配置された複数の第１の上部リブ１３を有する。
（ｂ）複数のリブ１４の間の固形物のない複数の間隙１６。図５に示された元の基板が上端に材料層を有する基板であり、複数の第１の下部リブ１２がこの上端の層にエッチングされた場合、図６の複数の第１の下部リブ１２は、図６の基板１１と異なる材料であり得る。例えば、基板１１がもともと二酸化チタンの層を有する二酸化ケイ素であり、二酸化チタン層を貫いてエッチングが行われた場合には、残っている基板１１は二酸化ケイ素であり得て、複数の第１の下部リブ１２は二酸化チタンのみ、又は、二酸化チタンの上部領域及び二酸化ケイ素の下部領域であり得る。
３．基板１１及び複数の中央リブ１４を材料層７５でコンフォーマルコーティング（例えば、原子層堆積）するとともに、複数のリブ１４の間に固形物のない複数の間隙１６を保持する段階（図７を参照）。「固形物のない複数の間隙１６を保持する」とは、複数の第１の下部リブ１２の間に固形物のない領域が残り得ることを意味するが、当然、複数の間隙１６のサイズは、加えられた材料層７５によって縮小されることに留意されたい。材料層７５は、段階４で説明される最終的な複数のサイドバー１５の所望の材料であり得る。
４．材料層７５をエッチングして複数の水平部分７１を取り除き、複数の中央リブ１４の複数の側面に沿って鉛直の複数のサイドバー１５を残す段階（図７〜図８を参照）。複数の水平部分７１を取り除くとともに、鉛直の複数のサイドバー１５を残すべく、エッチングは異方性エッチングであり得る。次の段階５〜６はワイヤグリッド偏光子の耐久性を向上させるために行われ得るか、又は、さもなければ偏光子性能に影響を及ぼすべく行われる。
５．複数の間隙１６を埋め戻し、複数のサイドリブ２４を形成する段階（図２を参照）。
（ａ）埋め戻しは、含まれた溶媒を蒸発させた後に硬化し得る液体を回転塗布することによって行われ得る。例えば、溶媒中の液状ガラスを回転塗布し、次にベークして溶媒を蒸発させる。例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）の使用によって複数の層を設けるなど、他の複数の埋め戻し方法が用いられ得る。
（ｂ）図２の構造は、複数の中央リブ１４及び複数のサイドバー１５の上方を、複数のサイドリブ２４の所望の材料で埋め戻し、次に複数の中央リブ１４及び複数のサイドバー１５の上端までエッチングし、これにより別個の複数のサイドリブ２４を形成することによって形成され得る。
６．複数の中央リブ１４及び複数のサイドバー１５の上方を誘電体材料３２で埋め戻す段階（図３を参照）。
（ａ）誘電体材料３２は、複数のサイドリブ２４の材料と同じ材料であり得るか、又は複数のサイドリブ２４の材料と異なり得る。
（ｂ）誘電体材料３２が複数のサイドリブ２４の材料と同じ材料である場合には、誘電体材料３２は、複数の間隙１６を充填する段階と同じ製造段階で設けられ得る。例えば、液体材料が、複数の間隙１６及び複数の中央リブ１４の上方を両方とも充填し得て、次に液体は加熱されて固まり硬化し得る。
（ｃ）誘電体材料３２が、複数のサイドリブ２４と異なる材料である場合には、この誘電体材料３２の層を、複数の中央リブ１４及び複数のサイドリブ２４の上方に設けるために、化学気相成長又は物理気相成長が用いられ得る。
（ｄ）誘電体材料３２が最終的な偏光子の一部になる場合には、透過性誘電体材料を使用することが好ましい場合がある。なぜならば、吸収性誘電体材料の連続層は、ｐ偏光の吸収率を不必要に増やし得るからである。
１つの態様では、上記の複数の段階は示され順序で実行され得る。全ての段階が要求されなくてもよい。例えば、複数のサイドリブ２４及び誘電体材料３２が所望されない場合、プロセスは段階４の最後で終了し得る。
［第１の構造グループ（図１〜図４）に適用可能な第２の方法］
図１〜図４に示されたワイヤグリッド偏光子１０、２０、３０、及び４０は、この第２の方法における以下の段階の一部又は全てによって作成され得る。
１．基板１１の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の下部リブ１２のアレイを有する基板１１を設ける段階（図９を参照）。複数の第１の下部リブ１２の間には、固形物のない複数の第１の間隙９６が存在し得る。基板１１及び複数の第１の下部リブ１２は、本明細書の他の複数のセクションで説明されたように、複数の特性を有し得る。基板１１自体、又は基板１１の上端の材料層は、パターニング及びエッチングをされて、複数の第１の下部リブ１２を形成し得る。
２．基板及び複数の第１の下部リブ１２を、材料層７５でコンフォーマルコーティングするとともに、複数の第１の下部リブ１２の間に複数の第１の間隙９６を保持する段階（図１０を参照）。「複数の第１の間隙９６を保持する」とは、複数の第１の下部リブ１２の間に固形物のない領域が残り得ることを意味するが、当然、複数の第１の間隙９６のサイズは、加えられた材料層７５によって縮小されることに留意されたい。材料層７５は、段階３で説明される最終的な複数のサイドバー１５の所望の材料であり得る。
３．材料層７５をエッチングして複数の水平部分７１を取り除き、複数の第１の下部リブ１２の複数の側面に沿って鉛直の複数のサイドバー１５を残す段階（図１１を参照）。複数の水平部分７１を取り除くとともに、鉛直の複数のサイドバー１５を残すべく、エッチングは異方性エッチングであり得る。
この段階で、ワイヤグリッド偏光子は使用可能であり得る。次の複数の段階は、選択吸収性のワイヤグリッド偏光子を作るべく、偏光子を埋め込むべく、及び／又は偏光子の他の特性を変更すべく加えられ得る。
４．充填材料１２２で、複数の第１の間隙９６を埋め戻し、連続して複数の第１の下部リブ１２及び複数のサイドバー１５の上方を充填する段階（図１２を参照）。充填材料１２２は、複数の第１の下部リブ１２と類似のエッチング特性を有し得る。充填材料１２２で埋め戻すことは、含まれた溶媒を蒸発させた後に硬化し得る液体を回転塗布することによって行われ得る。例えば、溶媒中の液状ガラスを回転塗布し、次にベークして溶媒を蒸発させる。例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）の使用によって複数の層を設けるなど、他の複数の埋め戻し方法が用いられ得る。
５．充填材料１２２及び複数の第１の下部リブ１２を、複数のサイドバー１５の上端１５ｔの下方までエッチングして、複数のサイドバー１５の上部領域１５ｔｒにおいて固形物のない複数の第２の間隙１３６を形成し、複数のサイドバー１５と複数の第１の下部リブ１２との間において、複数の第１の下部リブ１２と同列に（複数のサイドバー１５の下部領域１５ｂｒにおいて）複数の第２の下部リブ４２を形成する段階（図１３を参照）。
（ａ）エッチングは、複数のサイドバー１５のエッチングを最小限にして、充填材料１２２及び複数の第１の下部リブ１２を優先的にエッチングするよう選択され得る。
（ｂ）複数の第２の下部リブ４２は、以前の固形物のない複数の第１の間隙９６の位置に形成され得る。
（ｃ）複数の第１の下部リブ１２及び複数の第２の下部リブ４２は、複数の第１の下部リブ１２と比べて類似した充填材料１２２のエッチング特性に起因して、ほぼ同じ高さＨまでエッチングされ得る。
（ｄ）複数のサイドバー１５の上端１５ｔの下方へのエッチング深さｄは、次の複数の段階に説明される複数の上部リブ１３及び４３の厚さＴｈ１３とほぼ同等であり得る。例えば、複数のサイドバー１５の上端１５ｔの下方へのエッチング深さｄ、複数の第１の上部リブ１３の厚さＴｈ１３、及び／又は複数の第２の上部リブ４３の厚さＴｈ１３は、１つの態様において少なくとも５ｎｍ、別の態様において少なくとも１０ｎｍ、別の態様において少なくとも２５ｎｍ、又は別の態様において少なくとも７５ｎｍであり得る。
（ｅ）充填材料１２２及び複数の第２の下部リブ４２は、入射光を十分に透過、十分に反射、又は十分に吸収する材料であり得る。
６．上部材料１４３で、複数の第２の間隙１３６を埋め戻し、連続して複数のサイドバー１５の上端１５ｔの上方を充填する段階（図１４を参照）。埋め戻しは、上記段階４で説明されたものと類似の方法によって行われ得る。
７．上部材料１４３を、少なくとも複数のサイドバー１５の上端１５ｔまでエッチングして、複数の第１の下部リブ１２の上方、及び複数の第２の下部リブ４２の上方に、互いに平行な細長い複数の上部リブ１３及び４３のアレイを形成する段階（図１５を参照）。複数の第１の上部リブ１３は複数の第１の下部リブ１２の上に、複数の第２の上部リブ４３は複数の第２の下部リブ４２の上に配置され得る。複数のサイドバー１５は、複数の第１の下部リブ１２を複数の第２の下部リブ４２から分離し得て、複数の第１の上部リブ１３を複数の第２の上部リブ４３から分離し得る。
第２の方法では、第１の下部リブ１２、第２の下部リブ４２、第１の上部リブ１３、第２の上部リブ４３、及びサイドバー１５のうち少なくとも１つは、入射光を十分に透過、十分に吸収、又は十分に反射し得る。
１つの態様では、上記の複数の段階は示され順序で実行され得る。全ての段階が要求されなくてもよい。例えば、上部材料１４３が、複数の第１の上部リブ１３及び複数の第２の上部リブ４３に分離される必要がない場合、プロセスは段階６の最後で終了し得る。
［第１の方法と第２の方法との比較］
方法１か方法２かという選択は、所望の最終構造、利用可能な製造ツール、製造の複雑性、及び製造コストに依存し得る。
方法１は、図８に示されたように、いかなる埋め戻す段階もなしに、部分的埋め込まれワイヤグリッド偏光子を提供し得る。方法１の下での埋め戻しは、この構造を完全に埋め込むために必要とされるのみであり得る。方法１は、（サイドリブ２４又は第１の上部リブ１３の一方が透過性を有し、他方が吸収性を有する場合、図２に示されたように、）複数のサイドバー１５の上部領域１５ｔｒにおいて、透過性と吸収性とが入れ替わる複数の上部リブを有する構造をもたらし得る。
方法２では、２つの埋め戻す段階が用いられ得る。方法２は、複数のサイドバー１５の上部領域１５ｔｒにおいて、両方とも単一の材料で作成された複数の上部リブ１３及び４３を有する構造をもたらし得る。
［第２の構造グループ（図１６〜図１８）］
図１６に例示されるように、基板１１の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の下部リブ１２のアレイを備えた、ワイヤグリッド偏光子１６０が示される。複数の第１の下部リブ１２は、基板１１に連結された下端１２ｂ、下端１２ｂの反対にある上端面１２ｔ、及び両側面１２ｓを有し得る。複数の第１の下部リブ１２は、基板１１と一体であり得て、基板１１と同じ材料で形成され得る。代わりに、複数の第１の下部リブ１２は、基板１１と異なる材料で形成され得る。基板１１は、入射光に対して十分に透過性を有し得る。
細長いストリップ１６１は、複数の第１の下部リブ１２のそれぞれの側面１２ｓに沿って配置され得る。従って、複数のストリップ１６１の組は、組の間に配置された第１の下部リブ１２を挟み得て、第１の下部リブ１２に接し得る。ぞれぞれのストリップ１６１及び対応する第１の下部リブ１２と、隣接するストリップ１６１及び対応する第１の下部リブ１２との間には、間隙１６６が存在し得る。複数のストリップ１６１は、複数の下部ワイヤ１６３及び複数の上部ワイヤ１６５を有する。
図１７のワイヤグリッド偏光子１７０に示されたように、複数のサイドリブ２４は、複数の間隙１６を十分に充填し得る。図１８のワイヤグリッド偏光子１８０に示されたように、複数のサイドリブ２４と同じ材料であり得る誘電体材料３２は、複数の間隙１６６から、複数の第１の下部リブ１２の上端１２ｔの上方及び上に、また複数のストリップ１６１の上端１６１ｔの上に延在し得る。代わりに、誘電体材料３２は、複数のサイドリブ２４と異なる材料であり得て、複数のサイドリブ２４、複数の第１の下部リブ１２、及び複数のストリップ１６１の上方に堆積され得る。誘電体材料３２は、図２及び図３を参照して上述されたように、複数の特性を有し得る。
上部ワイヤ１６５、下部ワイヤ１６３、サイドリブ２４、第１の下部リブ１２、及び誘電体材料３２のうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収、十分に反射、又は十分に透過する材料を含み得るか、又はこれから成り得る。例えば、可視光用の偏光子の１つの実施形態では、複数の下部ワイヤ１６３は入射光を偏光するためのアルミニウム、複数の上部ワイヤ１６５は入射光を吸収するためのシリコン、複数の第１の下部リブ１２及び複数のサイドリブ２４は入射光を十分に透過する二酸化ケイ素であり得る。
複数の第１の下部リブ１２は中央領域を画定し得る。複数のストリップ１６１及び／又は複数のサイドリブ２４は、複数のサイド領域を画定し得る。
［第１の構造グループ（図１〜図４）と第２の構造グループ（図１６〜図１８）との比較］
図１〜図４に示されたワイヤグリッド偏光子か、図１６〜図１８に示されワイヤグリッド偏光子かという選択は、異なる複数の領域の所望の幅又は厚さ（サイドバー１５又はストリップ１６１の厚さ）、及び複数の製造可能性の検討に基づいて行われる。図１〜図４の複数のサイドバー１５は、図１〜図４の複数の第１の下部リブ１２より高さがあることに留意されたい。比較すると、図１６〜図１８の複数のストリップ１６１は、図１６〜図１８の複数の第１の下部リブ１２とおよそ同じ高さであり得て、これにより複数の上部ワイヤ１６５及び複数の下部ワイヤ１６３は、それぞれ複数の第１の下部リブ１２より短くなり得る。異なる複数の用途では、これらの設計の最適などれか一方を見つけ得る。それぞれの設計は異なる複数の製造要件を有し、これにより製造可能性の検討に起因して、１つの設計が別の設計と比べて好ましくなり得る。
［第２の構造グループ（図１６〜図１８）に適用可能な第３の方法］
図１６〜図１８に示されたワイヤグリッド偏光子１６０、１７０、及び１８０は、以下の段階の一部又は全てによって作成され得る。
１．基板１１の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の下部リブ１２のアレイを有する基板１１を設ける段階。図９を参照。
２．基板１１及び複数の第１の下部リブ１２を、第１の材料でコンフォーマルコーティングする（例えば、原子層堆積によるなど）とともに、複数の第１の下部リブ１２の間に固形物のない複数の第１の間隙９６を保持する段階。この段階は、図１０に示された製造段階と類似している。
３．第１の材料をエッチングして複数の水平部分を取り除き、複数の中央リブ１４の複数の側面に沿って複数の下部ワイヤ１６３を残す段階。複数の下部ワイヤ１６３を、複数の第１の下部リブ１２の上端１２ｔの下方に、連続してエッチングする。
４．レジストを塗布し、複数の下部ワイヤ１６３の上方に複数の開口部を設けるべくパターニングする段階。
５、第２の材料を設ける段階。
６．第２の材料をエッチングして複数の水平部分を取り除き、複数の第１の下部リブ１２の複数の側面に沿って、複数の下部ワイヤ１６３の上方に複数の上部ワイヤ１６５を残す段階。
７．レジストを除去する段階。
図１６に示されたワイヤグリッド偏光子を作成すべく、上記の７つの段階が用いられ得る。複数のサイドリブ２４及び誘電体材料３２は、上述のように第１の方法のセクションの下で、図１７〜図１８に示された偏光子１７０又は１８０の一方を作成すべく設けられ得る。
［第３の構造（図１９）］
図１９に示されたように、ワイヤグリッド偏光子１９０は、隣接する複数の第１の下部リブ１２、複数のサイドバー１５、及び複数のサイドリブ２４を含み、それぞれの第１の下部リブ１２とサイドリブ２４との間にサイドバー１５を有し、これら全ては、入射光に対して十分な透過性を有する基板１１の上に配置されている。換言すれば、互いに平行な細長い複数の第１の下部リブ１２のアレイは、基板１１の上に配置され得る。複数の第１の下部リブ１２は、両側面１２ｓを有し得る。細長い複数のサイドバー１５のアレイは、基板１１の上に配置され得て、複数の第１の下部リブ１２のそれぞれの各側面１２ｓに沿って配置され、これに接したサイドバー１５を含み得る。それぞれの第１の下部リブ１２及び付随する複数のサイドバー１５の組は、中心グループ１９４を画定し得るか、又は中心グループ１９４と呼ばれ得る。細長い複数のサイドリブ２４のアレイは基板１１の上に配置され得て、サイドリブ２４は隣接する複数の中心グループ１９４の間に配置され、これらに接している。
第１の下部リブ１２、サイドバー１５、及びサイドリブ２４のうち少なくとも１つは、入射光に対して十分な反射性、十分な吸収性、又は十分な透過性を有し得る。
ワイヤグリッド偏光子１９０は、上述の第２の方法の段階１〜４によって作成され得て、次に、複数のサイドバー１５が、複数の第１の下部リブ１２を隣接する複数のサイドリブ２４から分離するように、充填材料１２２を複数のサイドバー１５の上端１５ｔまでエッチングする。
このワイヤグリッド偏光子１９０の利点は、既に説明された他の複数の設計のいくつかと比べて、簡略化された製造プロセスであり得る。不利な点は、領域が少ないことであり得る。いくつかの設計において、追加の複数の領域は、ワイヤグリッド偏光子の機能にとって重要であり得る。
［全ての実施形態及び方法の一般的な情報］
２０１１年１２月１５日に出願された米国特許出願第１３／３２６，５６６号、米国特許第７，５７０，４２４号、及び同第７，９６１，３９３号は、それらの全体を参照によって本明細書に組み込まれたものとし、可能性のある複数の基板材料、複数の吸収性誘電体材料及び複数の透過性誘電体材料を含む複数の誘電体材料、並びに複数の反射性材料に関する複数の例を提供する。また、複数の反射性材料は、所望のレベルの導電性を実現すべくドープされた半導体材料、複数の特定の形態の炭素など他の複数のタイプの導体、又は他の適切な複数の材料で作成され得る。
材料が入射光を十分に吸収する、十分に反射する、又は十分に透過するという意味は、材料が特定の所望の複数の波長又は所望の波長範囲をそれぞれ吸収、反射、又は透過し得ることを意味している。材料は、１つの波長範囲を吸収し、別の波長範囲を透過し得る。実際の吸収、反射、又は透過は、材料のイオン状態、結晶状態、及び化学量論的状態、並びに全体的なワイヤグリッド偏光子構造に依存し得る。
モデリングにより、本明細書で説明された複数のワイヤグリッド偏光子設計が、比較的高いｐ偏光の透過率及び高いコントラストを有し、高いｓ偏光の吸収率又は反射率も有し得ることが示された。サイドバー１５又はストリップ１６１を、第１の下部リブ１２の両側面１２ｓに配置することで、現在の製造技術が限界を伴っていても、比較的小さいピッチが提供され得る。また、本明細書で説明された複数のワイヤグリッド偏光子設計は、少なくとも部分的に複数のサイドバー１５又は複数のストリップ１６１を埋め込む（例えば、ワイヤグリッド偏光子１０及び１６０）、又は複数のサイドバー１５又は複数のストリップ１６１を十分に又は完全に埋め込む（例えば、ワイヤグリッド偏光子２０、３０、４０、１７０、１８０及び１９０）ことの利点を有し得る。
複数のサイドバー１５又は複数のストリップ１６１を部分的に埋め込むことは、複数のサイドバー１５又は複数のストリップ１６１が、中央リブ１４又は第１の下部リブ１２によってなど、両側面ではなく片側面で支えられていることを意味している。従って、部分的に埋め込まれた構造では、サイドバー１５又はストリップ１６１の片側面が、中央リブ１４又は第１の下部リブ１２に連結され、それによって支えられ得るが、他の側面は空気に面しているので支えられ得ない。複数のサイドバー１５及び複数のストリップ１６１を、完全にでも部分的にでも埋め込むことで、ワイヤグリッド偏光子の耐久性が高まり得る。完全に埋め込まれているワイヤグリッド偏光子を選択するか、部分的に埋め込まれているワイヤグリッド偏光子を選択するかは、偏光子の全体的な複数の性能要件、偏光子の複数の耐久性要件（耐薬品性と取扱いによる耐損傷性の両方を含む）、及び用いられる複数の材料に依存し得る。
ワイヤグリッド偏光子の複数の反射性ワイヤを埋め込むことは、ワイヤグリッド偏光子の耐久性を高め得るが、複数の反射性ワイヤを埋め込むことは、特にｐ偏光の透過率を減らす（Tｐを減らす）ことによって、ワイヤグリッド偏光子性能に悪影響も及ぼし得る。従って、埋め込まれた複数のワイヤグリッド偏光子は、例えば、コンピュータプロジェクタや半導体解析機器など、高い偏光子性能を必要とする複数の用途では、実際には実装されないことが多かった。本明細書で説明された、部分的に又は完全に埋め込まれているが、特にサイドバー１５又はストリップ１６１のアスペクト比の適切な選択と組み合わされている特定の複数の設計は、埋め込まれ、保護された複数のサイドバー１５又は複数のストリップ１６１にもかかわらず、良好なワイヤグリッド偏光子性能を提供し得ることが、モデリングにより示された。
例えば、本明細書で説明された偏光子のいくつかの実施形態では、ｐ偏光の少なくとも９０％、又はｐ偏光の少なくとも９５％を透過し得て、（光吸収特性を持った少なくとも１つの領域が存在する場合）選択した光波長において、ｓ偏光の少なくとも９０％、又はｓ偏光の少なくとも９５％を吸収し得る。別の実施例として、本明細書で説明された偏光子のいくつかの実施形態では、ｐ偏光の少なくとも８５％、又はｐ偏光の少なくとも９０％を透過し得て、（光吸収特性を持った少なくとも１つの領域が存在する場合）４００ｎｍから７００ｎｍまでの全光波長において、ｓ偏光の少なくとも８０％、又はｓ偏光の少なくとも８５％を吸収し得る。
本明細書で説明された複数のワイヤグリッド偏光子は、比較的高いアスペクト比のサイドバー１５又はストリップ１６１（Ｔｈ１５／Ｗ１５、又は、Ｔｈ１６１／Ｗ１６１）で作成され得る。これは、コンフォーマル材料層７５の幅Ｗ７５（これは最終的なサイドバー幅Ｗ１５又はストリップ幅Ｗ１６１に近づき得る）との関連で、比較的高さがある複数の中央リブ１４又は複数の第１の下部リブ１２を形成することによって成され得る。モデリングにより、サイドバー１５又はストリップ１６１のアスペクト比が８と６０との間で、良好な偏光特性が示された。モデリングにより、それぞれ５ｎｍと２０ｎｍとの間の幅Ｗ１５又はＷ１６１、１５０ｎｍと３００ｎｍとの間の厚さＴｈ１５を有する複数のサイドバー１５又は複数のストリップ１６１で、可視スペクトルにおいて良好な偏光特性が示された。
本明細書で説明された複数のワイヤグリッド偏光子は、比較的高いアスペクト比のサイドバー１５又はストリップ１６１（Ｔｈ１５／Ｗ１５、又は、Ｔｈ１６１／Ｗ１６１）で作成され得る。これは、コンフォーマル材料層７５の幅Ｗ７５（これは最終的なサイドバー幅Ｗ１５又はストリップ幅Ｗ１６１に近づき得る）との関連で、比較的高さがある複数の中央リブ１４又は複数の第１の下部リブ１２を形成することによって成され得る。モデリングにより、サイドバー１５又はストリップ１６１のアスペクト比が８と６０との間で、良好な偏光特性が示された。モデリングにより、それぞれ５ｎｍと２０ｎｍとの間の幅Ｗ１５又はＷ１６１、１５０ｎｍと３００ｎｍとの間の厚さＴｈ１５を有する複数のサイドバー１５又は複数のストリップ１６１で、可視スペクトルにおいて良好な偏光特性が示された。
（項目１）
（ａ）入射光に対して十分な透過性を有する基板と、
（ｂ）上記基板の上に配置され、上記基板に連結された下端、上記下端の反対にある上端面、及び両側面を有する、互いに平行な細長い複数の第１の下部リブのアレイと、
（ｃ）それぞれの第１の下部リブが対応する第１の上部リブと組み合わされて、複数の中央リブのアレイを画定するように、上記複数の第１の下部リブの上記上端面の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の上部リブのアレイと、
（ｄ）上記複数の中央リブのそれぞれの各側面に沿って配置されたサイドバーを含む、細長い複数のサイドバーのアレイと、
（ｅ）それぞれのサイドバー及び対応する中央リブと、隣接するサイドバー及び対応する中央リブとの間の間隙と、
を備え、
（ｆ）上記複数の第１の下部リブ、複数の第１の上部リブ、及び複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射する、
ワイヤグリッド偏光子。
（項目２）
上記複数の第１の下部リブ、複数の第１の上部リブ、及び複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
項目１に記載の偏光子。
（項目３）
上記複数の第１の下部リブ、複数の第１の上部リブ、及び複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に透過する、
項目１に記載の偏光子。
（項目４）
上記複数のサイドバーは、上記複数の中央リブの各側面に沿って、実質的に上記複数の第１の下部リブの上記下端から、上記複数の第１の上部リブの上端まで延在する、
項目１に記載の偏光子。
（項目５）
複数の上記間隙を十分に充填する複数のサイドリブをさらに備える、
項目１に記載の偏光子。
（項目６）
上記複数のサイドリブは、誘電体材料を含み、上記誘電体材料は、複数の上記間隙から、上記複数の中央リブ及び上記複数のサイドバーの上端の上方及び上に延在する、
項目５に記載の偏光子。
（項目７）
上記複数の第１の下部リブ、複数の第１の上部リブ、複数のサイドバー、及び複数のサイドリブのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
項目５に記載の偏光子。
（項目８）
（ａ）上記複数のサイドリブは、複数の第２の下部リブの上に配置された複数の第２の上部リブを有し、
（ｂ）上記複数の第２の下部リブ又は複数の第２の上部リブの一方は入射光を十分に透過し、上記複数の第２の下部リブ又は複数の第２の上部リブの他方は入射光を十分に吸収し、
（ｃ）上記複数のサイドバーは、上記複数の第１の下部リブを上記複数の第２の下部リブから分離し、上記複数の第１の上部リブを上記複数の第２の上部リブから分離する、
項目５に記載の偏光子。
（項目９）
上記偏光子は、４００ｎｍから７００ｎｍまでの光波長において、光の１つの偏光の９０％を透過し、光の反対の偏光の８０％を吸収する、
項目１に記載の偏光子。
（項目１０）
上記複数のサイドバーのアスペクト比は、８と６０との間である、
項目１に記載の偏光子。
（項目１１）
上記複数のサイドバーは、５ｎｍと２０ｎｍとの間の幅、及び１５０ｎｍと３００ｎｍとの間の厚さを有する、
項目１に記載の偏光子。
（項目１２）
（ａ）入射光に対して十分な透過性を有する基板と、
（ｂ）上記基板の上に配置され、両側面を有する、互いに平行な細長い複数の第１の下部リブのアレイと、
（ｃ）上記複数の第１の下部リブの各側面に沿って配置され、そこに接するサイドバーを含む、上記基板の上に配置された細長い複数のサイドバーのアレイと、
（ｄ）中心グループを画定する、それぞれの第１の下部リブ及び複数のサイドバーの組と、
（ｅ）隣接する複数の中心グループの間に配置され、かつそれに接するサイドリブを含む、上記基板の上に配置された細長い複数のサイドリブのアレイと、
を備え、
（ｆ）上記複数の第１の下部リブ、複数のサイドバー、及び複数のサイドリブのうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射し、
（ｇ）上記複数の第１の下部リブ、複数のサイドバー、及び複数のサイドリブのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
ワイヤグリッド偏光子。
（項目１３）
ワイヤグリッド偏光子を作成する第１の方法であって、以下の複数の段階、すなわち、
（ａ）以下の基板、つまり
（ｉ）入射光に対して十分に透過性を有し、
（ｉｉ）上記基板の表面上に連続薄膜の材料を有する、
上記基板を設ける段階と、
（ｂ）上記基板及び上記薄膜の材料をエッチングして、
（ｉ）複数の第１の下部リブの上に配置された複数の第１の上部リブを含む、上記基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の中央リブのアレイと、
（ｉｉ）複数のリブの間の固形物のない複数の間隙と、
を形成する段階と、
（ｃ）上記基板及び上記複数の中央リブを、材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、上記複数のリブの間に固形物のない上記複数の間隙を保持する段階と、
（ｄ）上記材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、上記複数の中央リブの複数の側面に沿って鉛直の複数のサイドバーを残す段階と、
を順番に備え、
上記複数の第１の下部リブ、上記複数の第１の上部リブ、及び上記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射する、
第１の方法。
（項目１４）
上記材料層を上記エッチングする段階の後に以下の段階、つまり、上記複数の間隙を誘電体材料で埋め戻し、上記複数の間隙に複数のサイドリブを形成する段階をさらに備える、
項目１３に記載の第１の方法。
（項目１５）
上記複数の間隙を誘電体材料で埋め戻す段階は、上記複数の中央リブ及び上記複数のサイドバーの上方を上記誘電体材料で埋め戻す段階をさらに含み、上記誘電体材料は入射光を十分に透過する、
項目１４に記載の第１の方法。
（項目１６）
上記複数の第１の下部リブ、上記複数の第１の上部リブ、及び鉛直の上記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
項目１３に記載の第１の方法。
（項目１７）
ワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法であって、以下の複数の段階、すなわち、
（ａ）基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の下部リブのアレイを有し、上記複数の第１の下部リブの間に固形物のない複数の第１の間隙を有する上記基板を設ける段階であって、上記基板及び上記複数の第１の下部リブは入射光を十分に透過する、段階と、
（ｂ）上記基板及び上記複数の第１の下部リブを、材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、上記複数の第１の下部リブの間に上記複数の第１の間隙を保持する段階と、
（ｃ）上記材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、上記複数の第１の下部リブの複数の側面に沿って鉛直の複数のサイドバーを残す段階と、
（ｄ）充填材料で、上記複数の第１の間隙を埋め戻し、連続して上記複数の第１の下部リブ及び上記複数のサイドバーの上方を充填する段階であって、上記充填材料は、上記複数の第１の下部リブと類似のエッチング特性を有する、段階と、
（ｅ）上記充填材料及び上記複数の第１の下部リブを、上記複数のサイドバーの上端の下方までエッチングして、上記複数のサイドバーの上部領域に固形物のない複数の第２の間隙を形成し、上記複数のサイドバーと上記複数の第１の下部リブとの間において上記複数の第１の下部リブと同列に複数の第２の下部リブを形成する段階であって、上記複数の第１の下部リブ、上記複数の第２の下部リブ、及び上記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射する、段階と、
（ｆ）上部材料で、上記複数の第２の間隙を埋め戻し、連続して上記複数のサイドバーの上記上端の上方を充填する段階と、
を順番に備える、
第２の方法。
（項目１８）
上記複数の第１の下部リブ、上記複数の第２の下部リブ、及び上記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
項目１７に記載の第２の方法。
（項目１９）
上記複数の第２の間隙を埋め戻した後に以下の段階、つまり、上記上部材料を、少なくとも上記複数のサイドバーの上記上端までエッチングして、上記複数の第１の下部リブの上方、及び上記複数の第２の下部リブの上方に、上記複数の第１の下部リブの上の複数の第１の上部リブ、及び上記複数の第２の下部リブの上の複数の第２の上部リブを含む、互いに平行な細長い複数の上部リブのアレイを形成する段階であって、上記複数のサイドバーは、上記複数の第１の下部リブを上記複数の第２の下部リブから、また上記複数の第１の上部リブを上記複数の第２の上部リブから分離する、段階をさらに備える、
項目１７に記載の第２の方法。
（項目２０）
上記複数の第１の下部リブ、上記複数の第１の上部リブ、上記複数の第２の下部リブ、上記複数の第２の上部リブ、及び上記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
項目１９に記載の第２の方法。

Claims (20)

  1. （ａ）入射光に対して十分な透過性を有する基板と、
    （ｂ）前記基板の上に配置され、前記基板に連結された下端、前記下端の反対にある上端面、及び両側面を有する、互いに平行な細長い複数の第１の下部リブのアレイと、
    （ｃ）それぞれの第１の下部リブが対応する第１の上部リブと組み合わされて、複数の中央リブのアレイを画定するように、前記複数の第１の下部リブの前記上端面の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の上部リブのアレイと、
    （ｄ）前記複数の中央リブのそれぞれの各側面に沿って配置されたサイドバーを含む、細長い複数のサイドバーのアレイと、
    （ｅ）それぞれのサイドバー及び対応する中央リブと、隣接するサイドバー及び対応する中央リブとの間の間隙と、
    を備え、
    （ｆ）前記複数の第１の下部リブ、複数の第１の上部リブ、及び複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射する、
    ワイヤグリッド偏光子。
  2. 前記複数の第１の下部リブ、複数の第１の上部リブ、及び複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
    請求項１に記載の偏光子。
  3. 前記複数の第１の下部リブ、複数の第１の上部リブ、及び複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に透過する、
    請求項１に記載の偏光子。
  4. 前記複数のサイドバーは、前記複数の中央リブの各側面に沿って、実質的に前記複数の第１の下部リブの前記下端から、前記複数の第１の上部リブの上端まで延在する、
    請求項１に記載の偏光子。
  5. 複数の前記間隙を十分に充填する複数のサイドリブをさらに備える、
    請求項１に記載の偏光子。
  6. 前記複数のサイドリブは、誘電体材料を含み、前記誘電体材料は、複数の前記間隙から、前記複数の中央リブ及び前記複数のサイドバーの上端の上方及び上に延在する、
    請求項５に記載の偏光子。
  7. 前記複数の第１の下部リブ、複数の第１の上部リブ、複数のサイドバー、及び複数のサイドリブのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
    請求項５に記載の偏光子。
  8. （ａ）前記複数のサイドリブは、複数の第２の下部リブの上に配置された複数の第２の上部リブを有し、
    （ｂ）前記複数の第２の下部リブ又は複数の第２の上部リブの一方は入射光を十分に透過し、前記複数の第２の下部リブ又は複数の第２の上部リブの他方は入射光を十分に吸収し、
    （ｃ）前記複数のサイドバーは、前記複数の第１の下部リブを前記複数の第２の下部リブから分離し、前記複数の第１の上部リブを前記複数の第２の上部リブから分離する、
    請求項５に記載の偏光子。
  9. 前記偏光子は、４００ｎｍから７００ｎｍまでの光波長において、光の１つの偏光の９０％を透過し、光の反対の偏光の８０％を吸収する、
    請求項１に記載の偏光子。
  10. 前記複数のサイドバーのアスペクト比は、８と６０との間である、
    請求項１に記載の偏光子。
  11. 前記複数のサイドバーは、５ｎｍと２０ｎｍとの間の幅、及び１５０ｎｍと３００ｎｍとの間の厚さを有する、
    請求項１に記載の偏光子。
  12. （ａ）入射光に対して十分な透過性を有する基板と、
    （ｂ）前記基板の上に配置され、両側面を有する、互いに平行な細長い複数の第１の下部リブのアレイと、
    （ｃ）前記複数の第１の下部リブの各側面に沿って配置され、そこに接するサイドバーを含む、前記基板の上に配置された細長い複数のサイドバーのアレイと、
    （ｄ）中心グループを画定する、それぞれの第１の下部リブ及び複数のサイドバーの組と、
    （ｅ）隣接する複数の中心グループの間に配置され、かつそれに接するサイドリブを含む、前記基板の上に配置された細長い複数のサイドリブのアレイと、
    を備え、
    （ｆ）前記複数の第１の下部リブ、複数のサイドバー、及び複数のサイドリブのうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射し、
    （ｇ）前記複数の第１の下部リブ、複数のサイドバー、及び複数のサイドリブのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
    ワイヤグリッド偏光子。
  13. ワイヤグリッド偏光子を作成する第１の方法であって、以下の複数の段階、すなわち、
    （ａ）以下の基板、つまり
    （ｉ）入射光に対して十分に透過性を有し、
    （ｉｉ）前記基板の表面上に連続薄膜の材料を有する、
    前記基板を設ける段階と、
    （ｂ）前記基板及び前記薄膜の材料をエッチングして、
    （ｉ）複数の第１の下部リブの上に配置された複数の第１の上部リブを含む、前記基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の中央リブのアレイと、
    （ｉｉ）複数のリブの間の固形物のない複数の間隙と、
    を形成する段階と、
    （ｃ）前記基板及び前記複数の中央リブを、材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、前記複数のリブの間に固形物のない前記複数の間隙を保持する段階と、
    （ｄ）前記材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、前記複数の中央リブの複数の側面に沿って鉛直の複数のサイドバーを残す段階と、
    を順番に備え、
    前記複数の第１の下部リブ、前記複数の第１の上部リブ、及び前記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射する、
    第１の方法。
  14. 前記材料層を前記エッチングする段階の後に以下の段階、つまり、前記複数の間隙を誘電体材料で埋め戻し、前記複数の間隙に複数のサイドリブを形成する段階をさらに備える、
    請求項１３に記載の第１の方法。
  15. 前記複数の間隙を誘電体材料で埋め戻す段階は、前記複数の中央リブ及び前記複数のサイドバーの上方を前記誘電体材料で埋め戻す段階をさらに含み、前記誘電体材料は入射光を十分に透過する、
    請求項１４に記載の第１の方法。
  16. 前記複数の第１の下部リブ、前記複数の第１の上部リブ、及び鉛直の前記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
    請求項１３に記載の第１の方法。
  17. ワイヤグリッド偏光子を作成する第２の方法であって、以下の複数の段階、すなわち、
    （ａ）基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第１の下部リブのアレイを有し、前記複数の第１の下部リブの間に固形物のない複数の第１の間隙を有する前記基板を設ける段階であって、前記基板及び前記複数の第１の下部リブは入射光を十分に透過する、段階と、
    （ｂ）前記基板及び前記複数の第１の下部リブを、材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、前記複数の第１の下部リブの間に前記複数の第１の間隙を保持する段階と、
    （ｃ）前記材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、前記複数の第１の下部リブの複数の側面に沿って鉛直の複数のサイドバーを残す段階と、
    （ｄ）充填材料で、前記複数の第１の間隙を埋め戻し、連続して前記複数の第１の下部リブ及び前記複数のサイドバーの上方を充填する段階であって、前記充填材料は、前記複数の第１の下部リブと類似のエッチング特性を有する、段階と、
    （ｅ）前記充填材料及び前記複数の第１の下部リブを、前記複数のサイドバーの上端の下方までエッチングして、前記複数のサイドバーの上部領域に固形物のない複数の第２の間隙を形成し、前記複数のサイドバーと前記複数の第１の下部リブとの間において前記複数の第１の下部リブと同列に複数の第２の下部リブを形成する段階であって、前記複数の第１の下部リブ、前記複数の第２の下部リブ、及び前記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に反射する、段階と、
    （ｆ）上部材料で、前記複数の第２の間隙を埋め戻し、連続して前記複数のサイドバーの前記上端の上方を充填する段階と、
    を順番に備える、
    第２の方法。
  18. 前記複数の第１の下部リブ、前記複数の第２の下部リブ、及び前記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
    請求項１７に記載の第２の方法。
  19. 前記複数の第２の間隙を埋め戻した後に以下の段階、つまり、前記上部材料を、少なくとも前記複数のサイドバーの前記上端までエッチングして、前記複数の第１の下部リブの上方、及び前記複数の第２の下部リブの上方に、前記複数の第１の下部リブの上の複数の第１の上部リブ、及び前記複数の第２の下部リブの上の複数の第２の上部リブを含む、互いに平行な細長い複数の上部リブのアレイを形成する段階であって、前記複数のサイドバーは、前記複数の第１の下部リブを前記複数の第２の下部リブから、また前記複数の第１の上部リブを前記複数の第２の上部リブから分離する、段階をさらに備える、
    請求項１７に記載の第２の方法。
  20. 前記複数の第１の下部リブ、前記複数の第１の上部リブ、前記複数の第２の下部リブ、前記複数の第２の上部リブ、及び前記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは、入射光を十分に吸収する、
    請求項１９に記載の第２の方法。
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