JP3588634B2

JP3588634B2 - Polarizing filter

Info

Publication number: JP3588634B2
Application number: JP2002083539A
Authority: JP
Inventors: 清志八瀬
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP2003279738A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光フィルター及びその製造方法に関し、詳しくは、従来の手法に較べてより簡便な手法で製造することができる可視領域ないし赤外領域対応の偏光フィルター及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の偏光フィルターとしては、通常、以下の３つの方法で作製されたものがある。
（１）透明なプラスチック中に沃素等の重元素又は微粒子を分散し、プラスチックを一方向に延伸することで、光学的散乱体が配列することを利用したもの。
（２）固体表面に微細加工により筋状の凹凸構造を形成し、その上に金属などの重元素を斜め方向から真空蒸着することで得られる筋により光を偏光させるもの。
（３）特定の光を吸収する色素をプラスチック中に分散させ、偏光した光を照射することにより、プラスチック中または表面に照射した光の間隔の筋状構造を形成するもの。
【０００３】
また、１９６０年にバードとパリッシュは、アメリカ光学会誌（Ｇ．Ｒ．ＢｉｒｄａｎｄＭ．Ｐａｒｒｉｓｈ，Ｊｒ．， ”ＴｈｅＷｉｒｅＧｒｉｄａｓａＮｅａｒ−ＩｎｆｒａｒｅｄＰｏｌａｒｉｚｅｒ”，ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＯｐｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａ，５０（９），ｐｐ．８８６−８９１，１９６０）において、金属ワイヤ（直径：１μｍ）を固体に巻きつけ、その上に熱重合性高分子を押し付けることで、透明な直線状のプラスチック格子を作製し、この格子に、斜め方向からアルミニウムと金を斜め方向から真空蒸着することによって、回折格子を作製したことを報告している（図１）。そして、この格子の間隔と光の波長の関係から、近赤外領域（１〜１０μｍ）の光に対して、一方向にだけ偏光した光を透過することを理論的、実験的に明らかにしている。
【０００４】
また、最近、シャイダーらは、電子ビームリソグラフィーによって作製した０．２９〜３．６μｍ間隔の格子を用いて、金や銀の表面プラズモンの干渉で、可視領域（０．４〜０．７μｍ）で透過光が偏光することを応用物理誌（Ｇ．Ｓｃｈｉｄｅｒ，Ｊ．Ｒ．Ｋｒｅｎｎ，Ｗ．Ｇｏｔｓｃｈｙ，Ｂ．Ｌａｍｐｒｅｃｈｔ，Ｈ．Ｄｉｔｌｂａｃｈｅｒ，Ａ．ＬｅｉｔｎｅｒａｎｄＦ．Ｒ．Ａｕｓｓｅｎｅｇｇ， ”ＯｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｇａｎｄＡｕｎａｎｏｗｉｒｅｇｒａｔｉｎｇｓ”，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ．９０（８），ｐｐ．３８２５−３８３０，２００１）に開示している。ここで、基板としては錫添加酸化インジウム膜（ＩＴＯ：透明かつ導電性を示す）にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）をスピンコートしたものを用い、その上に銀または金を６５〜２１０ｎｍ厚に真空蒸着している。
【０００５】
一方、谷垣宣孝らは、不溶不融高分子であるポリシラン類の粉末をプレス成形し、これを透明基板表面に押圧摩擦展延することで、高分子が配向した薄膜が製造できることを開示している（特開平７−２９２１３５号公報）。ポリシランは、紫外線領域に特異な吸収を示し、その配向方向に偏光した光のみを透過することから、偏光フィルターへの応用を示している。
【０００６】
しかしながら、既存の偏光フィルターを製造する手法はいずれも工程が複雑で、製造コストも高いものであった。また、可視領域ないし赤外領域の光に対して偏光特性を示す偏光フィルターの実現が望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、既存の手法に較べてより容易にかつより低コストに製造することができる偏光フィルター及びその製造方法を提供することをその課題とする。
また、本発明は、可視領域ないし赤外領域の光に対して偏光特性を示す偏光フィルター及びその製造方法を提供することを別の課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ガラス又はプラスチック等からなる固体表面にポリテトラフルオロエチレン等の高分子材料を擦り付けると、サブミクロンの幅の筋状構造が形成でき、このような筋状構造を有する固体表面上に金、銀、アルミニウム等の金属を真空蒸着させると、筋状構造の上には金属は付着せず、筋の間に金属膜が形成でき、筋状構造と金属膜の光の吸収率、反射率の違いにより、一方向に偏光した光のみが透過（又は反射）される現象を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明によれば、上記課題は下記の技術的手段により解決される。
（１）固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより形成された複数の筋状部と、該筋状部の間にそれぞれ付着形成された金属膜とから構成されることを特徴とする偏光フィルター。
（２）前記一定間隔が０．１〜１０μｍであることを特徴とする前記（１）に記載の偏光フィルター。
（３）前記固体基板がガラス又はプラスチックからなることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の偏光フィルター。
（４）前記金属が金、銀又はアルミニウムであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の偏光フィルター。
（５）前記高分子材料がポリテトラフルオロエチレン又はポリエチレンであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の偏光フィルター。
（６）可視領域ないし赤外領域の光に対して偏光特性を示すことを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の偏光フィルター。
（７）固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより該高分子材料からなる複数の筋状部を形成した後、該筋状部間にそれぞれ金属膜を付着形成することからなる偏光フィルターの製造方法。
（８）前記固体基板上に高分子材料を擦り付ける際の温度、圧力及び／又は速度を変化させることにより、偏光フィルターの偏光特性を調整することを特徴とする前記（７）に記載の偏光フィルターの製造方法。
（９）該筋状部間に付着形成する金属膜の種類及び／又は膜厚を変えることにより偏光特性を調整することを特徴とする前記（７）に記載の偏光フィルターの製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の偏光フィルターは、固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより形成された複数の筋状部と、該筋状部の間にそれぞれ付着形成された金属膜とから構成される。
上述のように、ガラス又はプラスチック等からなる固体表面にポリテトラフルオロエチレン等の高分子材料を擦り付けると、サブミクロン（１００〜５００ｎｍ程度）の幅の筋状構造が形成できる。このような筋状構造を有する固体表面上に金、銀、アルミニウム等の金属を真空蒸着させると、筋状構造の上には金属は付着せず、筋の間に金属膜が形成できる。そして、可視光ないし赤外光の波長の間隔で光を透過する、あるいは透過しない（又は反射する）２つの素材（ここでは高分子材料と金属）を、図２に示すように、交互に形成することにより、一方向に偏光した光を取り出すことができる。図２の例は、光の波長（０．３〜１μｍ）の間隔で形成される光を透過する部分と光を透過しない部分（又は光を反射する部分）を交互に形成した例である。
【００１１】
本発明の偏光フィルターでは、筋状部間の間隔は利用する光の波長に応じて設定されるが、通常、０．１〜１０μｍに設定される。この範囲の値は、可視領域ないし赤外領域の光の波長に相当する。
【００１２】
本発明の偏光フィルターにおいて、固体基板としては、各種固体材料が使用できるが、特にガラスあるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のプラスチックが好ましい。
固体基板に擦り付ける高分子材料としては、少なくとも常温・常圧において固体であることが必要である。具体的にはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン等が使用でき、これらの固体、あるいは粉末状のものを高圧下（例えば１ＧＰａ）で成形加工したものを用いる。
筋状部間に付着形成させる金属としては、金、銀、アルミニウム等を用いることができ、その付着形成方法としては、蒸着法が用いられるが、これに限定されない。膜厚は用いる金属の種類によっても異なるが、通常５〜２０ｎｍ、より好ましくは５〜１０ｎｍである。
【００１３】
次に、本発明による偏光フィルターの製造方法について述べる。
本発明では、前記固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより該高分子材料からなる複数の筋状部を形成した後、該筋状部間にそれぞれ金属膜を付着形成することにより、可視領域ないし赤外領域の光に対して偏光特性を有する偏光フィルターが製造される。その製造手順の例を図３〜図６に示す。
【００１４】
先ず、図３に示すように、ホットプレート上にガラス基板を載置し、ガラス基板の温度を所定温度に保持した後、高分子固体を圧力を加えて特定の方向に擦り付ける。高分子固体を擦り付ける方向を図４に矢印で示す。すると、ガラス基板上に高分子材料からなる筋状部が図５に示すように形成される。次いで、筋状の高分子材料が存在するガラス基板上に金属を１０^−３〜１０^−７Ｐａの真空度で蒸着すると、金属は高分子材料からなる筋状部の上には付着せず、図６に示すように高分子材料からなる筋状部の間にのみ金属が堆積し、薄膜が形成され、偏光フィルターが作製される。
【００１５】
こうして作製された偏光フィルターは、高分子材料と金属の光の透過、吸収、反射係数の差により、光を照射すると、一方向にだけ偏光した光が透過又は反射され、偏光特性が得られる。
【００１６】
上記において、高分子固体を押し付ける圧力（０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａ）、速度（０．１〜１０ｍｍ／ｓ）及び／又は基板の温度（室温〜３５０℃）（高分子固体の融点またはガラス転移温度以下）を変化させることにより、得られる筋状部の幅および高さ（太さ）、間隔、周期性を制御させることが可能となる。これにより、偏光特性を制御させることができる。
【００１７】
また、付着形成させる金属の種類及び／又は膜厚を変えることによっても、光の透過率、吸収率あるいは反射率が変わり、可視領域から赤外領域までの任意の光の偏光性を制御できる。
【００１８】
以上、本発明による偏光フィルターの製造方法の一例を述べたが、もちろん、本発明の製造方法はこれに限定されず、高分子固体の擦り付け方法、金属膜形成方法、基板の加熱方法、高分子材料や金属の種類等、種々の変形、変更が可能である。
例えば、偏光フィルターの長寿命化のために、窒化アルミニウムや窒化ケイ素などからなるハード・コーティングを表面に施してもよい。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
ポリテトラフルオロエチレン（商標名：テフロン）の固体（２×５×５ｍｍ^３）の底面（２×５ｍｍ^２）を、３００℃に保ったガラス基板上を０．１１ＭＰａの圧力及び５ｍｍ／ｓの走引速度で擦り付け、図４及び図５に示す構造の筋状部が得られた。この筋状部は、０．１μｍの太さの膜が０．５μｍの間隔で並んでいるもので、電子顕微鏡を用いた解析により、それぞれの筋はテフロン分子が、一方向に配列したものであることが明らかとなった。この上に、金を真空蒸着したとき、金属はテフロン上に堆積せず、テフロンの筋の間にのみ堆積、薄膜化することが、原子間力顕微鏡及び電子顕微鏡を用いた観察の結果、明らかとなった。この薄膜の光学異方性を図７に示す。可視から赤外領域（０．５〜１．７μｍ）において、高分子の配向（／／）と垂直な方向（⊥）で、１．３〜１．５倍異なることが明らかとなった。これにより、ここで作製されたものが、可視から赤外領域（０．５〜１．７μｍ）における偏光特性を有する偏光フィルターであることが確認された。
【００２１】
実施例２
実施例１において、金を８〜４０ｎｍの異なる膜厚で形成させた以外は同様にして偏光フィルターを作製した。その結果を図８に示す。図８より、金を用いた場合、偏光特性が８ｎｍの場合に最も優れていることが明らかとなった。膜厚が８ｎｍより薄いものも作製してみたが、これらの場合は、金属が連続膜とならなかった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより複数の筋状部を形成し、これらの間に金属膜を形成するという簡単な製造技術を用いて、可視から赤外領域においてすぐれた偏光特性を有する偏光フィルターを提供することが可能となる。本発明によれば、電子線リソグラフィー等の微細加工を用いる既存の手法に較べてきわめて容易かつ低コストですぐれた偏光特性を有する偏光フィルターが作製可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】０．５μｍ間隔の回折格子を有するレプリカに金属を斜め蒸着することより、金属の筋状構造を作製する手法の説明図である。
【図２】光の波長（０．３〜１μｍ）の間隔で形成される光を透過する部分と光を透過しない部分（又は反射する部分）からなる構造の模式図である。
【図３】固体表面に高分子を擦り付けることで、高分子の筋状構造を作製する手法の模式図である。
【図４】高分子の筋状構造の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）像を示す図である。
【図５】固体表面に形成された高分子の筋状構造の組織図である。
【図６】固体表面に形成された高分子の筋状構造とその筋の間に蒸着・堆積した金属薄膜の模式図である。
【図７】本発明により作製した偏光フィルターの透過率の波長依存性を示す図で、０．０６〜１．８μｍ及び１．９〜５μｍの範囲において、高分子の擦り付けた方向に対して平行と垂直で、透過率が異なることを示している。
【図８】可視領域（０．３〜０．８μｍ）における偏光特性の金属の厚さ依存性を示す図で、金属が連続膜を形成する最低の厚さ（８ｎｍ）において、最もすぐれた偏光特性を示している。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polarizing filter and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a polarizing filter compatible with a visible region or an infrared region that can be manufactured by a simpler method than a conventional method, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventional polarizing filters usually include those manufactured by the following three methods.
(1) A method utilizing the arrangement of optical scatterers by dispersing a heavy element such as iodine or fine particles in a transparent plastic and stretching the plastic in one direction.
(2) A streak-like uneven structure is formed on a solid surface by fine processing, and light is polarized by streaks obtained by vacuum-depositing heavy elements such as metals on the solid surface in a diagonal direction.
(3) A dye that absorbs specific light is dispersed in plastic and irradiated with polarized light to form a streak structure in the plastic or on the surface at intervals of the irradiated light.
[0003]
Also, in 1960, Bird and Parish published the Journal of the Optical Society of America (GR Bird and M. Parrish, Jr., "The Wire Grid as a Near-Infrared Polarizer", Journal of the Optical Industry, Physician's Optia. ), Pp. 886-891, 1960), a metal wire (diameter: 1 μm) is wound around a solid, and a thermo-polymerizable polymer is pressed thereon to produce a transparent linear plastic lattice. It is reported that a diffraction grating was fabricated by vacuum-depositing aluminum and gold from a diagonal direction on the grating (FIG. 1). From the relationship between the grating spacing and the wavelength of light, it has been theoretically and experimentally clarified that light polarized in only one direction is transmitted for light in the near infrared region (1 to 10 μm). I have.
[0004]
Recently, Scheider et al. Used a grid at intervals of 0.29 to 3.6 μm produced by electron beam lithography to cause interference of surface plasmons of gold and silver, and in the visible region (0.4 to 0.7 μm). The fact that transmitted light is polarized is described in Applied Physics Magazine (G. Schider, JR Krenn, W. Gotsky, B. Lamprecht, H. Ditlbacher, A. Leitner and F. R. Aussenegg, "OpticalApplicat. nanowire gratings ", Journal of Applied Physics. 90 (8), pp. 3825-3830, 2001). Here, a substrate obtained by spin-coating polymethyl methacrylate (PMMA) on a tin-added indium oxide film (ITO: transparent and conductive) is used as a substrate, and silver or gold is vacuum-deposited thereon to a thickness of 65 to 210 nm. are doing.
[0005]
On the other hand, Noritaka Tanigaki et al. Disclose that a polymer-oriented thin film can be produced by pressing a polysilane powder, which is an insoluble and infusible polymer, and pressing and spreading it on a transparent substrate surface. (JP-A-7-292135). Polysilane exhibits specific absorption in the ultraviolet region and transmits only light polarized in its orientation direction, indicating application to a polarizing filter.
[0006]
However, all of the existing methods for manufacturing a polarizing filter have complicated steps and high manufacturing costs. In addition, it has been desired to realize a polarizing filter that exhibits polarization characteristics with respect to light in the visible region or the infrared region.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such circumstances of the related art, and has been made to provide a polarizing filter and a manufacturing method thereof that can be manufactured more easily and at lower cost than existing methods. Make it an issue.
It is another object of the present invention to provide a polarizing filter exhibiting polarization characteristics with respect to light in a visible region or an infrared region and a method for manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, when a polymer material such as polytetrafluoroethylene is rubbed on a solid surface made of glass or plastic, a streak structure having a submicron width is formed. When a metal such as gold, silver, or aluminum is vacuum-deposited on a solid surface having such a streak structure, the metal does not adhere on the streak structure, and a metal film is formed between the streaks. The present inventors have found out that a phenomenon in which only light polarized in one direction is transmitted (or reflected) due to the difference between the light absorption and the reflectance of the streak structure and the metal film, thereby completing the present invention.
[0009]
That is, according to the present invention, the above problems are solved by the following technical means.
(1) A polarizing filter comprising a plurality of streaks formed by rubbing a polymer material on a solid substrate, and metal films adhered and formed between the streaks. .
(2) The polarizing filter according to (1), wherein the fixed interval is 0.1 to 10 μm.
(3) The polarizing filter according to (1) or (2), wherein the solid substrate is made of glass or plastic.
(4) The polarizing filter according to any one of (1) to (3), wherein the metal is gold, silver, or aluminum.
(5) The polarizing filter according to any one of (1) to (4), wherein the polymer material is polytetrafluoroethylene or polyethylene.
(6) The polarizing filter as described in any one of (1) to (5) above, wherein the polarizing filter exhibits polarization characteristics with respect to light in a visible region or an infrared region.
(7) A plurality of streaks made of the polymer material are formed by rubbing a polymer material on a solid substrate, and then a metal film is attached between the streaks to produce a polarizing filter. Method.
(8) The polarizing filter according to (7), wherein the polarization characteristic of the polarizing filter is adjusted by changing a temperature, a pressure, and / or a speed when the polymer material is rubbed on the solid substrate. Manufacturing method.
(9) The method for producing a polarizing filter according to (7), wherein the polarization characteristics are adjusted by changing the type and / or the film thickness of the metal film adhered and formed between the streaks.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polarizing filter of the present invention is composed of a plurality of streaks formed by rubbing a polymer material on a solid substrate, and metal films adhered and formed between the streaks.
As described above, when a polymer material such as polytetrafluoroethylene is rubbed against a solid surface made of glass or plastic, a streak structure having a submicron (about 100 to 500 nm) width can be formed. When a metal such as gold, silver, or aluminum is vacuum-deposited on the solid surface having such a streak structure, the metal does not adhere on the streak structure, and a metal film can be formed between the streaks. Then, two materials (here, a polymer material and a metal) that transmit or do not transmit (or reflect) light at intervals of the wavelength of visible light or infrared light are alternately formed as shown in FIG. By doing so, light polarized in one direction can be extracted. The example in FIG. 2 is an example in which light transmitting portions and light non-transmitting portions (or light reflecting portions) formed at intervals of the light wavelength (0.3 to 1 μm) are formed alternately.
[0011]
In the polarizing filter of the present invention, the interval between the streak portions is set according to the wavelength of the light to be used, and is usually set to 0.1 to 10 μm. The values in this range correspond to the wavelength of light in the visible or infrared region.
[0012]
In the polarizing filter of the present invention, various solid materials can be used as the solid substrate, but glass or a plastic such as polyethylene terephthalate (PET) is particularly preferable.
The polymer material to be rubbed against the solid substrate needs to be solid at least at normal temperature and normal pressure. Specifically, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene, or the like can be used, and a solid or powdered material obtained by molding under high pressure (for example, 1 GPa) is used.
Gold, silver, aluminum, or the like can be used as the metal to be formed between the streaks, and the method for forming the bond is, but not limited to, a vapor deposition method. The thickness varies depending on the type of metal used, but is usually 5 to 20 nm, more preferably 5 to 10 nm.
[0013]
Next, a method for manufacturing a polarizing filter according to the present invention will be described.
In the present invention, a plurality of streaks formed of the polymer material are formed by rubbing a polymer material on the solid substrate, and then a metal film is attached between the streaks to form a visible region. In addition, a polarizing filter having polarization characteristics for light in the infrared region is manufactured. Examples of the manufacturing procedure are shown in FIGS.
[0014]
First, as shown in FIG. 3, a glass substrate is placed on a hot plate, the temperature of the glass substrate is maintained at a predetermined temperature, and then the polymer solid is rubbed in a specific direction by applying pressure. The direction in which the solid polymer is rubbed is indicated by an arrow in FIG. Then, streaks made of a polymer material are formed on the glass substrate as shown in FIG. Next, when a metal is deposited at a degree of vacuum of 10 ⁻³ to 10 ⁻⁷ Pa on a glass substrate on which a streaked polymer material is present, the metal does not adhere onto the streaks made of the polymer material, As shown in FIG. 6, metal is deposited only between the streaks made of a polymer material, a thin film is formed, and a polarizing filter is manufactured.
[0015]
When the polarizing filter thus manufactured is irradiated with light due to a difference in transmission, absorption, and reflection coefficients of light between the polymer material and the metal, light polarized in only one direction is transmitted or reflected, and polarization characteristics are obtained.
[0016]
In the above, the pressure (0.1 MPa to 10 MPa), the speed (0.1 to 10 mm / s), and / or the temperature of the substrate (room temperature to 350 ° C.) (below the melting point or glass transition temperature of the polymer solid) ), The width and height (thickness), interval, and periodicity of the obtained streaks can be controlled. Thereby, the polarization characteristics can be controlled.
[0017]
Also, by changing the kind and / or the film thickness of the metal to be deposited, the light transmittance, absorptivity or reflectance changes, and the polarization of any light from the visible region to the infrared region can be controlled.
[0018]
As mentioned above, an example of the manufacturing method of the polarizing filter according to the present invention has been described. However, the manufacturing method of the present invention is not limited to this. Of course, a method for rubbing a polymer solid, a method for forming a metal film, a method for heating a substrate, and a method for polymer Various modifications and changes such as the types of materials and metals are possible.
For example, a hard coating made of aluminum nitride, silicon nitride, or the like may be applied to the surface to extend the life of the polarizing filter.
[0019]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[0020]
Example 1
A bottom surface (2 × 5 mm ² ) of a solid (2 × 5 × 5 mm ³ ) of polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon) was placed on a glass substrate kept at 300 ° C. with a pressure of 0.11 MPa and a running speed of 5 mm / s. Rubbing was performed at the pulling speed to obtain streaks having the structure shown in FIGS. 4 and 5. This streak portion is composed of films having a thickness of 0.1 μm arranged at intervals of 0.5 μm. According to an analysis using an electron microscope, each streak has Teflon molecules arranged in one direction. It became clear that there was. Observation using an atomic force microscope and an electron microscope revealed that when gold was vacuum-deposited, the metal did not deposit on Teflon, but deposited only between the Teflon streaks and became thinner. It became. FIG. 7 shows the optical anisotropy of this thin film. In the visible to infrared region (0.5 to 1.7 μm), the difference was 1.3 to 1.5 times that in the direction (⊥) perpendicular to the orientation (//) of the polymer. Thereby, it was confirmed that what was produced here was a polarizing filter having polarization characteristics in the visible to infrared region (0.5 to 1.7 μm).
[0021]
Example 2
A polarizing filter was manufactured in the same manner as in Example 1, except that gold was formed in different thicknesses of 8 to 40 nm. FIG. 8 shows the result. FIG. 8 reveals that when gold is used, the polarization characteristics are best when the polarization characteristics are 8 nm. Although a thin film having a thickness of less than 8 nm was also manufactured, in these cases, the metal was not formed into a continuous film.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, a plurality of streaks are formed by rubbing a polymer material on a solid substrate, and a simple manufacturing technique of forming a metal film between them is used in the visible to infrared region. It is possible to provide a polarizing filter having excellent polarization characteristics. According to the present invention, it is possible to manufacture a polarizing filter having excellent polarization characteristics at an extremely low cost at an extremely low cost as compared with an existing method using fine processing such as electron beam lithography.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a technique for producing a metal streak structure by obliquely depositing a metal on a replica having a diffraction grating at intervals of 0.5 μm.
FIG. 2 is a schematic diagram of a structure formed of a light transmitting portion and a light non-transmitting portion (or a reflecting portion) formed at intervals of a light wavelength (0.3 to 1 μm).
FIG. 3 is a schematic view of a method for producing a polymer streak structure by rubbing a polymer on a solid surface.
FIG. 4 is a diagram showing an atomic force microscope (AFM) image of a streak structure of a polymer.
FIG. 5 is a structural diagram of a streak structure of a polymer formed on a solid surface.
FIG. 6 is a schematic view of a streak structure of a polymer formed on a solid surface and a metal thin film deposited and deposited between the streaks.
FIG. 7 is a graph showing the wavelength dependence of the transmittance of a polarizing filter manufactured according to the present invention, in the range of 0.06 to 1.8 μm and 1.9 to 5 μm, parallel to the direction in which the polymer was rubbed. , Indicating that the transmittance is different.
FIG. 8 is a graph showing the dependence of polarization characteristics on the thickness of a metal in the visible region (0.3 to 0.8 μm). The polarization is most excellent at the minimum thickness (8 nm) at which the metal forms a continuous film. The characteristics are shown.

Claims

A polarizing filter, comprising: a plurality of streaks formed by rubbing a polymer material on a solid substrate; and metal films adhered and formed between the streaks.

The polarizing filter according to claim 1, wherein the fixed interval is 0.1 to 10 m.

The polarizing filter according to claim 1, wherein the solid substrate is made of glass or plastic.

The polarizing filter according to claim 1, wherein the metal is gold, silver, or aluminum.

The polarizing filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer material is polytetrafluoroethylene or polyethylene.

The polarizing filter according to any one of claims 1 to 5, wherein the polarizing filter exhibits polarization characteristics with respect to light in a visible region or an infrared region.

A method for manufacturing a polarizing filter, comprising: forming a plurality of streaks made of a polymer material by rubbing a polymer material on a solid substrate; and attaching and forming a metal film between the streaks.

The method according to claim 7, wherein the polarization characteristics of the polarizing filter are adjusted by changing a temperature, a pressure, and / or a speed at which the polymer material is rubbed on the solid substrate.

The method according to claim 7, wherein the polarization characteristics are adjusted by changing the type and / or thickness of the metal film adhered and formed between the streaks.