JP6577641B2

JP6577641B2 - Polarizing plate, method for producing the same, and optical instrument

Info

Publication number: JP6577641B2
Application number: JP2018153971A
Authority: JP
Inventors: 吐夢武田
Original assignee: Dexerials Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: JP2019120925A

Description

本発明は、偏光板及びその製造方法、並びに光学機器に関する。 The present invention relates to a polarizing plate, a manufacturing method thereof, and an optical apparatus.

従来、偏光素子として、使用帯域の光の波長より小さいピッチの金属格子を基板上に形成し、当該金属格子上に誘電層及び無機微粒子層を形成することにより、金属格子から反射した光を干渉効果により打ち消すとともに、もう一方の偏光成分を透過させる吸収型のワイヤグリッド型偏光素子が提案されている。このような偏光素子に対しては、近年、液晶プロジェクタの高輝度化に伴い、高い透過率特性とともに、強い光の環境下における反射率特性への制御要求が高まっている。 Conventionally, as a polarizing element, a metal grating having a pitch smaller than the wavelength of light in the band of use is formed on a substrate, and a dielectric layer and an inorganic fine particle layer are formed on the metal grating to interfere with light reflected from the metal grating. An absorption-type wire grid type polarizing element that cancels out the effect and transmits the other polarization component has been proposed. In recent years, with the increase in the brightness of liquid crystal projectors, there is an increasing demand for such polarizing elements to control reflectance characteristics in a strong light environment as well as high transmittance characteristics.

ここで、反射率特性は、格子構造を構成する、層間の干渉や、層内の吸収によって決定づけられる。そして、要求に応じた材料を誘電層等に用いることによって、反射率を制御する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら特許文献１においては、各層が矩形形状として設計されているため、ナノレベルで完全な矩形を形成することは困難であることから、形状を加味した材料設計は非常に困難な状況となる。 Here, the reflectance characteristic is determined by interference between layers and absorption within the layers constituting the lattice structure. And the method of controlling a reflectance by using the material according to a request | requirement for a dielectric layer etc. is proposed (refer patent document 1). However, in Patent Document 1, since each layer is designed as a rectangular shape, it is difficult to form a complete rectangle at the nano level. Therefore, it is very difficult to design a material considering the shape.

また、金属層を形成する前に、樹脂製の基材に微細パターンを形成して基材の反射率及び波長を制御することで、得られる偏光素子の反射率特性を制御する方法が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、特許文献２で用いられる基材は樹脂製であるため、無機材料で構成されるワイヤグリッド偏光素子と比較して、耐熱性や耐光性に劣り、強い光の環境下での長期使用については不安がある。 In addition, before forming the metal layer, a method of controlling the reflectance characteristics of the polarizing element obtained by forming a fine pattern on the resin substrate and controlling the reflectance and wavelength of the substrate is proposed. (See Patent Document 2). However, since the base material used in Patent Document 2 is made of resin, it is inferior in heat resistance and light resistance as compared to a wire grid polarizing element made of an inorganic material, and is used for a long time in a strong light environment. Is anxious.

特表２０１０−５３０９９４号公報Special table 2010-530994 特開２０１５−２１２７４１号公報JP2015-212741A

本発明は上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射率特性の制御に優れた偏光板及びその製造方法、並びにその偏光板を備える光学機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described background art, and an object of the present invention is to provide a polarizing plate excellent in control of reflectance characteristics, a manufacturing method thereof, and an optical apparatus including the polarizing plate.

本発明者は、透明基板と、使用帯域の光の波長よりも短いピッチで透明基板上に配列され、所定方向に延在する格子状凸部と、を備えるワイヤグリッド構造を有する偏光板において、格子状凸部に、透明基板側から順に、反射層と、第１の誘電体層と、吸収層と、を備えさせ、前記の所定方向から見たときの、反射層、第１の誘電体層、及び吸収層の最小幅の関係を特定すれば、光吸収作用の波長範囲をシフトさせる効果を発現でき、その結果、反射率特性の制御に優れた偏光板が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventor is a polarizing plate having a wire grid structure comprising a transparent substrate and a grid-like convex portion arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the use band and extending in a predetermined direction. A reflective layer, a first dielectric layer, and an absorption layer are provided in order from the transparent substrate side on the lattice-shaped convex portion, and when viewed from the predetermined direction, the reflective layer and the first dielectric If the relationship between the minimum width of the layer and the absorption layer is specified, the effect of shifting the wavelength range of the light absorption action can be expressed, and as a result, a polarizing plate excellent in control of reflectance characteristics can be obtained. The invention has been completed.

すなわち本発明は、ワイヤグリッド構造を有する偏光板であって、透明基板（例えば、後述の透明基板１）と、使用帯域の光の波長よりも短いピッチで前記透明基板上に配列され、所定方向に延在する格子状凸部（例えば、後述の格子状凸部６）と、を備え、前記格子状凸部は、前記透明基板側から順に、反射層（例えば、後述の反射層２）と、第１の誘電体層（例えば、後述の第１の誘電体層３）と、吸収層（例えば、後述の吸収層４）と、第２の誘電体層（例えば、後述の第１の誘電体層５）と、を有し、前記所定方向から見たとき、前記反射層と前記第１の誘電体層とは略同一の幅を有しており、且つ、前記吸収層の最小幅は、前記反射層及び前記第１の誘電体層の最小幅より小さく、前記吸収層の最大幅は、前記吸収層において少なくとも一方の最表面の幅である偏光板である。 That is, the present invention is a polarizing plate having a wire grid structure, which is arranged on a transparent substrate (for example, transparent substrate 1 described later) and the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the use band, and in a predetermined direction. And a lattice-shaped convex portion (for example, a lattice-shaped convex portion 6 described later) extending in the order of the reflective layer (for example, a reflective layer 2 described later) in order from the transparent substrate side. , A first dielectric layer (for example, a first dielectric layer 3 described later), an absorption layer (for example, a later described absorption layer 4), and a second dielectric layer (for example, a first dielectric layer described later). Body layer 5), and when viewed from the predetermined direction, the reflective layer and the first dielectric layer have substantially the same width, and the minimum width of the absorbing layer is Smaller than the minimum width of the reflection layer and the first dielectric layer, and the maximum width of the absorption layer is small in the absorption layer. And also a polarizing plate is the width of one of the outermost surface.

前記最表面は、前記第１の誘電体層側の最表面であってもよい。 The outermost surface may be the outermost surface on the first dielectric layer side.

前記最表面は、前記第２の誘電体層側の最表面であってもよい。 The outermost surface may be the outermost surface on the second dielectric layer side.

前記反射層は、前記所定方向から見たとき、略矩形であってもよい。 The reflective layer may be substantially rectangular when viewed from the predetermined direction.

前記第１の誘電体層は、前記所定方向から見たとき、略矩形であってもよい。 The first dielectric layer may be substantially rectangular when viewed from the predetermined direction.

前記透明基板は、使用帯域の光の波長に対して透明であり、且つ、ガラス、水晶、又はサファイアで構成されていてもよい。 The transparent substrate is transparent to the wavelength of light in the use band, and may be made of glass, crystal, or sapphire.

前記反射層は、アルミニウム、又はアルミニウム合金で構成されていてもよい。 The reflective layer may be made of aluminum or an aluminum alloy.

前記第１の誘電体層は、Ｓｉ酸化物で構成されていてもよい。 The first dielectric layer may be made of Si oxide.

前記第２の誘電体層は、Ｓｉ酸化物で構成されていてもよい。 The second dielectric layer may be made of Si oxide.

前記吸収層は、Ｆｅ、又はＴａを含むとともに、Ｓｉを含んで構成されていてもよい。 The absorption layer may include Si or Si as well as Fe or Ta.

光が入射する前記偏光板の表面は、誘電体からなる保護膜により覆われていてもよい。 The surface of the polarizing plate on which light is incident may be covered with a protective film made of a dielectric.

光が入射する前記偏光板の表面は、有機系撥水膜により覆われていてもよい。 The surface of the polarizing plate on which light is incident may be covered with an organic water repellent film.

また別の本発明は、ワイヤグリッド構造を有する偏光板の製造方法であって、透明基板の片面に反射層を形成する反射層形成工程と、前記反射層の前記透明基板とは反対面に第１の誘電体層を形成する第１誘電体層形成工程と、前記第１の誘電体層の前記反射層とは反対面に吸収層を形成する吸収層形成工程と、前記吸収層の前記第１の誘電体層とは反対面に第２の誘電体層を形成する第２誘電体層形成工程と、形成された積層体を選択的にエッチングすることにより、使用帯域の光の波長よりも短いピッチで透明基板上に配列され、所定方向に延在する格子状凸部を形成するエッチング工程と、を有し、前記エッチング工程では、等方性エッチングと異方性エッチングを組み合わせることにより、前記所定方向から見たとき、前記反射層と前記第１の誘電体層とを略同一の幅とし、前記吸収層の最小幅を、前記反射層及び前記第１の誘電体層の最小幅より小さいものとし、前記吸収層の最大幅を、前記吸収層において少なくとも一方の最表面の幅とする、偏光板の製造方法である。 Another aspect of the present invention is a method of manufacturing a polarizing plate having a wire grid structure, wherein a reflective layer forming step of forming a reflective layer on one surface of a transparent substrate, and a reflective layer forming step on the opposite surface of the reflective layer to the transparent substrate. A first dielectric layer forming step of forming one dielectric layer, an absorbing layer forming step of forming an absorbing layer on the opposite surface of the first dielectric layer from the reflective layer, and the first of the absorbing layer. A second dielectric layer forming step of forming a second dielectric layer on the opposite surface of the first dielectric layer, and selectively etching the formed laminate so that the wavelength of light in the use band is less than An etching step that forms a grid-like convex portion arranged on a transparent substrate at a short pitch and extending in a predetermined direction, and in the etching step, by combining isotropic etching and anisotropic etching, When viewed from the predetermined direction, the reflective layer and The first dielectric layer and substantially the same width, the minimum width of the absorption layer is smaller than the minimum width of the reflective layer and the first dielectric layer, the maximum width of the absorption layer, It is the manufacturing method of a polarizing plate which makes it the width | variety of at least one outermost surface in the said absorption layer.

また別の本発明は、上記の偏光板を備える光学機器である。 Another aspect of the present invention is an optical apparatus including the polarizing plate.

本発明によれば、反射率特性の制御に優れた偏光板及びその製造方法、並びにその偏光板を備える光学機器を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a polarizing plate excellent in control of the reflectance characteristic, its manufacturing method, and an optical apparatus provided with the polarizing plate can be provided.

本発明の一実施形態に係る偏光板を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the polarizing plate which concerns on one Embodiment of this invention. 従来構造の一実施形態に係る偏光板を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the polarizing plate which concerns on one Embodiment of conventional structure. 緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）に最適化された、図１に示す偏光板と図２に示す偏光板について、波長と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。1 is a graph showing the results of verifying the relationship between the wavelength and the absorption axis reflectance by simulation for the polarizing plate shown in FIG. 1 and the polarizing plate shown in FIG. 2 optimized in the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm). It is. 青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）に最適化された、図１に示す偏光板と図２に示す偏光板について、波長と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。1 is a graph showing a result of verifying, by simulation, the relationship between the wavelength and the absorption axis reflectance of the polarizing plate shown in FIG. 1 and the polarizing plate shown in FIG. 2 optimized for the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm). It is. 赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）に最適化された、図１に示す偏光板と図２に示す偏光板について、波長と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。1 is a graph showing the results of verifying the relationship between the wavelength and the absorption axis reflectance by simulation for the polarizing plate shown in FIG. 1 and the polarizing plate shown in FIG. 2 optimized in the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm). It is. 緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）に最適化された、図１に示す偏光板と図２に示す偏光板について、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。With respect to the polarizing plate shown in FIG. 1 and the polarizing plate shown in FIG. 2 optimized for the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm), the volume and absorption axis of the absorbing layer in the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with a reflectance by simulation. 青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）に最適化された、図１に示す偏光板と図２に示す偏光板について、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。For the polarizing plate shown in FIG. 1 and the polarizing plate shown in FIG. 2 optimized for the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm), the volume and absorption axis of the absorbing layer in the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with a reflectance by simulation. 赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）に最適化された、図１に示す偏光板と図２に示す偏光板について、赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。For the polarizing plate shown in FIG. 1 and the polarizing plate shown in FIG. 2 optimized for the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm), the volume and absorption axis of the absorbing layer in the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with a reflectance by simulation. 本発明の一実施形態に係る偏光板を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the polarizing plate which concerns on one Embodiment of this invention. 従来構造の一実施形態に係る偏光板を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the polarizing plate which concerns on one Embodiment of conventional structure. 緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）に最適化された、図９に示す偏光板と図１０に示す偏光板について、波長と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。The graph which shows the result of having verified the relationship between a wavelength and an absorption-axis reflectance by the simulation about the polarizing plate shown in FIG. 9, and the polarizing plate shown in FIG. 10 optimized in the green band (wavelength (lambda) = 520-590 nm). It is. 青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）に最適化された、図９に示す偏光板と図１０に示す偏光板について、波長と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。The graph which shows the result of having verified the relationship between a wavelength and an absorption-axis reflectance by the simulation about the polarizing plate shown in FIG. 9, and the polarizing plate shown in FIG. 10 optimized in the blue zone | band (wavelength (lambda) = 430-510 nm). It is. 赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）に最適化された、図９に示す偏光板と図１０に示す偏光板について、波長と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。The graph which shows the result of having verified by simulation the relationship between a wavelength and an absorption-axis reflectance about the polarizing plate shown in FIG. 9, and the polarizing plate shown in FIG. 10 optimized in the red band (wavelength (lambda) = 600-680 nm). It is. 緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）に最適化された、図９に示す偏光板と図１０に示す偏光板について、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。For the polarizing plate shown in FIG. 9 and the polarizing plate shown in FIG. 10 optimized for the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm), the volume and absorption axis of the absorbing layer in the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with a reflectance by simulation. 青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）に最適化された、図９に示す偏光板と図１０に示す偏光板について、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。For the polarizing plate shown in FIG. 9 and the polarizing plate shown in FIG. 10 optimized for the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm), the volume and absorption axis of the absorbing layer in the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with a reflectance by simulation. 赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）に最適化された、図９に示す偏光板と図１０に示す偏光板について、赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係を、シミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。For the polarizing plate shown in FIG. 9 and the polarizing plate shown in FIG. 10 optimized for the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm), the volume and absorption axis of the absorption layer in the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with a reflectance by simulation. 本発明の一実施形態に係る偏光板を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the polarizing plate which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る偏光板を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the polarizing plate which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［偏光板］
本発明の偏光板は、ワイヤグリッド構造を有する偏光板であって、透明基板と、使用帯域の光の波長よりも短いピッチ（周期）で透明基板上に配列されて所定方向に延在する格子状凸部と、を備える。また、この格子状凸部は、透明基板側から順に、少なくとも、反射層と、第１の誘電体層と、吸収層と、を有する。なお、本発明の偏光板は、本発明の効果を発現する限りにおいて、透明基板、反射層、第１の誘電体層、吸収層、以外の層が存在していてもよい。 [Polarizer]
The polarizing plate of the present invention is a polarizing plate having a wire grid structure, and is a lattice that is arranged on the transparent substrate at a pitch (period) shorter than the wavelength of light in the use band and extends in a predetermined direction. And a convex portion. Further, the lattice-shaped convex portion has at least a reflective layer, a first dielectric layer, and an absorption layer in order from the transparent substrate side. In addition, as long as the polarizing plate of this invention expresses the effect of this invention, layers other than a transparent substrate, a reflection layer, a 1st dielectric material layer, and an absorption layer may exist.

図１は、本発明の一実施形態に係る偏光板１０を示す断面模式図である。図１に示すように、偏光板１０は、使用帯域の光に透明な透明基板１と、透明基板１の一方の面上に使用帯域の光の波長よりも短いピッチで配列された格子状凸部６と、を備える。格子状凸部６は、透明基板１側から順に、反射層２と、第１の誘電体層３と、吸収層４と、を有する。即ち、偏光板１０は、反射層２と、第１の誘電体層３と、吸収層４が透明基板１側からこの順に積層されて形成された格子状凸部６が、透明基板１上に一次元格子状に配列されたワイヤグリッド構造を有する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a polarizing plate 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the polarizing plate 10 includes a transparent substrate 1 that is transparent to light in the use band, and a lattice-like protrusion arranged on one surface of the transparent substrate 1 at a pitch shorter than the wavelength of the light in the use band. Part 6. The grid-shaped convex part 6 has the reflective layer 2, the 1st dielectric material layer 3, and the absorption layer 4 in an order from the transparent substrate 1 side. That is, the polarizing plate 10 has a lattice-shaped convex portion 6 formed by laminating the reflective layer 2, the first dielectric layer 3, and the absorption layer 4 in this order from the transparent substrate 1 side. It has a wire grid structure arranged in a one-dimensional grid.

ここで、図１に示すように格子状凸部６の延在する方向（所定方向）を、Ｙ軸方向と称する。また、Ｙ軸方向に直交し、透明基板１の主面に沿って格子状凸部６が配列する方向を、Ｘ軸方向と称する。この場合、偏光板１０に入射する光は、透明基板１の格子状凸部６が形成されている側において、好適にはＸ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向から入射する。 Here, the extending direction (predetermined direction) of the grid-like convex portions 6 as shown in FIG. 1 is referred to as a Y-axis direction. Further, a direction perpendicular to the Y-axis direction and in which the grid-like convex portions 6 are arranged along the main surface of the transparent substrate 1 is referred to as an X-axis direction. In this case, the light incident on the polarizing plate 10 is preferably incident from the direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction on the side of the transparent substrate 1 where the grid-like convex portions 6 are formed.

ワイヤグリッド構造を有する偏光板は、透過、反射、干渉及び光学異方性による偏光波の選択的光吸収の４つの作用を利用することで、Ｙ軸方向に平行な電界成分をもつ偏光波（ＴＥ波（Ｓ波））を減衰させ、Ｘ軸方向に平行な電界成分をもつ偏光波（ＴＭ波（Ｐ波））を透過させる。従って、図１においては、Ｙ軸方向が偏光板の吸収軸の方向であり、Ｘ軸方向が偏光板の透過軸の方向である。 A polarizing plate having a wire grid structure uses a polarized wave having an electric field component parallel to the Y-axis direction by utilizing four actions of selective light absorption of a polarized wave due to transmission, reflection, interference, and optical anisotropy ( The TE wave (S wave) is attenuated and the polarized wave (TM wave (P wave)) having an electric field component parallel to the X-axis direction is transmitted. Accordingly, in FIG. 1, the Y-axis direction is the direction of the absorption axis of the polarizing plate, and the X-axis direction is the direction of the transmission axis of the polarizing plate.

図１に示される偏光板１０の格子状凸部６が形成された側から入射した光は、吸収層４及び第１の誘電体層３を通過する際に一部が吸収されて減衰する。吸収層４及び第１の誘電体層３を透過した光のうち、偏光波（ＴＭ波（Ｐ波））は高い透過率で反射層２を透過する。一方、吸収層４及び第１の誘電体層３を透過した光のうち、偏光波（ＴＥ波（Ｓ波））は反射層２で反射される。反射層２で反射されたＴＥ波は、吸収層４及び第１の誘電体層３を通過する際に一部は吸収され、一部は反射して反射層２に戻る。また、反射層２で反射されたＴＥ波は、吸収層４及び第１の誘電体層３を通過する際に干渉して減衰する。以上のようにＴＥ波の選択的減衰を行うことにより、偏光板１０は、所望の偏光特性を得ることができる。 The light incident from the side of the polarizing plate 10 shown in FIG. 1 where the grid-like convex portions 6 are formed passes through the absorption layer 4 and the first dielectric layer 3 and is partially absorbed and attenuated. Of the light transmitted through the absorption layer 4 and the first dielectric layer 3, the polarized wave (TM wave (P wave)) is transmitted through the reflection layer 2 with high transmittance. On the other hand, of the light transmitted through the absorption layer 4 and the first dielectric layer 3, the polarized wave (TE wave (S wave)) is reflected by the reflective layer 2. The TE wave reflected by the reflection layer 2 is partially absorbed when passing through the absorption layer 4 and the first dielectric layer 3, and part of the TE wave is reflected back to the reflection layer 2. Further, the TE wave reflected by the reflective layer 2 interferes and attenuates when passing through the absorption layer 4 and the first dielectric layer 3. As described above, the polarizing plate 10 can obtain desired polarization characteristics by selectively attenuating the TE wave.

本発明の偏光板における格子状凸部は、図１に示すように各一次元格子の延在する方向（所定方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で、反射層２と、第１の誘電体層３と、吸収層４と、を有する。 As shown in FIG. 1, the lattice-shaped convex portions in the polarizing plate of the present invention are seen from the direction (predetermined direction) in which each one-dimensional lattice extends, that is, in a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction, The first dielectric layer 3 and the absorption layer 4 are included.

ここで本明細書における寸法につき、図１を用いて説明する。高さとは、図１における透明基板１の主面に垂直な方向の寸法を意味する。幅Ｗとは、格子状凸部６の延びる方向に沿うＹ軸方向から見たときに、高さ方向に直交するＸ軸方向の寸法を意味する。また、偏光板１０を格子状凸部６の延びる方向に沿うＹ軸方向から見たときに、格子状凸部６のＸ軸方向の繰り返し間隔を、ピッチＰと称する。 Here, the dimensions in this specification will be described with reference to FIG. The height means a dimension in a direction perpendicular to the main surface of the transparent substrate 1 in FIG. The width W means a dimension in the X-axis direction orthogonal to the height direction when viewed from the Y-axis direction along the direction in which the grid-like convex portions 6 extend. Further, when the polarizing plate 10 is viewed from the Y-axis direction along the direction in which the lattice-shaped convex portions 6 extend, the repetition interval in the X-axis direction of the lattice-shaped convex portions 6 is referred to as a pitch P.

本発明の偏光板において、格子状凸部のピッチＰは、使用帯域の光の波長よりも短ければ特に制限されない。作製の容易性及び安定性の観点から、格子状凸部のピッチＰは、例えば、１００ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。この格子状凸部のピッチＰは、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。例えば、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡を用いて、任意の４箇所についてピッチＰを測定し、その算術平均値を格子状凸部のピッチＰとすることができる。以下、この測定方法を電子顕微鏡法と称する。 In the polarizing plate of the present invention, the pitch P of the lattice-shaped convex portions is not particularly limited as long as it is shorter than the wavelength of light in the use band. From the viewpoint of ease of production and stability, the pitch P of the lattice-shaped convex portions is preferably, for example, 100 nm to 200 nm. The pitch P of the lattice-shaped convex portions can be measured by observing with a scanning electron microscope or a transmission electron microscope. For example, using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope, the pitch P can be measured at any four locations, and the arithmetic average value can be used as the pitch P of the lattice-shaped convex portions. Hereinafter, this measurement method is referred to as electron microscopy.

本発明の偏光板は、格子状凸部の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、反射層と第１の誘電体層とは略同一の幅を有しており、且つ、吸収層の最小幅は、反射層及び第１の誘電体層の最小幅より小さいことを特徴とする。これにより、反射率特性の制御に優れた偏光板を実現することができる。 In the polarizing plate of the present invention, the reflective layer and the first dielectric layer have substantially the same width when viewed from the direction in which the lattice-shaped convex portions extend (predetermined direction: Y-axis direction). In addition, the minimum width of the absorption layer is smaller than the minimum width of the reflective layer and the first dielectric layer. Thereby, the polarizing plate excellent in control of a reflectance characteristic is realizable.

（透明基板）
透明基板（図１における透明基板１）としては、使用帯域の光に対して透光性を示す基板であれば特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。「使用帯域の光に対して透光性を示す」とは、使用帯域の光の透過率が１００％であることを意味するものではなく、偏光板としての機能を保持可能な透光性を示せばよい。使用帯域の光としては、例えば、波長３８０ｎｍ〜８１０ｎｍ程度の可視光が挙げられる。 (Transparent substrate)
The transparent substrate (transparent substrate 1 in FIG. 1) is not particularly limited as long as it is a substrate exhibiting translucency with respect to light in the use band, and can be appropriately selected according to the purpose. “Showing translucency with respect to the light in the use band” does not mean that the light transmittance in the use band is 100%, but the translucency capable of maintaining the function as a polarizing plate. Show it. Examples of the light in the use band include visible light having a wavelength of about 380 nm to 810 nm.

透明基板の主面形状は特に制限されず、目的に応じた形状（例えば、矩形形状）が適宜選択される。透明基板の平均厚みは、例えば、０．３ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。 The main surface shape of the transparent substrate is not particularly limited, and a shape (for example, a rectangular shape) according to the purpose is appropriately selected. The average thickness of the transparent substrate is preferably 0.3 mm to 1 mm, for example.

透明基板の構成材料としては、屈折率が１．１〜２．２の材料が好ましく、ガラス、水晶、サファイア等が挙げられる。コスト及び透光率の観点からは、ガラス、特に石英ガラス（屈折率１．４６）やソーダ石灰ガラス（屈折率１．５１）を用いることが好ましい。ガラス材料の成分組成は特に制限されず、例えば光学ガラスとして広く流通しているケイ酸塩ガラス等の安価なガラス材料を用いることができる。 As a constituent material of the transparent substrate, a material having a refractive index of 1.1 to 2.2 is preferable, and examples thereof include glass, crystal, and sapphire. From the viewpoint of cost and light transmittance, it is preferable to use glass, particularly quartz glass (refractive index 1.46) or soda lime glass (refractive index 1.51). The component composition of the glass material is not particularly limited, and for example, an inexpensive glass material such as silicate glass widely distributed as optical glass can be used.

また、熱伝導性の観点からは、熱伝導性が高い水晶やサファイアを用いることが好ましい。これにより、強い光に対して高い耐光性が得られ、発熱量の多いプロジェクタの光学エンジン用の偏光板として好ましく用いられる。 From the viewpoint of thermal conductivity, it is preferable to use quartz or sapphire having high thermal conductivity. Thereby, high light resistance with respect to strong light is obtained, and it is preferably used as a polarizing plate for an optical engine of a projector that generates a large amount of heat.

なお、水晶等の光学活性の結晶からなる透明基板を用いる場合には、結晶の光学軸に対して平行方向又は垂直方向に格子状凸部６を配置することが好ましい。これにより、優れた光学特性が得られる。ここで、光学軸とは、その方向に進む光のＯ（常光線）とＥ（異常光線）の屈折率の差が最小となる方向軸である。 When a transparent substrate made of an optically active crystal such as quartz is used, it is preferable to arrange the lattice-like convex portions 6 in a direction parallel to or perpendicular to the optical axis of the crystal. Thereby, excellent optical characteristics can be obtained. Here, the optical axis is a direction axis that minimizes the difference in refractive index between O (ordinary ray) and E (extraordinary ray) of light traveling in that direction.

（反射層）
反射層（図１における反射層２）は、透明基板の片側面に形成され、吸収軸であるＹ軸方向に、帯状に延びた金属膜が配列されたものである。なお、本発明においては、透明基板と反射層との間には、別の層が存在していてもよい。 (Reflective layer)
The reflective layer (reflective layer 2 in FIG. 1) is formed on one side of a transparent substrate, and a metal film extending in a strip shape is arranged in the Y-axis direction which is an absorption axis. In the present invention, another layer may exist between the transparent substrate and the reflective layer.

図１に示される本発明の一実施形態に係る偏光板１０の反射層２は、透明基板１の面方向に対して垂直に延びており、格子状凸部の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で、矩形状を有する。反射層は、ワイヤグリッド型偏光子としての機能を有し、反射層の長手方向に平行な方向に電界成分をもつ偏光波（ＴＥ波（Ｓ波））を減衰させ、反射層の長手方向に直交する方向に電界成分をもつ偏光波（ＴＭ波（Ｐ波））を透過させる。 The reflective layer 2 of the polarizing plate 10 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 extends perpendicularly to the surface direction of the transparent substrate 1 and extends in the direction in which the lattice-shaped convex portions extend (predetermined direction: When viewed from the (Y-axis direction), that is, in a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction, it has a rectangular shape. The reflective layer functions as a wire grid polarizer, attenuates a polarized wave (TE wave (S wave)) having an electric field component in a direction parallel to the longitudinal direction of the reflective layer, and extends in the longitudinal direction of the reflective layer. A polarized wave (TM wave (P wave)) having an electric field component in an orthogonal direction is transmitted.

反射層の構成材料としては、使用帯域の光に対して反射性を有する材料であれば特に制限されず、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ等の元素単体、又はこれらの１種以上の元素を含む合金が挙げられる。中でも、反射層は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されることが好ましい。なお、これらの金属材料以外にも、例えば着色等により表面の反射率が高く形成された金属以外の無機膜や樹脂膜で構成してもよい。 The constituent material of the reflective layer is not particularly limited as long as it is a material having reflectivity with respect to light in the use band. For example, Al, Ag, Cu, Mo, Cr, Ti, Ni, W, Fe, Si, Examples thereof include simple elements such as Ge and Te, or alloys containing one or more of these elements. Especially, it is preferable that a reflection layer is comprised with aluminum or aluminum alloy. In addition to these metal materials, for example, an inorganic film or a resin film other than a metal formed with high surface reflectance by coloring or the like may be used.

反射層の膜厚は、特に制限されず、例えば、１００ｎｍ〜３００ｎｍが好ましい。なお、反射層の膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。 The thickness of the reflective layer is not particularly limited, and is preferably 100 nm to 300 nm, for example. In addition, the film thickness of a reflection layer can be measured, for example with the above-mentioned electron microscope method.

本発明の偏光板においては、反射層の幅は、後述する第１の誘電体層と略同一であり、且つ、その最小幅が、後述する吸収層の最小幅よりも大きい必要がある。本発明においてはこれにより、反射率特性の制御に優れた偏光板を実現することができる。反射層の幅は、格子状凸部のピッチＰとの関係にもよるが、例えば、３５ｎｍ〜４５ｎｍの範囲であることが好ましい。なお、これらの幅は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。 In the polarizing plate of the present invention, the width of the reflective layer is substantially the same as that of the first dielectric layer described later, and the minimum width needs to be larger than the minimum width of the absorbing layer described later. In the present invention, this makes it possible to realize a polarizing plate excellent in control of reflectance characteristics. The width of the reflective layer is preferably in the range of 35 nm to 45 nm, for example, although it depends on the relationship with the pitch P of the grid-like convex portions. Note that these widths can be measured by, for example, the electron microscopy described above.

反射層の最小幅を、吸収層の最小幅よりも大きくする方法としては、例えば、等方性エッチングと異方性エッチングを組み合わせて用いて、そのバランスを変化させる方法が挙げられる。 As a method of making the minimum width of the reflective layer larger than the minimum width of the absorbing layer, for example, a method of changing the balance by using a combination of isotropic etching and anisotropic etching can be cited.

（第１の誘電体層）
第１の誘電体層（図１における第１の誘電体層３）は、反射層上に形成され、吸収軸であるＹ軸方向に帯状に延びた誘電体膜が配列されたものである。なお、本発明においては、反射層と第１の誘電体層との間には、別の層が存在していてもよい。 (First dielectric layer)
The first dielectric layer (the first dielectric layer 3 in FIG. 1) is formed on the reflective layer, and is formed by arranging dielectric films extending in a band shape in the Y-axis direction that is the absorption axis. In the present invention, another layer may exist between the reflective layer and the first dielectric layer.

図１に示される本発明の一実施形態に係る偏光板１０の第１の誘電体層３は、反射層上に、透明基板１の面方向に対して垂直に積層されており、格子状凸部の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で、矩形状を有する。 The first dielectric layer 3 of the polarizing plate 10 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is laminated on the reflective layer perpendicularly to the surface direction of the transparent substrate 1, and has a grid-like convex shape. When viewed from the direction in which the portion extends (predetermined direction: Y-axis direction), that is, in a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction, the shape is rectangular.

第１の誘電体層の膜厚は、吸収層で反射した偏光に対して、吸収層を透過して反射層で反射した偏光の位相が半波長ずれる範囲で形成される。具体的には、第１の誘電体層の膜厚は、偏光の位相を調整して干渉効果を高めることが可能な１〜５００ｎｍの範囲で適宜設定される。この第１の誘電体層の膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。 The film thickness of the first dielectric layer is such that the phase of the polarized light that is transmitted through the absorbing layer and reflected by the reflecting layer is shifted by a half wavelength with respect to the polarized light reflected by the absorbing layer. Specifically, the film thickness of the first dielectric layer is appropriately set within a range of 1 to 500 nm that can adjust the phase of polarized light and enhance the interference effect. The film thickness of the first dielectric layer can be measured by, for example, the above-described electron microscopy.

第１の誘電体層を構成する材料としては、ＳｉＯ_２等のＳｉ酸化物、Ａｌ_２Ｏ_３、酸化ベリリウム、酸化ビスマス、等の金属酸化物、ＭｇＦ_２、氷晶石、ゲルマニウム、二酸化チタン、ケイ素、フッ化マグネシウム、窒化ボロン、酸化ボロン、酸化タンタル、炭素、又はこれらの組み合わせ等の一般的な材料が挙げられる。中でも、第１の誘電体層３は、Ｓｉ酸化物で構成されることが好ましい。 As a material constituting the first dielectric layer, Si oxide such as SiO ₂ , metal oxide such as Al ₂ O ₃ , beryllium oxide, bismuth oxide, MgF ₂ , cryolite, germanium, titanium dioxide, Common materials such as silicon, magnesium fluoride, boron nitride, boron oxide, tantalum oxide, carbon, or combinations thereof can be given. Especially, it is preferable that the 1st dielectric material layer 3 is comprised with Si oxide.

第１の誘電体層の屈折率は、１．０より大きく、２．５以下であることが好ましい。反射層の光学特性は、周囲の屈折率によっても影響を受けるため、第１の誘電体層の材料を選択することで、偏光特性を制御することができる。 The refractive index of the first dielectric layer is preferably greater than 1.0 and not greater than 2.5. Since the optical characteristics of the reflective layer are also affected by the surrounding refractive index, the polarization characteristics can be controlled by selecting the material of the first dielectric layer.

また、第１の誘電体層の膜厚や屈折率を適宜調整することにより、反射層で反射したＴＥ波について、吸収層を透過する際に一部を反射して反射層に戻すことができ、吸収層を通過した光を干渉により減衰させることができる。このようにしてＴＥ波の選択的減衰を行うことにより、所望の偏光特性を得ることができる。 In addition, by appropriately adjusting the film thickness and refractive index of the first dielectric layer, part of the TE wave reflected by the reflection layer can be reflected back to the reflection layer when passing through the absorption layer. The light that has passed through the absorption layer can be attenuated by interference. In this way, desired polarization characteristics can be obtained by selectively attenuating the TE wave.

本発明の偏光板においては、第１の誘電体層の幅は、前述の反射層と略同一であり、且つ、その最小幅が、後述する吸収層の最小幅よりも大きい必要がある。本発明においてはこれにより、反射率特性の制御に優れた偏光板を実現することができる。第１の誘電体層の幅は、格子状凸部のピッチＰとの関係にもよるが、例えば、３５ｎｍ〜４５ｎｍの範囲であることが好ましい。なお、これらの幅は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。 In the polarizing plate of the present invention, the width of the first dielectric layer is substantially the same as that of the reflection layer described above, and the minimum width needs to be larger than the minimum width of the absorption layer described later. In the present invention, this makes it possible to realize a polarizing plate excellent in control of reflectance characteristics. The width of the first dielectric layer is preferably in the range of 35 nm to 45 nm, for example, although it depends on the relationship with the pitch P of the lattice-shaped convex portions. Note that these widths can be measured by, for example, the electron microscopy described above.

（吸収層）
吸収層（図１における吸収層４）は、第１の誘電体層上に形成され、吸収軸であるＹ軸方向に帯状に延びて配列されたものである。本発明においては、吸収軸であるＹ軸方向（所定方向）から見たとき、吸収層の最小幅は、上述の反射層及び第１の誘電体層の最小幅より小さいことを特徴とする。本発明においては、吸収層の形状を上記のようにすることで、光吸収作用の波長範囲をシフトさせる効果を発現でき、その結果、反射率特性の制御に優れた偏光板を実現することができる。 (Absorption layer)
The absorption layer (the absorption layer 4 in FIG. 1) is formed on the first dielectric layer, and is arranged extending in a band shape in the Y-axis direction that is the absorption axis. In the present invention, when viewed from the Y-axis direction (predetermined direction) that is the absorption axis, the minimum width of the absorption layer is smaller than the minimum widths of the reflective layer and the first dielectric layer. In the present invention, by making the shape of the absorption layer as described above, the effect of shifting the wavelength range of the light absorption action can be exhibited, and as a result, a polarizing plate excellent in control of reflectance characteristics can be realized. it can.

図１に示される本発明の一実施形態に係る偏光板１０の吸収層４は、格子状凸部の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で、略等脚台形状であり、先端側（透明基板１の反対側）ほど幅が狭くなる方向に側面が傾斜した先細形状を有する。 The absorption layer 4 of the polarizing plate 10 according to one embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is viewed from the direction (predetermined direction: Y-axis direction) in which the lattice-shaped convex portions extend, that is, orthogonal to the predetermined direction. In cross-sectional view, it has a substantially isosceles trapezoidal shape, and has a tapered shape whose side surface is inclined in a direction in which the width becomes narrower toward the tip side (the opposite side of the transparent substrate 1).

本実施形態においては、吸収層４の最大幅は、吸収層４において透明基板１側の最表面の幅となり、これは、格子状凸部６の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で矩形状の、反射層２及び第１の誘電体層３の最大幅と略同一である。 In the present embodiment, the maximum width of the absorption layer 4 is the width of the outermost surface on the transparent substrate 1 side in the absorption layer 4, and this is the direction in which the grid-like convex portions 6 extend (predetermined direction: Y-axis direction). When viewed from the side, that is, in a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction, the rectangular shape is substantially the same as the maximum width of the reflective layer 2 and the first dielectric layer 3.

また、吸収層４の最小幅は、吸収層４において透明基板１とは反対側の最表面の幅となり、これは、格子状凸部６の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で矩形状の、反射層２及び第１の誘電体層３の最小幅より小さい。 Further, the minimum width of the absorption layer 4 is the width of the outermost surface of the absorption layer 4 opposite to the transparent substrate 1, and this is from the direction (predetermined direction: Y-axis direction) in which the lattice-shaped convex portions 6 extend. It is smaller than the minimum width of the reflective layer 2 and the first dielectric layer 3 when viewed, that is, in a rectangular shape in cross-section perpendicular to the predetermined direction.

吸収層の構成材料としては、金属材料や半導体材料等の光学定数の消衰定数が零でない、光吸収作用を持つ物質の１種以上が挙げられ、適用される光の波長範囲によって適宜選択される。金属材料としては、Ｔａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｎ等の元素単体、又はこれらの１種以上の元素を含む合金が挙げられる。また、半導体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、ＺｎＯ、シリサイド材料（β−ＦｅＳｉ_２、ＭｇＳｉ_２、ＮｉＳｉ_２、ＢａＳｉ_２、ＣｒＳｉ_２、ＣｏＳｉ_２、ＴａＳｉ等）が挙げられる。これらの材料を用いることにより、偏光板１０は、適用される可視光域に対して高い消光比が得られる。中でも、吸収層は、Ｆｅ又はＴａを含むとともに、Ｓｉを含んで構成されることが好ましい。 Examples of the constituent material of the absorption layer include one or more kinds of substances having a light absorption function, such as a metal material or a semiconductor material, whose extinction constant of the optical constant is not zero, and are appropriately selected depending on the wavelength range of light to be applied. The Examples of the metal material include elemental elements such as Ta, Al, Ag, Cu, Au, Mo, Cr, Ti, W, Ni, Fe, and Sn, or alloys containing one or more of these elements. Examples of the semiconductor material include Si, Ge, Te, ZnO, and silicide materials (β-FeSi ₂ , MgSi ₂ , NiSi ₂ , BaSi ₂ , CrSi ₂ , CoSi ₂ , TaSi, etc.). By using these materials, the polarizing plate 10 can obtain a high extinction ratio with respect to an applied visible light region. Especially, it is preferable that an absorption layer is comprised including Si while containing Fe or Ta.

吸収層として半導体材料を用いる場合には、吸収作用に半導体のバンドギャップエネルギーが関与するため、バンドギャップエネルギーが使用帯域以下であることが必要である。例えば、可視光で使用する場合、波長４００ｎｍ以上での吸収、即ち、バンドギャップとしては３．１ｅｖ以下の材料を使用する必要がある。 In the case where a semiconductor material is used for the absorption layer, the band gap energy needs to be equal to or less than the use band because the band gap energy of the semiconductor is involved in the absorption action. For example, in the case of using visible light, it is necessary to use a material having a wavelength of 400 nm or more, that is, a band gap of 3.1 ev or less.

吸収層の膜厚は、特に制限されず、例えば、１０ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい。この吸収層４の膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。 The film thickness in particular of an absorption layer is not restrict | limited, For example, 10-100 nm is preferable. The film thickness of the absorption layer 4 can be measured by, for example, the above-described electron microscopy.

なお、吸収層は、蒸着法やスパッタ法により、高密度の膜として形成可能である。また、吸収層は、構成材料の異なる２層以上から構成されていてもよい。 Note that the absorption layer can be formed as a high-density film by vapor deposition or sputtering. Moreover, the absorption layer may be comprised from 2 or more layers from which a structural material differs.

吸収層の最大幅は、格子状凸部のピッチＰとの関係にもよるが、例えば、３５ｎｍ〜４５ｎｍの範囲であることが好ましい。また、吸収層の最大幅は、吸収層の下層に位置する、例えば第１の誘電体層の幅と略同一であってもよい。なお、これらの幅は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。 The maximum width of the absorption layer is preferably in the range of, for example, 35 nm to 45 nm, although it depends on the relationship with the pitch P of the lattice-shaped convex portions. Further, the maximum width of the absorption layer may be substantially the same as, for example, the width of the first dielectric layer located below the absorption layer. Note that these widths can be measured by, for example, the electron microscopy described above.

上述の通り、本発明においては、吸収軸であるＹ軸方向（所定方向）から見たとき、吸収層の最小幅は、上述の反射層及び第１の誘電体層の最小幅より小さい必要がある。本発明においてはこれにより、反射率特性の制御に優れた偏光板を実現することができる。吸収層の最小幅は、例えば、吸収層の最大幅に対する割合が、１００％よりも小さく、６０〜９０％の範囲であることが好ましい。なお、これらの幅は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。 As described above, in the present invention, when viewed from the Y-axis direction (predetermined direction) that is the absorption axis, the minimum width of the absorption layer needs to be smaller than the minimum width of the reflection layer and the first dielectric layer. is there. In the present invention, this makes it possible to realize a polarizing plate excellent in control of reflectance characteristics. As for the minimum width of an absorption layer, it is preferable that the ratio with respect to the maximum width of an absorption layer is smaller than 100%, and is the range of 60 to 90%, for example. Note that these widths can be measured by, for example, the electron microscopy described above.

（拡散バリア層）
本発明の偏光板は、第１の誘電体層と吸収層との間に、拡散バリア層を有していてもよい。即ち図１に示される偏光板においては、格子状凸部６は、透明基板１側から順に、反射層２と、第１の誘電体層３と、拡散バリア層と、吸収層４と、を有する。拡散バリア層を有することにより、吸収層における光の拡散が防止される。この拡散バリア層は、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ等の金属膜で構成することができる。 (Diffusion barrier layer)
The polarizing plate of the present invention may have a diffusion barrier layer between the first dielectric layer and the absorption layer. That is, in the polarizing plate shown in FIG. 1, the lattice-shaped convex portion 6 includes, in order from the transparent substrate 1 side, the reflective layer 2, the first dielectric layer 3, the diffusion barrier layer, and the absorption layer 4. Have. By having the diffusion barrier layer, light diffusion in the absorption layer is prevented. The diffusion barrier layer can be composed of a metal film such as Ta, W, Nb, Ti.

（保護膜）
また、本発明の偏光板は、光学特性の変化に影響を与えない範囲において、光の入射側の表面が、誘電体からなる保護膜により覆われていてもよい。保護膜は、誘電体膜で構成され、例えば偏光板の表面（ワイヤグリッドが形成された面）上に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）やＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）を利用することにより形成可能である。これにより、金属膜に対する必要以上の酸化反応を抑制することができる。 (Protective film)
In the polarizing plate of the present invention, the surface on the light incident side may be covered with a protective film made of a dielectric material within a range that does not affect changes in optical characteristics. The protective film is formed of a dielectric film, and can be formed by using, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) or ALD (Atomic Layer Deposition) on the surface of the polarizing plate (surface on which the wire grid is formed). . Thereby, the oxidation reaction more than necessary for the metal film can be suppressed.

（有機系撥水膜）
さらに、本発明の偏光板は、光の入射側の表面が、有機系撥水膜により覆われていてもよい。有機系撥水膜は、例えばパーフルオロデシルトリエトキシシラン（ＦＤＴＳ）等のフッ素系シラン化合物等で構成され、例えば上述のＣＶＤやＡＬＤを利用することにより形成可能である。これにより、偏光板の耐湿性等の信頼性を向上できる。 (Organic water repellent film)
Furthermore, in the polarizing plate of the present invention, the surface on the light incident side may be covered with an organic water-repellent film. The organic water-repellent film is made of, for example, a fluorine-based silane compound such as perfluorodecyltriethoxysilane (FDTS), and can be formed by using, for example, the above-described CVD or ALD. Thereby, reliability, such as moisture resistance of a polarizing plate, can be improved.

なお、本発明は図１に示される上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形及び改良は、本発明に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment shown in FIG. 1, and modifications and improvements within the scope of achieving the object of the present invention are included in the present invention.

図９は、本発明の別の実施形態に係る偏光板３０を示す断面模式図である。図９に示される偏光板３０は、格子状凸部６において、図１に示される偏光板１０の吸収層４の上に、第２の誘電体層５が形成されている以外は、図１に示される偏光板１０と同一の構成である。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a polarizing plate 30 according to another embodiment of the present invention. The polarizing plate 30 shown in FIG. 9 is the same as that shown in FIG. 1 except that the second dielectric layer 5 is formed on the absorption layer 4 of the polarizing plate 10 shown in FIG. This is the same configuration as the polarizing plate 10 shown in FIG.

（第２の誘電体層）
図９に示される偏光板３０の第２の誘電体層５は、吸収層上に、透明基板１の面方向に対して垂直に積層されており、格子状凸部の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で、矩形状を有する。また、図９に示される偏光板３０においては、第２の誘電体層５の幅は、第１の誘電体層３の幅と同一となっている。 (Second dielectric layer)
The second dielectric layer 5 of the polarizing plate 30 shown in FIG. 9 is laminated on the absorption layer in a direction perpendicular to the surface direction of the transparent substrate 1, and the extending direction of the lattice-shaped convex portions (predetermined) When viewed from (direction: Y-axis direction), that is, in a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction, it has a rectangular shape. Further, in the polarizing plate 30 shown in FIG. 9, the width of the second dielectric layer 5 is the same as the width of the first dielectric layer 3.

第２の誘電体層の膜厚、材料、屈折率、形状等については、上述した第１の誘電体層と同様である。 The film thickness, material, refractive index, shape and the like of the second dielectric layer are the same as those of the first dielectric layer described above.

図９に示される実施形態においては、吸収層４の最大幅は、吸収層４において透明基板１側の最表面の幅となり、これは、格子状凸部６の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で矩形状の、反射層２及び第１の誘電体層３の最大幅と略同一である。 In the embodiment shown in FIG. 9, the maximum width of the absorption layer 4 is the width of the outermost surface of the absorption layer 4 on the transparent substrate 1 side, which is the direction in which the lattice-shaped protrusions 6 extend (predetermined direction: When viewed from the (Y-axis direction), that is, in the cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction, the rectangular shape is substantially the same as the maximum width of the reflective layer 2 and the first dielectric layer 3.

図１７は、本発明のまた別の実施形態に係る偏光板５０を示す断面模式図である。図１７に示される偏光板５０は、格子状凸部６において、吸収層４の上に第２の誘電体層５を形成したものであり、吸収層４の形状が異なる以外は、図９に示される偏光板３０と同一の構成である。 FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a polarizing plate 50 according to still another embodiment of the present invention. A polarizing plate 50 shown in FIG. 17 is obtained by forming the second dielectric layer 5 on the absorption layer 4 in the lattice-like convex portion 6, except that the shape of the absorption layer 4 is different. It is the same structure as the polarizing plate 30 shown.

図１７に示される偏光板５０の吸収層４は、格子状凸部の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で、略等脚台形状であり、先端側（透明基板１の反対側）ほど幅が広くなる方向に側面が傾斜した先細形状を有する。 The absorption layer 4 of the polarizing plate 50 shown in FIG. 17 is substantially isosceles when viewed from the direction (predetermined direction: Y-axis direction) in which the lattice-shaped protrusions extend, that is, in a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction. It has a tapered shape with a side surface inclined in a direction in which the width becomes wider toward the tip side (opposite side of the transparent substrate 1).

図１７に示される実施形態においては、吸収層４の最大幅は、吸収層４において透明基板１とは反対側の最表面の幅となり、これは、格子状凸部６の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で矩形状の、反射層２及び第１の誘電体層３の最大幅と略同一である。 In the embodiment shown in FIG. 17, the maximum width of the absorption layer 4 is the width of the outermost surface on the opposite side of the transparent substrate 1 in the absorption layer 4, and this is the direction in which the lattice-shaped protrusions 6 extend ( When viewed from the (predetermined direction: Y-axis direction), that is, in a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction, the rectangular shape is substantially the same as the maximum width of the reflective layer 2 and the first dielectric layer 3.

また、吸収層４の最小幅は、吸収層４において透明基板１側の最表面の幅となり、これは、格子状凸部６の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で矩形状の、反射層２及び第１の誘電体層３の最小幅より小さい。 Further, the minimum width of the absorption layer 4 is the width of the outermost surface on the transparent substrate 1 side in the absorption layer 4, and this is when viewed from the direction in which the grid-like convex portions 6 extend (predetermined direction: Y-axis direction). That is, it is smaller than the minimum width of the reflective layer 2 and the first dielectric layer 3 that are rectangular in cross-section perpendicular to the predetermined direction.

図１８は、本発明のまた別の実施形態に係る偏光板６０を示す断面模式図である。図１８に示される偏光板６０は、格子状凸部６において、吸収層４の上に第２の誘電体層５を形成したものであり、吸収層４の形状が異なる以外は、図９に示される偏光板３０と同一の構成である。 FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing a polarizing plate 60 according to another embodiment of the present invention. A polarizing plate 60 shown in FIG. 18 is obtained by forming the second dielectric layer 5 on the absorption layer 4 in the lattice-like convex portion 6, except that the shape of the absorption layer 4 is different. It is the same structure as the polarizing plate 30 shown.

図１８に示される偏光板６０の吸収層４は、格子状凸部の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で、膜厚方向の略中心が最小幅となり、第１の誘電体層及び第２の誘電体層と接する辺が最大幅となる形状である。 The absorption layer 4 of the polarizing plate 60 shown in FIG. 18 is viewed in the film thickness direction when viewed from the direction in which the lattice-shaped protrusions extend (predetermined direction: Y-axis direction), that is, in a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction. The shape is such that the approximate center has the minimum width, and the sides in contact with the first dielectric layer and the second dielectric layer have the maximum width.

図１８に示される実施形態においては、吸収層４の最大幅は、第１の誘電体層及び第２の誘電体層と接する辺の長さとなり、これは、格子状凸部６の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で矩形状の、反射層２及び第１の誘電体層３の最大幅と略同一である。 In the embodiment shown in FIG. 18, the maximum width of the absorption layer 4 is the length of the side in contact with the first dielectric layer and the second dielectric layer, and this is the extension of the grid-like convex portions 6. When viewed from the direction (predetermined direction: Y-axis direction), that is, in a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction, it is substantially the same as the maximum width of the reflective layer 2 and the first dielectric layer 3.

また、吸収層４の最小幅は、吸収層４において膜厚方向の略中心の幅となり、これは、格子状凸部６の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で矩形状の、反射層２及び第１の誘電体層３の最小幅より小さい。 Further, the minimum width of the absorption layer 4 is the width of the approximate center in the film thickness direction in the absorption layer 4, which is as viewed from the direction in which the grid-like convex portions 6 extend (predetermined direction: Y-axis direction) That is, it is smaller than the minimum width of the reflective layer 2 and the first dielectric layer 3 that are rectangular in cross-section perpendicular to the predetermined direction.

［偏光板の製造方法］
本発明の偏光板の製造方法は、反射層形成工程と、第１誘電体層形成工程と、吸収層形成工程と、エッチング工程と、を有する。 [Production method of polarizing plate]
The manufacturing method of the polarizing plate of this invention has a reflective layer formation process, a 1st dielectric material layer formation process, an absorption layer formation process, and an etching process.

反射層形成工程では、透明基板の片面に反射層を形成する。第１誘電体層形成工程では、反射層形成工程で形成された反射層上に、第１の誘電体層を形成する。吸収層形成工程では、第１誘電体層形成工程で形成された第１の誘電体層上に、吸収層を形成する。これらの各層形成工程では、例えばスパッタ法や蒸着法により、各層を形成可能である。 In the reflective layer forming step, a reflective layer is formed on one side of the transparent substrate. In the first dielectric layer forming step, a first dielectric layer is formed on the reflective layer formed in the reflective layer forming step. In the absorbing layer forming step, an absorbing layer is formed on the first dielectric layer formed in the first dielectric layer forming step. In each of these layer forming steps, each layer can be formed by, for example, sputtering or vapor deposition.

エッチング工程では、上述の各層形成工程を経て形成された積層体を選択的にエッチングすることにより、使用帯域の光の波長よりも短いピッチで透明基板上に配列される格子状凸部を形成する。具体的には、例えばフォトリソグラフィ法やナノインプリント法により、一次元格子状のマスクパターンを形成する。そして、上記積層体を選択的にエッチングすることにより、使用帯域の光の波長よりも短いピッチで透明基板上に配列される格子状凸部を形成する。エッチング方法としては、例えば、エッチング対象に対応したエッチングガスを用いたドライエッチング法が挙げられる。 In the etching process, by selectively etching the stacked body formed through the above-described respective layer forming processes, lattice-shaped convex portions arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the use band are formed. . Specifically, a one-dimensional lattice-like mask pattern is formed by, for example, a photolithography method or a nanoimprint method. And the lattice-shaped convex part arranged on a transparent substrate with the pitch shorter than the wavelength of the light of a use zone | band is formed by selectively etching the said laminated body. As an etching method, for example, a dry etching method using an etching gas corresponding to an object to be etched is used.

特に本発明においては、等方性エッチングと異方性エッチングを組み合わせてバランスを変化させることにより、反射層と第１の誘電体層とは略同一の幅とし、吸収層の最小幅を前記反射層及び前記第１の誘電体層の最小幅より小さくする。 In particular, in the present invention, by changing the balance by combining isotropic etching and anisotropic etching, the reflection layer and the first dielectric layer have substantially the same width, and the minimum width of the absorption layer is set to the reflection layer. Less than the minimum width of the layer and the first dielectric layer.

なお、本発明の偏光板の製造方法は、その表面を誘電体からなる保護膜で被覆する工程を有していてもよい。また、本発明の偏光板の製造方法は、その表面を有機系撥水膜で被覆する工程を有していてもよい。 In addition, the manufacturing method of the polarizing plate of this invention may have the process of coat | covering the surface with the protective film which consists of dielectrics. Moreover, the manufacturing method of the polarizing plate of this invention may have the process of coat | covering the surface with an organic type water-repellent film.

［光学機器］
本発明の光学機器は、上述した本発明に係る偏光板を備える。本発明に係る偏光板は、種々の用途に利用することが可能である。適用できる光学機器としては、例えば、液晶プロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ、デジタルカメラ等が挙げられる。特に、本発明に係る偏光板は耐熱性に優れる無機偏光板であるため、有機材料からなる有機偏光板に比べて、耐熱性が要求される液晶プロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ等の用途に好適に用いることができる。 [Optical equipment]
The optical apparatus of the present invention includes the polarizing plate according to the present invention described above. The polarizing plate according to the present invention can be used for various applications. Examples of applicable optical equipment include a liquid crystal projector, a head-up display, and a digital camera. In particular, since the polarizing plate according to the present invention is an inorganic polarizing plate having excellent heat resistance, it is suitably used for applications such as liquid crystal projectors and head-up displays that require heat resistance compared to organic polarizing plates made of organic materials. be able to.

本発明に係る光学機器が複数の偏光板を備える場合、複数の偏光板の少なくとも１つが本発明に係る偏光板であればよい。例えば、本実施形態に係る光学機器が液晶プロジェクタである場合、液晶パネルの入射側及び出射側に配置される偏光板の少なくとも一方が、本発明に係る偏光板であればよい。 When the optical apparatus according to the present invention includes a plurality of polarizing plates, at least one of the plurality of polarizing plates may be the polarizing plate according to the present invention. For example, when the optical apparatus according to this embodiment is a liquid crystal projector, at least one of the polarizing plates disposed on the incident side and the outgoing side of the liquid crystal panel may be the polarizing plate according to the present invention.

以上説明した本発明の偏光板及びその製造方法、並びに光学機器によれば、次のような効果が奏される。 According to the polarizing plate, the manufacturing method thereof, and the optical apparatus of the present invention described above, the following effects are exhibited.

本発明に係る偏光板は、透明基板と、使用帯域の光の波長よりも短いピッチで透明基板上に配列され、所定方向に延在する格子状凸部と、を備えるワイヤグリッド構造を有し、格子状凸部に、透明基板側から順に、反射層と、第１の誘電体層と、吸収層と、を備えさせ、前記の所定方向から見たときの、反射層、第１の誘電体層、及び吸収層の最小幅の関係を特定することにより、光吸収作用の波長範囲をシフトさせる効果を発現でき、その結果、反射率特性の制御に優れるものとなる。従って、本発明によれば、反射率特性の制御に優れた偏光板及びその製造方法、並びにその偏光板１を備える光学機器を提供できる。 The polarizing plate according to the present invention has a wire grid structure including a transparent substrate and a grid-like convex portion arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the use band and extending in a predetermined direction. In addition, the lattice-shaped convex portion is provided with a reflective layer, a first dielectric layer, and an absorption layer in order from the transparent substrate side, and the reflective layer and the first dielectric when viewed from the predetermined direction. By specifying the relationship between the minimum width of the body layer and the absorption layer, the effect of shifting the wavelength range of the light absorption action can be exhibited, and as a result, the reflectance characteristics can be excellently controlled. Therefore, according to the present invention, a polarizing plate excellent in control of reflectance characteristics, a manufacturing method thereof, and an optical device including the polarizing plate 1 can be provided.

次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

＜実施例１及び比較例１＞
［偏光板の作成］
実施例１では、図１に示す構造を有する偏光板１０であって、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）、及び赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）のそれぞれに最適化したものを作成し、それぞれをシミュレーションに供した。
また、比較例１として、実施例１の偏光板１０とは吸収層３の構造のみが異なる偏光板２０をそれぞれ作成し、シミュレーションに供した。比較例１となる偏光板２０は、図２に示される構造であり、格子状凸部６の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で、吸収層４の形状が矩形であり、反射層２及び第１の誘電体層３と略同一の幅となっている。 <Example 1 and Comparative Example 1>
[Creation of polarizing plate]
In Example 1, the polarizing plate 10 has the structure shown in FIG. 1, and the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm), the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm), and the red band (wavelength λ = 600 to 600 nm). 680 nm) were optimized and each was subjected to simulation.
Further, as Comparative Example 1, polarizing plates 20 different from the polarizing plate 10 of Example 1 only in the structure of the absorption layer 3 were respectively prepared and subjected to simulation. The polarizing plate 20 serving as the comparative example 1 has the structure shown in FIG. 2, and is a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction when viewed from the direction in which the lattice-shaped convex portions 6 extend (predetermined direction: Y-axis direction). Thus, the shape of the absorption layer 4 is rectangular and has substantially the same width as the reflective layer 2 and the first dielectric layer 3.

［シミュレーション方法］
偏光板１０及び偏光板２０の光学特性について、ＲＣＷＡ（ＲｉｇｏｒｏｕｓＣｏｕｐｌｅｄＷａｖｅＡｎａｌｙｓｉｓ）法による電磁界シミュレーションにより検証した。シミュレーションには、ＧｒａｔｉｎｇＳｏｌｖｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ社のグレーティングシミュレータＧｓｏｌｖｅｒを用いた。 [Simulation method]
The optical characteristics of the polarizing plate 10 and the polarizing plate 20 were verified by electromagnetic field simulation by the RCWA (Rigorous Coupled Wave Analysis) method. For the simulation, a grating simulator Gsolver manufactured by Grafting Solver Development was used.

［シミュレーション結果］
図３は、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）に最適化された、偏光板１０及び偏光板２０について、波長と吸収軸反射率との関係を検証した結果を示すグラフである。
図４は、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）に最適化された、偏光板１０及び偏光板２０について、波長と吸収軸反射率との関係を検証した結果を示すグラフである。
図５は、赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）に最適化された、偏光板１０及び偏光板２０について、波長と吸収軸反射率との関係を検証した結果を示すグラフである。 [simulation result]
FIG. 3 is a graph showing the results of verifying the relationship between the wavelength and the absorption axis reflectance for the polarizing plate 10 and the polarizing plate 20 optimized in the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm).
FIG. 4 is a graph showing the results of verifying the relationship between the wavelength and the absorption axis reflectance for the polarizing plate 10 and the polarizing plate 20 optimized in the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm).
FIG. 5 is a graph showing the results of verifying the relationship between the wavelength and the absorption axis reflectance for the polarizing plate 10 and the polarizing plate 20 optimized in the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm).

図３〜図５においては、横軸は波長λ（ｎｍ）を示しており、縦軸は吸収軸反射率（％）を示している。ここで、吸収軸反射率とは、偏光板に入射する吸収軸方向（Ｙ軸方向）の偏光（ＴＥ波）の反射率を意味する。また、図３〜図５においては、破線で示されるグラフが、実施例１となる本発明の偏光板１０の結果を表しており、実線で示されるグラフが、比較例１となる偏光板２０の結果を表している。 3 to 5, the horizontal axis indicates the wavelength λ (nm), and the vertical axis indicates the absorption axis reflectance (%). Here, the absorption axis reflectance means the reflectance of polarized light (TE wave) in the absorption axis direction (Y-axis direction) incident on the polarizing plate. 3-5, the graph shown with a broken line represents the result of the polarizing plate 10 of this invention used as Example 1, and the graph shown as a continuous line shows the polarizing plate 20 used as the comparative example 1. Represents the result.

図３〜図５に示されるように、実施例１の偏光板１０は比較例１の偏光板２０と比較して、波形位置がシフトし、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）、及び赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）のすべてにおいて、吸収軸反射率を低く抑えることができた。 As shown in FIGS. 3 to 5, the polarizing plate 10 of Example 1 has a shifted waveform position compared to the polarizing plate 20 of Comparative Example 1, and has a green band (wavelength λ = 520 to 590 nm), a blue band. In all of (wavelength λ = 430 to 510 nm) and the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm), the absorption axis reflectance could be kept low.

図６は、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）に最適化された、偏光板１０及び偏光板２０について、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係をシミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。
図７は、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）に最適化された、偏光板１０及び偏光板２０について、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係をシミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。
図８は、赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）に最適化された、偏光板１０及び偏光板２０について、赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係をシミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。 FIG. 6 shows the volume and absorption axis reflectivity of the absorption layer in the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm) for the polarizing plate 10 and the polarizing plate 20 optimized for the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with x by simulation.
FIG. 7 shows the volume and absorption axis reflectance of the absorbing layer in the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm) for the polarizing plate 10 and the polarizing plate 20 optimized for the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with x by simulation.
FIG. 8 shows the volume and absorption axis reflectance of the absorption layer in the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm) for the polarizing plate 10 and the polarizing plate 20 optimized for the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with x by simulation.

図６〜図８においては、横軸は吸収層の体積を示しており、縦軸は吸収軸反射率（％）を示している。ここで、吸収軸反射率とは、上記同様に、偏光板に入射する吸収軸方向（Ｙ軸方向）の偏光（ＴＥ波）の反射率を意味する。図６〜図８においては、吸収層の体積が１００％となる点が、比較例１となる偏光板２０の結果を表しており、体積が１００％より小さくなる範囲が、実施例１となる本発明の偏光板１０の結果を表している。 6 to 8, the horizontal axis indicates the volume of the absorption layer, and the vertical axis indicates the absorption axis reflectance (%). Here, the absorption axis reflectance means the reflectance of polarized light (TE wave) in the absorption axis direction (Y-axis direction) incident on the polarizing plate, as described above. 6 to 8, the point where the volume of the absorption layer is 100% represents the result of the polarizing plate 20 which is Comparative Example 1, and the range where the volume is smaller than 100% is Example 1. The result of the polarizing plate 10 of this invention is represented.

図６〜図８に示されるように、実施例１の偏光板１０は、吸収層の体積変化に伴って波形位置がシフトすることで、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）、及び赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）のすべてにおいて、反射率特性の制御が可能となり、最適化できることが判る。 As shown in FIGS. 6 to 8, the polarizing plate 10 of Example 1 has a green band (wavelength λ = 520 to 590 nm) and a blue band (wavelength position λ = 520 to 590 nm) as the waveform position shifts with the volume change of the absorption layer. It can be seen that the reflectance characteristics can be controlled and optimized in all of the wavelength λ = 430 to 510 nm) and the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm).

＜実施例２及び比較例２＞
［偏光板の作成］
実施例２では、図９に示す構造を有する偏光板３０であって、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）、及び赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）のそれぞれに最適化したものを作成し、それぞれをシミュレーションに供した。
また、比較例２として、実施例２の偏光板３０とは吸収層３の構造のみが異なる偏光板４０をそれぞれ作成し、シミュレーションに供した。比較例２となる偏光板４０は、図１０に示される構造であり、格子状凸部６の延在する方向（所定方向：Ｙ軸方向）から見たとき、すなわち所定方向に直交する断面視で、吸収層４の形状が矩形であり、反射層２及び第１の誘電体層３と略同一の幅となっている。 <Example 2 and Comparative Example 2>
[Creation of polarizing plate]
In Example 2, the polarizing plate 30 has the structure shown in FIG. 9, and the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm), the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm), and the red band (wavelength λ = 600 to 600 nm). 680 nm) were optimized and each was subjected to simulation.
Moreover, as Comparative Example 2, polarizing plates 40 different from the polarizing plate 30 of Example 2 only in the structure of the absorption layer 3 were respectively prepared and subjected to simulation. The polarizing plate 40 serving as the comparative example 2 has the structure shown in FIG. 10 and is a cross-sectional view orthogonal to the predetermined direction when viewed from the direction in which the grid-shaped convex portions 6 extend (predetermined direction: Y-axis direction). Thus, the shape of the absorption layer 4 is rectangular and has substantially the same width as the reflective layer 2 and the first dielectric layer 3.

［シミュレーション方法］
偏光板３０及び偏光板４０の光学特性について、ＲＣＷＡ（ＲｉｇｏｒｏｕｓＣｏｕｐｌｅｄＷａｖｅＡｎａｌｙｓｉｓ）法による電磁界シミュレーションにより検証した。シミュレーションには、ＧｒａｔｉｎｇＳｏｌｖｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ社のグレーティングシミュレータＧｓｏｌｖｅｒを用いた。 [Simulation method]
The optical characteristics of the polarizing plate 30 and the polarizing plate 40 were verified by electromagnetic field simulation by the RCWA (Rigorous Coupled Wave Analysis) method. For the simulation, a grating simulator Gsolver manufactured by Grafting Solver Development was used.

［シミュレーション結果］
図１１は、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）に最適化された、偏光板３０及び偏光板４０について、波長と吸収軸反射率との関係を検証した結果を示すグラフである。
図１２は、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）に最適化された、偏光板３０及び偏光板４０について、波長と吸収軸反射率との関係を検証した結果を示すグラフである。
図１３は、赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）に最適化された、偏光板３０及び偏光板４０について、波長と吸収軸反射率との関係を検証した結果を示すグラフである。 [simulation result]
FIG. 11 is a graph showing the results of verifying the relationship between the wavelength and the absorption axis reflectance for the polarizing plate 30 and the polarizing plate 40 optimized in the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm).
FIG. 12 is a graph showing the results of verifying the relationship between the wavelength and the absorption axis reflectance for the polarizing plate 30 and the polarizing plate 40 optimized in the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm).
FIG. 13 is a graph showing the results of verifying the relationship between the wavelength and the absorption axis reflectance for the polarizing plate 30 and the polarizing plate 40 optimized in the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm).

図１１〜図１３においては、横軸は波長λ（ｎｍ）を示しており、縦軸は吸収軸反射率（％）を示している。ここで、吸収軸反射率とは、偏光板に入射する吸収軸方向（Ｙ軸方向）の偏光（ＴＥ波）の反射率を意味する。また、図１１〜図１３においては、破線で示されるグラフが、実施例２となる本発明の偏光板３０の結果を表しており、実線で示されるグラフが、比較例２となる偏光板４０の結果を表している。 11 to 13, the horizontal axis indicates the wavelength λ (nm), and the vertical axis indicates the absorption axis reflectance (%). Here, the absorption axis reflectance means the reflectance of polarized light (TE wave) in the absorption axis direction (Y-axis direction) incident on the polarizing plate. Moreover, in FIGS. 11-13, the graph shown with a broken line represents the result of the polarizing plate 30 of this invention used as Example 2, and the graph shown as a continuous line shows the polarizing plate 40 used as the comparative example 2. FIG. Represents the result.

図１１〜図１３に示されるように、実施例２の偏光板３０は比較例２の偏光板４０と比較して、波形位置がシフトし、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）、及び赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）のすべてにおいて、吸収軸反射率を低く抑えることができた。 As shown in FIGS. 11 to 13, the polarizing plate 30 of Example 2 is shifted in waveform position compared to the polarizing plate 40 of Comparative Example 2, and has a green band (wavelength λ = 520 to 590 nm) and a blue band. In all of (wavelength λ = 430 to 510 nm) and the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm), the absorption axis reflectance could be kept low.

図１４は、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）に最適化された、偏光板３０及び偏光板４０について、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係をシミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。
図１５は、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）に最適化された、偏光板３０及び偏光板４０について、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係をシミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。
図１６は、赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）に最適化された、偏光板３０及び偏光板４０について、赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）における、吸収層の体積と吸収軸反射率との関係をシミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。 FIG. 14 shows the volume of the absorption layer and the absorption axis reflectance in the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm) for the polarizing plate 30 and the polarizing plate 40 optimized in the green band (wavelength λ = 520 to 590 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with x by simulation.
FIG. 15 shows the volume and absorption axis reflectance of the absorbing layer in the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm) for the polarizing plate 30 and the polarizing plate 40 optimized for the blue band (wavelength λ = 430 to 510 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with x by simulation.
FIG. 16 shows the volume and absorption axis reflectance of the absorbing layer in the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm) for the polarizing plate 30 and the polarizing plate 40 optimized for the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm). It is a graph which shows the result of having verified the relationship with x by simulation.

図１４〜図１６においては、横軸は吸収層の体積を示しており、縦軸は吸収軸反射率（％）を示している。ここで、吸収軸反射率とは、上記同様に、偏光板に入射する吸収軸方向（Ｙ軸方向）の偏光（ＴＥ波）の反射率を意味する。図１４〜図１６においては、吸収層の体積が１００％となる点が、比較例２となる偏光板４０の結果を表しており、体積が１００％より小さくなる範囲が、実施例２となる本発明の偏光板３０の結果を表している。 14 to 16, the horizontal axis indicates the volume of the absorption layer, and the vertical axis indicates the absorption axis reflectance (%). Here, the absorption axis reflectance means the reflectance of polarized light (TE wave) in the absorption axis direction (Y-axis direction) incident on the polarizing plate, as described above. 14 to 16, the point where the volume of the absorption layer is 100% represents the result of the polarizing plate 40 which is Comparative Example 2, and the range where the volume is smaller than 100% is Example 2. The result of the polarizing plate 30 of this invention is represented.

図１４〜図１６に示されるように、実施例２の偏光板３０は、吸収層の体積変化に伴って波形位置がシフトすることで、緑色帯域（波長λ＝５２０〜５９０ｎｍ）、青色帯域（波長λ＝４３０〜５１０ｎｍ）、及び赤色帯域（波長λ＝６００〜６８０ｎｍ）のすべてにおいて、反射率特性の制御が可能となり、最適化できることが判る。 As shown in FIGS. 14 to 16, the polarizing plate 30 of Example 2 has a green band (wavelength λ = 520 to 590 nm), a blue band (wavelength position λ = 520 to 590 nm) as the waveform position shifts with the volume change of the absorption layer. It can be seen that the reflectance characteristics can be controlled and optimized in all of the wavelength λ = 430 to 510 nm) and the red band (wavelength λ = 600 to 680 nm).

１０、２０、３０、４０、５０、６０偏光板
１透明基板
２反射層
３第１の誘電体層
４吸収層
５第２の誘電体層
６格子状凸部
Ｐ格子状凸部のピッチ
Ｗ幅
Ｌ光 10, 20, 30, 40, 50, 60 Polarizing plate 1 Transparent substrate 2 Reflecting layer 3 First dielectric layer 4 Absorbing layer 5 Second dielectric layer 6 Lattice-like convex portion P Pitch of lattice-like convex portion W Width L light

Claims

A polarizing plate having a wire grid structure,
A transparent substrate;
A grid-like convex portion arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the use band and extending in a predetermined direction,
The lattice-shaped convex portion has, in order from the transparent substrate side, a reflective layer, a first dielectric layer, an absorption layer, and a second dielectric layer,
When viewed from the predetermined direction, the reflective layer, the first dielectric layer, and the second dielectric layer are substantially rectangular, have substantially the same width, and the absorption layer The minimum width is smaller than the minimum width of the reflective layer and the first dielectric layer, and the maximum width of the absorption layer is the width of the outermost surface of the absorption layer on the second dielectric layer side. .

The polarizing plate according to claim 1 , wherein the transparent substrate is transparent to a wavelength of light in a use band, and is made of glass, crystal, or sapphire.

The polarizing plate according to claim 1, wherein the reflective layer is made of aluminum or an aluminum alloy.

It said first dielectric layer, Si oxide polarizing plate 3 according any of configured claim 1.

It said second dielectric layer, the polarizing plate 4 according any one consisting claim 1 in Si oxide.

The absorbing layer is, Fe, or with including Ta, polarizing plate 5 according any one consisting claim 1 include Si.

Wherein the surface of the polarizing plate, the polarizing plate according to any one of claims 1, which is covered with a protective film made of a dielectric material 6 which light is incident.

Wherein the surface of the polarizing plate, the polarizing plate according to any one of claims 1 covered with the organic-based water-repellent film 7 which light is incident.

A method of manufacturing a polarizing plate having a wire grid structure,
A reflective layer forming step of forming a reflective layer on one side of the transparent substrate;
A first dielectric layer forming step of forming a first dielectric layer on a surface of the reflective layer opposite to the transparent substrate;
An absorption layer forming step of forming an absorption layer on the opposite surface of the first dielectric layer from the reflective layer;
A second dielectric layer forming step of forming a second dielectric layer on the surface of the absorption layer opposite to the first dielectric layer;
An etching step of selectively forming the formed laminate to form lattice-like convex portions arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the use band and extending in a predetermined direction; Have
In the etching step, by combining isotropic etching and anisotropic etching, the reflective layer, the first dielectric layer, and the second dielectric layer are substantially separated when viewed from the predetermined direction. It is rectangular and has substantially the same width, the minimum width of the absorption layer is smaller than the minimum width of the reflection layer and the first dielectric layer, and the maximum width of the absorption layer is the second width in the absorption layer. The manufacturing method of a polarizing plate which makes it the width | variety of the outermost surface by the side of a dielectric material layer of this.

Optical apparatus comprising the polarizing plate of 8 according to any one of claims 1.