JP6935318B2 - 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 - Google Patents
偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6935318B2 JP6935318B2 JP2017240593A JP2017240593A JP6935318B2 JP 6935318 B2 JP6935318 B2 JP 6935318B2 JP 2017240593 A JP2017240593 A JP 2017240593A JP 2017240593 A JP2017240593 A JP 2017240593A JP 6935318 B2 JP6935318 B2 JP 6935318B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarizing plate
- grid
- layer
- width
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Polarising Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
本発明の一実施形態に係る偏光板は、ワイヤグリッド構造を有する無機偏光板であって、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、この格子状凸部が、透明基板側から順に、台座と、反射層と、誘電体層と、吸収層と、を有する。
グリッド脚部16は、台座12から垂直に延びて形成される。このグリッド脚部16は、反射層13で構成される。即ち、グリッド脚部16とグリッド先端部17との境界は、反射層13と誘電体層14の境界に位置する。
グリッド先端部17は、所定方向から見たときに、先端側(透明基板10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。より詳しくは、本実施形態のグリッド先端部17は、等脚台形状を有する。このグリッド先端部17は、誘電体層14及び吸収層15で構成される。
また、誘電体層14の膜厚や屈折率を適宜調整することにより、反射層13で反射したTE波について、吸収層15を透過する際に一部を反射して反射層13に戻すことができ、吸収層15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。
なお、吸収層15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15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。
本実施形態に係る偏光板1の製造方法は、下地層形成工程と、反射層形成工程と、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。
以上により、本実施形態に係る偏光板1が製造される。
本実施形態に係る光学機器は、上述した本実施形態に係る偏光板1を備える。光学機器としては、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。本実施形態に係る偏光板1は、有機偏光板に比べて耐熱性に優れる無機偏光板であるため、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である。
また、本実施形態の偏光板の用途は、液晶プロジェクタに限られない。透過軸方向の偏光の透過率力が高い偏光板として、種々の用途に利用することが可能である。
実施例1では、図1に示す構造の偏光板1をシミュレーションに供した。また、実施例2では、図4に示す構造の偏光板1Aをシミュレーションに供した。より具体的には、これらの偏光板の光学特性について、RCWA(Rigorous Coupled Wave Analysis)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、Grating Solver Development社のグレーティングシミュレータGsolverを用いた。なお、以下で説明する他の実施例のシミュレーションも同様である。
実施例3では、図1に示す構造の偏光板1において、グリッド幅を35nm、40nm、45nm、50nm、55nmに変更するとともに、各グリッド幅に占める反射層の幅の比率を変化させた偏光板をシミュレーションに供した。より具体的には、入射光が緑色帯域の光(波長λ=520〜590nm)について、シミュレーションを実施した。
また、図7は、図1に示す構造の偏光板1の反射層の幅とコントラストCR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。より詳しくは、グリッド幅に占める反射層の幅の比率とコントラストCRとの関係を示している。横軸が反射層の幅比率(%)を示しており、縦軸がコントラストCRを示している。
ここで、コントラストCRとは、吸収軸透過率Tsに対する透過軸透過率Tpの比(透過軸透過率Tp/吸収軸透過率Ts)を意味する。吸収軸透過率Tsとは、偏光板に入射する吸収軸方向(Y軸方向)の偏光(TE波)の透過率を意味する。
図8は、台座を有していない偏光板100を示す断面模式図である。偏光板100は、格子状凸部101が台座を有しておらず下地層108に直接設けられている以外は、図4に示す構造の偏光板1Aと同様の構成である。図8中、偏光板1と共通する構成については同一の符号を付している。この図8に示す構造の偏光板100をシミュレーションに供した。
この図9に示すように、台形状の台座を有することにより、青色帯域の光(λ=430〜510nm)から緑色帯域の光(波長λ=520〜590nm)にかけて透過軸透過率Tpが向上していることが確認された。
図10は、グリッド先端部17Bが矩形状の偏光板1Bを示す断面模式図である。この実施例4の偏光板1Bは、グリッド先端部17Bが先細形状ではなく矩形状の誘電体層14B及び吸収層15Bで構成されている以外は、図1に示す構造の偏光板1と同様の構成である。図10中、偏光板1と共通する構成については同一の符号を付している。偏光板1Bは、図1に示す偏光板1のグリッド先端部の側面の傾斜角θが90度のものに相当する。
本実施例では、図1に示す構造の偏光板1について、上記傾斜角θを変化させるとともにそれぞれグリッド先端部の高さaとグリッド幅bとの比を種々変更したものをシミュレーションに供した。また、本実施例では、透過軸透過率Tpと吸収軸反射率Rsのシミュレーションを実施した。ここで、吸収軸反射率Rsとは、偏光板の吸収軸方向(Y軸方向)の偏光(TE波)の反射率を意味する。なお、本実施例では、緑色帯域(波長λ=520〜590nm(所定の波長))の光に対して最適化されるよう設計された偏光板についてシミュレーションを実施した。
図12に示すように、吸収軸反射率Rsが高くなると、偏光板により反射される吸収軸方向の偏光(TE波)が強くなることを意味する。このような反射光は消光比を低下させるため、吸収軸反射率Rsは低い方が好ましい。多くの液晶プロジェクタ用途では、吸収軸反射率Rsは10%未満であることが要求される。
次に、実際に図1に示すワイヤグリッド構造の偏光板を作製し、得られた光学特性とシミュレーション結果とを比較した。図21は、グリッド先端部の高さaとグリッド幅bとの比が8:9の場合について、グリッド先端部の側面の傾斜角θに対する透過軸透過率Tpの実測値とシミュレーション結果とを対比して検証した結果を示すグラフである。
10 透明基板
11、11A、11B 格子状凸部
12 台座
13、13A 反射層
14、14B 誘電体層
15、15B 吸収層
16、16A グリッド脚部
17、17B グリッド先端部
18 下地層
P 格子状凸部のピッチ
a グリッド先端部の高さ
b グリッド幅
c 反射層の幅
θ 傾斜角
Claims (14)
- 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、
下地層と、
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と、を備え、
前記下地層が前記透明基板より屈折率が低く、
前記格子状凸部が、前記透明基板側から順に、前記下地層と一体となって設けられた台座と、反射層と、誘電体層と、吸収層と、を有し、
前記台座は、前記所定方向から見たときに台形状を有し、前記台座の最小幅が前記反射層の幅以上である
偏光板。 - 前記台座が、使用帯域の光の波長に対して透明なSi酸化物で構成される請求項1に記載の偏光板。
- 前記格子状凸部の先端に形成されたグリッド先端部が、前記所定方向から見たときに、先端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請求項1又は2に記載の偏光板。
- 前記グリッド先端部が、前記誘電体層及び前記吸収層で構成され、
前記グリッド先端部の最大幅が、35〜45nmであり、
前記反射層の幅が、前記グリッド先端部の最大幅に対して52〜72%である請求項3に記載の偏光板。 - 前記グリッド先端部の側面の前記透明基板に対する傾斜角をθとし、
前記所定方向から見たときの前記グリッド先端部の高さをa、前記グリッド先端部の最大幅をb、θ0=arctan(2a/b)としたときに、
2/3≦a/b≦8/7を満たすとともにθ0≦θ<90度を満たし、
前記傾斜角θが、可視光領域の所定の波長の光の吸収軸方向の反射率を10%以下とする角度範囲から選択される請求項3又は4に記載の偏光板。 - 前記傾斜角θが、前記所定方向から見たときに、前記グリッド先端部の高さ方向の中心位置における前記グリッド先端部の前記側面の接線の傾斜角として規定され、その角度範囲がθ≦80度である請求項5に記載の偏光板。
- 前記透明基板が、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る請求項1から6いずれかに記載の偏光板。
- 前記反射層が、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成される請求項1から7いずれかに記載の偏光板。
- 前記誘電体層が、Si酸化物で構成される請求項1から8いずれかに記載の偏光板。
- 前記吸収層が、Fe又はTaを含むとともに、Siを含んで構成される請求項1から9いずれかに記載の偏光板。
- 光が入射する前記偏光板の表面が、誘電体からなる保護膜により覆われている請求項1から10いずれかに記載の偏光板。
- 光が入射する前記偏光板の表面が、有機系撥水膜により覆われている請求項1から11いずれかに記載の偏光板。
- 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、
透明基板上に前記透明基板より屈折率が低い下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層上に反射層を形成する反射層形成工程と、
前記反射層上に誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、
前記誘電体層上に吸収層を形成する吸収層形成工程と、
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、前記下地層をエッチングすることにより、前記格子状凸部の延在方向から見たときに前記下地層上に台形状を有する台座を形成する偏光板の製造方法。 - 請求項1から12のいずれかに記載の偏光板を備える光学機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017240593A JP6935318B2 (ja) | 2016-12-28 | 2017-12-15 | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016255934A JP6302040B1 (ja) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 |
JP2017240593A JP6935318B2 (ja) | 2016-12-28 | 2017-12-15 | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016255934A Division JP6302040B1 (ja) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018109754A JP2018109754A (ja) | 2018-07-12 |
JP2018109754A5 JP2018109754A5 (ja) | 2020-01-23 |
JP6935318B2 true JP6935318B2 (ja) | 2021-09-15 |
Family
ID=62844382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017240593A Active JP6935318B2 (ja) | 2016-12-28 | 2017-12-15 | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6935318B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6825610B2 (ja) | 2018-10-02 | 2021-02-03 | セイコーエプソン株式会社 | 偏光素子、液晶装置、および電子機器 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6288840B1 (en) * | 1999-06-22 | 2001-09-11 | Moxtek | Imbedded wire grid polarizer for the visible spectrum |
JP4760135B2 (ja) * | 2005-05-24 | 2011-08-31 | ソニー株式会社 | 光学装置及び光学装置の製造方法 |
JP2008181113A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-08-07 | Toray Ind Inc | 反射型偏光板及びそれを用いた液晶表示装置 |
JP4488033B2 (ja) * | 2007-02-06 | 2010-06-23 | ソニー株式会社 | 偏光素子及び液晶プロジェクター |
JP5371495B2 (ja) * | 2009-03-09 | 2013-12-18 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 高耐久性ワイヤグリッド偏光板 |
JP2012058397A (ja) * | 2010-09-07 | 2012-03-22 | Asahi Glass Co Ltd | ワイヤグリッド型偏光子、その製造方法および液晶表示装置 |
KR20120032776A (ko) * | 2010-09-29 | 2012-04-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 와이어 그리드 편광자 및 이를 포함하는 백라이트유닛 |
KR101279468B1 (ko) * | 2011-06-30 | 2013-06-27 | 엘지이노텍 주식회사 | 와이어 그리드 편광자, 이를 이용한 액정표시장치 및 그 제조방법 |
JPWO2013046921A1 (ja) * | 2011-09-27 | 2015-03-26 | 日本電気株式会社 | 偏光子、偏光光学素子、光源および画像表示装置 |
JP6100492B2 (ja) * | 2012-09-05 | 2017-03-22 | デクセリアルズ株式会社 | 偏光素子、プロジェクター及び偏光素子の製造方法 |
JP2014186181A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Seiko Epson Corp | 偏光素子の製造方法 |
KR102295624B1 (ko) * | 2014-10-29 | 2021-08-31 | 삼성디스플레이 주식회사 | 편광자, 편광자의 제조 방법 및 표시 패널 |
JP5960319B1 (ja) * | 2015-04-30 | 2016-08-02 | デクセリアルズ株式会社 | 偏光素子 |
-
2017
- 2017-12-15 JP JP2017240593A patent/JP6935318B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018109754A (ja) | 2018-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6230689B1 (ja) | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 | |
JP6302040B1 (ja) | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 | |
CN107407770B (zh) | 偏振元件 | |
US11754766B2 (en) | Polarizing element, polarizing element manufacturing method, and optical device | |
JP6577641B2 (ja) | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 | |
WO2019159982A1 (ja) | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 | |
JP6722832B2 (ja) | 偏光板及びこれを備える光学機器 | |
JP6484373B1 (ja) | 偏光板及びこれを備える光学機器 | |
JP6935318B2 (ja) | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 | |
US11630254B2 (en) | Wire grid polarizing plate having trapezoidal absorption layer | |
JP6826073B2 (ja) | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 | |
JP7075372B2 (ja) | 偏光板及びその製造方法、並びに光学機器 | |
JP7101028B2 (ja) | 偏光素子及びその製造方法、並びに光学機器 | |
JP7263037B2 (ja) | 偏光板の製造方法 | |
US11543702B2 (en) | Polarizer and optical apparatus | |
CN111198413A (zh) | 偏振光片及具备该偏振光片的光学设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191203 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201008 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201020 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210330 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210524 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210803 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210825 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6935318 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |