JP7187745B2 - 両側において高い反射率を有するワイヤグリッド偏光子 - Google Patents

両側において高い反射率を有するワイヤグリッド偏光子 Download PDF

Info

Publication number
JP7187745B2
JP7187745B2 JP2019520870A JP2019520870A JP7187745B2 JP 7187745 B2 JP7187745 B2 JP 7187745B2 JP 2019520870 A JP2019520870 A JP 2019520870A JP 2019520870 A JP2019520870 A JP 2019520870A JP 7187745 B2 JP7187745 B2 JP 7187745B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transparent layer
wgp
transparent
layer
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
Application number
JP2019520870A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019536080A (ja
Inventor
ワン、ビン
オグデン、シャウン
スチュワート ニールソン、アール．
リ、フア
バウワース、ブライアン
Original Assignee
モックステック・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by モックステック・インコーポレーテッド filed Critical モックステック・インコーポレーテッド
Publication of JP2019536080A publication Critical patent/JP2019536080A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7187745B2 publication Critical patent/JP7187745B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3058—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state comprising electrically conductive elements, e.g. wire grids, conductive particles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G02B5/045—Prism arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3075—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state for use in the UV
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Description

本出願は、概して、ワイヤグリッド偏光子に関する。
ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）は、一方の偏光（例えば、ｐ偏光）を透過させ、反対の偏光（例えば、ｓ偏光）を反射または吸収することができる。適用によっては、偏光ビームの両方（例えば、ｓおよびｐ）を用いるため、反対の偏光の高い反射率（例えば、高いＲｓ）が重要であり得る。適用によっては、一部の適用においてこの偏光の反射（Ｒｓ）が光学システムと干渉し得るため、反対の偏光の高い吸収率／低い反射率（例えば、低いＲｓ）が重要であり得る。例えば、反射されたｓ偏光は、画像プロジェクタ内にゴーストを生じさせ得る。ｓ偏光の高反射のために設計されるＷＧＰもあれば、高吸収のために設計されるＷＧＰもある。
光源の電力要件を最小限に抑えるために、一方の偏光の高い透過率（例えば、高いＴｐ）がＷＧＰの重要な特徴であり得る。改善された光画像解像度のために、反対の偏光の低い透過率（例えば、Ｔｓ）が重要であり得る。ＷＧＰの品質または性能は、効率（Ｔｐ＊Ｒｓ）およびコントラスト（Ｔｐ／Ｔｓ）によって示すことができる。
本発明は、ＷＧＰの２つの反対の側において一方の偏光（例えば、ｓ偏光）の高い反射率を有するワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）の様々な実施形態に関する。ＷＧＰは、第１の側と、第１の側と反対の第２の側とを有する透明基板を含み得る。隣接するワイヤ間のチャネルを有するワイヤのアレイは、透明基板の第１の側の上に配置され得る。ワイヤの各々は、以下の順序で以下の層：透明基板の最も近くに配置された第１の透明層、第２の透明層、反射層、第３の透明層および透明基板から最も遠くに配置された第４の透明層を含む層のスタックを含むことができる。
一実施形態では、第１の透明層の屈折率（ｎ１）は、第２の透明層の屈折率（ｎ２）よりも大きいことができ、かつ第４の透明層の屈折率（ｎ４）は、第３の透明層の屈折率（ｎ３）よりも大きいことができる。
別の実施形態では、第１の透明層の材料組成は、第４の透明層の材料組成と同じであり得、および第２の透明層の材料組成は、第３の透明層の材料組成と同じであるが、第１の透明層および第４の透明層の材料組成と異なり得る。
別の実施形態では、Ｒｓ１＞９３％およびＲｓ２＞９３％であり、ここで、Ｒｓ１は、ＷＧＰの第１の側からのｓ偏光の反射率であり、Ｒｓ２は、ＷＧＰの第２の側からのｓ偏光の反射率であり、ｓ偏光は、入射光の主として反射された偏光であり、ＷＧＰの第１の側は、ワイヤのアレイが配置されるＷＧＰの側であり、およびＷＧＰの第２の側は、ＷＧＰの第１の側の反対にあり、かつ透明基板が配置されるＷＧＰの側である。
図面は、原寸に比例して描かれていないことがあり得る。
本発明の一実施形態に係る、透明基板１７の上に配置されたワイヤ１６のアレイを含むワイヤグリッド偏光子１０（ＷＧＰ）であって、ワイヤ１６の各々は、以下の順序で以下の層：透明基板１７の最も近くに配置された第１の透明層１１、第２の透明層１２、反射層１５、第３の透明層１３および透明基板１７から最も遠くに配置された第４の透明層１４を含む層のスタックを含む、ワイヤグリッド偏光子１０（ＷＧＰ）の概略断面側面図である。 本発明の一実施形態に係るＷＧＰ１０の概略斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、ＷＧＰ１０と同様であるが、追加の透明層３５～３８をさらに含むＷＧＰ３０の概略断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、ＷＧＰ１０の製作における１つのステップ４０を示す概略断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、２つのプリズム５２間に挟まれた、ＷＧＰ１０またはＷＧＰ３０であり得るＷＧＰ５１を含むキューブ偏光ビームスプリッタ５０の概略端面図である。
定義
本明細書で使用するとき、用語「細長い」は、ワイヤ１６の長さＬがワイヤの幅Ｗまたはワイヤの厚さＴｈ１６よりも相当に大きいことを意味する（例えば、Ｌは、ワイヤの幅Ｗおよび／またはワイヤの厚さＴｈ１６よりも少なくとも１０倍、少なくとも１００倍、少なくとも１０００倍または少なくとも１０，０００倍大きいことができる）。
本明細書で使用するとき、用語「等しい反射率」は、厳密に等しい反射率であること、または厳密に等しい反射率からのいかなる逸脱もデバイスの通常の使用に対してほとんど影響を有さないであろうようにほぼ等しい反射率であることを意味する。
本明細書で使用するとき、用語「光」は、電磁スペクトルのｘ線領域、紫外領域、可視領域および／もしくは赤外領域または他の領域内の光または電磁放射線を意味することができる。
本明細書で使用するとき、用語「～上にある」、「～上に配置される」、「～に配置される」および「～の上に配置される」は、上に直接配置されることまたは何らかの他の材料を間に有して上方に配置されることを意味する。用語「～上に直接配置される」、「～に隣接する（ａｄｊｏｉｎ）」、「～に隣接する（ａｄｊｏｉｎｓ）」および「～に隣接している」は、他の固体材料を間に有さずに直接かつ直に接触することを意味する。
本明細書で使用するとき、用語「～の最も近くに配置される」および「～から最も遠くに配置される」は、言及された材料、層または構造を指すが、より近くにまたはより遠くに配置された言及されない他の固体材料が存在し得る。
本明細書で使用するとき、用語「ｎｍ」は、ナノメートルを意味する。
本明細書で使用するとき、用語「平行」は、厳密に平行であること、一般製作公差以内で平行であること、または厳密に平行であることからのいかなる逸脱もデバイスの通常の使用に対してほとんど影響を有さないであろうようにほぼ平行であることを意味する。
本明細書で使用するとき、用語「基板」は、例えば、ガラスウェハなどの基材を含む。用語「基板」は、単一の材料を含み、また例えば基材として一緒に用いられるウェハの表面上の少なくとも１つの薄膜を有する、例えばガラスウェハなどの複数の材料も含む。
光学構造において用いられる材料は、一部の光を吸収し、一部の光を反射し、一部の光を透過させることができる。以下の定義は、主に吸収性であるか、主に反射性であるか、または主に透明である材料を区別する。各材料は、特定の波長範囲（例えば、紫外、可視または赤外スペクトル）内で吸収性、反射性または透明であると考えることができ、異なる波長範囲内で異なる特性を有することができる。このような材料は、反射率Ｒ、屈折率ｎの実数部分および屈折率の虚数部分／消光係数ｋに基づき、吸収性、反射性および透明に分けられる。法線入射における空気と材料の均一なスラブとの間の界面の反射率Ｒを決定するために、式１が用いられる。
Figure 0007187745000001
 本明細書において別途明示的に記載のない限り、指定された波長範囲内でｋ≦０．１を有する材料は、「透明」材料であり、指定された波長範囲内でｋ＞０．１およびＲ≦０．６を有する材料は、「吸収性」材料であり、指定された波長範囲内でｋ＞０．１およびＲ＞０．６を有する材料は、「反射性」材料である。
図１に図解されるように、第１の側１７ｆと、第１の側１７ｆと反対の第２の側１７ｓとを有する透明基板１７を含むワイヤグリッド偏光子１０（ＷＧＰ）が示されている。隣接するワイヤ１６（図１の紙面内へ延びる、図２に示される長さＬを有する）間のチャネル１８を有するワイヤ１６のアレイは、透明基板１７の第１の側１７ｆの上方に配置され得るか、またはその上に直接配置され得る。ワイヤ１６のアレイは、平行でありかつ細長いことができる。ワイヤ１６のアレイは、例えば、＞１０３、＞１０４または＞１０６などの非常に多数のワイヤを含むことができる。
ワイヤ１６の各々は、以下の順序で以下の層：透明基板１７の最も近くに配置された第１の透明層１１、第２の透明層１２、反射層１５、第３の透明層１３および透明基板１７から最も遠くに配置された第４の透明層１４を含む層のスタックを含むことができる。
ワイヤ１６ごとに、層のスタック内の各層１１～１５は、透明基板１７の第１の側１７ｆと垂直であり、かつワイヤ１６の長さＬと平行である平面１６ｐと整列され得る。換言すれば、ワイヤ１６ごとに、透明基板１７の第１の側１７ｆと垂直である単一の平面１６ｐは、層のスタック内の全ての層１１～１５を通過することができる。また、各ワイヤの側面１６ｓは、平面１６ｐと平行であり得る。
チャネル１８は、空気、ガラス、別の固体材料、液体または真空で充填され得る。チャネル１８が固体材料で充填される場合、このような固体材料は、第１の透明層１１、第２の透明層１２、反射層１５、第３の透明層１３、第４の透明層１４またはこれらの組み合わせの材料組成と異なる材料組成を有することができる。各チャネル１８は、層のスタックの全ての層間に、すなわち透明基板１７から最も遠い第４の透明層１４の面から（または後述される第８の透明層３８の面から）透明基板１７まで延びることができる。
第１の透明層１１は、透明基板１７および／または第２の透明層１２に隣接する（すなわち直接接触する）ことができ、代替的に第１の透明層１１と透明基板１７および／または第２の透明層１２との間に他の層が存在し得る。反射層１５は、第３の透明層１３および／または第２の透明層１２に隣接することができ、代替的に反射層１５と第３の透明層１３および／または第２の透明層１２との間に他の層が存在し得る。第４の透明層１４は、第３の透明層１３に隣接することができるか、または第４の透明層１４と第３の透明層１３との間に他の層が存在し得る。
透明層１１～１４の材料は、透明であるが（定義のセクションを参照されたい）、層のスタック内で反射層１５と組み合わせられると、それらは、反射層１５の一方の偏光（例えば、ｓ偏光）の反射を向上させることができる。反射層１５のための材料（例えば、通例、可視光については金属）ならびに透明層１１～１４および３５～３８（後述される）の材料（例えば、誘電体）は、米国特許第７，９６１，３９３号明細書および米国特許第８，７５５，１１３号明細書に記載されている。これらの特許は、参照により本明細書に組み込まれる。
以下は、一方の偏光の反射率の特定の値および透明層１１～１４の屈折率間の関係を含む上述のＷＧＰ１０の特定の実施形態である。一方の偏光の反射率および屈折率は、入射光の波長とともに変化することができる。指定された値は、例えば、光の紫外スペクトル、可視スペクトルもしくは赤外スペクトル内または光の紫外スペクトル、可視スペクトルおよび赤外スペクトルの１つ以上にわたる少なくとも１００ｎｍまたは少なくとも２００ｎｍの波長範囲などの光の特定の波長範囲について有効であり得る。
一方の偏光状態（例えば、ｐ偏光）は、ＷＧＰ１０を主に透過することができ、反対の偏光状態（例えば、ｓ偏光）は、ＷＧＰ１０から主に反射することができる。層のこのスタックの適切な設計により、ＷＧＰ１０は、（ａ）ＷＧＰ１０の第１の側１０ｆに入射する光について、光の一方の偏光の高い反射率（例えば、ｓ偏光の高い反射率およびしたがって高いＲｓ１）、ならびに（ｂ）ＷＧＰ１０の第２の側１０ｓに入射する光について、光の一方の偏光の高い反射率（例えば、ｓ偏光の高い反射率およびしたがって高いＲｓ２）を有することができる。ＷＧＰ１０の第１の側１０ｆは、ワイヤ１６のアレイが配置されるＷＧＰ１０の側であり得る。ＷＧＰ１０の第２の側１０ｓは、ＷＧＰ１０の第１の側１０ｆの反対にあり、かつ透明基板１７が配置されるＷＧＰ１０の側であり得る。したがって、ＷＧＰ１０は、両方の側１０ｆおよび１０ｓに入射する光について、有効な偏光ビームスプリッタであり得る。例えば、Ｒｓ１および／またはＲｓ２は、一態様では９２％よりも大きく、別の態様では９３％よりも大きく、別の態様では９５％よりも大きく、または別の態様では９７％よりも大きいことができる。
Ｒｓ１およびＲｓ２を改善するために、透明層１１～１４の屈折率間の以下の関係が存在し得る。第１の透明層の屈折率（ｎ１）は、第２の透明層の屈折率（ｎ２）よりも大きいことができ、および／または第４の透明層の屈折率（ｎ４）は、第３の透明層の屈折率（ｎ３）よりも大きいことができる。例えば、屈折率間に以下の差の１つ以上が存在し得る：ｎ１－ｎ２＞０．１、ｎ１－ｎ２＞０．２、ｎ１－ｎ２＞０．５、ｎ１－ｎ２＞１；ｎ４－ｎ３＞０．１、ｎ４－ｎ３＞０．２、ｎ４－ｎ３＞０．５、ｎ４－ｎ３＞１；｜ｎ１－ｎ４｜＜０．２、｜ｎ１－ｎ４｜＜０．１；｜ｎ２－ｎ３｜＜０．２、｜ｎ２－ｎ３｜＜０．１。
Ｒｓ１およびＲｓ２を改善するために、ｎ１およびｎ４が高い屈折率を有し、ｎ２およびｎ３が低い屈折率を有することが有益であり得る。例えば、屈折率は、以下の値の１つ以上を有することができる：ｎ１＞２．０、ｎ１＞１．６５、ｎ４＞２．０、ｎ４＞１．６５、ｎ２＜１．５５、ｎ３＜１．５５。
図３に示されるＷＧＰ３０は、上述されたＷＧＰ１０の特性とともに以下の特性も有することができる。ＷＧＰ３０は、交互の高い屈折率および低い屈折率を有する層の追加の対を含むことにより、改善されたＲｓ１およびＲｓ２を有することができる。例えば、ＷＧＰ３０は、以下の順序で以下の層のスタック：透明基板１７の最も近くに配置された、屈折率ｎ５を有する第５の透明層３５、屈折率ｎ６を有する第６の透明層３６、第１の透明層１１、第２の透明層１２、反射層１５、第３の透明層１３、第４の透明層１４、屈折率ｎ７を有する第７の透明層３７および透明基板１７から最も遠くに配置された、屈折率ｎ８を有する第８の透明層３８を含むワイヤ１６を有することができる。
以下は、これらの追加の層３５、３６、３７および３８の屈折率間の可能な関係ならびにこれらの値である：ｎ５＞ｎ６；ｎ８＞ｎ７；ｎ５－ｎ６＞０．１、ｎ５－ｎ６＞０．２、ｎ５－ｎ６＞０．５、ｎ５－ｎ６＞１；ｎ８－ｎ７＞０．１、ｎ８－ｎ７＞０．２、ｎ８－ｎ７＞０．５、ｎ８－ｎ７＞１；｜ｎ５－ｎ８｜＜０．２、｜ｎ５－ｎ８｜＜０．１；｜ｎ６－ｎ７｜＜０．２、｜ｎ６－ｎ７｜＜０．１；ｎ５＞２．０、ｎ５＞１．６５、ｎ８＞２．０、ｎ８＞１．６５、ｎ６＜１．５５、ｎ７＜１．５５。一方の偏光の反射率および屈折率は、入射光の波長とともに変化することができる。指定された値は、例えば、光の紫外スペクトル、可視スペクトルもしくは赤外スペクトル内または光の紫外スペクトル、可視スペクトルおよび赤外スペクトルの１つ以上にわたる少なくとも１００ｎｍまたは少なくとも２００ｎｍの波長範囲などの光の特定の波長範囲について有効であり得る。
層のスタック内には、図示のものの他に高屈折率層および低屈折率層の追加の対が存在し得、これらの追加の層は、屈折率間の同様の関係を有することができる。ＷＧＰ３０は、ＷＧＰ１０を上回る改善された性能を有し得るが、追加された層３５～３８は、製作コストを増大させ得る。したがって、ＷＧＰ１０およびＷＧＰ３０間の選定は、コストおよび必要とされる性能に基づき得る。
適用によっては、Ｒｓ１とＲｓ２との間にわずかな差を有することが有益であり得る。例えば、一態様では｜Ｒｓ１－Ｒｓ２｜＜１％、別の態様では｜Ｒｓ１－Ｒｓ２｜＜２％、別の態様では｜Ｒｓ１－Ｒｓ２｜＜３％、または別の態様では｜Ｒｓ１－Ｒｓ２｜＜５％である。Ｒｓ１とＲｓ２との間のこの小さい差を達成する１つの方法は、反射層１５の両側に透明材料の鏡像を有することである。そのため、第１の透明層１１の材料組成は、第４の透明層１４の材料組成と同じであり得る。また、第２の透明層１２の材料組成は、第３の透明層１３の材料組成と同じであるが、第１の透明層１１および第４の透明層１４の材料組成と異なり得る。ＷＧＰ３０について、第５の透明層３５と第８の透明層３８との同じ材料組成および第６の透明層３６と第７の透明層３７との同じ材料組成も存在し得る。
材料組成の一例は、第１の透明層１１、第４の透明層１４、第５の透明層３５および第８の透明層３８の１つ以上が二酸化チタンであり得るか、または二酸化チタンを含み得ることである。材料組成の別の例は、第２の透明層１２、第３の透明層１３、第６の透明層３６および第７の透明層３７の１つ以上が二酸化ケイ素であり得るか、または二酸化ケイ素を含み得ることである。透明層１１～１４および３５～３８の材料の堆積における不完全性のために、これらの化学式は、必ずしも厳密な化学量論比によるものとは限らない。例えば、用語「二酸化チタン」は、例えば、ＴｉｘＯｙ（ここで、０．９≦ｘ≦１．１および１．９≦ｙ≦２．１である）など、２個の酸素原子ごとにほぼ１個のチタン原子を意味する。別の例として、二酸化ケイ素は、一般的にＳｉＯ２を指すが、本明細書で使用するとき、二酸化ケイ素という用語は、例えば、ＳｉｖＯｚ（ここで、０．９≦ｖ≦１．１および１．９≦ｚ≦２．１である）など、２つの酸素原子ごとにほぼ１個のケイ素原子を意味する。
第１の透明層１１および第４の透明層１４の組成の材料は、等しいことができ、第２の透明層１２および第３の透明層１３の組成の材料は、等しいことができるが、スタックの一方の端部では反対側の端部に対して潜在的に材料が異なるため、均等な層の厚さは、Ｒｓ１およびＲｓ２を等しくするために異なる必要があり得る。例えば、第１の透明層１１は、ガラスに隣接する場合があり得、第４の透明層１４は、空気に隣接する場合があり得る。そのスタックの一方の端部において、反対側の端部（例えば、空気）に対して異なる材料（例えば、ガラス基板）が存在する場合でも、以下の方法に従い、等しいかまたはほぼ等しいＲｓ１およびＲｓ２を達成することができる。ＷＧＰ１０を製作する以下の方法は、以下の順序で以下のステップを含むことができる：
１．ＷＧＰ１０の第１の側１０ｆおよびＷＧＰ１０の第２の側１０ｓの両方における入射光の一方の偏光（例えば、ｓ偏光）の等しい反射率のために（例えば、Ｒｓ１＝Ｒｓ２のために）、以下：第１の厚さＴｈ１を画定する第１の透明層１１の厚さ、第２の厚さＴｈ２を画定する第２の透明層１２の厚さ、第３の厚さＴｈ３を画定する第３の透明層１３の厚さおよび第４の厚さＴｈ４を画定する第４の透明層１４の厚さを算出するステップ、
２．以下の順序で以下の薄膜のスタック：
ａ．第１の厚さＴｈ１を有する第１の透明層４１の材料、
ｂ．第２の厚さＴｈ２を有する第２の透明層４２の材料、
ｃ．反射層４５の材料、
ｄ．第３の厚さＴｈ３を有する第３の透明層４３の材料、および
ｅ．第４の厚さＴｈ４を有する第４の透明層４４の材料
を堆積させるステップ（図４を参照されたい）、
３．薄膜のスタックをエッチングしてワイヤ１６のアレイを形成するステップ（図１を参照されたい）。
層のスタック内の各層の厚さＴｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３、Ｔｈ４、Ｔｈ５、Ｔｈ６、Ｔｈ７、Ｔｈ８およびＴｈｒは、所望の偏光の波長範囲内の最も小さい波長よりも小さいことができ、各厚さは、４００ｎｍ未満であり得る。厚さの例：第２の層１２のＴｈ２、第３の層１３のＴｈ３、第６の層３６のＴｈ６および第７の層３７のＴｈ７は、以下であり得る：＝８０ｎｍ；＞４０ｎｍまたは＞６０ｎｍ；および＜１１０ｎｍまたは＜１５０ｎｍ。第１の層１１のＴｈ１、第４の層１４のＴｈ４、第５の層３５のＴｈ５および第８の層３８のＴｈ８は、以下であり得る：＝５０ｎｍ；＞１０ｎｍまたは＞３０ｎｍ；および＜８０ｎｍまたは＜１１０ｎｍ。
図５は、２つのプリズム５２間に挟まれた、ＷＧＰ１０またはＷＧＰ３０であり得るＷＧＰ５１を含むキューブ偏光ビームスプリッタ５０の概略端面図である。

Claims (12)

  1. ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）であって、
    第１の側と、前記第１の側と反対の第２の側とを有する透明基板、
    前記透明基板の前記第１の側の上に配置されたワイヤのアレイであって、隣接するワイヤ間のチャネルを有するワイヤのアレイ
    を含み、
    前記ワイヤの各々は、以下の順序で以下の層：前記透明基板の最も近くに配置された第１の透明層、第２の透明層、反射層、第３の透明層および前記透明基板から最も遠くに配置された第４の透明層を含む層のスタックを含み、
    前記第１の透明層の材料組成は、前記第４の透明層の材料組成と同じであり、および
    前記第２の透明層の材料組成は、前記第３の透明層の材料組成と同じであるが、前記第１の透明層および前記第４の透明層の前記材料組成と異なる、ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）。
  2. 光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、前記第１の透明層の屈折率（ｎ１）は、前記第２の透明層の屈折率（ｎ２）よりも大きく、かつ前記第４の透明層の屈折率（ｎ４）は、前記第３の透明層の屈折率（ｎ３）よりも大きい、請求項１に記載のＷＧＰ。
  3. 光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、ｎ１－ｎ２＞０．５およびｎ４－ｎ３＞０．５である、請求項１に記載のＷＧＰ。
  4. 光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、ｎ１＞２．０、ｎ４＞２．０、ｎ２＜１．５５およびｎ３＜１．５５である、請求項１に記載のＷＧＰ。
  5. 前記第１の透明層の前記材料組成および前記第４の透明層の前記材料組成は、二酸化チタンを含み、および
    前記第２の透明層の前記材料組成および前記第３の透明層の前記材料組成は、二酸化ケイ素を含む、請求項１に記載のＷＧＰ。
  6. 光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、Ｒｓ１＞９３％およびＲｓ２＞９３％であり、ここで、Ｒｓ１は、前記ＷＧＰの第１の側からのｓ偏光の反射率であり、Ｒｓ２は、前記ＷＧＰの第２の側からのｓ偏光の反射率であり、ｓ偏光は、入射光の主として反射された偏光であり、前記ＷＧＰの前記第１の側は、前記ワイヤのアレイが配置される前記ＷＧＰの側であり、および前記ＷＧＰの前記第２の側は、前記ＷＧＰの前記第１の側の反対にあり、かつ前記透明基板が配置される前記ＷＧＰの側である、請求項１～５のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
  7. ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）であって、
    第１の側と、前記第１の側と反対の第２の側とを有する透明基板、
    前記透明基板の前記第１の側の上に配置されたワイヤのアレイであって、隣接するワイヤ間のチャネルを有するワイヤのアレイ
    を含み、
    前記ワイヤの各々は、以下の順序で以下の層：前記透明基板の最も近くに配置された第１の透明層、第２の透明層、反射層、第３の透明層および前記透明基板から最も遠くに配置された第４の透明層を含む層のスタックを含み、および
    光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、前記第１の透明層の屈折率（ｎ１）は、前記第２の透明層の屈折率（ｎ２）よりも大きく、かつ前記第４の透明層の屈折率（ｎ４）は、前記第３の透明層の屈折率（ｎ３）よりも大きく、
    光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、Ｒｓ１＞９３％およびＲｓ２＞９３％であり、ここで、Ｒｓ１は、前記ＷＧＰの第１の側からのｓ偏光の反射率であり、Ｒｓ２は、前記ＷＧＰの第２の側からのｓ偏光の反射率であり、ｓ偏光は、入射光の主として反射された偏光であり、前記ＷＧＰの前記第１の側は、前記ワイヤのアレイが配置される前記ＷＧＰの側であり、および前記ＷＧＰの前記第２の側は、前記ＷＧＰの前記第１の側の反対にあり、かつ前記透明基板が配置される前記ＷＧＰの側であり、
    光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、Ｒｓ１とＲｓ２の間には差を有する、ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）。
  8. 光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、Ｒｓ１とＲｓ２の間には、｜Ｒｓ１－Ｒｓ２｜＜５％を満たす差を有する、請求項６または７に記載のＷＧＰ。
  9. 光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、Ｒｓ１とＲｓ２の間には、｜Ｒｓ１－Ｒｓ２｜＜２％を満たす差を有する、請求項６または７に記載のＷＧＰ。
  10. ２つのプリズム間に挟まれており、キューブ偏光ビームスプリッタを形成する、請求項１～９のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
  11. 前記層のスタックは、第５の透明層、第６の透明層、第７の透明層および第８の透明層をさらに含み、
    前記層のスタックは、以下の順序で以下の層：前記透明基板の最も近くに配置された前記第５の透明層、前記第６の透明層、前記第１の透明層、前記第２の透明層、前記反射層、前記第３の透明層、前記第４の透明層、前記第７の透明層、次に前記透明基板から最も遠くに配置された前記第８の透明層を含み、
    光の可視スペクトル内の少なくとも１００ｎｍの波長範囲について、前記第５の透明層の屈折率は、前記第６の透明層の屈折率よりも大きく、かつ前記第８の透明層の屈折率は、前記第７の透明層の屈折率よりも大きい、請求項１～１０のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
  12. 請求項１～１１のいずれか一項に記載のＷＧＰを製作する方法であって、以下の順序で以下のステップ：
    前記透明基板の前記第１の側および前記透明基板の前記第２の側の両方における入射光の一方の偏光の等しい反射率のために、以下の厚さ：第１の厚さを画定する前記第１の透明層の厚さ、第２の厚さを画定する前記第２の透明層の厚さ、第３の厚さを画定する前記第３の透明層の厚さおよび第４の厚さを画定する前記第４の透明層の厚さを算出するステップと、
    以下の順序で以下の薄膜のスタック：前記第１の厚さを有する前記第１の透明層の材料、前記第２の厚さを有する前記第２の透明層の材料、前記反射層の材料、前記第３の厚さを有する前記第３の透明層の材料、次に前記第４の厚さを有する前記第４の透明層の材料を堆積させるステップと、
    前記薄膜のスタックをエッチングして前記ワイヤのアレイを形成するステップと
    を含む方法。
JP2019520870A 2016-11-22 2017-09-28 両側において高い反射率を有するワイヤグリッド偏光子 Active JP7187745B2 (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662425201P 2016-11-22 2016-11-22
US62/425,201 2016-11-22
US201662433619P 2016-12-13 2016-12-13
US62/433,619 2016-12-13
US15/715,435 US10139538B2 (en) 2016-11-22 2017-09-26 Wire grid polarizer with high reflectivity on both sides
US15/715,435 2017-09-26
PCT/US2017/053914 WO2018097892A1 (en) 2016-11-22 2017-09-28 Wire grid polarizer with high reflectivity on both sides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019536080A JP2019536080A (ja) 2019-12-12
JP7187745B2 true JP7187745B2 (ja) 2022-12-13

Family

ID=62146936

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019520870A Active JP7187745B2 (ja) 2016-11-22 2017-09-28 両側において高い反射率を有するワイヤグリッド偏光子
JP2019520868A Pending JP2019536079A (ja) 2016-11-22 2017-09-28 両側において高い反射率を有する埋め込みワイヤグリッド偏光子

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019520868A Pending JP2019536079A (ja) 2016-11-22 2017-09-28 両側において高い反射率を有する埋め込みワイヤグリッド偏光子

Country Status (5)

Country Link
US (6) US10139536B2 (ja)
EP (2) EP3494421A1 (ja)
JP (2) JP7187745B2 (ja)
CN (2) CN110036319A (ja)
WO (3) WO2018097892A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10534120B2 (en) 2015-04-03 2020-01-14 Moxtek, Inc. Wire grid polarizer with protected wires
US10571614B2 (en) 2016-08-16 2020-02-25 Moxek, Inc. Wire grid polarizer heat sink having specified reflective layer, absorptive layer, and heat-dissipation layer
US10408983B2 (en) 2016-08-16 2019-09-10 Moxtek, Inc. Durable, high performance wire grid polarizer having permeable junction between top protection layer
US10444410B2 (en) 2016-08-16 2019-10-15 Moxtek, Inc. Overcoat wire grid polarizer having conformal coat layer with oxidation barrier and moisture barrier
US10139536B2 (en) * 2016-11-22 2018-11-27 Moxtek, Inc. Embedded wire grid polarizer with high reflectivity on both sides
US10649121B2 (en) * 2017-10-05 2020-05-12 Moxtek, Inc. Low Ts wire grid polarizer
US10852464B2 (en) 2018-03-01 2020-12-01 Moxtek, Inc. High-contrast polarizer
US11079528B2 (en) 2018-04-12 2021-08-03 Moxtek, Inc. Polarizer nanoimprint lithography
US10964507B2 (en) 2018-05-10 2021-03-30 Moxtek, Inc. X-ray source voltage shield
WO2020072060A1 (en) * 2018-10-03 2020-04-09 Moxtek, Inc. Durable, high performance wire grid polarizer
US11249234B2 (en) * 2019-07-29 2022-02-15 Moxtek, Inc. Polarizer with composite materials
DE102019123477A1 (de) * 2019-09-02 2021-03-04 ABUS August Bremicker Söhne Kommanditgesellschaft Tragbares Bügelschloss
CN113138484A (zh) 2020-01-17 2021-07-20 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板、显示面板和显示装置
US11728122B2 (en) 2020-10-23 2023-08-15 Moxtek, Inc. X-ray tube backscatter suppression

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070297052A1 (en) 2006-06-26 2007-12-27 Bin Wang Cube wire-grid polarizing beam splitter
JP2008523422A (ja) 2004-12-06 2008-07-03 モックステック・インコーポレーテッド 多層ワイヤグリッド偏光子
JP2010530995A (ja) 2007-06-22 2010-09-16 モックステック・インコーポレーテッド 反射抑制ワイヤーグリッド偏光素子
WO2013046921A1 (ja) 2011-09-27 2013-04-04 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

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US6447120B2 (en) 1999-07-28 2002-09-10 Moxtex Image projection system with a polarizing beam splitter
WO2002025325A1 (fr) * 2000-09-20 2002-03-28 Namiki Seimitsu Houseki Kabushiki Kaisha Element polarisant, isolateur optique, module a diode laser et procede de production d'un element polarisant
US6532111B2 (en) * 2001-03-05 2003-03-11 Eastman Kodak Company Wire grid polarizer
US6585378B2 (en) 2001-03-20 2003-07-01 Eastman Kodak Company Digital cinema projector
EP1420275B1 (en) * 2001-08-24 2008-10-08 Asahi Glass Company, Limited Isolator and optical attenuator
US6714350B2 (en) * 2001-10-15 2004-03-30 Eastman Kodak Company Double sided wire grid polarizer
US6785050B2 (en) 2002-05-09 2004-08-31 Moxtek, Inc. Corrosion resistant wire-grid polarizer and method of fabrication
US6665119B1 (en) * 2002-10-15 2003-12-16 Eastman Kodak Company Wire grid polarizer
EP1597616A4 (en) * 2003-02-10 2008-04-09 Nanoopto Corp UNIVERSAL BROADBAND POLARIZER, DEVICES COMPRISING THE POLARIZER, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE POLARIZER
JP4386413B2 (ja) * 2003-08-25 2009-12-16 株式会社エンプラス ワイヤーグリッド偏光子の製造方法
US7670758B2 (en) * 2004-04-15 2010-03-02 Api Nanofabrication And Research Corporation Optical films and methods of making the same
US7414784B2 (en) 2004-09-23 2008-08-19 Rohm And Haas Denmark Finance A/S Low fill factor wire grid polarizer and method of use
US20080055719A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 Perkins Raymond T Inorganic, Dielectric Grid Polarizer
US7630133B2 (en) * 2004-12-06 2009-12-08 Moxtek, Inc. Inorganic, dielectric, grid polarizer and non-zero order diffraction grating
US7961393B2 (en) 2004-12-06 2011-06-14 Moxtek, Inc. Selectively absorptive wire-grid polarizer
US7800823B2 (en) * 2004-12-06 2010-09-21 Moxtek, Inc. Polarization device to polarize and further control light
JP4479535B2 (ja) * 2005-02-21 2010-06-09 セイコーエプソン株式会社 光学素子の製造方法
US20070296921A1 (en) 2006-06-26 2007-12-27 Bin Wang Projection display with a cube wire-grid polarizing beam splitter
US8755113B2 (en) 2006-08-31 2014-06-17 Moxtek, Inc. Durable, inorganic, absorptive, ultra-violet, grid polarizer
JP4795214B2 (ja) 2006-12-07 2011-10-19 チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド ワイヤーグリッド偏光子及びその製造方法
KR101340900B1 (ko) * 2007-04-10 2013-12-13 삼성디스플레이 주식회사 이중층 구조의 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법
US20120075699A1 (en) 2008-10-29 2012-03-29 Mark Alan Davis Segmented film deposition
EP2482104A2 (en) 2009-09-22 2012-08-01 LG Chem, Ltd. High ultraviolet transmitting double-layer wire grid polarizer for fabricating photo-alignment layer and fabrication method thereof
US20150077851A1 (en) 2010-12-30 2015-03-19 Moxtek, Inc. Multi-layer absorptive wire grid polarizer
JP2012141533A (ja) 2011-01-06 2012-07-26 Canon Inc ワイヤーグリッド偏光板の製造方法およびワイヤーグリッド偏光板
JP5765984B2 (ja) * 2011-03-28 2015-08-19 キヤノン株式会社 偏光分離素子および画像投射装置
KR102089661B1 (ko) 2013-08-27 2020-03-17 삼성전자주식회사 와이어 그리드 편광판 및 이를 구비하는 액정 표시패널 및 액정 표시장치
US9632224B2 (en) * 2014-06-25 2017-04-25 Moxtek, Inc. Broadband, selectively-absorptive wire grid polarizer
KR20170023826A (ko) 2014-06-25 2017-03-06 목스테크, 인크 이중 흡수성 영역을 가진 와이어 그리드 편광기
KR102215134B1 (ko) * 2014-07-28 2021-02-15 삼성디스플레이 주식회사 편광자 및 이를 포함하는 표시 패널
US20160116754A1 (en) * 2014-10-28 2016-04-28 Moxtek, Inc. Dielectric Polarizing Beam Splitter
US20160231487A1 (en) 2015-02-06 2016-08-11 Moxtek, Inc. High Contrast Inverse Polarizer
US9703028B2 (en) 2015-04-03 2017-07-11 Moxtek, Inc. Wire grid polarizer with phosphonate protective coating
US10175401B2 (en) * 2015-11-12 2019-01-08 Moxtek, Inc. Dual-purpose, absorptive, reflective wire grid polarizer
US10571614B2 (en) * 2016-08-16 2020-02-25 Moxek, Inc. Wire grid polarizer heat sink having specified reflective layer, absorptive layer, and heat-dissipation layer
US10139536B2 (en) * 2016-11-22 2018-11-27 Moxtek, Inc. Embedded wire grid polarizer with high reflectivity on both sides

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008523422A (ja) 2004-12-06 2008-07-03 モックステック・インコーポレーテッド 多層ワイヤグリッド偏光子
US20070297052A1 (en) 2006-06-26 2007-12-27 Bin Wang Cube wire-grid polarizing beam splitter
JP2010530995A (ja) 2007-06-22 2010-09-16 モックステック・インコーポレーテッド 反射抑制ワイヤーグリッド偏光素子
WO2013046921A1 (ja) 2011-09-27 2013-04-04 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

Also Published As

Publication number Publication date
US10302832B2 (en) 2019-05-28
US10302831B2 (en) 2019-05-28
US10139537B2 (en) 2018-11-27
WO2018097892A1 (en) 2018-05-31
US10139538B2 (en) 2018-11-27
EP3494422A1 (en) 2019-06-12
US10139536B2 (en) 2018-11-27
US20180143364A1 (en) 2018-05-24
US20180143366A1 (en) 2018-05-24
WO2018097893A1 (en) 2018-05-31
EP3494421A1 (en) 2019-06-12
US20190049645A1 (en) 2019-02-14
US10310155B2 (en) 2019-06-04
JP2019536080A (ja) 2019-12-12
CN109906392A (zh) 2019-06-18
JP2019536079A (ja) 2019-12-12
US20180143365A1 (en) 2018-05-24
WO2018097894A1 (en) 2018-05-31
CN110036319A (zh) 2019-07-19
US20190049644A1 (en) 2019-02-14
US20190049646A1 (en) 2019-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7187745B2 (ja) 両側において高い反射率を有するワイヤグリッド偏光子
KR101234986B1 (ko) 다중 막 와이어 그리드 편광 장치
US11953653B2 (en) Anti-reflective coatings on optical waveguides
JP6588436B2 (ja) 偏光系
KR20170073598A (ko) 유전체 편광 빔 스플리터
US10649121B2 (en) Low Ts wire grid polarizer
JP2019215431A5 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200805

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210721

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210803

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210830

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211012

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20220201

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20220906

C23 Notice of termination of proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23

Effective date: 20221004

C03 Trial/appeal decision taken

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03

Effective date: 20221101

C30A Notification sent

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012

Effective date: 20221101

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7187745

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150