JP7204611B2 - Polarizing plate and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、偏光板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a polarizing plate and a manufacturing method thereof.

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およ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。 Conventionally, as a polarizing element, a metal grating with a pitch smaller than the wavelength of light in the operating band is formed on a substrate, and a dielectric layer and an inorganic fine particle layer are formed on the metal grating to interfere the light reflected from the metal grating. An absorptive wire-grid polarizing element has been proposed that cancels out the other polarized component and transmits the other polarized component.

このような偏光素子に対しては、近年の液晶プロジェクタの高輝度化や高精細化に伴い、ますますの反射率低下の要求が高まっている。反射率が高い場合には、液晶パネルの誤作動の原因となり、また、迷光により画質の劣化を引き起こす。 With the recent increase in brightness and definition of liquid crystal projectors, there is a growing demand for such polarizing elements to further reduce the reflectance. If the reflectance is high, it causes malfunction of the liquid crystal panel, and stray light causes deterioration of image quality.

ここで、ワイヤグリッド型偏光素子の反射率特性は、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、格子構造における吸収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)。 Here, the reflectance characteristics of the wire grid type polarizing element are determined by the interference between layers and the absorption within the layers that constitute the grating structure. A method has been proposed for controlling the reflectance by using a material that meets the requirements for the absorption layer or the like in the grating structure (see Patent Document 1).

特許文献1に記載されている通り、格子状凸部は様々材料によって構成できる可能性がある。そして、安価な材料や安価な製造コストで低反射率の偏光素子が得られれば、近年の業界の要求をより満足させることができる。 As described in Patent Literature 1, the grid-like protrusions may be made of various materials. If a polarizing element with a low reflectance can be obtained with inexpensive materials and low manufacturing costs, the recent demands of the industry can be more satisfied.

特表2010-530994号公報Japanese Patent Publication No. 2010-530994

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、安価な原料と安価な製造装置によって、十分な反射率特性を有する偏光板を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described background art, and an object thereof is to provide a polarizing plate having sufficient reflectance characteristics using inexpensive raw materials and inexpensive manufacturing equipment.

本発明者らは、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、格子状凸部を構成する吸収層に、真性半導体に微量の特定元素を加えた不純物半導体を含有させれば、安価な原料と安価な製造装置によって、十分な反射率特性を有する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 inventors have proposed a polarizing plate having a wire grid structure, which includes a transparent substrate and grid-shaped protrusions arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the operating band and extending in a predetermined direction. If an impurity semiconductor obtained by adding a trace amount of a specific element to an intrinsic semiconductor is contained in the absorption layer constituting the lattice-shaped convex portions, a polarizing plate having sufficient reflectance characteristics can be manufactured using inexpensive raw materials and inexpensive manufacturing equipment. The present inventors have found that it can be obtained, and have completed the present invention.

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、前記格子状凸部は、少なくとも、反射層と、吸収層と、を含み、前記吸収層は、不純物半導体を含む偏光板である。 That is, the present invention provides a polarizing plate having a wire grid structure, comprising: a transparent substrate; and grid-shaped projections arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the working band and extending in a predetermined direction. , wherein the grid-shaped convex portion includes at least a reflective layer and an absorbing layer, and the absorbing layer is a polarizing plate containing an impurity semiconductor.

前記不純物半導体は、p型半導体であってもよい。 The impurity semiconductor may be a p-type semiconductor.

前記不純物半導体は、5価元素を含有していてもよい。 The impurity semiconductor may contain a pentavalent element.

前記不純物半導体は、n型半導体であってもよい。 The impurity semiconductor may be an n-type semiconductor.

前記不純物半導体は、3価元素を含有していてもよい。 The impurity semiconductor may contain a trivalent element.

前記透明基板および前記格子状凸部の端面は、前記透明基板および前記格子状凸部の構成材料が露出した露出面であってもよい。 The end surfaces of the transparent substrate and the grid-like protrusions may be exposed surfaces where the constituent materials of the transparent substrate and the grid-like protrusions are exposed.

前記露出面に、電極が備えられていてもよい。 An electrode may be provided on the exposed surface.

また別の本発明は、上記のいずれかの偏光板を備える光学機器である。 Another aspect of the present invention is an optical device comprising any one of the polarizing plates described above.

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吸収層を形成する吸収層形成工程と、を有し、前記吸収層形成工程は、不純物半導体からなるターゲットをスパッタリングして吸収層を形成する、偏光板の製造方法である。 Still another aspect of the present invention is a method of manufacturing a polarizing plate having a wire grid structure, comprising: a reflective layer forming step of forming a reflective layer on one side of a transparent substrate; and an absorbing layer forming step of forming a layer, wherein the absorbing layer forming step is a method of manufacturing a polarizing plate in which the absorbing layer is formed by sputtering a target made of an impurity semiconductor.

前記不純物半導体は、p型半導体であってもよい。 The impurity semiconductor may be a p-type semiconductor.

前記不純物半導体は、3価元素を含有していてもよい。 The impurity semiconductor may contain a trivalent element.

前記不純物半導体は、n型半導体であってもよい。 The impurity semiconductor may be an n-type semiconductor.

前記不純物半導体は、5価元素を含有していてもよい。 The impurity semiconductor may contain a pentavalent element.

本発明によれば、安価な原料と安価な製造装置によって、十分な反射率特性を有する偏光板を提供できる。 According to the present invention, a polarizing plate having sufficient reflectance characteristics can be provided using inexpensive raw materials and inexpensive manufacturing equipment.

偏光板を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows a polarizing plate. 本発明の一実施形態に係る偏光板の上面図である。It is a top view of a polarizing plate concerning one embodiment of the present invention. 実施例1の偏光板の偏光光学特性を示すグラフである。4 is a graph showing the polarization optical properties of the polarizing plate of Example 1. FIG. 比較例1の偏光板の偏光光学特性を示すグラフである。5 is a graph showing the polarization optical properties of the polarizing plate of Comparative Example 1. FIG.

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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION 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、少なくとも、反射層と、吸収層と、を含み、吸収層は、不純物半導体を含む。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、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, comprising a transparent substrate and gratings arranged on the transparent substrate at a pitch (period) shorter than the wavelength of light in the operating band and extending in a predetermined direction. and a convex portion. Further, the grid-like projections include at least a reflective layer and an absorbing layer, and the absorbing layer includes an impurity semiconductor. The polarizing plate of the present invention may have layers other than the transparent substrate, the reflective layer, and the absorbing layer as long as the effects of the present invention are exhibited.

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、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5と、を備える。格子状凸部5は、透明基板1側から順に、反射層2と、ギャップ層3と、吸収層4と、を有する。すなわち、偏光板10は、反射層2と、ギャップ層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5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 one embodiment of the invention. As shown in FIG. 1, the polarizing plate 10 includes a transparent substrate 1 and grid-like protrusions 5 arranged on one surface of the transparent substrate 1 at a pitch shorter than the wavelength of light in the working band. The lattice-shaped convex portion 5 has a reflective layer 2, a gap layer 3, and an absorbing layer 4 in order from the transparent substrate 1 side. That is, the polarizing plate 10 has a one-dimensional lattice pattern of the lattice-like projections 5 formed by laminating the reflective layer 2 , the gap layer 3 , and the absorbing layer 4 in this order from the transparent substrate 1 side on the transparent substrate 1 . It has a wire grid structure arranged in

ここで、図1に示すように格子状凸部5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5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5が形成されている側において、好適にはX軸方向およびY軸方向に直交する方向から入射する。 Here, as shown in FIG. 1, the direction (predetermined direction) in which the grid-like projections 5 extend is referred to as the Y-axis direction. Further, the direction orthogonal to the Y-axis direction and in which the grid-like protrusions 5 are arranged along the main surface of the transparent substrate 1 is referred to as the X-axis direction. In this case, the light incident on the polarizing plate 10 is preferably incident on the side of the transparent substrate 1 on which the grid-like projections 5 are formed, from a direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction.

ワイヤグリッド構造を有する偏光板は、透過、反射、干渉およ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 utilizes the four effects of transmission, reflection, interference, and selective light absorption of polarized waves due to optical anisotropy to generate polarized waves having electric field components parallel to the Y-axis direction ( TE wave (S wave)) is attenuated, and polarized wave (TM wave (P wave)) having an electric field component parallel to the X-axis direction is transmitted. Therefore, 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5が形成された側から入射した光は、吸収層4およびギャップ層3を通過する際に一部が吸収されて減衰する。吸収層4およびギャップ層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およびギャップ層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およびギャップ層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およびギャップ層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、所望の偏光特性を発現することができる。 Light incident from the side of the polarizing plate 10 shown in FIG. Of the light that has passed through the absorption layer 4 and the gap layer 3, the polarized wave (TM wave (P wave)) passes through the reflection layer 2 with high transmittance. On the other hand, among the light transmitted through the absorption layer 4 and the gap layer 3 , the polarized wave (TE wave (S wave)) is reflected by the reflective layer 2 . A portion of the TE wave reflected by the reflective layer 2 is absorbed while passing through the absorption layer 4 and the gap layer 3 , and a portion of the TE wave is reflected back to the reflective layer 2 . Also, the TE wave reflected by the reflective layer 2 interferes and attenuates when passing through the absorbing layer 4 and the gap layer 3 . By selectively attenuating the TE wave as described above, the polarizing plate 10 can exhibit desired polarization characteristics.

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、ギャップ層3と、吸収層4と、を有する。 The grid-like projections in the polarizing plate of the present invention are, as shown in FIG. , a gap layer 3 and an absorption layer 4 .

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H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5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5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5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 explained with reference to FIG. The height H means the dimension in the direction perpendicular to the main surface of the transparent substrate 1 in FIG. The width W means the dimension in the X-axis direction orthogonal to the height direction when viewed from the Y-axis direction along the extending direction of the grid-like convex portion 5 . Further, when the polarizing plate 10 is viewed from the Y-axis direction along the direction in which the grid-like protrusions 5 extend, the repetition interval of the grid-like protrusions 5 in the X-axis direction 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。作製の容易性およ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、走査型電子顕微鏡また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、走査型電子顕微鏡また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-like projections is not particularly limited as long as it is shorter than the wavelength of light in the working band. From the standpoint of ease of fabrication and stability, the pitch P of the grid-like projections is preferably 100 nm to 200 nm, for example. The pitch P of the grid-like projections 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 mean value can be used as the pitch P of the grid-shaped convex portions. This measuring method is hereinafter referred to as electron microscopy.

本発明の偏光板は、格子状凸部に含まれる吸収層を、不純物半導体を含むものとすることを特徴とする。これにより、安価な原料と安価な製造装置によって、十分な反射率特性を有する偏光板を実現することができる。 The polarizing plate of the present invention is characterized in that the absorption layer included in the grid-like projections contains an impurity semiconductor. As a result, a polarizing plate having sufficient reflectance characteristics can be realized using inexpensive raw materials and inexpensive manufacturing equipment.

(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 transparent to light in the operating band, and can be appropriately selected according to the purpose. "Exhibiting translucency with respect to light in the operating band" does not mean that the transmittance of light in the operating band is 100%. just show it. The light in the usable band includes, for example, visible light with 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 shape of the main surface of the transparent substrate is not particularly limited, and a shape (for example, a rectangular shape) is appropriately selected according to the purpose. 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。コストおよ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, sapphire, and the like. From the viewpoint of cost and light transmittance, it is preferable to use glass, particularly silica glass (refractive index: 1.46) or soda lime glass (refractive index: 1.51). The composition of the glass material is not particularly limited, and an inexpensive glass material such as silicate glass, which is 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 crystal or sapphire, which have high thermal conductivity. As a result, high light resistance against 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または垂直方向に格子状凸部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 dispose the lattice-like projections parallel or perpendicular to the optical axis of the crystal. This provides excellent optical properties. 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 surface of the transparent substrate, and is formed by arranging a strip of metal film extending in the Y-axis direction, which is the absorption axis. In addition, 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素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 one embodiment of the present invention shown in FIG. It has a rectangular shape when viewed from the Y-axis direction), that is, in a cross-sectional view perpendicular to a predetermined direction. The reflective layer has a function as a wire grid polarizing element, 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 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、またはこれらの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、アルミニウムまた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 that reflects light in the used band. Examples include Al, Ag, Cu, Mo, Cr, Ti, Ni, W, Fe, Si, Single elements such as Ge and Te, or alloys containing one or more of these elements can be used. Among others, the reflective layer is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. In addition to these metal materials, for example, an inorganic film other than a metal or a resin film formed with a 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 film thickness of the reflective layer is not particularly limited, and is preferably 100 nm to 300 nm, for example. The film thickness of the reflective layer can be measured, for example, by the electron microscope method described above.

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、30nm~40nm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。また、反射層の幅は、後述する吸収層等と略同一であることが好ましい。なお、反射層の幅を、格子状凸部を形成するその他の層と異ならせる場合には、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。 The width of the reflective layer is preferably in the range of 30 nm to 40 nm, for example, although it depends on the relationship with the pitch P of the lattice-shaped convex portions. These widths can be measured, for example, by the electron microscopy method described above. Moreover, it is preferable that the width of the reflective layer is substantially the same as that of the absorption layer and the like, which will be described later. When the width of the reflective layer is made different from that of the other layers forming the lattice-shaped convex portions, for example, isotropic etching and anisotropic etching are used in combination to change the balance. be done.

(ギャップ層)
ギャップ層(図1におけるギャップ層3)は、本発明においては任意の層であり、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からなる膜が配列されたものである。なお、本発明においては、反射層とギャップ層との間には、別の層が存在していてもよい。
(gap layer)
The gap layer (gap layer 3 in FIG. 1) is an arbitrary layer in the present invention. It is formed on the reflective layer, and is formed by arranging dielectric films extending in strips in the Y-axis direction, which is the absorption axis. It is. In addition, in the present invention, another layer may exist between the reflective layer and the gap layer.

図1に示される本発明の一実施形態に係る偏光板10のギャップ層3は、反射層2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5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 gap layer 3 of the polarizing plate 10 according to one embodiment of the present invention shown in FIG. It has a rectangular shape when viewed from the extending direction (predetermined direction: Y-axis direction), that is, in a cross-sectional view perpendicular to the predetermined direction.

ギャップ層の膜厚は、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、ギャップ層の膜厚は、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。このギャップ層の膜厚は、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 gap layer is such that the phase of the polarized light transmitted through the absorption layer and reflected by the reflection layer shifts by half a wavelength from the polarized light reflected by the absorption layer. Specifically, the film thickness of the gap layer is appropriately set within a range of 1 to 500 nm in which the phase of polarized light can be adjusted to enhance the interference effect. The thickness of the gap layer can be measured, for example, by the electron microscopy method described above.

ギャップ層を構成する材料は、可視光に対して透明な材料であり、例えば、SiO等のSi酸化物、Al、酸化ベリリウム、酸化ビスマス、等の金属酸化物、MgF、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、またはこれらの組み合わせ等が挙げられる。これらの中では、ギャップ層は、Si酸化物で構成されることが好ましい。 The material constituting the gap layer is a material transparent to visible light. Quartzite, germanium, titanium dioxide, silicon, magnesium fluoride, boron nitride, boron oxide, tantalum oxide, carbon, or combinations thereof. Among these, the gap layer is preferably made of Si oxide.

ギャップ層の屈折率は、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、ギャップ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 gap layer is preferably greater than 1.0 and less than or equal to 2.5. Since the optical properties of the reflective layer are also affected by the refractive index of the surroundings, the polarization properties can be controlled by selecting the material of the gap layer.

また、ギャップ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。 Further, by appropriately adjusting the film thickness and refractive index of the gap layer, the TE wave reflected by the reflective layer can be partially reflected and returned to the reflective layer when passing through the absorbing layer. Light that has passed through can be attenuated by interference. By selectively attenuating the TE wave in this manner, desired polarization characteristics can be obtained.

ギャップ層の幅は、格子状凸部のピッチPとの関係にもよるが、例えば、30nm~40nm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。また、ギャップ層の幅は、前述の反射層と略同一であることが好ましい。 The width of the gap layer is preferably in the range of 30 nm to 40 nm, for example, although it depends on the relationship with the pitch P of the lattice-like protrusions. These widths can be measured, for example, by the electron microscopy method described above. Also, the width of the gap layer is preferably substantially the same as that of the reflective layer described above.

(吸収層)
吸収層(図1における吸収層4)は、本発明において必須の層であり、反射層に対して透明基板とは反対の面に設けられ、格子状凸部の一部を構成する。すなわち吸収層は、吸収軸であるY軸方向に帯状に延びて配列される。本発明においては、反射層と吸収層との間には、上記したギャップ層等の他の層が存在していてもよい。
(absorbent layer)
The absorbing layer (absorbing layer 4 in FIG. 1) is an essential layer in the present invention, is provided on the opposite side of the reflective layer to the transparent substrate, and constitutes a part of the grid-like projections. That is, the absorption layers are arranged in a belt-like manner extending in the Y-axis direction, which is the absorption axis. In the present invention, another layer such as the above-described gap layer may exist between the reflective layer and the absorbing layer.

図1に示される本発明の一実施形態に係る偏光板10の吸収層4は、反射層2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5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 absorbing layer 4 of the polarizing plate 10 according to one embodiment of the present invention shown in FIG. It has a rectangular shape when viewed from the extending direction (predetermined direction: Y-axis direction), that is, in a cross-sectional view perpendicular to the predetermined direction.

吸収層の幅は、格子状凸部のピッチPとの関係にもよるが、例えば、30nm~40nm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。また、吸収層の幅は、前述の反射層と略同一であることが好ましい。なお、吸収層の幅を、格子状凸部を形成するその他の層と異ならせる場合には、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。 The width of the absorption layer is preferably in the range of 30 nm to 40 nm, for example, although it depends on the relationship with the pitch P of the grid-like projections. These widths can be measured, for example, by the electron microscopy method described above. Also, the width of the absorption layer is preferably substantially the same as that of the reflective layer described above. When the width of the absorption layer is made different from that of the other layers forming the grid-like projections, for example, isotropic etching and anisotropic etching are combined to change the balance. be done.

本発明の偏光板は、吸収層が不純物半導体を含むことを特徴とする。これにより、安価な原料と安価な製造装置によって、十分な反射率特性を有する偏光板を実現することができる。 The polarizing plate of the present invention is characterized in that the absorption layer contains an impurity semiconductor. As a result, a polarizing plate having sufficient reflectance characteristics can be realized using inexpensive raw materials and inexpensive manufacturing equipment.

吸収層に含まれる不純物半導体としては、Si、Ge等の真性半導体に不純物を添加した不純物半導体が挙げられる。真性半導体としては、入手容易性、および価格の観点から、Siが好ましい。 Impurity semiconductors contained in the absorption layer include impurity semiconductors obtained by adding impurities to intrinsic semiconductors such as Si and Ge. As the intrinsic semiconductor, Si is preferable from the viewpoint of availability and price.

シリコン等の真性半導体は、不純物が微量添加されることにより、n型半導体、またはp型半導体になることが知られている。例えば、シリコンにボロンをドープした場合にはp型半導体となるが、ドープ量が増加するにつれて、抵抗率が激減することが知られている。 It is known that an intrinsic semiconductor such as silicon becomes an n-type semiconductor or a p-type semiconductor by adding a small amount of impurities. For example, when silicon is doped with boron, it becomes a p-type semiconductor, and it is known that as the amount of doping increases, the resistivity decreases sharply.

真性半導体としてのシリコンの抵抗率は、10Ωcm程度であるため、スパッタリングによりシリコンを成膜する場合には、高周波式で実施する必要がある。ここで、高周波式のスパッタリングは、高周波電源やマッチング等が必要となり、装置構成が複雑なものとなるのが一般的であり、その結果、装置価格が高価となる上、成膜に要する費用も高いものとなる。 Since the resistivity of silicon as an intrinsic semiconductor is about 10 3 Ωcm, it is necessary to use a high-frequency method when forming a silicon film by sputtering. Here, high-frequency sputtering requires a high-frequency power supply, matching, etc., and generally requires a complicated device configuration. becomes expensive.

しかしながら上記の通り、真性半導体に不純物が微量添加された不純物半導体は、抵抗率が激減する。このため、シンプルな構成装置である直流式にて、スパッタリングを実施することが可能となる。したがって、本発明の偏光板は、吸収層が不純物半導体を含むことにより、成膜装置の簡素化による製造装置そのもののコスト、および生産に要するコストの両者を削減することができる。 However, as described above, an impurity semiconductor obtained by adding a small amount of impurities to an intrinsic semiconductor has a sharply reduced resistivity. For this reason, it is possible to carry out the sputtering with a direct-current system, which is a simple configuration device. Therefore, in the polarizing plate of the present invention, since the absorption layer contains an impurity semiconductor, it is possible to reduce both the cost of the manufacturing apparatus itself due to the simplification of the film forming apparatus and the cost required for production.

なお、本発明においては、吸収層として半導体材料を用いるため、吸収作用に半導体のバンドギャップエネルギーが関与し、バンドギャップエネルギーを使用帯域以下とすることが必要である。例えば、可視光で使用する場合には、波長400nm以上での吸収、すなわち、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 present invention, since a semiconductor material is used as the absorption layer, the bandgap energy of the semiconductor is involved in the absorption action, and it is necessary to keep the bandgap energy below the operating band. For example, when using visible light, it is necessary to use a material that absorbs at a wavelength of 400 nm or more, that is, has a bandgap of 3.1 ev or less.

吸収層に含まれる不純物半導体としては、バンドギャップエネルギーが使用帯域以下となるものであれば、特に限定されるものではなく、p型半導体およびn型半導体のいずれであってもよい。真性半導体に添加する不純物としては、p型半導体の場合には、B、Al等の3価元素を含有させることが好ましく、例えば、Siに、B、Al等の3価の元素を不純物として微量添加する例が挙げられる。また、n型半導体の場合には、P、As、Sb等の5価元素を含有させることが好ましく、例えば、Siに、P、As、Sb等の5価の元素を不純物として微量添加する例が挙げられる。 The impurity semiconductor contained in the absorption layer is not particularly limited as long as the bandgap energy is equal to or lower than the use band, and may be either a p-type semiconductor or an n-type semiconductor. As impurities to be added to the intrinsic semiconductor, in the case of a p-type semiconductor, it is preferable to contain a trivalent element such as B and Al. Addition examples include: In the case of an n-type semiconductor, it is preferable to contain a pentavalent element such as P, As or Sb. are mentioned.

吸収層の膜厚は、特に制限されず、例えば、10nm~100nmが好ましい。吸収層の膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。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。 The film thickness of the absorption layer is not particularly limited, and is preferably 10 nm to 100 nm, for example. The thickness of the absorbing layer can be measured, for example, by electron microscopy as described above. Also, the absorption layer may be composed of two or more layers of different constituent materials.

(拡散バリア層)
本発明の偏光板は、ギャップ層と吸収層との間に、拡散バリア層を有していてもよい。すなわち図1に示される偏光板においては、格子状凸部5は、透明基板1側から順に、反射層2と、ギャップ層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 gap layer and the absorption layer. That is, in the polarizing plate shown in FIG. 1, the lattice-shaped convex portion 5 has the reflective layer 2, the gap layer 3, the diffusion barrier layer, and the absorbing layer 4 in order from the transparent substrate 1 side. Having a diffusion barrier layer prevents diffusion of light in the absorption layer. This diffusion barrier layer can be composed of a metal film such as Ta, W, Nb, or 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 dielectric protective film as long as the change in optical characteristics is not affected. The protective film is composed of a dielectric film, and can be formed, for example, by using CVD (Chemical Vapor Deposition) or ALD (Atomic Layer Deposition) on the surface of the polarizing plate (the surface on which the wire grid is formed). . As a result, it is possible to suppress an excessive oxidation reaction to the metal film.

(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, the polarizing plate of the present invention may be covered with an organic water-repellent film on the light incident side surface. The organic water-repellent film is composed of, for example, a fluorine-based silane compound such as perfluorodecyltriethoxysilane (FDTS), and can be formed by using the above-described CVD or ALD, for example. Thereby, reliability such as moisture resistance of the 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および改良は、本発明に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment shown in FIG. 1, and includes modifications and improvements within the scope of achieving the object of the present invention.

[偏光板の端面]
本発明の偏光板は、透明基板および格子状凸部の端面が、透明基板および格子状凸部の構成材料が露出した露出面となっていることが好ましい。すなわち、図2(a)に示すように、矢印方向を格子状凸部の延在する方向としたときに、格子状凸部および透明基板の端面11が、透明基板および格子状凸部の構成材料が露出した露出面となっている。
[End face of polarizing plate]
In the polarizing plate of the present invention, it is preferable that the end surfaces of the transparent substrate and the grid-like projections are exposed surfaces where the constituent materials of the transparent substrate and the grid-like projections are exposed. That is, as shown in FIG. 2(a), when the direction of the arrow is the direction in which the grid-like protrusions extend, the grid-like protrusions and the end surface 11 of the transparent substrate form the structure of the transparent substrate and the grid-like protrusions. It is an exposed surface where the material is exposed.

偏光板の端面が格子状凸部の構成材料が露出した露出面となっていることにより、すわなち、不純物半導体を含む吸収層が露出することにより、必要に応じて、端部から導電コンタクトすることが可能となる。例えば、図2(b)に示すように、格子状凸部の構成材料が露出した露出面となっている、格子状凸部および透明基板の端面11に、コンタクト電極を直接設けることにより、静電気の発生を抑制し、その結果、例えば、液晶プロジェクタ等の光学機器にダストが流入した場合であっても、偏光板へのダスト付着による光透過性の劣化や、ダスト部分からの腐食の発生を抑制することができる。 Since the end face of the polarizing plate is an exposed face where the constituent material of the lattice-like projections is exposed, that is, the absorption layer containing the impurity semiconductor is exposed, a conductive contact can be made from the end as needed. It becomes possible to For example, as shown in FIG. 2(b), by directly providing a contact electrode on the end face 11 of the lattice-like projections and the transparent substrate, which is an exposed surface where the constituent material of the lattice-like projections is exposed, static electricity can be eliminated. As a result, for example, even if dust enters an optical device such as a liquid crystal projector, deterioration of light transmittance due to adhesion of dust to the polarizing plate and corrosion from the dust part can be prevented. can be suppressed.

[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、吸収層形成工程とを、少なくとも有する。
[Method for producing polarizing plate]
The manufacturing method of the polarizing plate of the present invention has at least a reflective layer forming step and an absorbing layer forming step.

(反射層形成工程)
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。反射層の形成方法としては、例えばスパッタ法や蒸着法を挙げることができる。
(Reflection layer forming step)
In the reflective layer forming step, a reflective layer is formed on one side of the transparent substrate. Examples of methods for forming the reflective layer include sputtering and vapor deposition.

(吸収層形成工程)
吸収層形成工程では、反射層形成工程で形成された反射層の上、または、ギャップ層等の任意の層が存在する場合にはその層の上に、吸収層を形成する。
(Absorptive layer forming step)
In the absorption layer forming step, an absorption layer is formed on the reflective layer formed in the reflective layer forming step, or on any layer such as a gap layer, if any.

本発明においては、吸収層形成工程において、上記した不純物半導体からなるターゲットを用いて、当該ターゲットをスパッタリングして吸収層を形成することを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the absorption layer forming step, the absorption layer is formed by sputtering the target made of the impurity semiconductor described above.

(エッチング工程)
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。
(Etching process)
In the etching step, by selectively etching the laminate formed through the above-described layer forming steps, lattice-like projections arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the operating band are formed. . Specifically, a one-dimensional lattice mask pattern is formed by, for example, photolithography or nanoimprinting. Then, by selectively etching the laminate, grid-like projections arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the working band are formed. As an etching method, for example, there is a dry etching method using an etching gas corresponding to an etching target.

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、格子状凸部を構成する層の幅を任意に調整することができる。 In particular, in the present invention, the width of the layer forming the lattice-like projections can be arbitrarily adjusted by changing the balance by combining isotropic etching and anisotropic etching.

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。 The method of manufacturing the polarizing plate of the present invention may include a step of covering the surface with a dielectric protective film. Moreover, the method for producing the polarizing plate of the present invention may have a step of coating the surface with an organic 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]
An optical device of the present invention includes the above-described polarizing plate of the present invention. The polarizing plate according to the present invention can be used for various purposes. Examples of applicable optical equipment include liquid crystal projectors, head-up displays, digital cameras, and the like. 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およ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 device 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 device according to this embodiment is a liquid crystal projector, at least one of the polarizing plates arranged on the incident side and the exit side of the liquid crystal panel may be the polarizing plate according to the present invention.

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。 EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
[偏光板の作成]
図1に示す構成のワイヤグリッド偏光板を作製した。すなわち、透明基板の一方の面上に一次元格子状に配列された格子状凸部を有し、格子状凸部は、透明基板から順に、反射層と、ギャップ層と、吸収層と、を有する構造の偏光板を作製した。
<Example 1>
[Preparation of polarizing plate]
A wire grid polarizing plate having the configuration shown in FIG. 1 was produced. That is, on one surface of a transparent substrate, lattice-shaped projections are arranged in a one-dimensional lattice pattern, and the lattice-shaped projections include, in order from the transparent substrate, a reflective layer, a gap layer, and an absorption layer. A polarizing plate having a structure was produced.

基板としてガラス、反射層の材料としてアルミニウムを用い、反射層の厚みは200nmとした。また、ギャップ層の材料はシリカとし、厚み20nmとした。 Glass was used as the substrate, aluminum was used as the material of the reflective layer, and the thickness of the reflective layer was 200 nm. The material of the gap layer was silica, and the thickness was 20 nm.

ギャップ層の上に、スパッタリング法にて吸収層を形成した。ターゲット材料としては、ボロンを100ppm含有するシリコンを用いた。ターゲットの体積抵抗率は0.01Ω・cmであり、吸収層の厚みは20nmとした。 An absorption layer was formed on the gap layer by a sputtering method. Silicon containing 100 ppm of boron was used as the target material. The volume resistivity of the target was 0.01 Ω·cm, and the thickness of the absorption layer was 20 nm.

続いて、エッチングを実施することにより、格子状凸部のピッチが140nmの図1に示す構成のワイヤグリッド偏光板を得た。 Subsequently, etching was performed to obtain a wire grid polarizing plate having the structure shown in FIG.

[偏光特性の測定]
得られた偏光板の光学特性について、分光光度計(日本分光(株)製、V-570)を用いて、以下の条件にて測定を実施した。
(測定条件)
P偏光とS偏光の透過率:入射角0°とし、波長400~700nmの範囲で測定
P偏光とS偏光の反射率:入射角5°とし、波長400~700nmの範囲で測定
[Measurement of polarization characteristics]
The optical properties of the obtained polarizing plate were measured using a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, V-570) under the following conditions.
(Measurement condition)
Transmittance of P-polarized light and S-polarized light: Measured at an incident angle of 0° and within a wavelength range of 400 to 700 nm Reflectance of P-polarized light and S-polarized light: Measured at an incident angle of 5° and within a wavelength range of 400 to 700 nm

偏光特性の検証結果を、図3に示す。なお、図3のグラフにおいて、X軸は波長(nm)であり、Y1軸は、透過率または反射率(%)、Y2軸はコントラストを示している。また、以下の項目につき、シミュレーション結果をプロットした。
Tp:P偏光透過率
Ts:S偏光透過率
Rp:P偏光反射率
Rs:S偏光反射率
CR:コントラスト(Tp/Ts)
FIG. 3 shows the verification results of the polarization characteristics. In the graph of FIG. 3, the X axis indicates wavelength (nm), the Y1 axis indicates transmittance or reflectance (%), and the Y2 axis indicates contrast. In addition, the simulation results are plotted for the following items.
Tp: P-polarized transmittance Ts: S-polarized transmittance Rp: P-polarized reflectance Rs: S-polarized reflectance CR: Contrast (Tp/Ts)

ここで、P偏光透過率(Tp)とは、偏光板に入射する透過軸方向(X軸方向)の偏光(TM波)の透過率を意味する。S偏光透過率(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。また、P偏光反射率(Rp)とは、偏光板に入射する透過軸方向(X軸方向)の偏光(TM波)の反射率を意味する。S偏光反射率(Rs)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。 Here, the P-polarized light transmittance (Tp) means the transmittance of polarized light (TM wave) incident on the polarizing plate in the transmission axis direction (X-axis direction). The S-polarized light transmittance (Ts) means the transmittance of polarized light (TE wave) incident on the polarizing plate in the absorption axis direction (Y-axis direction). The P-polarized light reflectance (Rp) means the reflectance of polarized light (TM wave) incident on the polarizing plate in the transmission axis direction (X-axis direction). The S-polarization reflectance (Rs) means the reflectance of polarized light (TE wave) incident on the polarizing plate in the absorption axis direction (Y-axis direction).

<比較例1>
吸収層として、Ta(体積抵抗率:131nΩ・cm)を備えさせる以外は、実施例1と同様の偏光板を作製し、実施例1と同様にシミュレーションを行った。偏光特性の検証結果を、図4に示す。
<Comparative Example 1>
A polarizing plate was produced in the same manner as in Example 1 except that Ta (volume resistivity: 131 nΩ·cm) was used as the absorption layer, and the same simulation as in Example 1 was performed. FIG. 4 shows the verification results of the polarization characteristics.

実施例1における偏光板は、可視偏光板としてとして使用する場合に重要な波長である緑帯域(550nm付近)のS偏光反射率(Rs)が、比較例1の偏光板と比較して低いことが判る。 The polarizing plate in Example 1 has a low S-polarized reflectance (Rs) in the green band (around 550 nm), which is an important wavelength when used as a visible polarizing plate, compared to the polarizing plate in Comparative Example 1. I know.

10 偏光板
1 透明基板
2 反射層
3 ギャップ層
4 吸収層
5 格子状凸部
11 透明基板および格子状凸部の端面
12 コンタクト電極
H 格子状凸部の高さ
W 格子状凸部の幅
P 格子状凸部のピッチ
REFERENCE SIGNS LIST 10 polarizing plate 1 transparent substrate 2 reflective layer 3 gap layer 4 absorbing layer 5 grid-like projections 11 end face of transparent substrate and grid-like projections 12 contact electrode H height of grid-like projections W width of grid-like projections P grating Pitch of convex part

Claims (13)

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、
前記格子状凸部は、前記透明基板の側から順に、反射層と、ギャップ層と、吸収層と、を有し
前記ギャップ層は、SiO 、Al 、酸化ベリリウム、酸化ビスマス、MgF 、氷晶石、ゲルマニウム、二酸化チタン、フッ化マグネシウム、窒化ボロン、酸化ボロン、酸化タンタルおよび炭素からなる群より選択される一種以上を含み、
前記吸収層は、不純物半導体を含む偏光板。
A polarizing plate having a wire grid structure,
a transparent substrate;
grid-shaped projections arranged on the transparent substrate at a pitch shorter than the wavelength of light in the operating band and extending in a predetermined direction;
the grid-shaped convex portion has a reflective layer, a gap layer, and an absorbing layer in order from the transparent substrate side ;
The gap layer is selected from the group consisting of SiO2 , Al2O3 , beryllium oxide, bismuth oxide, MgF2 , cryolite, germanium, titanium dioxide, magnesium fluoride, boron nitride, boron oxide, tantalum oxide and carbon. including one or more of the
The absorption layer is a polarizing plate containing an impurity semiconductor.
前記不純物半導体は、p型半導体である請求項1に記載の偏光板。 The polarizing plate according to claim 1, wherein the impurity semiconductor is a p-type semiconductor. 前記不純物半導体は、3価元素を含有する請求項2に記載の偏光板。 3. The polarizing plate according to claim 2, wherein the impurity semiconductor contains a trivalent element. 前記不純物半導体は、n型半導体である請求項1に記載の偏光板。 The polarizing plate according to claim 1, wherein the impurity semiconductor is an n-type semiconductor. 前記不純物半導体は、5価元素を含有する請求項4に記載の偏光板。 5. The polarizing plate according to claim 4, wherein the impurity semiconductor contains a pentavalent element. 前記透明基板および前記格子状凸部の端面は、前記透明基板および前記格子状凸部の構成材料が露出した露出面である請求項1~5いずれか記載の偏光板。 6. The polarizing plate according to any one of claims 1 to 5, wherein end surfaces of the transparent substrate and the grid-like projections are exposed surfaces where constituent materials of the transparent substrate and the grid-like projections are exposed. 前記露出面に、電極が備えられた請求項6に記載の偏光板。 7. The polarizing plate according to claim 6, wherein the exposed surface is provided with an electrode. 請求項1~7いずれか記載の偏光板を備える光学機器。 An optical device comprising the polarizing plate according to any one of claims 1 to 7. 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、
前記反射層のギャップ層を形成するギャップ層形成工程と、
前記ギャップ層の上に吸収層を形成する吸収層形成工程と、を有し、
前記ギャップ層は、SiO 、Al 、酸化ベリリウム、酸化ビスマス、MgF 、氷晶石、ゲルマニウム、二酸化チタン、フッ化マグネシウム、窒化ボロン、酸化ボロン、酸化タンタルおよび炭素からなる群より選択される一種以上を含み、
前記吸収層形成工程は、不純物半導体からなるターゲットをスパッタリングして吸収層を形成する、偏光板の製造方法。
A method for manufacturing a polarizing plate having a wire grid structure, comprising:
a reflective layer forming step of forming a reflective layer on one side of a transparent substrate;
a gap layer forming step of forming a gap layer on the reflective layer;
an absorption layer forming step of forming an absorption layer on the gap layer ;
The gap layer is selected from the group consisting of SiO2 , Al2O3 , beryllium oxide, bismuth oxide, MgF2 , cryolite, germanium, titanium dioxide, magnesium fluoride, boron nitride, boron oxide, tantalum oxide and carbon. including one or more of the
The absorption layer forming step is a method of manufacturing a polarizing plate, in which an absorption layer is formed by sputtering a target made of an impurity semiconductor.
前記不純物半導体は、p型半導体である請求項9に記載の偏光板の製造方法。 10. The method of manufacturing a polarizing plate according to claim 9, wherein the impurity semiconductor is a p-type semiconductor. 前記不純物半導体は、3価元素を含有する請求項10に記載の偏光板の製造方法。 11. The method of manufacturing a polarizing plate according to claim 10, wherein the impurity semiconductor contains a trivalent element. 前記不純物半導体は、n型半導体である請求項9に記載の偏光板の製造方法。 10. The method of manufacturing a polarizing plate according to claim 9, wherein the impurity semiconductor is an n-type semiconductor. 前記不純物半導体は、5価元素を含有する請求項12に記載の偏光板の製造方法。 13. The method of manufacturing a polarizing plate according to claim 12, wherein the impurity semiconductor contains a pentavalent element.
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