JPS5912404A - 偏光子の製造方法 - Google Patents

偏光子の製造方法

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JPS5912404A
JPS5912404A JP12173982A JP12173982A JPS5912404A JP S5912404 A JPS5912404 A JP S5912404A JP 12173982 A JP12173982 A JP 12173982A JP 12173982 A JP12173982 A JP 12173982A JP S5912404 A JPS5912404 A JP S5912404A
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JP
Japan
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substrate
polarizer
fine
film
synthetic resin
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Application number
JP12173982A
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English (en)
Inventor
Takashi Kurokawa
隆志 黒川
Tetsuo Yoshizawa
吉沢 鉄夫
Toshiaki Tamamura
敏昭 玉村
Shigeru Oikawa
及川 茂
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は合成樹脂の成形により形成する偏光子の製造方
法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、偏光板としては、■複屈折結晶を用いたプリズム
、あるいは■ヨウ素を含むIリビニルアルコールの延伸
フィルム、■2色性色素を含むプラスチックフィルムを
延伸したものなどが便、われていた。しかしながら、■
の偏光板では、偏光特性の入射角依存性が大きく、小形
化が難しいこと、経済性に劣ること、■、■の偏光板に
おいてはそう大損失が大きく、また波長帯域が限られて
いることなどの欠点を有していた。
このようなことがら、最近、微細な4電格子構造を有す
る偏光板が提案されている(%願昭56−140756
号)。この偏光板は、例えばシリコン基板1上に金属層
を蒸着し、全面に電子線レジスト膜を被覆し、電子線描
画による電子線リングラフィfロセスにょシ格子1o 
L/シストパターンを形成した後、該レゾスト・4ター
ンをマスクとして金属層をエツチングして導電格子2を
形成することにより製造される(第1図図示)。かかる
偏光子は小型で広い波長域で使用できると共に、耐湿性
に\4等の特性を有する。しかしながら、上記偏光子は
既述しり如く、電子線リソグラフィプロセス、ドライエ
ツチングプロセスを経て造られるため、製造時間が長く
かかシ゛、かつ露光装置、ドライエツチング装置等の高
価な装置と熟練した技術者を必要とする。その結果、量
産性、経済性の点で大きな問題がある。また、凸状もし
くは凹状のレンズ面を有する集光機能をもつ偏光板を得
ようとすると、更に量産性、経済性の点で問題となる。
〔発明の目的〕
本発明は合成樹脂をペースとした微細格子ノ4ターンを
有する偏光子を量産的にかつ安価に製造し得る方法を提
供しようとするものである。
〔発明の概要〕
以下、本発明の詳細な説明する。
まず、導電性材料からなる基板、或いは絶縁材料等から
なる母材表面に金属層を蒸着した基板を用意し、この基
板表面に公知の電子線リソグラフィ又はフォトリングラ
フィにより微細格子状のレジストパターンを形成した後
、該レジストパターンをマスクとして基板表面をドライ
エツチングして微細格子パターンを形成する。
次いで、前記基板を適当な枠体を用いて、例えばその微
細格子パターンが露出するように保持し、枠体とと電鋳
浴に浸漬し、該基板を陰極とし、該電鋳浴中に挿入した
金属棒を陽極として通電することによって電鋳を行ない
、該基板の微細格子パターン側に十分な厚さの金属層を
堆積する。この工程での電鋳金属は電鋳可能で十分な強
度をもつ金属であればいかなるものでもよいが、例えば
Ni 、 Cr等を挙げることかで! きる。
て表面に前記基板の微細格子パターンに対して逆の微細
格子パターン倉有する金型を作製する。
次いで、金型を適宜な微砕に組込み、合成樹脂の成形を
行ない、基板と同じ微細格子ノリーンが表面に転写され
洸合成樹脂製の偏光膜を形成する。この工程での成形手
段としては、例えば合成樹脂溶液を金型を組込んだ型枠
内に注入し、溶媒を蒸発気散させるソルベントキャスト
法を採用し得る。ここに用いる合成樹脂としては、例え
ばアクリル樹脂、ポリカーボネール樹脂等を挙げること
ができる。また、別の成形手段としてはフィルム状、板
状の合成樹脂を金型と加熱プレス板間に配置し、加熱プ
レス板により加熱加圧する方法もある。更に、他の成形
手段としては射出成形法がある。ここに用いる注入合成
樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂、メタクリレート樹脂等を挙げることができる。
次いで、前記偏光膜の微細格子パターン側に金属薄膜を
蒸着法やス・母ツタ法によシ被着し、更にコート膜を被
覆して偏光子を製造する。この金属薄膜の被着工程にお
いて、微細格子パターンに対して垂直方向から金属薄膜
を被着すれば該パターンの凸面と凹面の両方に金属薄膜
がつき、反射型の偏光子が製造される。他方、偏光膜を
透明な合成樹脂で形成し、金属を斜め方向から被着すれ
ば、微細格子ノ4ターンの凸面のみに金属薄膜が被着さ
れ、透過型の偏光子が製造される。
なお、上記製造工程において、凸状又は凹状の曲面を有
する基板を用いれば、該基板表面とは逆の凹状又は凸状
の曲面に微細格子・ヤターンが形成された金型を作製で
き、この金型を用いて合成樹脂の成形を行なうことによ
って微細格子i!ターンが曲面に形成された偏光子を製
造し得る。
しかして、本発明は基板表面への微細加工技術と該基板
を用いた電鋳法とを利用することによって、従来の特殊
なダイヤモンド研削による金型製作技術では困難であっ
た格子ピッチが1μm以下、更には可視領域での使用可
能な0.2μm以下の微細格子ノfターンを有する金型
を容易に作製できる技術を確立し、この金型を用いて合
成樹脂の成形を行なうことにより偏光子を量産的にかつ
安価に製造できたものである。
〔発明の実施例〕
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例1 (1)  まず、シリコン基板11表面に例えば厚さt
oooXの酸化膜12を形成し、この酸化膜12を鏡面
に研磨した後、全面に厚さ4000Xの金膜13を、真
空蒸着した(第2図(、)図示)。
つづいて、金膜13上に厚さ約3000Xのネガ型電子
ビーム感応レジスト膜(クロロメチル化ポリαメチルス
チレン)を被覆し、電子ビーム露光を施した後、アセト
ンで現像し、イングロパノールでリンス処理して線幅0
.15μm、ピッチ0.4μmの格子状のレゾストパタ
ーン(図示せず)を形成した。ひきつづき、レジストパ
ターンをマスクとして金膜をエツチングして線幅0.1
5μmtピッチ0.4μm、深さ0.4μm(4000
X)の微細格子A’ターフ14を形成した(第2図(b
)図示)。
(11)次いで、第3図に示す如く、微細格子パターン
14を有する基板11を枠体101に組込んだ状態で溶
融槽102内のニッケル系の電解液iosに浸漬し、該
枠体101(基板11)を陰極、電解液103中に挿入
した二、ケル棒104を陽極として電源105から初期
は2mAAM ”・の電流密度で通電し、徐々に電流を
増加させ最終的にl OmA/cm”の電流密度に設定
して約2週間電鋳を行なった。なお、電解液103はス
ルファミン酸ニッケルを主成分とし、塩化ニッケル、ホ
ウ酸及び微量の添カロ剤を含むものを用い、かつその温
度を30’Cに保持した。こうした電鋳により、数オン
グストロームのニッケルイオンが基板11の微細格子ノ
fターン14側に徐々に堆積され、同第3図に示す如く
該微細格子パターンが転写された厚さ4wmのニッケル
層15が形成された。
(iii)  次いで、電解液から枠体ごと基板11を
取出し、枠体から取り外した・後、微細格子・ぐターン
14及び基板11等をニッケル層15から剥離し、更に
二、ケル層15の外周辺を加工して表面に前記/母ター
ン14と逆の微細格子パターン16を有するニッケル型
17を作製した(第2図(c)図示)。
(lv)  次いで、作製されたニッケル型17をその
微細格子パターン16が表出するように型枠18内にセ
ットし、この上に厚さ1■のポリメチルメタクリレート
板を載せ、上方からヒータを内蔵したプレス板19によ
シ100℃tsokII/crn”の条件で3分間ポリ
メチルメタクリレート板を加熱プレス成形して前記基板
り微細格子ノJ?ターンと同様な微細格子パターンが転
写された板状の偏光膜20を形成した(第2図(d)図
示)。
(V)  次いで、グレート板等から偏光膜20を取出
し、真上から偏光膜20の微細格子パターンの凸面及び
凹面に厚さ約1001のクロム膜、厚さ15001の金
膜を順次蒸着して二層金属薄膜21を形成した後、シロ
キサン系のハードコーティング剤を塗布し、100℃で
約5時間加熱して厚さ5μmのコート層22を形成して
反射型偏光子を製造した(第2図(e)図示)。
しかして、得られた反射型偏光子は消光比かを組込んだ
プレス装置を用いて繰り返し偏光膜を造り、この偏光膜
に同様に二層金属薄膜の形成、コート層の形成を行なっ
たところ、同様な消光比を有する反射型偏光子を量産的
に得ることができた。
実施例2 (1)  まず、曲率80mの球面に研磨したガラス基
板31上に厚さ約100裏のクロム膜32及び厚さ約4
0001の金膜33を順次真空蒸着した(第4図(、)
図示)。つづいて、この金膜33上に実施例1と同様に
レジストパターンを形成し、金膜を工、チングして線幅
0.15μmピッチ約0.4μm、深さ0.4μmの微
細格子パターン34を形成した(第4図(b)図示)。
(11)次いで、実施例1と同様、ガラス基板31を電
鋳処理して厚さ4mmのニッケル層を堆積し、ガラス基
板31等をニッケル層から剥離した後、ニッケル層の外
周辺を加工して突状球面に前記i4ターン34と逆の微
細格子ノfターン35が形成されたニッケル型36を作
製した(第4図(0)図示)。
(lii)  次いで、二、ケル型36を型枠37内に
セ、トシた後、微量の重合開始剤を含むアリルジグリコ
ールカーがネールを注入し、蓋体38を載せ、60〜9
0℃で4〜24時間加熱重合させて、前記基板の微細格
子パターンと同様な微細格子パターンが凹球面に転写さ
れた透明な偏光膜39を形成した(第4図(d)図示)
(1■)次・いで、型枠から偏光膜39を取出し、該偏
光膜39の微細格子パターンに真上よシ50゜傾けた斜
め方向から厚さ約100XのA/膜及び厚さ約1・00
0Xの金膜を真空蒸着して該パターンの凸面のみに二層
金属薄膜40を被着した後、実施例1と同様コート層4
1を被覆して凹状球面を有する透過型偏光子を製造した
(第4図(e)図示)。
得られた透過型偏光子は消光比がHe−Neレーデの波
長(0,63μm)で約1710であった。また、前記
第4図(d)図示の二、ケル型36を組込んだ成形装置
を用いて繰シ返し透明な偏光膜を作製し、この偏光膜に
二層金属薄膜、コート層を形成したところ、同様な消光
比を有する透過型偏光子を量産的に得ることができた。
こうして得た偏光子は眼鏡用の偏光レンズ、各種光学系
での偏光板とレンズ系との一体化などが容易となる。
なお、本発明方法では凸状球面を有する透過型偏光子も
同様に製造できる。即ち、第5図に示す如く凹状球面に
微細格子パターン51が形成されたニッケル型42を作
製し、との二、ケル型52を上下型枠53 a i S
 3 bに形成されたキャビティ54の白土壁に固定す
るJつづいて上型枠53aのスプール55から例えば溶
融アクリル樹脂を注入し、ランナ56を介してキャビテ
ィ54内に供給することにより第6図図示の凸状球面に
微細格子ノ母ターンを有する透明な偏光膜57を作る。
次いで、実施例2と同様な方法により微細格子パターン
の凸面のみに二層金属薄膜58を形成し、更にコー) 
t= s sを被覆することによって透過型偏光子が得
られる(同第6図図示)。
また、微細格子パターンを有する薄い金型を曲げた状態
で使用することによっても、前述した第4図(、)図示
或いは第6図図示の偏光子を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明によれば合成樹脂をペースと
した微細格子パターンを有する偏光子、更には凸面又は
凹面に微細格子ノリーンが形成された偏光子、を量産的
にかつ低コストで製造でき、もって表示用、光通信用、
各種光学測定用酸いは眼鏡などの一般光学製品への実用
化が可能となる等顕著な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の偏光子を示す断面図、第2図(a)〜(
e)は本発明の実施例1における反射型偏光子の製造工
程を示す断面図、第3図は実施例で用いた電鋳装置の概
略図、第4図(a)〜(e)は本発明の実施例2におけ
る透過型偏光子の製造工程を示す断面図、第5図は本発
明の他の金型を組込んだ成形装置の断面図、第6図は第
5図の成形装置により製造された透過型偏光子の断面図
である。 11・・・シリコン基板、14.34・・・金からなル
微細格子パターン、15・・・ニッケル%、l 6 r
2 35・・・逆の微細格子ノリーン、J y t 3 衿
α′二、ケル型、20139 e 51・・・偏光膜、
21゜40.58・・・二層金属薄膜、22 t 41
 t 59・・・コート層、1o3・・・電解液、1o
4・・・二、ケル棒、105川電源。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第3図 第4図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板表面に微細格子ノ4ターンを形成する工程と
    、この基板を電鋳浴1a浸漬し、該基板を陰極、該電鋳
    浴中に挿入した金属棒を陽極として電鋳全行なって該基
    板の少なくとも微細格子パターン側に金属層を堆積する
    工程と、この金属層から7基板を剥離した後、該金属層
    の加工を行なって表面に前記微細格子パターンと逆の微
    細格子パターンを有する金型を作製する工程と、この金
    型を用いて合成樹脂の成形を行なって表面に前記基板と
    同様な微細格子パターンを有する合成樹脂体を形成する
    工程と、この合成樹脂体の微細格子・臂ターンに金属薄
    膜を被着した後透明なコート膜を被覆する工程とを具備
    したことを特徴とする偏光子の製造方法。
  2. (2)  !細路子・母ターンを有する基板が導電性材
    料からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の偏光子の製造方法。
  3. (3)微細格子・臂ターンを有する基板が、絶縁材料か
    らなる母材表面に微細格子パターンを形成した後、その
    /4’ターンの凹凸面に導電性薄膜を被着することによ
    り作製されたものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の偏光子の製造方法。
  4. (4)微細格子ノリーンを有する基板が、絶縁材料から
    なる母材表面に導電性被膜を被着した後、該導電性被膜
    表面に微細格子ツクターンを形成することによシ作製さ
    れたものであることを特徴とする特許請求の範囲第1.
    0it記載の偏光子の製造方法。
  5. (5)微細格子パターンが形成される基板表面を平面状
    としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の偏
    光子の製造方法。
  6. (6)微細格子パターンが形成される基板表面−を凸状
    又は凹状の曲面としたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の偏光子の製造方法。
  7. (7)合成樹脂体を透明樹脂で形成すると共に、該合成
    樹脂体の微細格子パターンの凸面のみ金属薄膜を被着し
    て透過型の偏光子とすることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の偏光子の製造方法。
  8. (8)合成樹脂体の微細格子ノfターンの凹凸面全体に
    金属薄膜を被着して反射型の偏光子とすることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の偏光子の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296013B1 (en) 1999-03-10 2001-10-02 Smc Kabushiki Kaisha Pressure/flow rate control valve
US7113336B2 (en) * 2002-12-30 2006-09-26 Ian Crosby Microlens including wire-grid polarizer and methods of manufacture
JP2013171177A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Nippon Signal Co Ltd:The 光学フィルタ及び光学フィルタの製造方法
CN104914496A (zh) * 2015-06-19 2015-09-16 安徽大学 一种宽带偏振旋转器

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