TWI821155B - 偏光子 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題為提供即使對於短波長的光亦展現優異的消光比，且耐久性優異的偏光子。
本發明之解決手段為，將偏光子設為具有透明基板、以特定的間隔平行地位於此透明基板之一主面的複數條細線、以及至少被覆細線的保護膜者，細線係設為含有主成分之矽與金屬者，保護膜係設為比矽更容易氧化的金屬之氧化物膜，且該金屬之氧化物膜係比二氧化矽更不易被還原者。
Description
本發明係關於對於短波長的光展現優異的消光比之偏光子。
於液晶顯示裝置中，用以對液晶分子賦予所期望之配向的配向膜係為必要，如此之配向膜係藉由將布材等對樹脂層進行摩擦來作出溝的摩擦方式所製作。但，於以往之配向膜的製造方法中，由所使用之布材等產生的異物之附著係成為問題。
近年來，於配向膜之製造中，採用使用有偏光子之光配向處理。用於此光配向處理之偏光子係利用半導體製造中所使用之微影技術或蝕刻技術，於玻璃基板上平行配置複數條細線者，作為構成細線之材料係使用有鋁或氧化鈦(專利文獻1)。
〔專利文獻1〕日本特開2012-2972號公報
但，在構成偏光子之細線為鋁的情況，耐熱性不充分，又，在細線為氧化鈦的情況，對於紫外光之消光比(P波透過率/S波透過率)不充分。在此，P波透過率係相對於細線之長度方向為垂直的偏光成分(P波)之透過率(射出光中之P波成分/射入光中之P波成分)，S波透過率係相對於細線之長度方向為平行的偏光成分(S波)之透過率(射出光中之S波成分/射入光中之S波成分)。
另一方面，可使用以含有矽之材料，例如，矽化鉬系材料形成細線的偏光子。如此之偏光子係耐熱性為高，並且對於紫外光之消光比優異者。又，上述之氧化鈦對於可見光為透明，相對於此，由於矽化鉬系材料會著色，因此有偏光子之對準為容易的優點。但，藉由照射紫外光，且累計之照射時間增長，而構成細線之矽被氧化而二氧化矽增加，藉此，P波透過率與S波透過率雖會一起增加，但尤其是S波透過率之增加的比例會變大，而有消光比(P波透過率/S波透過率)降低的問題。對於此問題，作為防止構成細線之矽的氧化之方法，雖可考慮以不易氧化之貴金屬之薄膜被覆細線的方法，但於此方法中係造成紫外光之透過率的降低，而不適合作為對於偏光子之對策。
本發明係鑑於上述般之現狀而完成者，其目的為，提
供對於短波長的光展現優異的消光比，且耐久性優異的偏光子。
本發明者，於以含有矽之材料形成細線的偏光子中，針對藉由照射紫外光而消光比(P波透過率/S波透過率)降低的原因進行以下分析：二氧化矽會朝向細線的外側成長，伴隨此，細線中所包含的矽會移動到細線之表面側等，根據該分析結果而如以下般地考察。亦即，從細線之形成時起，於細線的表面存在數nm左右的厚度之自然氧化膜(二氧化矽膜)，但，藉由對偏光子之紫外光的照射及因此產生的發熱(200℃左右)，而從環境中之氧生成臭氧或激發氧原子，該等會擴散至二氧化矽膜內並加速到達矽化鉬系材料，與矽化鉬系材料中之矽進行反應而生成二氧化矽，並促進二氧化矽膜成長。可推測此二氧化矽膜只要在紫外光之照射持續下，便會持續成長直到達到平衡狀態為止，而細線中所含有之矽會移動到細線表面，細線內部之矽的構成比率會降低，伴隨此，消光比會持續降低。再者，若隨著二氧化矽膜之成長而二氧化矽膜的厚度增大，則細線會受到破壞，或者劣化，導致於偏光子面內發生消光比不均。接著，著眼於此等之點，而想到本發明。
亦即，本發明係設為以下構造：具有透明基板、以特定的間隔平行地位於此透明基板之一主面的複數
條細線、以及至少被覆前述細線的保護膜，前述細線係含有主成分之矽與金屬者，前述保護膜係比矽更容易氧化的金屬之氧化物膜，且該金屬之氧化物膜係比二氧化矽更不易被還原。
作為本發明之其他樣態，設為前述細線所含有之前述金屬為鉬的構造。
作為本發明之其他樣態，設為前述細線之厚度為100~180nm之範圍內的構造。
作為本發明之其他樣態，設為構成前述保護膜之金屬氧化物為二氧化鈦、二氧化鋯、及二氧化鉿之任一者，較適宜為氧化鋁的構造。
作為本發明之其他樣態，設為前述保護膜之厚度為1~10nm之範圍內的構造。
作為本發明之其他樣態，設為以下構造：於前述透明基板與前述細線之間介在有基底層，該基底層係以與前述保護膜相同的材料所構成，前述保護膜與前述透明基板之間亦介在有基底層。
本發明之偏光子係發揮對於短波長的光展現優異的消光比，並且耐久性亦優異的效果。
11、21、31、41‧‧‧偏光子
12、22、32、42‧‧‧透明基板
14、24、34、44‧‧‧細線
16、26、36、46‧‧‧保護膜
〔第1圖〕第1圖係顯示偏光子之一例的部分俯視圖。
〔第2圖〕第2圖係第1圖所示之偏光子的I-I線的縱剖面圖。
〔第3圖〕第3圖(A)係顯示金屬氧化物生成反應之氧每1mol之標準吉布斯能(Gibbs energy)與該生成反應之環境溫度的關係的圖表，第3圖(B)係顯示由第3圖(A)所示之標準吉布斯能所求出的金屬之平衡氧分壓與環境溫度的關係的圖表。
〔第4圖〕第4圖係顯示金屬氧化物膜中之氧的擴散係數與環境溫度的關係的圖表。
〔第5圖〕第5圖係顯示本發明之偏光子之另一例之相當於第2圖的縱剖面圖。
〔第6圖〕第6圖係顯示本發明之偏光子之另一例之相當於第2圖的縱剖面圖。
〔第7圖〕第7圖係顯示本發明之偏光子之另一例之相當於第2圖的縱剖面圖。
〔第8圖〕第8圖係顯示偏光子之製造例的步驟圖，並以第1圖、第2圖所示之偏光子為例者。
〔第9圖〕第9圖係顯示偏光子之另一製造例的步驟圖，並以第5圖所示之偏光子為例者。
〔第10圖〕第10圖係顯示偏光子之另一製造例的步驟圖，並以第6圖所示之偏光子為例者。
〔第11圖〕第11圖係顯示偏光子之另一製造例的步
驟圖，並以第7圖所示之偏光子為例者。
〔第12圖〕第12圖係顯示對於實施例1及實施例2所製作的偏光子(試料2、試料3、試料7、試料8)，使用低壓水銀燈來照射紫外線，並測定各試料之各照射累計時間之365nm的消光比之結果的圖表。
以下，針對本發明之實施形態一面參照附圖一面進行說明。
另外，附圖係為示意或概念性者，各構件的尺寸、構件間之大小的比例等未必與實際相同，又，即使在表示相同構件等的情況，亦有依附圖而彼此之尺寸或比例不作相同表示的情況。
第1圖係顯示偏光子之一例的部分俯視圖，第2圖係第1圖所示之偏光子的I-I線的縱剖面圖。於第1圖及第2圖中，偏光子11係具有：透明基板12、與以特定的間隔平行地位於此透明基板12之一主面12a的複數條細線14，且以被覆此等之細線14的方式於透明基板12之一主面12a設置有保護膜16。於第1圖中，以鏈線顯示以保護膜16所被覆的細線14之輪廓。
作為構成如此之偏光子11的透明基板12係只要可將細線14、保護膜16安定地支撐，具有光透過性，且因紫外線等之照射光所造成的劣化為少者，則無特別限制。例如，可使用經光學研磨之石英玻璃、合成石
英、氟化鎂等之硬質材料等以往所使用之周知之透明基板作為偏光子之透明基板。又，透明基板12之厚度係可因應於偏光子11之用途或尺寸等而適當設定。
又，構成偏光子11之細線14係含有作為主成分之矽與金屬者。主成分係意味著含有50mol%以上，細線14中之矽的含量係可適當設定。又，作為細線14所含有之金屬係可列舉例如：鉬等之過渡金屬，如此之金屬的含量(mol%)較佳為矽之含量(mol%)的1/2以下。例如，在細線14含有鉬作為金屬的情況，細線14係可設為由MoSi、MoSiO、MoSiN、MoSiON等之矽化鉬系材料所構成者。
偏光子11係使用於生成如紫外線區域般之短波長之波長範圍，較佳為200nm~400nm之波長範圍的光之直線偏光成分的用途中。作為光配向膜之材料，已知有以波長260nm左右之光所配向者、以300nm左右之光所配向者、以365nm之光所配向者，於光配向處理中可使用與此等之材料相對應之波長的光源燈。於對於此等之材料的光配向處理中，可使用具有由上述矽化鉬系材料所構成的細線14之偏光子11。
作為包含構成偏光子11之細線14中所含有的上述矽化鉬系材料的偏光材料之折射率與消光係數之值，較佳係折射率為2.0~3.2之範圍內，且消光係數為2.7~3.5之範圍內。其係可成為消光比優異者之故。其中，較佳係折射率為2.0~2.8之範圍內，且消光係數為
2.9~3.5之範圍內，尤其是以折射率為2.0~2.6之範圍內，且消光係數為3.1~3.5之範圍內為佳。其係可成為在紫外光區域之200nm~400nm之波長區域的寬廣波長範圍內消光比及P波透過率兩者皆優異者之故。尤其是可成為在250nm~370nm之波長區域的範圍內消光比及透過率優異者之故。另外，於本實施形態中，在無特別提及波長之特定的情況時，折射率及消光係數係設為250nm之波長下之值。
又，就抑制偏光光之偏光軸旋轉量的觀點而言，較佳係折射率為2.3~2.8之範圍內，且消光係數為1.4~2.4之範圍內。其中，較佳係折射率為2.3~2.8之範圍內，且消光係數為1.7~2.2之範圍內，尤其是以折射率為2.4~2.8之範圍內，且消光係數為1.8~2.1之範圍內為佳。其係可使消光比成為良好的值，且偏光軸旋轉量亦成為小者之故。尤其是可在240nm~280nm之波長區域的範圍內使消光比及透過率成為優異者，且可使偏光光之偏光軸旋轉量成為小者之故。另外，作為折射率及消光係數之測定方法係可列舉：由分光反射光譜算出的方法、使用橢圓偏光計進行測定的方法及阿貝法。作為橢圓偏光計係可列舉：HORIBA Jobin Yvon公司製UVISEL之分光橢圓偏光計、或J.A.Woollam Japan(股)製VUV-VASE等之透過型橢圓偏光計。
在此，如上述般，本發明者係考察到，於細線14之表面存在二氧化矽，藉由對偏光子11之紫外光的
照射及因此產生的發熱(200℃左右)而從環境中之氧生成臭氧或激發氧原子，該等會擴散到存在於細線14之表面的二氧化矽膜內，與矽化鉬系材料中的矽進行反應並生成二氧化矽，使二氧化矽膜朝向細線14的外側成長。可推測，此二氧化矽膜只要是在紫外光之照射持續下，便會持續成長直到達到平衡狀態為止，而細線中所含有之矽會移動到細線表面，細線內部之矽的構成比率會降低，伴隨此，消光比會持續降低。再者，本發明者推測，若隨著二氧化矽膜之成長而二氧化矽膜的厚度增大，則細線14會劣化或者被破壞，而於偏光子面內發生消光比不均。就此觀點而言，即使於細線14之表面存在緻密的二氧化矽被膜，也無法防止因紫外線之累計的照射時間增長所導致的偏光子之性能劣化。
如此之推測係依以下的根據所得。例如，在細線14含有主成分之矽與金屬為鉬的情況，相較於MoO2之標準生成吉布斯能(-533.71kJ/mol、氧每1mol皆同值)、MoO3之標準生成吉布斯能(-667.97kJ/mol、以氧每1mol換算計為-455.30kJ/mol)，而SiO2之標準生成吉布斯能(-856.67kJ/mol、氧每1mol皆同值)較低，即使在因紫外光的照射所致之高溫環境，此關係也不會改變。因此，SiO2會比MoOX更優先生成之故。又，細線14所含有的矽之含量(mol%)為鉬之含量(mol%)的1.5倍以上，尤其是2倍以上一事亦可推測為SiO2比MoOX更優先生成的理由。另外，上述之各氧化物中之標準生成吉布斯能
之值皆為298.15K(25℃)下之值。
細線14之厚度T(參照第2圖)係可以使偏光子11展現所期望之消光比的方式來適當設定。消光比係有細線14之厚度T越大則越高，厚度T越小則P波透過率越高的傾向，因此，可考慮消光比及P波透過率之平衡來設定細線14之厚度T。例如細線14之厚度T係可在100~180nm，較佳為100~160nm之範圍內適當設定。另外，於細線14的表面存在構成細線14之矽成分被自然氧化後的二氧化矽之薄膜(厚度：數nm)的情況，上述之細線14之厚度T係包含如此之自然氧化的薄膜者。又，於位在偏光子11內之複數條細線14中，通常，厚度T係為一定，但亦可存在具有不同厚度T之細線。
在此，消光比係以P波透過率/S波透過率表示，P波透過率係相對於細線之長度方向(於第1圖中以箭頭a所示的方向)為垂直的偏光成分(P波)之透過率(射出光中之P波成分/射入光中之P波成分)，S波透過率係相對於細線之長度方向為平行的偏光成分(S波)之透過率(射出光中之S波成分/射入光中之S波成分)。又，消光比之測定係可使用偏光子的領域中之一般的測定方法來進行，可使用可測定紫外光之偏光特性的透過型橢圓偏光計，例如，J.A.Woollam Japan(股)製VUV-VASE等之透過型橢圓偏光計來進行測定。
又，細線14之寬W(參照第2圖)係可以使偏光子11展現所期望之消光比的方式來適當設定。消光
比係有細線14之寬W越寬則越高，寬W越窄則P波透過率越高的傾向，因此，可考慮消光比及P波透過率之平衡來設定細線14之寬W。例如，細線14之寬W係可在25~45nm之範圍適當設定。另外，於細線14的表面存在構成細線14之矽成分被自然氧化後的二氧化矽之薄膜(厚度：數nm)的情況，上述之細線14之寬W係包含如此之自然氧化的薄膜者。又，於位在偏光子11內之複數條細線14中，通常，寬W係為一定，但亦可存在具有不同寬W之細線。
又，相鄰接之細線14之節距P(參照第2圖)係可考慮直線偏光之生成中所使用的光(對偏光子11之照射光)之波長等，以使偏光子11展現所期望之消光比的方式來適當設定。細線14之節距P，一般而言係可設為照射光之波長的一半以下，具體而言，在照射光為紫外光的情況，細線14之節距P，例如，可設為80~150nm，較佳為80~120nm，更佳為100~110nm之範圍內。
又，作為細線14之占空比，亦即，寬W相對於節距P之比(W/P)係可以使偏光子11展現所期望之消光比的方式適當設定，例如，可設為0.25~0.70，較佳為0.30~0.50，更佳為0.30~0.40之範圍。藉由占空比為上述之範圍內，而可使消光比與P波透過率之兩者成為良好的值。
另外，上述之細線14之厚度T係可使用AFM(原子力顯微鏡)來進行測定，又，可以細線剖面之SEM(掃描
型電子顯微鏡)觀察來進行測定。細線14之寬W、節距P係可使用Vistec公司製SEM測定裝置LWM9000來進行測定。
又，構成偏光子11之保護膜16係比矽更容易氧化的金屬之氧化物膜，此金屬之氧化物膜係比二氧化矽更不易被還原者。
作為比矽更容易氧化的金屬係可列舉：該金屬之氧化物的標準生成吉布斯能比矽氧化物(SiO2)的標準生成吉布斯能△G0(-856.67kJ/mol)更低者。可列舉例如：生成TiO2(銳鈦礦型(△G0=-884.5kJ/mol))、TiO2(金紅石型(△G0=-889.5kJ/mol))的鈦、生成ZrO2(△G0=-1042.82kJ/mol))的鋯、生成HfO2(△G0=-1088.2kJ/mol))的鉿、生成Al2O3(γ氧化鋁(△G0=-1563.9kJ/mol))、Al2O3(α氧化鋁(△G0=-1582.31kJ/mol))的鋁等。另外，上述之各金屬之氧化物中的標準生成吉布斯能之值皆為298.15K(25℃)下之值。
又，作為金屬氧化物比二氧化矽更不易被還原的金屬係可列舉：生成具有比矽氧化物(SiO2)之熔點(1650℃)更高的熔點之金屬氧化物的金屬。例如，上述之鈦、鋁、鋯、鉿，該等之氧化物的熔點分別為1870℃、2072℃、2715℃、2758℃，皆為比矽氧化物(SiO2)之熔點(1650℃)更高者。
第3圖(A)係顯示金屬氧化物生成反應之氧每1mol的標準吉布斯能△G0〔kJ/mol〕與該生成反應的
環境溫度Temp〔℃〕之關係的圖表。於第3圖(A)所示之圖表中，氧化鉬MoO3之標準生成吉布斯能△G0係以粗線a表示、二氧化矽SiO2之標準生成吉布斯能△G0係以細線b表示、二氧化鈦TiO2之標準生成吉布斯能△G0係以一點鏈線c表示、二氧化鋯ZrO2之標準生成吉布斯能△G0係以虛線d表示、氧化鋁Al2O3之標準生成吉布斯能係以點線e表示、二氧化鉿HfO2之標準生成吉布斯能係以長虛線f表示。
第3圖(B)係顯示由第3圖(A)所示之標準吉布斯能所求出的金屬之平衡氧分壓PO2〔atm〕與環境溫度Temp〔℃〕之關係的圖表。於第3圖(B)所示之圖表中，係與第3圖(A)相對應，鉬之平衡氧分壓PO2係以粗線a表示、矽之平衡氧分壓PO2係以細線b表示、鈦之平衡氧分壓PO2係以一點鏈線c表示、鋯之平衡氧分壓PO2係以虛線d表示、鋁之平衡氧分壓PO2係以點線e表示、鉿之平衡氧分壓PO2係以長虛線f表示。
於比平衡氧分壓更高的氧分壓之環境中，金屬之氧化會進行，於比平衡氧分壓更低的氧分壓之環境中，氧會從金屬氧化物解離而還原成金屬。藉由對各金屬之平衡氧分壓進行比較，而可對各金屬之氧化還原傾向進行比較。由第3圖(B)所示之圖表顯示的各金屬之平衡氧分壓，得知與矽相較之下，依鈦、鋯、鋁、鉿的順序容易形成氧化物，該氧化物係不易被還原。
第4圖係顯示金屬氧化物膜中之氧的擴散係
數D〔m2/s〕與環境溫度Temp〔℃〕的關係的圖表。於第4圖所示之圖表中，係與第3圖相對應，二氧化矽膜中之氧的擴散係數D係以細線b表示、二氧化鋯膜中之氧的擴散係數D係以虛線d表示、二氧化鈦膜中之氧的擴散係數D係以一點鏈線c表示，氧化鋁中之氧的擴散係數D係以點線e表示。另外，於第4圖所示之圖表中，各線b~e中之粗線部分係表示實驗所得之擴散係數D之數值資料(文獻值)，各線b~e中之細線部分係表示以所計算之數值資料為基礎進行外插所求出的擴散係數D之數值資料。
一般而言，在金屬氧化物之成長係被金屬氧化物膜中之氧的擴散速度速率限制的情況，金屬氧化物之成長速度係依據拋物線法。又，金屬氧化物之成長速度係被氧分壓之梯度與氧之擴散係數左右，結果，相對於溫度而指數性變化的擴散係數者係比氧分壓更具支配性。因此，推測為可期待擴散係數越低的金屬氧化物對於偏光子11之細線14的保護效果越高者。鑑於此點，可推測，若使用第4圖來比較各金屬氧化物膜中之氧的擴散係數，則藉由將金屬氧化物膜中之氧的擴散係數比二氧化矽更低的金屬氧化物作為保護膜的材料，而可得到對於偏光子11之細線14之高的保護效果者。尤其，由第4圖所示之圖表，將金屬氧化物膜中之氧的擴散係數大幅低於二氧化矽的氧化鋁作為保護膜的材料者，就對於偏光子11之細線14可得到更高的保護效果之點而言為佳。
可推測，藉由將如此之金屬的氧化物膜作為保護膜16來被覆細線14，可抑制因紫外線的照射及伴隨此之發熱(200℃左右)所生成的臭氧或激發氧原子到達細線14一事，而抑制因細線14中所包含之矽與氧的反應而生成二氧化矽，使二氧化矽膜成長一事。進而，可推測，由於藉由抑制二氧化矽膜之成長，而可避免二氧化矽膜之厚度的增大，因此可防止細線14的破壞或者劣化，而可抑制偏光子面內之消光比不均的發生。
存在於細線14之表面的保護膜16係比二氧化矽還不易被還原，即使對偏光子11照射紫外光，保護膜16也不會被還原，而可維持在金屬氧化物膜的狀態。又，假設，即使在藉由對偏光子11照射紫外光而被覆細線14之保護膜16的一部分被還原的情況，構成保護膜16的金屬也會比矽更容易氧化，因此，此金屬會先被氧化。因而，即使對偏光子11連續照射紫外光，保護膜16亦可作為覆蓋而安定地存在於二氧化矽膜上，而可維持抑制外部之氧擴散至內部的功能，因此，可抑制朝向細線14的外側之二氧化矽的成長。進而，由於藉由二氧化矽膜之成長被抑制，而可避免二氧化矽膜之厚度的增大，因此可防止細線14的破壞或者劣化，而可抑制偏光子面內之消光比不均的發生。
如此之保護膜16係只要以無間隙地覆蓋存在於細線14的表面之二氧化矽的方式來至少被覆細線14者即可。為了展現上述作用，保護膜16的厚度，例如，可
設為1nm以上，亦可以使偏光子11展現所期望之消光比的方式適當設定。又，保護膜16之厚度的上限係可在因細線14之尺寸、保護膜16導致之透過率降低的容許範圍等內作決定，實用上係將保護膜16之厚度在1~10nm，較佳為1~5nm之範圍適當設定。
上述之保護膜16的厚度係可以XPS(X射線光電子分光)所進行之深度方向的分析，或者以成膜時之參照用晶圓剖面的SEM觀察來進行測定。
一般而言，對光配向處理所使用之偏光子11，長期間連續地照射波長200nm~400nm左右之波長範圍的紫外光，且作為累計曝光量係達到106J/cm2以上。又，因照射所產生的熱，雖亦因冷卻條件而異，但暴露在150~300℃之高溫環境中。於照射紫外光的意味相同之環境下使用的光罩，一般而言，雖照射波長未達200nm(例如，峰值波長193nm)之紫外光，但作為累計曝光量係104J/cm2左右。於如此之嚴苛的環境下使用的偏光子11，藉由以上述保護膜16被覆細線14的表面，而抑制細線之尺寸變化、劣化、破壞等，因而藉此可抑制偏光子面內之消光比不均的發生。
第5圖係顯示本發明之偏光子之另一例之相當於第2圖的縱剖面圖。於第5圖中，偏光子21係具有：透明基板22、與以特定的間隔平行地位於此透明基板22之一主面22a的複數條細線24，進一步以被覆各細線24的方式設置保護膜26。如第5圖所示之偏光子21
係保護膜26僅存在於被覆各細線24的位置，保護膜26之端部26e係抵接於透明基板22，除此之外，與上述之偏光子11相同。因而，透明基板22、細線24、保護膜26之材質、尺寸等係可設為與上述之偏光子11的透明基板12、細線14、保護膜16相同，在此之說明係省略。
第6圖係顯示本發明之偏光子之另一例之相當於第2圖的縱剖面圖。於第6圖中，偏光子31係具有：透明基板32、位於此透明基板32之一主面32a的基底層35、以及以特定的間隔平行地位於此基底層35的複數條細線34，並以被覆此等之細線34的方式於基底層35設置有保護膜36。第6圖所示之偏光子31係於透明基板32、與細線34及保護膜36之間介在有基底層35，除此之外，與上述之偏光子11相同。因而，透明基板32、細線34、保護膜36之材質、尺寸等係可設為與上述之偏光子11的透明基板12、細線14、保護膜16相同，在此之說明係省略。
構成偏光子31之基底層35係以更確實地阻礙細線34與外部環境中之氧的接觸作為目的者。因而，基底層35係與保護膜36相同地，可設為由比矽更容易氧化的金屬之氧化物膜所構成的層，或者比二氧化矽更不易被還原的金屬氧化物膜所構成的層。如此之基底層35的厚度係可以使偏光子31展現所期望之消光比的方式來適當設定，例如，可在1~10nm，較佳為1~5nm之範圍適當設定。
第7圖係顯示本發明之偏光子之另一例之相當於第2圖的縱剖面圖。於第7圖中，偏光子41係具有：透明基板42、以特定的間隔平行地位於此透明基板42之一主面42a的複數個基底層45、位於各基底層45上之複數條細線44、以及被覆各細線44的保護膜46。第7圖所示之偏光子41係基底層45僅於透明基板42與細線44之間、以及被覆細線44的保護膜46之端部46e與透明基板42之間，除此之外，與上述之偏光子31相同。因而，透明基板42、細線44、保護膜46之材質、尺寸等係可設為與上述之偏光子11的透明基板12、細線14、保護膜16相同，又，基底層45之材質、厚度係可設為與上述之偏光子31的基底層35相同，在此之說明係省略。
另外，於第7圖所示之偏光子41中，亦可為保護膜46之端部46e雖抵接於基底層45，但基底層45僅存在於細線44的正下方，被覆細線44的保護膜46之端部46e係抵接於基板42者。
如此之本發明之偏光子係藉由被覆細線的保護膜，而即使照射短波長的光，累計的照射時間增長，亦可抑制對於細線的內部之二氧化矽的形成。藉此，可防止消光比(P波透過率/S波透過率)的降低，而可維持對於短波長的光之優異的消光比之展現，並且由於細線係以矽作為主成分，因此可發揮耐熱性優異的效果。
上述之偏光子的實施形態係為例示，本發明並不限定於此。
接著，針對如上述之偏光子的製造例進行說明。
第8圖係顯示偏光子之製造例的步驟圖，並以第1圖、第2圖所示之偏光子11為例者。
於第8圖所示之偏光子的製造例中，準備透明基板12，於此透明基板12之主面12a上形成用以形成細線的材料層14'，於此材料層14'上形成抗蝕圖型13(第8圖(A))。材料層14'係含有主成分之矽與金屬者，矽之含量係可適當設定。又，作為材料層14'所含有之金屬係可列舉例如：鉬等之過渡金屬。於如此之材料層14'之形成方法中，並無特別限制，例如，在矽化鉬系之材料層的情況，可使用矽與鉬之混合靶材，藉由濺鍍法而形成。
又，抗蝕圖型13係用以形成細線14之蝕刻遮罩，可使用所期望之阻劑材料，藉由光微影法、壓印法、電子束描繪法等而形成。
接著，藉由將抗蝕圖型13作為蝕刻遮罩，對材料層14'進行蝕刻，而於透明基板12之主面12a上形成細線14(第8圖(B))。
接著，以被覆細線14的方式，於透明基板12之主面12a上形成保護膜16(第8圖(C))。保護膜16，例如，可藉由ALD(原子層沉積法)，使比矽更容易氧化的金屬之氧化物膜，或者比二氧化矽更不易被還原的金屬氧化物膜成膜而形成。ALD係可不露出細線14地形成緻密的薄膜，而可適宜使用於保護膜16之形成。藉此，可得
到偏光子11。
另外，於材料層14'上形成硬遮罩材料層，於此硬遮罩材料層上形成抗蝕圖型13，將此抗蝕圖型13作為蝕刻遮罩來對硬遮罩材料層進行蝕刻，而將硬遮罩形成於材料層14'上。例如，在材料層14'為矽化鉬系的情況，可使用鉻系之硬遮罩材料。於此情況中，材料層14'之以蝕刻進行的細線14的形成係將硬遮罩作為蝕刻遮罩來進行。
第9圖係顯示偏光子之另一製造例的步驟圖，並以第5圖所示之偏光子21為例者。
於第9圖所示之偏光子的製造例中，係準備透明基板22，於此透明基板22之主面22a上形成細線24(第9圖(A))。此細線24之形成係可設為與對於上述之透明基板12的主面12a上之細線24的形成相同。
接著，以被覆細線24的方式，於透明基板22之主面22a上形成保護膜26a(第9圖(B))。此保護膜26a之形成係可與上述之保護層16之形成相同地，例如，藉由ALD來進行。
接著，於保護膜26a上，藉由濺鍍法或CVD(化學氣相沉積法)，形成保護膜26b，而與保護膜26a一體化(第9圖(C))。於以濺鍍法進行之保護膜26b的形成中，在細線24為高縱橫比之圖型的情況，對於細線24的間隙部位之保護膜材料的沉積係有困難。因此，保護膜材料之沉積主要是在位於細線24之頂部的保護膜26a上進行，而於此保護膜26a上形成保護膜26b。於第9圖
(C)中係省略，但，亦可在位於細線24之間隙部位的側面及底部之保護膜26a上，以比位於細線24的頂部之保護膜26a上的保護膜26b更薄的厚度來形成保護膜。又，於以CVD所進行之保護膜26b的形成中亦相同地，在細線24為高縱橫比之圖型的情況，對於細線的間隙部位之保護膜材料的沉積係為困難，而可依據成膜條件，使對於細線24的間隙部位之沉積厚度為薄，而使形成在位於細線24的頂部之保護膜26a上的保護膜26b增厚。
接著，對保護膜26a及保護膜26b進行蝕刻，直至位於透明基板22之主面22a上的保護膜26a被去除為止(第9圖(D))。藉此，可得到僅各細線24被保護膜26所被覆的偏光子21。
於此偏光子21之製造中，首先，於細線24之頂部以濺鍍法或CVD來形成保護膜26b，其後，以被覆細線24、保護膜26b的方式，於透明基板22之主面22a上以ALD來形成保護膜26a，接著，對保護膜26a及保護膜26b進行蝕刻，直至位於透明基板22之主面22a上的保護膜26a被去除為止亦可。
第10圖係顯示偏光子之另一製造例的步驟圖，並以第6圖所示之偏光子31為例者。
於第10圖所示之偏光子的製造例中，準備透明基板32，於此透明基板32之主面32a上形成基底層35，其後，於基底層35上形成用以形成細線的材料層34'，於此材料層34'上形成抗蝕圖型33(第10圖(A))。基底層
35係以更確實地阻礙在後步驟中所形成之細線34與外部環境中之氧的接觸作為目的者，其可設為由比矽更容易氧化的金屬之氧化物膜所構成的層，或者比二氧化矽更不易被還原的金屬氧化物膜所構成的層。如此之基底層35係可藉由濺鍍法等之周知的真空成膜法而形成，厚度係例如可在1~10nm，較佳為1~5nm之範圍適當設定。
對於基底層35上之材料層34'的形成、抗蝕圖型33的形成係可設為與上述之對於透明基板12之材料層14'的形成、抗蝕圖型13的形成相同。
接著，藉由將抗蝕圖型33作為蝕刻遮罩，對材料層34'進行蝕刻，而在位於透明基板32之主面32a上的基底層35形成細線34(第10圖(B))。
接著，以被覆細線34的方式，於基底層35上形成保護膜36(第10圖(C))。保護膜36，例如，可藉由ALD，使比矽更容易氧化的金屬之氧化物膜，或者比二氧化矽更不易被還原的金屬氧化物膜成膜而形成。藉此，可得到偏光子31。
另外，於材料層34'上形成硬遮罩材料層，於此硬遮罩材料層上形成抗蝕圖型33，將此抗蝕圖型33作為蝕刻遮罩來對硬遮罩材料層進行蝕刻，而將硬遮罩形成於材料層34'上亦可。於此情況中，材料層34'之以蝕刻進行的細線34之形成係將硬遮罩作為蝕刻遮罩來進行。
第11圖係顯示偏光子之另一製造例的步驟圖，並以第7圖所示之偏光子41為例者。
於第11圖所示之偏光子的製造例中，準備透明基板42，於此透明基板42之主面42a上形成基底層45'，於此基底層45'上形成抗蝕圖型43'(第11圖(A))。基底層45'之形成係可與上述之基底層35之形成相同地進行。又，抗蝕圖型43'係用以形成在後步驟中形成有細線44的基底層45之蝕刻遮罩，可使用所期望之阻劑材料，藉由光微影法、壓印法、電子束描繪法等而形成。
接著，藉由將抗蝕圖型43'作為蝕刻遮罩，對基底層45'進行蝕刻，而於透明基板42之主面42a上，形成以特定之間隔平行配置之複數個基底層45。其後，以覆蓋此基底層45的方式，於此透明基板42之主面42a上形成用以形成細線的材料層44'，於此材料層34'上形成抗蝕圖型43(第11圖(B))。抗蝕圖型43係用以在後步驟中於基底層45上形成細線44的蝕刻遮罩，可使用所期望之阻劑材料，藉由光微影法、壓印法、電子束描繪法等而形成。
接著，藉由將抗蝕圖型43作為蝕刻遮罩，對基底層44'進行蝕刻，而在透明基板42之主面42a上，於以特定之間隔平行配置之複數個基底層45上形成細線44(第11圖(C))。
接著，以被覆細線44、基底層45的方式，於透明基板42之主面42a上形成保護膜46a。此保護膜46a之形成係可與上述之保護層26a之形成相同地，例如，藉由ALD來進行。接著，於保護膜46a上，藉由CVD，形成保護膜
46b，而與保護膜46a一體化(第11圖(D))。與上述之保護層26b之形成相同地，保護膜46b僅形成在位於細線44之頂部的保護膜46a上，因而，於細線44之頂部係層合有保護膜46a與保護膜46b，於其他部位係僅存在有保護膜46a。
接著，對保護膜46a及保護膜46b進行蝕刻，直至位於透明基板42之主面42a上的保護膜46a被去除為止(第11圖(E))。藉此，可得到僅各細線44被保護膜46所被覆，且細線44與保護膜46隔著基底層45位於透明基板42上的偏光子21。
於此偏光子41之製造中，首先，於細線44之頂部以CVD來形成保護膜46b，其後，以被覆細線44、基底層45、保護膜46b的方式，於透明基板42之主面42a上以ALD來形成保護膜46a，接著，對保護膜46a及保護膜46b進行蝕刻，直至位於透明基板42之主面42a上的保護膜46a被去除為止亦可。
另外，上述之偏光子的製造方法係為例示，本發明之偏光子之製造並不限定於此等之例。
接著，列舉實施例來更詳細地說明本發明。
(試料1之製作)
首先，作為透明基板係準備厚度6.35mm之合成石英玻璃。
於此合成石英玻璃的一主面上，使用鉬與矽之混合靶材(Mo：Si=1：2mol%)，在氬與氮之混合氣體環境中藉由反應性濺鍍法，以厚度120nm形成矽化鉬系之材料層(MoSiN)。於此材料層中的氮之含量係鉬之含量的一半左右。
接著，於上述之矽化鉬系之材料層上，以濺鍍法形成氧氮化鉻膜(厚度7nm)作為硬遮罩材料層。
接著，於硬遮罩材料層上，形成具有節距為100nm之線與空間形狀的圖型之抗蝕圖型。其後，將此抗蝕圖型作為蝕刻遮罩，使用氯與氧之混合氣體，對硬遮罩材料層進行乾蝕刻，形成硬遮罩，接著，使用SF6，對矽化鉬系之材料層進行乾蝕刻，其後，將硬遮罩剝離。藉此，於合成石英玻璃上，形成以特定之節距平行配置的複數條細線。
使用AFM來測定如此方式形成的細線之厚度T，並使用Vistec公司製SEM測定裝置LWM9000來測定寬W、節距P的結果，分別為120nm、34nm、100nm。
接著，選擇鈦作為比矽更容易氧化的金屬，以被覆如上述方式所形成之細線的方式，於合成石英玻璃上，藉由ALD使二氧化鈦成膜來作為保護膜。以成膜時之參照用晶圓剖面的SEM觀察來測定由此二氧化鈦所構成的保護膜之厚度的結果為10nm。藉此，得到偏光子(試料1)。
(試料2之製作)
與試料1之製作相同地，於合成石英玻璃上，形成以特定之節距平行配置的複數條細線。
接著，選擇鋯作為比矽更容易氧化的金屬，以被覆如上述方式所形成之細線的方式，於合成石英玻璃上，藉由ALD使二氧化鋯成膜來作為保護膜。以成膜時之參照用晶圓剖面的SEM觀察來測定由此二氧化鋯所構成的保護膜之厚度的結果為10nm。藉此，得到偏光子(試料2)。
(試料3之製作)
與試料1之製作相同地，於合成石英玻璃上，形成以特定之節距平行配置的複數條細線。
接著，選擇氧化鋁作為比二氧化矽更不易被還原的金屬氧化物，以被覆如上述方式所形成之細線的方式，於合成石英玻璃上，藉由ALD使氧化鋁成膜來作為保護膜。以成膜時之參照用晶圓剖面的SEM觀察來測定由此氧化鋁所構成的保護膜之厚度的結果為10nm。藉此，得到偏光子(試料3)。
(試料4之製作)
與試料1之製作相同地，於合成石英玻璃上，形成以特定之節距平行配置的複數條細線，且不形成保護膜，而得到偏光子(試料4)。
(試料5之製作)
與試料1之製作相同地，於合成石英玻璃上，形成以特定之節距平行配置的複數條細線。
接著，選擇鈦作為比矽更容易氧化的金屬，使用鈦烷氧化物作為前驅物，以藉由溶膠-凝膠法被覆細線的方式，於合成石英玻璃上，使二氧化鈦成膜來形成保護膜，而得到偏光子(試料5)。以預備樣品剖面的SEM觀察來測定由此偏光子之二氧化鈦所構成的保護膜之厚度的結果為40nm。但，由二氧化鈦所構成的保護膜係由於在成膜時之加熱處理(550℃)使有機成分揮發因此為多孔狀，而非將細線緻密地被覆者，進而，成膜不完全且細線之表面約15%係以微細形狀露出者。
(試料6之製作)
與試料1之製作相同地，於合成石英玻璃上，形成以特定之節距平行配置的複數條細線。
接著，以被覆細線的方式，於合成石英玻璃上，藉由ALD使二氧化矽成膜來作為保護膜。以成膜時之參照用晶圓剖面的SEM觀察來測定由此二氧化矽所構成的保護膜之厚度的結果為10nm。藉此，得到偏光子(試料6)。
對於所製作之偏光子(試料1~試料6)，以下述的
條件照射紫外線，使用透過型橢圓偏光計(J.A.Woollam Japan(股)製VUV-VASE)來測定照射初期、照射時間累計為200小時、500小時、1000小時、1500小時、2000小時之365nm下的消光比。將測定結果顯示於下述之表1。
(紫外線照射)
‧照射波長：200~500nm
‧照射光源：金屬鹵素燈
‧照射能量：300mW(波長365nm)/cm2
‧沖洗用氣體：氮氣
如表1所示般，試料1~試料3之偏光子係即
使照射紫外光，且照射時間為長時間，亦可維持消光比，或者，消光比之減少為少者。
相對於此，未具備保護膜之試料4之偏光子係在紫外光之照射累計達500小時的階段，可觀察到消光比之大幅降低。
又，雖具備與試料1相同的二氧化鈦之保護膜，但細線之表面約15%係以微細形狀露出的試料5之偏光子，相較於試料1~試料3之偏光子，其係因長時間的照射導致之消光比的低減為較大者。
進而，具備氧化矽作為保護膜的試料6之偏光子，相較於試料1~試料3之偏光子，其係因長時間的照射導致之消光比的低減為較大者。
(試料7之製作)
與試料1之製作相同地，於合成石英玻璃上，形成以特定之節距平行配置的複數條細線。
接著，與試料1相同地，選擇鈦作為比矽更容易氧化的金屬，以被覆如上述方式所形成之細線的方式，於合成石英玻璃上，藉由ALD使二氧化鈦成膜來作為保護膜。以成膜時之參照用晶圓剖面的SEM觀察來測定由此二氧化鈦所構成的保護膜之厚度的結果為1nm。藉此，得到偏光子(試料7)。
(試料8之製作)
與試料1之製作相同地，於合成石英玻璃上，形成以特定之節距平行配置的複數條細線。
接著，選擇鉿作為比矽更容易氧化的金屬，以被覆如上述方式所形成之細線的方式，於合成石英玻璃上，藉由ALD使二氧化鉿成膜來作為保護膜。以成膜時之參照用晶圓剖面的SEM觀察來測定由此二氧化鉿所構成的保護膜之厚度的結果為10nm。藉此，得到偏光子(試料8)。
對於所製作之偏光子(試料2、試料3、試料7、試料8)，以下述的條件照射紫外線，使用透過型橢圓偏光計(J.A.Woollam Japan(股)製VUV-VASE)來測定照射初期、照射時間累計為200小時、400小時、500小時、600小時之365nm下的消光比。將測定結果顯示於第12圖之圖表。另外，於第12圖之圖表中，縱軸表示消光比ER，橫軸表示累計照射時間IRT(hrs)，試料2之消光比係以虛線d表示，試料3之消光比係以點線e表示，試料7之消光比係以一點鏈線c表示，試料8之消光比係以長虛線f表示。又，在累計照射時間經過400小時之後係將波長未達240nm之紫外線截斷來照射紫外線。
(紫外線照射)
‧照射波長：185nm、254nm、365nm等
‧照射光源：低壓水銀燈
‧照射能量：180mW(波長254nm)/cm2
‧沖洗用氣體：氮氣
如第12圖所示般，試料3之偏光子(保護膜：Al2O3)及試料7之偏光子(保護膜：TiO2)係即使照射紫外光，且照射時間為長時間，亦維持高水準之消光比。
又，試料2之偏光子(保護膜：ZrO2)及試料8之偏光子(保護膜：HfO2)，相較於試料3之偏光子及試料7之偏光子，其係因長時間的照射而消光比降低。
另外，於實施例1中，具有ZrO2之保護膜的試料2之偏光子相較於具有TiO2之保護膜的試料1之偏光子，係維持更高水準之消光比，但，於實施例2中之試料7之偏光子相較於試料2之偏光子，係維持更高水準之消光比(參照表1及的12圖)。可推測其原因在於，試料7之保護膜的膜厚為1nm，但試料1之保護膜的膜厚為10nm，結果，作為保護膜之TiO2膜厚越厚，則與TiO2之光學常數相對應的光學特性，亦即365nm之S波透過率越增大的特性顯現之故。
又，可考察，由於即使二氧化鈦的膜厚為1nm，使用偏光子之環境溫度(200℃左右)下的二氧化鈦之氧擴散係數D亦比二氧化矽之氧擴散係數D更低17位數左右(參照第4圖)，因此因保護膜所得到的保護效果係充分確保者。
又，由第12圖所示之圖表，若以消光比之變
化率為指標，將對於使用了低壓水銀燈之紫外線照射的保護效果進行比較，則在由二氧化鈦所構成之保護膜(試料7)與由二氧化鉿所構成之保護膜(試料8)消光比之變化率係大致相同。但，作為S波透過率之變化率，由二氧化鈦所構成之保護膜(試料7)係比由二氧化鉿所構成之保護膜(試料8)更小。因此，可推測由二氧化鈦所構成之保護膜的保護效果係比由二氧化鉿所構成之保護膜的保護效果更大。因而，可推測，由氧化鋁所構成之保護膜的保護效果最高，其次依由二氧化鈦所構成的保護膜、由二氧化鉿所構成的保護膜、由二氧化鋯所構成的保護膜之順序保護效果越低。
進而，由實施例1及實施例2之結果，可確認，在使用低壓水銀燈的情況消光比最迅速減低，在使用金屬鹵素燈的情況雖較緩慢但消光比仍減低，但是，在使用低壓水銀燈(將波長未達240nm之紫外線截斷)的情況，消光比幾乎無減低。由此情況，可推察，因未達240nm之波長，從環境中之氧生成臭氧或激發氧原子，其會擴散至細線內，藉此矽化鉬系材料中之矽的氧化會被促進。因而，可推察，於偏光子之使用時，藉由將波長未達240nm之紫外線截斷，而對偏光子之劣化抑制具有效果。另外，亦可推測，使用時之偏光子周邊的環境溫度，雖亦因照射環境之冷卻條件而異，但由於達到150~300℃，因此會因熱氧化之影響造成劣化發展。
針對實施例1中所製作的試料1、試料2、試料4~試料6之各偏光子，實施以拉曼位移(Raman shift)峰值之變化來捕捉YAG雷射(波長532nm)之曝光導致的細線之氧化的進行之測試。
雷射曝光初期係檢測顯示矽化鉬系之細線(MoSiN)之作為主成分的矽之多結晶的波數520cm-1附近之拉曼位移峰值。雖然矽之單結晶、多結晶皆於波數520cm-1附近具有峰值，但單結晶係峰值為尖銳，多結晶係強度稍下降，而成為在低波數側具有如裙襬延伸般之稍微平緩的峰值。
藉由重複進行雷射曝光，使MoSiN表面的氧化進行而增加二氧化矽(非晶質狀)的厚度，藉此MoSiN(細線主體)之矽的訊號被遮蔽，而波數520cm-1附近的拉曼峰值之強度降低。
利用上述現象，針對試料1、試料2、試料4~試料6之各偏光子，重複進行雷射曝光，使用拉曼分光分析裝置(日本電子(股)製JAS-WPA100)，以波數520cm-1附近之拉曼位移峰值的變化來捕捉細線之表面氧化的進行程度，並作比較評估。另外，1次的雷射曝光係將輸出調整成10mW，將曝光時間設為60秒。
將結果顯示於下述之表2。於表2中係顯示將第1次之曝光中之波數520cm-1附近之拉曼位移峰值的強度設為100之相對值，表示峰值強度之降低越大，因曝光導致之
細線的氧化越進行。
如表2所示般，可確認，試料1、試料2之偏光子係即使重複進行雷射曝光，波數520cm-1附近之拉曼位移峰值的強度也僅稍微降低，而偏光子之細線中的二氧化矽之形成係被抑制。
相對於此，可確認，未具備保護膜之試料4之偏光子係在第2次之雷射曝光，便觀察到波數520cm-1附近之拉曼位移峰值的強度大幅降低，而偏光子之細線中的二氧化矽之形成顯著發展。
又，雖具備與試料1相同的二氧化鈦之保護膜，但細線之表面約15%係以微細形狀露出的試料5之偏光子，相較於試料1、試料2之偏光子，其係波數520cm-1附近之拉曼位移峰值的強度的低減為大者。藉此，可確認，若以
保護膜所致之細線的被覆不充分，則偏光子之細線中的二氧化矽之形成會隨著雷射曝光之反覆進行而進行。
進而，可確認，具備氧化矽作為保護膜之試料6之偏光子，相較於試料1、試料2之偏光子，波數520cm-1附近之拉曼位移峰值的強度之減低為大，而偏光子之細線中的二氧化矽之形成會隨著雷射曝光之反覆進行而進行。
可適用於各種用途之偏光子及使用偏光子之加工中。
11‧‧‧偏光子
12‧‧‧透明基板
12a‧‧‧主面
14‧‧‧細線
16‧‧‧保護膜
Claims (6)
- 一種偏光子，其特徵為，具有：透明基板、以特定的間隔平行地位於該透明基板之一主面的複數條細線、以及至少被覆前述細線的保護膜，且用於200nm~400nm之波長範圍的光之直線偏光成分的用途，前述細線係含有作為主成分的矽與鉬，前述保護膜係比矽更容易氧化的金屬之氧化物膜，該金屬之氧化物膜係比二氧化矽更不易被還原。
- 如請求項1之偏光子，其中，前述細線的厚度為100~180nm之範圍內。
- 如請求項1或2之偏光子，其中，構成前述保護膜之金屬氧化物係二氧化鈦、二氧化鋯、二氧化鉿、及氧化鋁之任一者。
- 如請求項1或2之偏光子，其中，前述保護膜的厚度為1~10nm之範圍內。
- 如請求項1或2之偏光子，其中，於前述透明基板與前述細線之間介在有基底層，該基底層係以與前述保護膜相同的材料所構成。
- 如請求項5之偏光子，其中，於前述保護膜與前述透明基板之間亦介在有前述基底層。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008216957A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-09-18 | Sony Corp | 偏光素子及び液晶プロジェクター |
| TW201007230A (en) * | 2008-07-10 | 2010-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | Wire grid-type polarizing element and manufacturing method thereof |
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008216957A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-09-18 | Sony Corp | 偏光素子及び液晶プロジェクター |
| TW201007230A (en) * | 2008-07-10 | 2010-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | Wire grid-type polarizing element and manufacturing method thereof |
| CN101900849A (zh) * | 2009-03-06 | 2010-12-01 | 精工爱普生株式会社 | 偏振元件及其制造方法、投射型显示装置、液晶装置、电子设备 |
| WO2015072482A1 (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-21 | 大日本印刷株式会社 | 偏光子、偏光子用基板および光配向装置 |
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