[发明专利]线栅型偏振器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及线栅(wire grid)型偏振器及其制造方法。

背景技术

作为液晶显示装置、背面投影型电视机、正面投影型投影仪等图像显示装置中所用的在可见光范围内显示出偏振光分离能力的偏振器(也称为偏振光分离元件)，有吸收型偏振器和反射型偏振器。

吸收型偏振器是例如使碘等二色性染料在树脂膜中取向而得的偏振器。但是，吸收型偏振器由于吸收一方的偏振光，因此光的利用效率低。

另一方面，反射型偏振器通过使未入射偏振器而反射的光再次入射偏振器，可以提高光的利用效率。因此，为了液晶显示装置等的高亮度化，反射型偏振器的需求正在增长。

作为反射型偏振器，有由双折射树脂层叠体形成的线偏振器、由胆甾醇型液晶形成的圆偏振器、线栅型偏振器。

但是，线偏振器和圆偏振器的偏振光分离能力低。因此，显示出高偏振光分离能力的线栅型偏振器受到注目。

线栅型偏振器具有在透光性基板上多条金属细线相互平行地排列的结构。金属细线的间距与入射光的波长相比足够短的情况下，入射光中具有与金属细线垂直的电场矢量的成分(即，p偏振光)透射，具有与金属细线平行的电场矢量的成分(即，s偏振光)被反射。

作为在可见光范围内显示出偏振光分离能力的线栅型偏振器，已知以下的偏振器：

(1)在透光性基板上以规定的间距形成有金属细线的线栅型偏振器(专利文献1)；

(2)以规定的间距形成于透光性基板表面的多条凸条的上表面和侧面被由金属或金属化合物形成的材料膜被覆而形成金属细线的线栅型偏振器(专利文献2)。

但是，(1)、(2)的线栅型偏振器的偏振光分离能力都还不足。

此外，作为亮处对比度得到了改善的线栅型偏振器，已知以下的偏振器：

(3)在透光性基板上以规定的间距形成有金属细线和低反射率构件(SiO₂等)的线栅型偏振器(专利文献3)。

但是，(3)的线栅型偏振器在短波长范围的透射率尚不足。

专利文献1：日本专利特开2005-070456号公报

专利文献2：日本专利特开2006-003447号公报

专利文献3：日本专利特开2008-046637号公报

发明的揭示

本发明提供在可见光范围内显示出高偏振光分离能力且提高了短波长范围的透射率的线栅型偏振器、以及可容易地制造该线栅型偏振器的方法。

本发明的线栅型偏振器的特征在于，包括：透光性基板，该透光性基板的表面以相互平行且隔开规定的间距的方式形成有多条凸条；基底层，该基底层至少存在于所述凸条的顶部，由金属氧化物形成；金属细线，该金属细线由位于所述基底层的表面上并且至少存在于凸条的顶部的金属层形成。

所述金属层还可以存在于凸条的侧面的至少一部分。此外，金属层还可以存在于凸条的侧面的整个表面。

所述基底层还可以存在于凸条的侧面的整个表面。此外，基底层还可以存在于凸条间的透光性基板表面。

所述金属氧化物较好是SiO₂或TiO₂。

凸条顶部的所述基底层的高度较好为1～20nm。

凸条顶部的所述金属层的高度较好是在30nm以上。

还有，较好是金属细线的间距(Pa)为50～200nm，金属细线的宽度(Da)和间距(Pa)的比值(Da/Pa)为0.1～0.6。

本发明的线栅型偏振器的制造方法的特征在于，至少在表面以相互平行且隔开规定的间距的方式形成有多条凸条的透光性基板的凸条的顶部蒸镀金属氧化物，形成由金属氧化物形成的基底层；接着，至少在凸条的顶部在所述基底层的表面上蒸镀金属，形成金属层作为金属细线。

所述基底层较好的是通过使用真空蒸镀法的斜向蒸镀法至少形成在凸条的顶部。

此外，所述基底层较好的是形成在凸条的整个表面和凸条间的透光性基板表面，此时，基底层更好的是通过溅射法形成。

所述金属层较好的是形成在凸条的侧面的至少一部分和凸条的顶部。金属层更好的是形成在凸条的侧面的整个表面和凸条的顶部。

此外，所述金属层较好的是通过使用真空蒸镀法的斜向蒸镀法形成。

通过使用真空蒸镀法的斜向蒸镀法形成所述金属层时，较好的是以下述条件形成。

(A)从与凸条的长度方向大致垂直且与凸条的高度方向成角度θ^R的方向蒸镀金属；