多層吸収性ワイヤグリッド偏光子

著者らは特許

G02B5/30 - 偏光要素(光変調装置G02F1/00)

の所有者の特許 JP2016528550:

モックステック・インコーポレーテッド

 

ワイヤグリッド偏光子(10、20、30、40、50、60、70、80、90、100)は、基板(11)の上に配置された、互いに平行な細長い複数の第1のリブグループ(14)のアレイを備える。それぞれの第1のリブグループは、中央の第1の透過性リブ(12)と、第1の透過性リブのそれぞれの側に沿って配置された第1のワイヤを含む複数の第1のワイヤ(13)の組を有し得る。第1の誘電体材料(16)は、それぞれのリブグループと隣接するリブグループとの間の複数の第1の間隙を、十分に充填し得る。互いに平行な細長い複数の第2のワイヤ(15)のアレイは、複数のリブグループと第1の誘電体材料の上に配置され得る。複数の第1のワイヤ又は複数の第2のワイヤは、吸収性を有し、複数の第1のワイヤ又は複数の第2のワイヤの他方は、反射性を有し得る。

 

 

本願は、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は、一方の偏光が偏光子を通過することを可能にし、かつ反対の偏光を反射又は吸収することによって、光を偏光するために用いられ得る。簡潔にするために、主に透過する偏光はp偏光と呼ばれ、主に反射または吸収する偏光はs偏光と呼ばれる。いくつかの用途、例えば、反射が画像や他の使用目的を妨害し得る場合などでは、s偏光の吸収が好ましい。透過性パネルシステムにおいて、反射光はLCDイメージャに戻り、損傷や画質劣化の原因となり得るか、又は迷光が画面に到達してコントラストを低下させ得る。理想的な選択吸収性ワイヤグリッド偏光子は、全てのp偏光を透過させ、全てのs偏光を選択的に吸収する。実際には、透過するs偏光もあれば、反射するs偏光もあり、吸収されるp偏光もあれば、反射するp偏光もある。
選択吸収性ワイヤグリッド偏光子の有効性は、p偏光の高い透過率、s偏光の高い吸収率、及び高いコントラストによって定量化され得る。コントラストは、透過したp偏光の割合(Tp)を透過したs偏光の割合(Ts)で割ったものに等しい。つまり、コントラスト=Tp/Tsとなる。
赤外光、可視光、及び紫外光用のワイヤグリッド偏光子では、効果的な偏光のために、ナノメートル又はマイクロメートルのサイズ及びピッチなど、複数の細いワイヤを小さいピッチで有することが重要であり得る。概して、偏光される光の波長の半分より小さいピッチが、効果的な偏光に必要とされる。より小さいピッチによって、コントラストが向上し得る。従って、小さいピッチは、ワイヤグリッド偏光子の重要な特徴になり得る。十分に小さいピッチのワイヤグリッド偏光子の製造は難しく、これが本分野の研究目標である。
細いワイヤは、扱い方によって、また複数の環境条件によって損傷を受け得る。ワイヤの保護は、ワイヤグリッド偏光子において重要であり得る。従って、ワイヤグリッド偏光子の耐久性は、別の重要な特徴である。
例えば、米国特許第5,991,075号、同第6,288,840号、同第6,665,119号、同第7,630,133号、同第7,692,860号、同第7,800,823号、同第7,961,393号、及び同第8,426,121号、米国特許公開第2008/0055723号、同第2009/0041971号、及び同第2009/0053655号、2011年12月15日に出願された米国特許出願第13/326,566号、1981年11月/12月のJ.Vac.Sci.Technol.19(4)におけるD.C.Flandersによる「Application of 100 A linewidth structures fabricated by shadowing techniques」、並びに1983年3月15日のAppl.Phys.Lett.42(6)492〜494ページにおけるDale C.Flandersによる「Submicron periodicity gratings as artificial anisotropic dielectrics」を参照されたい。
一方の偏光に対する高い透過率、反対の偏光に対する高い吸収率、高いコントラスト、及び小さいピッチを有した、耐久性のある選択吸収性ワイヤグリッド偏光子を提供することが有利になることが認識されていた。本発明は、これらの要求を満たすワイヤグリッド偏光子、及びワイヤグリッド偏光子を作成する方法に関する。様々な実施形態のそれぞれは、これらの要求の1つ、いくつか、又は全てを満たし得る。
ワイヤグリッド偏光子は、透過性基板の上に配置された、互いに平行な細長い複数の第1のリブグループのアレイを備え、それぞれの第1のリブグループは、中央の第1の透過性リブと、第1の透過性リブのそれぞれの側に沿って配置された第1のワイヤを含む複数の第1のワイヤの組とを有し得る。第1の誘電体材料は、それぞれの第1のリブグループと隣接する第1のリブグループとの間の第1の間隙を、十分に充填し得る。互いに平行な細長い複数の第2のワイヤのアレイは、複数の第1のリブグループと第1の誘電体材料の上に配置され得る。複数の第1のワイヤ又は複数の第2のワイヤは、吸収性を有し得て、他方は反射性を有し得る。
ワイヤグリッド偏光子を作成する第1の方法は、
1.基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第1の透過性リブのアレイを有する、透過性基板を提供する段階と、
2.基板及び複数の第1の透過性リブを第1のコーティングでコンフォーマルコーティングするとともに、複数の第1の透過性リブの間に、固形物のない複数の第1の間隙を維持する段階と、
3.第1のコーティングをエッチングして、複数の水平部分を取り除き、複数の第1の透過性リブの複数の側に沿って鉛直の複数の第1のワイヤを残し、それぞれが第1の透過性リブをはさむ複数の第1のワイヤの組を有する複数の第1のリブグループを形成する段階と、
4.複数の第1の間隙を第1の誘電体材料で埋め戻す段階と、
5.複数の第1のリブグループの上方に十分に、平坦な平面状の上端面を形成する段階と、
6.上端面の上に連続薄膜の上層材料を設ける段階と、
7.上層材料の薄膜をエッチングして、上端面の上に配置された互いに平行な細長い複数の第2のワイヤのアレイを形成する段階とを備え得る。ここで複数の第1のワイヤ又は複数の第2のワイヤは入射光を吸収し、他方は入射光を反射する。
ワイヤグリッド偏光子を作成する第2の方法は、第1の方法の1〜4の段階に加え、以下の複数の追加の段階、
5.複数の第1のリブグループの上方に十分に平坦な平面状の上端面を形成する段階と、
6.上端面をエッチングして、互いに平行な細長い複数の第2の透過性リブのアレイを形成する段階と、
7.複数の第2の透過性リブを第2のコーティングでコンフォーマルコーティングするとともに、複数の第2の透過性リブの間に、固形物のない複数の第2の間隙を維持する段階と、
8.第2のコーティングをエッチングして、複数の水平部分を取り除き、複数の第2の透過性リブの複数の側に沿って鉛直の複数の第2のワイヤを残して、それぞれが第2の透過性リブをはさむ複数の第2のワイヤの組を有する複数の第2のリブグループを形成する段階とを備え得る。ここで、複数の第1のワイヤ又は複数の第2のワイヤは入射光を吸収し、他方は入射光を反射する。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子10の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子10は、互いに平行な細長い複数の第1のリブグループ14のアレイと、複数の第1のリブグループ14の間の複数の第1の間隙117(図11〜図13を参照)を十分に充填して、複数の第1の誘電体リブ16aを形成し、また複数の第1の間隙117から、複数の第1のリブグループ14の上端の上方及び上にさらに延在して、第1の誘電体上層16bを形成する第1の誘電体材料16と、複数の第1のリブグループ14、複数の第1の誘電体リブ16a、及び第1の誘電体上層16bの上に配置された、互いに平行な細長い複数の第2のワイヤ15のアレイとを有する。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子20の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子20は、互いに平行な細長い複数の第1のリブグループ14のアレイと、複数の第1のリブグループ14の間の複数の第1の間隙117(図11〜図13を参照)を十分に充填し、複数の第1の誘電体リブ16aを形成する第1の誘電体材料16と、複数の第1のリブグループ14及び複数の第1の誘電体リブ16aの上に配置された、互いに平行な細長い複数の第2のワイヤ15のアレイとを有する。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子30の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子30は、互いに平行な細長い複数の第1のリブグループ14のアレイと、複数の第1のリブグループ14の間の複数の第1の間隙117(図11〜図13を参照)を十分に充填して、複数の第1の誘電体リブ16aを形成し、さらに複数の第1の間隙117から、複数の第1のリブグループ14の上端の上方及び上に延在して透過性の誘電体層16cを形成する第1の誘電体材料16であって、透過性誘電体層16cの第1の誘電体材料16とは異なる材料を含む、複数の誘電体リブ16aの第1の誘電体材料16と、複数の第1のリブグループ14の上及び透過性誘電体層16cの上端面16t上に配置された、互いに平行な細長い複数の第2のワイヤ15のアレイとを有する。
図1〜図3および図6〜図10に示されたワイヤグリッド偏光子のうち1つと類似する、本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子40の側断面概略図であり、ここでは、複数の第1のワイヤ13は複数の吸収性ワイヤ43であり、複数の第2のワイヤ15は複数の反射性ワイヤ45である。
図1〜図3および図6〜図10に示されたワイヤグリッド偏光子のうち1つと類似する、本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子50の側断面概略図であり、ここでは、複数の第1のワイヤ13は複数の反射性ワイヤ45であり、複数の第2のワイヤ15は複数の吸収性ワイヤ43である。
図1〜図5の実施形態のうち1つと類似する、本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子60の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子60は、複数の第2のワイヤ15の間の複数の第2の間隙17(図1〜図5を参照)を十分に充填して、複数の第2の誘電体リブ66aを形成し、また複数の第2の間隙17から、複数の第2のワイヤ15の上端の上方及び上にさらに延在して、第2の誘電体上層66bを形成する第2の誘電体材料66をさらに有する。
図6は、本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法の第8の段階、つまり、複数の第2の間隙17と複数の第2のワイヤ15の上方を第2の誘電体材料66で埋め戻す段階の側断面概略図でもある。
図1〜図5の実施形態のうち1つと類似する、本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子70の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子70は、複数の第2のワイヤ15の間の複数の第2の間隙17(図1〜図5を参照)を十分に充填し、複数の第2の誘電体リブ66aを形成する第2の誘電体材料66をさらに有する。
図7は、本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法の第9の段階、つまり、第2の誘電体材料66をエッチングして、分離した複数の第2の誘電体リブ66aを形成する段階の側断面概略図でもある。
複数の第2のワイヤ15が、中央の第2の透過性リブ82と、第2の透過性リブ82のそれぞれの側に沿って配置された第2のワイヤ15とを、それぞれ有する互いに平行な細長い複数の第2のリブグループ84のアレイの一部である点を除いて、図1〜図5に示された実施形態のうち1つと類似する、本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子80の側断面概略図である。
ワイヤグリッド偏光子80と類似する、本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子90の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子90は、複数の第2のリブグループ84の間の複数の第2の間隙17(図8を参照)を十分に充填して、複数の第2の誘電体リブ66aを形成し、また複数の第2の間隙17から、複数の第2のリブグループ84の上端の上方及び上にさらに延在して、第2の誘電体上層66bを形成する第2の誘電体材料66をさらに有する。
ワイヤグリッド偏光子80と類似する本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子100の側断面概略図であり、ワイヤグリッド偏光子100は、複数の第2のリブグループ84の間の複数の第2の間隙17(図8を参照)を十分に充填して、複数の第2の誘電体リブ66aを形成する第2の誘電体材料66をさらに有する。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法又は第2の方法に適用可能な第1の段階、つまり、基板11の上に配置された互いに平行な細長い複数の第1の透過性リブ12のアレイを有する透過性基板11を提供する段階の側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法又は第2の方法に適用可能な第2の段階、つまり、基板11及び複数の第1の透過性リブ12を第1のコーティング123でコンフォーマルコーティングするとともに、複数の第1の透過性リブ12の間に固形物のない複数の第1の間隙117を維持する段階の側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法又は第2の方法に適用可能な第3の段階、つまり、第1のコーティング123をエッチングして、複数の水平部分121を取り除き、複数の第1の透過性リブ12の複数の側12sに沿って鉛直の複数の第1のワイヤ13を残し、第1の透過性リブ12をはさむ複数の第1のワイヤ13の組をそれぞれが有する複数の第1のリブグループ14を形成する段階の側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法又は第2の方法における、第4及び/又は第5の段階、つまり、複数の第1の間隙117及び複数の第1のリブグループ14の上方を、第1の誘電体材料16で埋め戻し、複数の第1のリブグループ14の上方に十分に平坦で平面状の上端面16tを形成する段階に関する側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法又は第2の方法における、第4及び/又は第5の段階、つまり、第1の誘電体材料16をエッチングして、1つの第1の間隙117中の第1の誘電体リブ16aが隣接する第1の間隙117中の第1の誘電体リブから分離した状態で、分離した複数の第1の誘電体リブ16aを形成し、複数の第1のリブグループ14及び複数の第1の誘電体リブの上方に十分に平坦な平面状の上端面16tを形成する段階に関する側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法又は第2の方法に適用可能な第4及び/又は第5の段階、つまり、複数の第1のリブグループ14及び複数の第1の誘電体リブ16aの上に透過性誘電体層16cを設けて、透過性誘電体層16cの材料で、十分に平坦な平面状の上端面16tを形成する段階に関する側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法の第6の段階、つまり、第1の誘電体材料16の上端面16tの上に、連続薄膜の上層材料175を設ける段階の側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第1の方法の第7の段階、つまり、連続薄膜の上層材料175をエッチングして、上端面16tの上に配置された互いに平行な細長い複数の第2のワイヤ15のアレイを形成する段階の側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第2の方法の第6の段階、つまり、上端面16tをエッチングして、互いに平行な細長い複数の第2の透過性リブ82のアレイを形成する段階の側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第2の方法の第7の段階、つまり、複数の第2の透過性リブ82を第2のコーティング203でコンフォーマルコーティングするとともに、複数の第2の透過性リブ82の間に、固形物のない複数の第2の間隙17を維持する段階の側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第2の方法の第8の段階、つまり、第2のコーティング203をエッチングして、複数の水平部分201を取り除き、複数の第2の透過性リブ82の複数の側82sに沿って鉛直の複数の第2のワイヤ15を残し、第2の透過性リブ82をはさむ複数の第2のワイヤ15の組をそれぞれが有する複数の第2のリブグループ84を形成する段階の側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第2の方法の第9の段階、つまり、複数の第2の間隙17を第2の誘電体材料66で埋め戻し、また複数の第2のリブグループ84の上方に第2の誘電体材料66を延在させる段階の側断面概略図である。
本発明の一実施形態に従うワイヤグリッド偏光子を作成するための第2の方法の第10の段階、つまり、第2の誘電体材料66をエッチングして、1つの第2の間隙17中の第2の誘電体リブ66aが隣接する第2の間隙17中の第2の誘電体リブ66aから分離した状態で、分離した複数の第2の誘電体リブ66aを形成する段階の側断面概略図である。
参照番号
11:基板
12:第1の透過性リブ
12s:第1の透過性リブの側
13:第1のワイヤ
14:第1のリブグループ
15:第2のワイヤ
16:第1の誘電体材料
16a:第1の誘電体リブ
16b:第1の誘電体上層
16c:透過性誘電体層
16t:上端面
17:第2の間隙
43:吸収性ワイヤ
45:反射性ワイヤ
66:第2の誘電体材料
66a:第2の誘電体リブ
66b:第2の誘電体上層
82:第2の透過性リブ
82s:第2の透過性リブの側
84:第2のリブグループ
117:第1の間隙
121:第1のコーティングの水平部分
123:第1のコーティング
175:上層材料
201:第2のコーティングの水平部分
203:第2のコーティング
12:第1の透過性リブのピッチ
13:第1のワイヤのピッチ
15:第2のワイヤのピッチ
82:第2の透過性リブのピッチ
Th1:第1のワイヤの厚さ
Th2:第2のワイヤの厚さ
W13:第1のワイヤの幅
W15:第2のワイヤの幅
W123:第1のコーティングの幅
W203:第2のコーティングの幅
定義
複数の光学構造に用いられる多くの材料は、ある程度の光を吸収し、ある程度の光を反射し、またある程度の光を透過する。以下の複数の定義は、主に吸収性、主に反射性、又は主に透過性を有する複数の材料又は複数の構造の間を区別することが意図されている。
1.本明細書に用いられたように、「吸収性」という用語は、対象波長の光を十分に吸収することを意味する。
(a)材料が「吸収性」を有するか否かは、偏光子に用いられる他の複数の材料と相対的である。従って、吸収性構造は、反射性構造又は透過性構造よりも十分に吸収する。
(b)材料が「吸収性」を有するか否かは、対象波長に依存する。材料は、1つの波長範囲において吸収性を有し得るが、別の波長範囲においては吸収性を有しないことがある。
(c)1つの態様において、吸収性構造は、40%を上回る対象波長の光を吸収し、60%を下回る対象波長の光を反射し得る(吸収構造は光学的に厚いフィルム、すなわち表皮の厚さより厚いと仮定する)。
2.本明細書に用いられたように、「反射性」という用語は、対象波長において十分に光を反射することを意味する。
(a)材料が「反射性」を有するか否かは、偏光子に用いられる他の複数の材料と相対的である。従って、反射性構造は、吸収性構造又は透過性構造よりも十分に反射する。
(b)材料が「反射性」を有するか否かは、対象波長に依存する。材料は、1つの波長範囲において反射性を有し得るが、別の波長範囲においては反射性を有しないことがある。いくつかの波長範囲では、複数の高反射性材料が効果的に利用され得る。他の複数の波長範囲、特に、材料劣化が生じる可能性がより高い低波長側では、材料の選択がより限られるので、光学設計者は、所望するより低い反射率の材料を受け入れる必要があり得る。
(c)1つの態様において、反射性構造は、80%を上回る対象波長の光を反射し、20%を下回る対象波長の光を吸収し得る(反射性構造は光学的に厚いフィルム、すなわち表皮の厚さより厚いと仮定する)。
3.本明細書に用いられたように、「透過性」という用語は、対象波長の光に対して十分に透過性を有することを意味する。
(a)材料が「透過性」を有する否かは、偏光子に用いられる他の複数の材料と相対的である。従って、透過性構造は、吸収性構造又は反射性構造よりも十分に透過する。
(b)材料が「透過性」を有するか否かは、対象波長に依存する。材料は、1つの波長範囲において透過性を有し得るが、別の波長範囲においては透過性を有しないことがある。
(c)1つの態様において、透過性構造は、90%を上回る対象波長の光を透過し、10%を下回る対象波長の光を吸収し得る。
4.これらの定義に用いられたように、「材料」という用語は、特定の構造の全体的な材料を指す。従って、「吸収性」の構造は、材料が反射性又は透過性の成分をいくらか含み得るとしても、全体として十分に吸収性を有する材料で作成される。従って、例えば、光を十分に吸収するように、十分な量の吸収性材料で作成されたリブは、その中に埋め込まれた反射性又は透過性の材料をいくらか含んでいるとしても、吸収性リブである。
5.本明細書に用いられたように、「光」という用語は、X線、紫外線、可視光線、及び/又は赤外線、又は電磁スペクトルの他の複数の領域における、光又は電磁放射を意味する。
図1に例示されたように、ワイヤグリッド偏光子10が示され、基板11の上に配置された、互いに平行な細長い複数の第1のリブグループ14のアレイを有する透過性基板11を備える。それぞれの第1のリブグループ14は、中央の第1の透過性リブ12と、第1の透過性リブ12のそれぞれの側に沿って配置された第1のワイヤ13を含む複数の第1のワイヤ13の組とを有し得る。複数の第1のワイヤ13のそれぞれの組は、これらの間にはさまれた中央の第1の透過性リブ12に直接接触する。または、複数の第1のワイヤ13のそれぞれの組と、中央の第1の透過性リブ12との間に配置された別の材料があってもよい。
第1の誘電体材料16は、それぞれの第1のリブグループ14と、隣接する第1のリブグループ14との間の複数の第1の間隙117(図11〜図13を参照)を十分に充填し得る。第1の誘電体材料16の全て又は複数の部分は、透過性を有し得る。互いに平行な細長い複数の第2のワイヤ15のアレイは、複数の第1のリブグループ14及び第1の誘電体材料16の上に配置され得る。複数の第2のワイヤ15の間に、互いに平行な細長い複数の第2の間隙17が存在し得る。複数の第2の間隙17は、複数の第2のワイヤ15のそれぞれの側15sに接して配置され得る。複数の第2の間隙17は、それぞれの側15sに接して、第2のワイヤ15を隣接する複数の第2のワイヤ15から分離し得る。複数の第2の間隙17は、固形物のない状態であり得て、空気又は真空で充填され得る。代わりに、図6〜図7のワイヤグリッド偏光子60及び70を参照して以下で論じられるように、別の材料が複数の第2の間隙17を充填し得る。
複数の第1の透過性リブ12は、基板11をエッチングして複数の第1の透過性リブ12を形成することによって、基板11と同じ材料と一体になり得て、基板11と同じ材料で形成され得る。代わりに、例えば、基板11上に透過性層を堆積し、次にエッチングして複数の第1の透過性リブ12を形成するなどによって、複数の第1の透過性リブ12が基板11の上端の上に形成され得る。いずれの場合でも、複数の第1の透過性リブ12は、例えば、レジストをパターニングしてエッチングするなどの標準的なリソグラフィ技術によって、形成され得る。
ピッチP13が非常に小さい、又は隣接する複数の第1のワイヤ13間の距離が非常に短いことが有益であり得る。複数の第1の透過性リブ12のピッチP12は、現在のリソグラフィ技術によって制限され得るが、本発明は、2つの第1のワイヤ13を第1の透過性リブ12毎に作成し、また複数の第1のワイヤのピッチP13を、複数の第1の透過性リブ12のピッチP12と比較して実質的に約半分に区切る方法を説明する。複数の第1の透過性リブ12のピッチP12は、例えば1つの態様では200ナノメートル未満、別の態様では150ナノメートル未満、又は別の態様では110ナノメートル未満であり得るが複数の第1のワイヤ13のピッチP13は、これらの数値の約半分になり得る。
本明細書に説明されたワイヤグリッド偏光子は、比較的高アスペクト比(第1のワイヤの厚さTh1を第1のワイヤの幅W13で割った値)の第1のワイヤ13で作成され得る。モデリングによって、アスペクト比が8〜60の第1のワイヤ13で良好な偏光特性が示された。モデリングによって、幅Wが5〜20nm、厚さTh1が150〜300nmの第1のワイヤ13で、可視スペクトルにおいて良好な偏光特性が示された。複数の第1のワイヤ13は、複数の透過性リブのそれぞれの側12sに沿って、実質的に、複数の透過性リブの下端から、複数の透過性リブの上端に延在し得る。
第2のワイヤ15は、上端面16tの上に、又は上端面16tに直接配置され得る。図1及び図3に示されたように、上端面16tは、第1の誘電体材料16のみであり得る、又は図2に示されように、上端面16tは、複数の第1のリブグループ14の上端、及び第1の誘電体材料16の複数の第1の誘電体リブ16aの上端であり得る。
図1のワイヤグリッド偏光子10に示されたように、第1の誘電体材料16は、複数の第1の間隙117から、複数の第1のリブグループ14の上端の上方及び上に延在し得る。従って、第1の誘電体材料16は、複数の第1のリブグループ14と、複数の第1のリブグループ14の上方の第1の誘電体上層16bとの間に、複数の第1の誘電体リブ16aを含み得る。第1の誘電体材料16は、十分に平坦な平面状の上端面16tを有し得る。複数の第2のワイヤ15は、上端面16t上に配置され得る。
第1の誘電体上層16bは、複数の第2のワイヤ15を形成する前に、エッチングされ得て、複数の第1のリブグループ14の上端までエッチングされ得る。次に、複数の第2のワイヤ15が、複数の第1のリブグループ14の上端、及び複数の第1の誘電体リブ16aの上端を有する上端面16t上に形成され得る。従って、図2のワイヤグリッド偏光子20に示されたように、1つの第1の間隙117中の第1の誘電体リブ16aを隣接する第1の間隙117中の第1の誘電体リブ16aから分離した状態で、第1の誘電体材料16は、分離した複数の第1の誘電体リブ16aを形成し得る。「分離」とは、それぞれの第1の誘電体リブ16aが、同じ材料によって、隣接する第1の誘電体リブ16aに結合されていないことを意味する。
また、複数の第1の誘電体リブ16aは、1つの第1の間隙117中の第1の誘電体リブ16aを隣接する第1の間隙中の第1の誘電体リブ16aから分離している状態で、図3のワイヤグリッド偏光子30において互いに分離している。ワイヤグリッド偏光子20と30との間の差は、偏光子30において、透過性誘電体層16cが、(i)複数の第1のリブグループ14の上端、及び複数の第1の誘電体リブ16aの上端と、(ii)複数の第2のワイヤ15の下端との間に配置されていることである。透過性誘電体層16cは、十分に平坦な平面状の上端面16tを有し得る。
ワイヤグリッド偏光子30を作成すべく、複数の第2のワイヤ15を形成する前に、第1の誘電体上層16bがエッチングされ得て、複数の第1のリブグループ14の上端までエッチングされ得る。次に、例えば化学的気相成長、物理的気相成長、又はスピンオンなどによって、透過性誘電体層16cが設けられる。次に、複数の第2のワイヤ15が、透過性誘電体層16cの上端面16t上に形成され得る。
透過性誘電体層16cは、いくつかの設計において、光学特性の変更又は構造的強度の増強を要求され得る。透過性誘電体層16cの厚さは、最適な光学特性に合わせて調節され得る。
偏光子10、20、又は30の選択は、例えば波長範囲に対する所要のTp、Ts、Rs、用いられる複数の材料、複数の耐久性要件、及び製造コストなど、全体的な性能要件に基づいて成される。偏光子10は、偏光子20及び30を作成するのに要求されるよりも、製造工程が少ないという利点を有し得る。偏光子20及び30は、互いに分離した複数の第1の誘電体リブ16aを有するという利点を有し得る。複数の第1の誘電体リブ16aのそのような分離で、これらリブは偏光に影響を及ぼし得る。例えば、複数の第1の誘電体リブ16aは吸収性を有し得て、1つの光の偏光を選択的に吸収すべく、用いられ得る。
複数の第1のワイヤ13又は複数の第2のワイヤ15は、吸収性(複数の吸収性ワイヤ43)を有し得て、複数の第1のワイヤ13又は複数の第2のワイヤ15の他方は、反射性(複数の反射性ワイヤ45)を有し得る。複数の反射性ワイヤ45は、入射光の偏光を生じさせ得て、複数の吸収性ワイヤは、入射光の1つの偏光の反射よりはむしろ吸収を生じさせる(従って選択的に吸収)。
図4のワイヤグリッド偏光子40に示されたように、複数の第1のワイヤ13は複数の吸収性ワイヤ43であり得て、複数の第2のワイヤ15は複数の反射性ワイヤ45であり得る。図5のワイヤグリッド偏光子50に示されたように、複数の第1のワイヤ13は複数の反射性ワイヤ45であり得て、複数の第2のワイヤ15は複数の吸収性ワイヤ43であり得る。複数の第1のワイヤ13又は複数の第2のワイヤ15が、複数の反射性ワイヤ45又は複数の吸収性ワイヤ43か否かは、複数の反射性ワイヤ45及び複数の吸収性ワイヤ43の所望のピッチ、入射光の方向、及び全体的な構成材料などの要因に依存し得る。
図6のワイヤグリッド偏光子60に示されたように、第2の誘電体材料66は、複数の第2のワイヤ15の間の複数の間隙17(図1〜図5を参照)を十分に充填し、複数の第2の誘電体リブ66aを形成し得る。第2の誘電体材料66は、複数の第2の間隙17から、複数の第2のワイヤ15の上端の上方及び上に延在し得る。従って、第2の誘電体材料66は、複数の第2の誘電体リブ66a、及び複数の第2のワイヤ15の上方にある複数の第2の誘電体上層66bを含む。図7のワイヤグリッド偏光子70に示されたように、第2の誘電体材料66は、複数の第2のワイヤ15の上端までエッチングされ、従って、1つの間隙17を充填する第2の誘電体リブ66aを隣接する間隙17を充填する第2の誘電体リブ66aから分離した状態で、分離した複数の第2の誘電体リブ66aを形成し得る。
偏光子60又は70の選択は、製造コスト検討、耐久性、及び1つの第2の誘電体リブ66aを別の第2の誘電体リブ66aから分離する必要性があるか否かに依存し得る。偏光子60において、複数の第2のワイヤ15は完全に埋め込まれ、この状態は、複数の第2のワイヤ15が腐食する懸念がある場合には、有益であり得る。偏光子70において、複数の第2の誘電体リブ66aは互いに分離され、この状態は、複数の第2の誘電体リブ66aが、異なる複数の偏光状態を分離するため、又は1つの偏光状態を吸収するために用いられ場合には、有益であり得る。例えば、複数の第2のワイヤ15又は複数の第2の誘電体リブ66aのうち一方が複数の反射構造、他方が複数の吸収構造であり得る。
図8〜図10の偏光子80、90、及び100に示されたように、複数の第2のワイヤ15は、互いに平行な細長い複数の第2のリブグループ84のアレイの一部であり得る。それぞれの第2のリブグループ84は、中央の第2の透過性リブ82、及び複数の第2のワイヤ15の組を有する。第2のワイヤ15は、第2の透過性リブ82のそれぞれの側に沿って配置され得る。それぞれの第2のリブグループ84と、隣接する第2のリブグループ84との間には、複数の第2の間隙17が存在する。複数の第2のワイヤ15は、実質的に複数の第2の透過性リブ82の下端から、複数の第2の透過性リブ82の上端まで、複数の第2の透過性リブ82のそれぞれの側に沿って延在し得る。複数の第2の透過性リブ82は、第1の誘電体材料16をエッチングすることによって、又は第1の誘電体材料16の上に配置された薄膜をエッチングすることによって、上端面16tに形成され得る。偏光子80、90、及び100において、第1の誘電体材料16は、上記の偏光子10、20、及び30に対する第1の誘電体材料16の説明と類似した単層又は多層であり得る。
偏光子80、90、及び100において、複数の第1のワイヤ13又は複数の第2のワイヤ15は吸収性を、他方は反射性を有し得る。従って、偏光子40及び50の説明は、偏光子80、90、及び100にも適用可能である。
図9〜図10に示されたように、第2の誘電体材料66は、それぞれの第2のリブグループ84と、隣接する第2のリブグループ84との間の複数の第2の間隙17(図8を参照)を十分に充填し得る。図9のワイヤグリッド偏光子90に示されたように、第2の誘電体材料66は、複数の第2の間隙17から、複数の第2のリブグループ84の上端の上方及び上に延在し得る。従って、第2の誘電体材料66は、複数の第2のリブグループ84と、複数の第2のリブグループ84の上方の第2の誘電体上層66bとの間に、複数の第2の誘電体リブ66aを含み得る。第2の誘電体材料66は、単層かつ単一の材料であり得るか、又は第2の誘電体材料66は、多層かつ複数の異なる材料から成る複数の層であり得る。
第2の誘電体上層66bは、複数の第2のリブグループ84の上端までエッチングされ得る。従って、図10のワイヤグリッド偏光子100に示されたように、第2の誘電体材料66は、1つの第2の間隙17中の第2の誘電体リブ66aを隣接する第2の間隙17中の第2の誘電体リブ66aから分離した状態で、分離した複数の第2の誘電体リブ66aを形成し得る。「分離」とは、それぞれの第2の誘電体リブ66aが、同じ材料によって、隣接する第2の誘電体リブ66aに結合されていないことを意味する。分離した複数の第2の誘電体リブ66aを有することで、そのような複数のリブが、偏光機能を有することが可能になり得る。例えば、複数の第2の誘電体リブ66aは、それが反射性を有する場合には、光を異なる複数の偏光状態に分離し、吸収性を有する場合には、1つの偏光状態を選択的に吸収し、又は透過性材料で作成されている場合には、複屈折の透過性薄膜として作用し得る。
偏光子80、90、又は100の選択は、製造コスト検討、複数の耐久性要件、及び1つの第2の誘電体リブ66aを別の第2の誘電体リブ66aから分離する必要性があるか否かに依存し得る。偏光子80は、(1)偏光子90及び100より製造工程が少なくとも1つ少ない、及び(2)いくつかの設計において、複数の第2の間隙17中の空気がTpを改善し得る、という利点を有する。偏光子90及び100は、偏光子80より良好な耐久性を有し得る。偏光子90において、複数の第2のワイヤ15は完全に埋め込まれ、この状態は、複数の第2のワイヤ15が腐食する懸念がある場合には、有益であり得る。偏光子100において、複数の第2のワイヤ15はほとんど埋め込まれ、環境があまり腐食性でない場合には、この状態は十分な腐食防止になり得る。偏光子100において、複数の第2の誘電体リブ66aは互いに分離され、この状態は、複数の第2の誘電体リブ66aが、異なる複数の偏光状態を分離するため、又は1つの偏光状態を吸収するために用いられ場合には、有益であり得る。例えば、複数の第2のワイヤ15又は複数の第2の誘電体リブ66aのうち一方が反射性を有し、他方が吸収性を有し得る。
複数の第2の透過性リブ82は、例えば、レジストをパターニングしてエッチングするなどの標準的なリソグラフィ技術によって、形成され得る。ピッチP15が非常に小さい、又は隣接する複数の第2のワイヤ15間の距離が非常に短いことが有益であり得る。複数の第2の透過性リブ82のピッチP82は、現在の技術によって制限され得るが、本発明は、2つの第2のワイヤ15を第2の透過性リブ82毎に作成し、また複数の第2のワイヤのピッチP15を、複数の第2の透過性リブ82のピッチP82と比較して、実質的に約半分に区切る方法を説明する。複数の第2の透過性リブ82のピッチP82は、例えば1つの態様では200ナノメートル未満、別の態様では150ナノメートル未満、又は別の態様では110ナノメートル未満であり得るが、複数の第2のワイヤ15のピッチP15は、これらの数値の約半分になり得る。
ワイヤグリッド偏光子80、90、100は、比較的高アスペクト比(第2のワイヤの厚さTh2を第2のワイヤの幅W15で割った値)の第2のワイヤ15で作成され得る。モデリングによって、アスペクト比が8〜60の第2のワイヤ15で良好な偏光特性が示された。モデリングによって、幅Wが5〜20nm、厚さTh2が150〜300nmの第2のワイヤ15で、可視スペクトルにおいて良好な偏光特性が示された。
第1の方法(図11〜図18、及び図6〜図7)
ワイヤグリッド偏光子を作成する第1の方法は、次の複数の段階のいくつか、又は全てを備え得る。複数の段階は、示された順序で実行され得る。
1.基板11の上に配置された、互いに平行な細長い複数の第1の透過性リブ12で作られたアレイを有する、透過性基板11を提供する段階。複数の第1の透過性リブ12の間に、互いに平行な細長い、固形物のない複数の第1の間隙117のアレイが存在し得る。図11を参照。
2.基板11及び複数の第1の透過性リブ12を第1のコーティング123でコンフォーマルコーティングするとともに、複数の第1の透過性リブ12の間に、固形物のない複数の第1の間隙117を維持する段階。コンフォーマルコーティングは、原子層堆積法又は他のコンフォーマルコーティング法によって、成され得る。第1のコーティング123の幅W123は、複数の第1のワイヤ13の幅W13にほぼ等しくなり得る。図1及び図12を参照。
3.第1のコーティング123をエッチングして、複数の水平部分121を取り除き、複数の第1の透過性リブ12の複数の側に沿って、鉛直の複数の第1のワイヤ13を残し、第1の透過性リブ12をはさむ複数の第1のワイヤ13の組をそれぞれが有する複数の第1のリブグループ14を形成する段階。エッチングは、複数の水平部分121を優先的に取り除くとともに、鉛直な複数の第1のワイヤ13を残す、異方性エッチングであり得る。図12〜図13を参照。
4.複数の第1の間隙117、及び複数の第1のリブグループ14の上方を、第1の誘電体材料16で埋め戻す段階。埋め戻しは、液体材料(例えば、スピンオンガラス)を回転塗布し、次に、複数の揮発性化学物質を放出させ、また硬化させるべく焼成することを含む、様々な方法で成され得る。埋め戻しは、原子層堆積によって成され得る。図14を参照。
5.複数の第1のリブグループ14の上方に、十分に平坦な平面状の上端面16tを形成する段階。本上端面16tの形成は、以下を含む様々な方法によって成され得る。
(a)第1の誘電体材料16は、図14に示されたように、十分に平坦な平面状の上端面16tを形成し得る。従って、本形成は、段階4のプロセス完了である。
(b)材料の追加層が、第1の誘電体材料の上端に追加され得て、本追加層の上端面は、上端面16tを形成し得る。
(c)第1の誘電体材料16をエッチングして、分離した複数の第1の誘電体リブ16aを形成する。十分に平坦な平面状の上端面16tは、複数のリブグループ14の上端、及び複数の第1の誘電体リブ16aの上端を有し得る。図15を参照。
(d)第1の誘電体材料16をエッチングして、分離した複数の第1の誘電体リブ16aを形成する。複数の第1のリブグループ14及び複数の第1の誘電体リブ12の上に、入射光に対して十分に透過性である透過性誘電体層16cを設けて、十分に平坦な平面状の上端面16tを、透過性誘電体層16cの材料で形成する。図16を参照。
6.上端面16tの上に、連続薄膜の上層材料175を設ける段階。図17を参照。
7.薄膜の上層材料175をエッチングして、第1の誘電体材料16の上端面16tの上に配置された互いに平行な細長い複数の第2のワイヤ15のアレイと、複数の第2のワイヤ15の間に固形物のない複数の第2の間隙17とを形成する段階。図18を参照。
8.複数の第2の間隙17及び複数の第2のワイヤ15の上方を、第2の誘電体材料66で埋め戻す段階。埋め戻しは、上記の段階4で説明されたように、成され得る。図6を参照。
9.第2の誘電体材料66をエッチングして、分離した複数の第2の誘電体リブ66aを形成する段階。図7を参照。
第1のコーティング123及び複数の第1のワイヤ13、又は、薄膜の上層材料175及び複数の第2のワイヤ15は、吸収性を有し得て、他方は反射性を有し得る。
第2の方法(図11〜図16、及び図19〜図23)
ワイヤグリッド偏光子を作成する第2の方法は、次の複数の段階のいくつか、又は全てを備え得る。複数の段階は、示された順序で実行され得る。
段階1〜4は、上記の第1の方法に基づく。
5.複数の第1のリブグループ14の上方に、十分に平坦な平面状の上端面16tを形成する段階。本上端面16tの形成は、以下を含む様々な方法によって成され得る。
(a)第1の誘電体材料16は、図14に示されたように、十分に平坦な平面状の上端面16tを形成し得る。従って、本形成は、段階4のプロセス完了である。
(b)材料の追加層が、第1の誘電体材料16の上端に追加され得る。本追加層の上端面は、上端面16tを形成し得る。
(c)第1の誘電体材料16をエッチングして、分離した複数の第1の誘電体リブ16aを形成する。複数の第1のリブグループ14及び複数の第1の誘電体リブ12の上に、入射光に対して十分に透過性を有する透過性誘電体層16cを設けて、十分に平坦な平面状の上端面16tを、透過性誘電体層16cの材料で形成する。図16を参照。
6.上端面16tをエッチングして、互いに平行な細長い複数の第2の透過性リブ82のアレイを形成する段階。複数の第2の透過性リブ82は、入射光に対して十分に透過性を有し得る。図19を参照。図19〜図23は、第1の誘電体材料16の中での複数の第2の透過性リブ82の形成を示すが、段階5に示されたように、複数の第2の透過性リブ82は、第1の誘電体材料16の上方の別の材料の中に形成される場合があることに留意されたい。
7.複数の第2の透過性リブ82を第2のコーティング203でコンフォーマルコーティングするとともに、複数の第2の透過性リブ82の間に、固形物のない複数の第2の間隙17を維持する段階。第2のコーティング203の幅W203は、複数の第2のワイヤ15の幅W15にほぼ等しくなり得る。図8及び図20を参照。
8.第2のコーティング203をエッチングして、複数の水平部分201を取り除き、複数の第2の透過性リブ82の複数の側に沿って、鉛直の複数の第2のワイヤ15を残し、第2の透過性リブ82をはさむ複数の第2のワイヤ15の組をそれぞれが有する複数の第2のリブグループ84を形成する段階。図20〜図21を参照。
9.複数の第2の間隙17を十分に充填し、複数の第2のリブグループ84の上方に延在する第2の誘電体材料66で、複数の第2の間隙17を埋め戻す段階。図22を参照。
10.第2の誘電体材料66をエッチングして、1つの第2の間隙17中の第2の誘電体リブ66aを隣接する第2の間隙17中の第2の誘電体リブ66aから分離した状態で、分離した複数の第2の誘電体リブ66aを形成する段階。図23を参照。
第1のコーティング123及び複数の第1のワイヤ13、又は、第2のコーティング203及び複数の第2のワイヤ15は、吸収性を有し得て、他方は反射性を有し得る。
全ての実施形態の一般的な情報
2011年12月15日に出願された米国特許出願第13/326,566号、米国特許第7,570,424号、及び同第7,961,393号は、それらの全体を参照によって本明細書に組み込まれたものとし、本明細書に説明された様々な偏光子構造及び方法のための、可能性のある複数の基板11材料、複数の誘電体材料、複数の吸収性材料、及び複数の偏光用材料(すなわち、複数の反射性材料)に関する複数の例を提供する。例えば、複数の反射性ワイヤ45の材料としてアルミニウムが用いられ、可視光を偏光し得る。また吸収性ワイヤ43の材料としてシリコンが用いられ、可視光の1つの偏光を選択的に吸収し得る。材料の選択は、所望する偏光の波長範囲、全体的な偏光子構造、複数の耐久性要件、及び複数の性能要件に依存する。
材料の光との相互作用(すなわち、材料が主に吸収性、反射性、又は透過性を有するか否か)は、材料中の複数の要素だけでなく、結晶構造及び化学量論組成にも依存することに留意されたい。複数の偏光子に使用する複数の異なる材料に関するこれらの特性は、米国特許第7,570,424号、及び同第7,961,393に、詳しく論じられている。
複数の第1のワイヤ13及び複数の第2のワイヤ15は、本明細書説明された複数の実施形態のいくつかにおいて、部分的又は完全に埋め込まれる。ワイヤグリッド偏光子の複数のワイヤを埋め込むことは、ワイヤグリッド偏光子の耐久性を高め得るが、いくつか偏光設計において、複数のワイヤを埋め込むことは、特にp偏光の透過を減少させる(Tpを減少させる)ことによって、ワイヤグリッド偏光子性能に悪影響を及ぼすこともあり得る。従って、埋め込まれた複数のワイヤグリッド偏光子は、例えば、複数のコンピュータプロジェクタ、又は半導体解析機器など、高い偏光子性能を必要とする複数の用途では、実際には実装されないことが多かった。本明細書に示され、とりわけ適切なアスペクト比と組み合わされた複数の特定の設計は、複数のワイヤが部分的又は完全に埋め込まれているが、良好なワイヤグリッド偏光子性能を提供し得ることが、モデリングによって示された。
本明細書に説明された複数の偏光子、及び本明細書に説明された複数の方法で作成された複数の偏光子で得られ得る偏光子性能の複数の例は、以下を含む。
1.単一波長の光において、1つの偏光(例えば、p偏光)の少なくとも90%を透過し、反対の偏光(例えば、s偏光)の少なくとも90%を吸収する。又は、
2.400〜700nmの全波長において、1つの偏光(例えば、p偏光)の少なくとも90%を透過し、反対の偏光(例えば、s偏光)の少なくとも80%を吸収する。
本明細書に説明された複数の偏光子、及び本明細書に説明された複数の方法で作成された複数の偏光子で得られ得る偏光子性能の複数の例は、以下を含む。 (1)単一波長の光において、1つの偏光(例えば、p偏光)の少なくとも90%を透過し、反対の偏光(例えば、s偏光)の少なくとも90%を吸収する。又は、 (2)400〜700nmの全波長において、1つの偏光(例えば、p偏光)の少なくとも90%を透過し、反対の偏光(例えば、s偏光)の少なくとも80%を吸収する。
(項目1)
(a)透過性基板と、
(b)上記透過性基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第1のリブグループのアレイであって、それぞれの第1のリブグループは、
(i)中央の第1の透過性リブと、
(ii)上記第1の透過性リブのそれぞれの側に沿って配置された第1のワイヤを含む複数の第1のワイヤの組とを有する、上記アレイと、
(c)それぞれの第1のリブグループと、隣接する第1のリブグループとの間の複数の第1の間隙を十分に充填する第1の誘電体材料と、
(d)上記複数の第1のリブグループと、上記第1の誘電体材料との上に配置された互いに平行な細長い複数の第2のワイヤのアレイとを備え、
(e)上記複数の第1のワイヤ又は上記複数の第2のワイヤは吸収性を有し、上記複数の第1のワイヤ又は上記複数の第2のワイヤの他方は反射性を有する、ワイヤグリッド偏光子。
(項目2)
上記複数の第2のワイヤは、互いに平行な細長い複数の第2のリブグループのアレイの一部であり、
それぞれの第2のリブグループは、
(a)中央の第2の透過性リブと、
(b)上記第2の透過性リブのそれぞれの側に沿って配置された第2のワイヤを含む、上記複数の第2のワイヤの組と、
(c)それぞれの第2のリブグループと隣接する第2のリブグループとの間の複数の第2の間隙とを有する、項目1に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目3)
上記複数の第2の間隙を十分に充填する第2の誘電体材料をさらに備える、項目2に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目4)
上記第2の誘電体材料は、上記複数の第1の間隙から、上記複数の第2のリブグループの上端の上方及び上に延在し、
上記第2の誘電体材料は、入射光に対して十分に透過性を有する、項目3に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目5)
(a)上記第1の誘電体材料は、上記複数の第1の間隙から、上記複数の第1のリブグループの上端の上方及び上に延在し、十分に平坦な平面状の上端面を有し、
(b)上記第1の誘電体材料は、入射光に対して十分に透過性を有し、
(c)上記複数の第2のワイヤは、上記第1の誘電体材料の上端面に配置される、項目1から4の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目6)
上記第1の誘電体材料は、1つの第1の間隙中の第1の誘電体リブを隣接する第1の間隙中の第1の誘電体リブから分離した状態で、分離した複数の第1の誘電体リブを形成する、項目1から5の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目7)
(a)上記複数の第1のワイヤは反射性を有し、上記複数の第2のワイヤは吸収性を有し、
(b)上記複数の第1の誘電体リブは吸収性を有し、
(c)十分に平坦な平面状の透過性誘電体層は、(i)上記複数の第1のリブグループの上端、及び上記複数の第1の誘電体リブの上端と、(ii)上記複数の第2のワイヤの下端との間に配置される、項目6に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目8)
上記複数の第1のワイヤは吸収性を有し、上記複数の第2のワイヤは反射性を有する、項目1から7の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目9)
上記複数の第1のワイヤは反射性を有し、上記複数の第2のワイヤは吸収性を有する、項目1から8の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目10)
複数の透過性リブのピッチは、150ナノメートル未満である、項目1から9の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目11)
単一波長の光において、1つの偏光の少なくとも90%を透過し、反対の偏光の少なくとも90%を吸収する、項目1から10の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目12)
400〜700nmの全ての光波長において、1つの偏光の少なくとも90%を透過し、反対の偏光の少なくとも80%を吸収する、項目1から11の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
(項目13)
ワイヤグリッド偏光子を作成する方法であって、
(a)透過性基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第1の透過性リブのアレイを有する、上記透過性基板を提供する段階と、
(b)上記透過性基板と上記複数の第1の透過性リブとを、第1のコーティングでコンフォーマルコーティングするとともに、上記複数の第1の透過性リブの間に、固形物のない複数の第1の間隙を維持する段階と、
(c)上記第1のコーティングをエッチングして、複数の水平部分を取り除き、上記複数の第1の透過性リブの複数の側に沿って、鉛直の複数の第1のワイヤを残し、第1の透過性リブをはさむ複数の第1のワイヤの組をそれぞれが有する複数の第1のリブグループを形成する段階と、
(d)上記複数の第1の間隙を、第1の誘電体材料で埋め戻す段階と、
(e)上記複数の第1のリブグループの上方に、十分に平坦な平面状の上端面を形成する段階と、
(f)上記上端面の上に、連続薄膜の上層材料を設ける段階と、
(g)上記薄膜の上層材料をエッチングして、上記第1の誘電体材料の上端面の上に配置された、互いに平行な細長い複数の第2のワイヤのアレイと、上記複数の第2のワイヤの間に固形物のない複数の第2の間隙とを形成する段階とを備え、
上記複数の第1のワイヤ又は上記複数の第2のワイヤは吸収性を有し、上記複数の第1のワイヤ又は上記複数の第2のワイヤの他方は反射性を有する、方法。
(項目14)
上記複数の第1の間隙を埋め戻し、十分に平坦な平面状の上端面を形成する段階は、
(a)上記複数の第1のリブグループの上方を、上記第1の誘電体材料で埋め戻す段階であって、上記第1の誘電体材料は、入射光に対して十分に吸収性を有し、上記複数の第1のワイヤは反射性を有する、埋め戻す段階と、
(b)上記第1の誘電体材料をエッチングして、1つの第1の間隙中の第1の誘電体リブを隣接する第1の間隙中の第1の誘電体リブから分離した状態で、分離した複数の第1の誘電体リブを形成する段階と、
(c)上記複数の第1のリブグループ及び上記複数の第1の誘電体リブの上に、透過性誘電体層を設けて、十分に平坦な平面状の上記上端面を、上記透過性誘電体層の材料で形成する段階とをさらに含む、項目13に記載の方法。
(項目15)
上記複数の第1の間隙を埋め戻し、十分に平坦な平面状の上端面を形成する段階は、上記複数の第1のリブグループの上方を、上記第1の誘電体材料で埋め戻し、十分に平坦な平面状の上記上端面を、上記第1の誘電体材料の材料で形成する段階をさらに含む、項目13又は14に記載の方法。
(項目16)
上記複数の第2の間隙を、第2の誘電体材料で埋め戻す段階をさらに備える、項目13から15の何れか一項に記載の方法。
(項目17)
上記複数の第2の間隙を埋め戻す段階は、上記複数の第2のワイヤの上方を、第2の誘電体材料で埋め戻す段階をさらに有する、項目13から16の何れか一項に記載の方法。
(項目18)
ワイヤグリッド偏光子を作成する方法であって、
(a)透過性基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第1の透過性リブのアレイを有する、上記透過性基板を提供する段階と、
(b)上記透過性基板と上記複数の第1の透過性リブとを、第1のコーティングでコンフォーマルコーティングするとともに、上記複数の第1の透過性リブの間に、固形物のない複数の第1の間隙を維持する段階と、
(c)上記第1のコーティングをエッチングして、複数の水平部分を取り除き、上記複数の第1の透過性リブの複数の側に沿って、鉛直の複数の第1のワイヤを残し、第1の透過性リブをはさむ上記複数の第1のワイヤの組をそれぞれが有する複数の第1のリブグループを形成する段階と、
(d)上記複数の第1の間隙を、第1の誘電体材料で埋め戻す段階と、
(e)上記複数の第1のリブグループの上方に、十分に平坦な平面状の上端面を形成する段階と、
(f)上記上端面をエッチングして、互いに平行な細長い複数の第2の透過性リブのアレイを形成する段階と、
(g)上記複数の第2の透過性リブを、第2のコーティングでコンフォーマルコーティングするとともに、上記複数の第2の透過性リブの間に、固形物のない複数の第2の間隙を維持する段階と、
(h)上記第2のコーティングをエッチングして、複数の水平部分を取り除き、上記複数の第2の透過性リブの複数の側に沿って鉛直の複数の第2のワイヤを残して、第2の透過性リブをはさむ上記複数の第2のワイヤの組をそれぞれ有する複数の第2のリブグループを形成する段階とを備え、
上記複数の第1のワイヤ又は上記複数の第2のワイヤは吸収性を有し、上記複数の第1のワイヤ又は上記複数の第2のワイヤの他方は反射性を有する、方法。
(項目19)
上記複数の第2の間隙を十分に充填して、上記複数の第2のリブグループの上方に延在する第2の誘電体材料で、上記複数の第2の間隙を埋め戻す段階をさらに備える、項目18に記載の方法。
(項目20)
第2の誘電体材料をエッチングして、1つの第2の間隙中の第2の誘電体リブを隣接する第2の間隙中の第2の誘電体リブから分離した状態で、分離した複数の第2の誘電体リブを形成する段階をさらに備える、項目18又は19に記載の方法。



  1. (a)透過性基板と、
    (b)前記透過性基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第1のリブグループのアレイであって、それぞれの第1のリブグループは、
    (i)中央の第1の透過性リブと、
    (ii)前記第1の透過性リブのそれぞれの側に沿って配置された第1のワイヤを含む複数の第1のワイヤの組とを有する、前記アレイと、
    (c)それぞれの第1のリブグループと、隣接する第1のリブグループとの間の複数の第1の間隙を十分に充填する第1の誘電体材料と、
    (d)前記複数の第1のリブグループと、前記第1の誘電体材料との上に配置された互いに平行な細長い複数の第2のワイヤのアレイとを備え、
    (e)前記複数の第1のワイヤ又は前記複数の第2のワイヤは吸収性を有し、前記複数の第1のワイヤ又は前記複数の第2のワイヤの他方は反射性を有する、ワイヤグリッド偏光子。

  2. 前記複数の第2のワイヤは、互いに平行な細長い複数の第2のリブグループのアレイの一部であり、
    それぞれの第2のリブグループは、
    (a)中央の第2の透過性リブと、
    (b)前記第2の透過性リブのそれぞれの側に沿って配置された第2のワイヤを含む、前記複数の第2のワイヤの組と、
    (c)それぞれの第2のリブグループと隣接する第2のリブグループとの間の複数の第2の間隙とを有する、請求項1に記載のワイヤグリッド偏光子。

  3. 前記複数の第2の間隙を十分に充填する第2の誘電体材料をさらに備える、請求項2に記載のワイヤグリッド偏光子。

  4. 前記第2の誘電体材料は、前記複数の第1の間隙から、前記複数の第2のリブグループの上端の上方及び上に延在し、
    前記第2の誘電体材料は、入射光に対して十分に透過性を有する、請求項3に記載のワイヤグリッド偏光子。

  5. (a)前記第1の誘電体材料は、前記複数の第1の間隙から、前記複数の第1のリブグループの上端の上方及び上に延在し、十分に平坦な平面状の上端面を有し、
    (b)前記第1の誘電体材料は、入射光に対して十分に透過性を有し、
    (c)前記複数の第2のワイヤは、前記第1の誘電体材料の上端面に配置される、請求項1から4の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。

  6. 前記第1の誘電体材料は、1つの第1の間隙中の第1の誘電体リブを隣接する第1の間隙中の第1の誘電体リブから分離した状態で、分離した複数の第1の誘電体リブを形成する、請求項1から5の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。

  7. (a)前記複数の第1のワイヤは反射性を有し、前記複数の第2のワイヤは吸収性を有し、
    (b)前記複数の第1の誘電体リブは吸収性を有し、
    (c)十分に平坦な平面状の透過性誘電体層は、(i)前記複数の第1のリブグループの上端、及び前記複数の第1の誘電体リブの上端と、(ii)前記複数の第2のワイヤの下端との間に配置される、請求項6に記載のワイヤグリッド偏光子。

  8. 前記複数の第1のワイヤは吸収性を有し、前記複数の第2のワイヤは反射性を有する、請求項1から7の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。

  9. 前記複数の第1のワイヤは反射性を有し、前記複数の第2のワイヤは吸収性を有する、請求項1から8の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。

  10. 複数の透過性リブのピッチは、150ナノメートル未満である、請求項1から9の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。

  11. 単一波長の光において、1つの偏光の少なくとも90%を透過し、反対の偏光の少なくとも90%を吸収する、請求項1から10の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。

  12. 400〜700nmの全ての光波長において、1つの偏光の少なくとも90%を透過し、反対の偏光の少なくとも80%を吸収する、請求項1から11の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。

  13. ワイヤグリッド偏光子を作成する方法であって、
    (a)透過性基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第1の透過性リブのアレイを有する、前記透過性基板を提供する段階と、
    (b)前記透過性基板と前記複数の第1の透過性リブとを、第1のコーティングでコンフォーマルコーティングするとともに、前記複数の第1の透過性リブの間に、固形物のない複数の第1の間隙を維持する段階と、
    (c)前記第1のコーティングをエッチングして、複数の水平部分を取り除き、前記複数の第1の透過性リブの複数の側に沿って、鉛直の複数の第1のワイヤを残し、第1の透過性リブをはさむ複数の第1のワイヤの組をそれぞれが有する複数の第1のリブグループを形成する段階と、
    (d)前記複数の第1の間隙を、第1の誘電体材料で埋め戻す段階と、
    (e)前記複数の第1のリブグループの上方に、十分に平坦な平面状の上端面を形成する段階と、
    (f)前記上端面の上に、連続薄膜の上層材料を設ける段階と、
    (g)前記薄膜の上層材料をエッチングして、前記第1の誘電体材料の上端面の上に配置された、互いに平行な細長い複数の第2のワイヤのアレイと、前記複数の第2のワイヤの間に固形物のない複数の第2の間隙とを形成する段階とを備え、
    前記複数の第1のワイヤ又は前記複数の第2のワイヤは吸収性を有し、前記複数の第1のワイヤ又は前記複数の第2のワイヤの他方は反射性を有する、方法。

  14. 前記複数の第1の間隙を埋め戻し、十分に平坦な平面状の上端面を形成する段階は、
    (a)前記複数の第1のリブグループの上方を、前記第1の誘電体材料で埋め戻す段階であって、前記第1の誘電体材料は、入射光に対して十分に吸収性を有し、前記複数の第1のワイヤは反射性を有する、埋め戻す段階と、
    (b)前記第1の誘電体材料をエッチングして、1つの第1の間隙中の第1の誘電体リブを隣接する第1の間隙中の第1の誘電体リブから分離した状態で、分離した複数の第1の誘電体リブを形成する段階と、
    (c)前記複数の第1のリブグループ及び前記複数の第1の誘電体リブの上に、透過性誘電体層を設けて、十分に平坦な平面状の上記上端面を、前記透過性誘電体層の材料で形成する段階とをさらに含む、請求項13に記載の方法。

  15. 前記複数の第1の間隙を埋め戻し、十分に平坦な平面状の上端面を形成する段階は、前記複数の第1のリブグループの上方を、前記第1の誘電体材料で埋め戻し、十分に平坦な平面状の前記上端面を、前記第1の誘電体材料の材料で形成する段階をさらに含む、請求項13又は14に記載の方法。

  16. 前記複数の第2の間隙を、第2の誘電体材料で埋め戻す段階をさらに備える、請求項13から15の何れか一項に記載の方法。

  17. 前記複数の第2の間隙を埋め戻す段階は、前記複数の第2のワイヤの上方を、第2の誘電体材料で埋め戻す段階をさらに有する、請求項13から16の何れか一項に記載の方法。

  18. ワイヤグリッド偏光子を作成する方法であって、
    (a)透過性基板の上に配置された互いに平行な細長い複数の第1の透過性リブのアレイを有する、前記透過性基板を提供する段階と、
    (b)前記透過性基板と前記複数の第1の透過性リブとを、第1のコーティングでコンフォーマルコーティングするとともに、前記複数の第1の透過性リブの間に、固形物のない複数の第1の間隙を維持する段階と、
    (c)前記第1のコーティングをエッチングして、複数の水平部分を取り除き、前記複数の第1の透過性リブの複数の側に沿って、鉛直の複数の第1のワイヤを残し、第1の透過性リブをはさむ前記複数の第1のワイヤの組をそれぞれが有する複数の第1のリブグループを形成する段階と、
    (d)前記複数の第1の間隙を、第1の誘電体材料で埋め戻す段階と、
    (e)前記複数の第1のリブグループの上方に、十分に平坦な平面状の上端面を形成する段階と、
    (f)前記上端面をエッチングして、互いに平行な細長い複数の第2の透過性リブのアレイを形成する段階と、
    (g)前記複数の第2の透過性リブを、第2のコーティングでコンフォーマルコーティングするとともに、前記複数の第2の透過性リブの間に、固形物のない複数の第2の間隙を維持する段階と、
    (h)前記第2のコーティングをエッチングして、複数の水平部分を取り除き、前記複数の第2の透過性リブの複数の側に沿って鉛直の複数の第2のワイヤを残して、第2の透過性リブをはさむ前記複数の第2のワイヤの組をそれぞれ有する複数の第2のリブグループを形成する段階とを備え、
    前記複数の第1のワイヤ又は前記複数の第2のワイヤは吸収性を有し、前記複数の第1のワイヤ又は前記複数の第2のワイヤの他方は反射性を有する、方法。

  19. 前記複数の第2の間隙を十分に充填して、前記複数の第2のリブグループの上方に延在する第2の誘電体材料で、前記複数の第2の間隙を埋め戻す段階をさらに備える、請求項18に記載の方法。

  20. 第2の誘電体材料をエッチングして、1つの第2の間隙中の第2の誘電体リブを隣接する第2の間隙中の第2の誘電体リブから分離した状態で、分離した複数の第2の誘電体リブを形成する段階をさらに備える、請求項18又は19に記載の方法。

 

 

Patent trol of patentswamp
類似の特許
粘着剤組成物 // JP2016528339
本発明は、粘着剤組成物に係り、より詳しくは、25mm×100mm大きさの粘着剤付き偏光板をガラス基板に0.25MPaの圧力でラミネートしオートクレーブ処理を施して作製した試片を、万能引張試験機(UTM、Instron社製)にかけて剥離速度300mm/分、剥離角度180゜で粘着剤層を剥離り、このとき、23℃、50%RHの条件下で24時間放置後に剥離する初期粘着力(A)に対する、50℃、50%RHの条件下で48時間放置後に剥離する加温粘着力(B)の比(B/A)を2.0以下に維持することで、過酷条件(高温または高温・多湿)下での粘着耐久性に優れ、且つ高温または高温・多湿下でも粘着力が過度に増加することなく剥離の際に基材に粘着剤が残らない(リワーク性)粘着剤組成物に関する。
本発明は、特定の赤外線反射層を用いて構成することによって、従来よりも少ない層数であっても実効的な遮熱性能を実現できる赤外線反射フィルムを提供する。本発明の赤外線反射フィルムは、少なくとも2つの赤外線反射層を有し、該赤外線反射層のうち、少なくとも一つの赤外線反射層の中心反射波長が1200〜1300nmである。また、本発明の合わせガラスは、この赤外線反射フィルムを、2枚の中間膜に介挿し、それらを2枚のガラス間に貼り合わせてなる。
機能化層構造 // JP2016527567
本発明は、第1の単層又は多層機能性フィルム(2A、4)である第1要素と;第2の機能性フィルム(2B)及び基体光学要素(200、300)の中から選択された少なくとも1つの第2要素と;前記第1要素の少なくとも1つの表面及び前記第2要素の少なくとも1つの表面と接触した状態に置かれる、少なくとも1つの第1の感圧接着層(5A、5B、5)とを含む機能化層構造(2、3、20、30)に関する。本発明によれば、前記接着層と接触した状態に置かれるように意図された前記第1要素及び第2要素の表面は、乾燥時の剥離力と湿潤時の剥離力との間の低下が少なくとも35%以下(35%を含む)であるように、接触した状態に置かれる前に表面処理にかけられる。
本発明は、マルチブロック共重合体、粘着剤組成物、マルチブロック共重合体の製造方法、粘着型偏光板及び液晶表示装置に関する。本発明によるマルチブロック共重合体を含む粘着剤組成物は、温度及び/または湿度に関係なく優秀な耐久性を示すことができる。また、前記マルチブロック共重合体の製造方法は、2以上のハロゲン元素を含有する化合物を使用して簡単な工程で分子量が増大されて構造的に制御されたマルチブロック共重合体を製造することができるので、粘着樹脂に含まれる場合、樹脂内で凝集力が優れて、硬化時にネットワーク構造を形成することができ、粘着剤組成物に適用時に、温度及び湿度に関係なく耐久性が優秀なので光学部材に有用に適用することができる。
200〜1000の間の数平均分子量を有するカプロラクトンモノマーから誘導される1種類のポリオール化合物と、ポリイソシアネート化合物との組み合わせを含有するポリウレタン系接着剤。ポリカプロラクトンポリオールの官能価は1〜4の間である。本発明の別の態様は、偏光層状構造体と、偏光レンズと、ポリウレタン系接着剤を含むそれらすべての製造とを含む。本発明の接着剤は、層間剥離を回避し、例えば表面仕上げ又はエッジングプロセスの間などの水と接触する光学用途において有用である。
広帯域ミラー、偏光子、又はその他の反射体は、少なくとも1つのミクロ層積層体を含む。この積層体内のミクロ層が、光学的繰り返し単位に配置される。垂直入射などの設計入射角で、この積層体は1次反射帯域、2次反射帯域、及び任意追加的に3次反射帯域を提供する。2次反射帯域は、1次及び/又は3次反射帯域に重複するか又は実質的に重複して、単一の広い反射帯域を形成する。この広い反射帯域には、2次及び1次反射帯域が含まれるが3次反射帯域は含まれなくてもよく、又は、2次及び3次反射帯域が含まれるが1次反射帯域は含まれなくてもよく、あるいはこの広い反射帯域は、1次、2次、及び3次反射帯域、並びに更に高次の反射帯域を含んでもよい。この広い反射帯域は、可視光波長及び赤外線波長の少なくとも一部をカバーし得る。
本発明は、搭乗室又はファサードの一部を形成するグレージング上にリアルな像を表示するためのデバイスに関する。本発明によると、グレージングの一部分をスキャンする線源から放射される入射単色レーザービームに曝露されるグレージングユニットの面が反射防止コーティングを含んでおり、そしてこの積重体は2つのフィルムの積重体からなり、すなわち、ガラス基材側から順に、酸化亜鉛、酸化スズ、窒化ケイ素、スズ亜鉛酸化物又はケイ素ジルコニウム酸化物をベースとする材料で製作される第一のフィルム、及び酸化ケイ素をベースとする材料で製作される第二のフィルムの積重体からなり、前記フィルムのそれぞれの幾何学的厚さEp1及びEp2は、第一のフィルムについてはEp1=28+0.07(θ)〜0.007(θ)2 (1)に、第二のフィルムについてはEp2=83−0.1(θ)+0.01(θ)2 (2)に実質的に等しく、ここでのθはグレージングのスキャン部分における当該グレージングに対する法線に対する入射単色レーザービームの方向の平均角度である。
偏光変換システムは、幾何学的位相素子及びリターダ素子を含む。幾何学的位相素子は、表面に沿って少なくとも1つの次元で非線形に変化する局所的な光軸方向を備えた光学異方性を有する。リターダ素子は、幾何学的位相素子から出力される光を受け取るように配置される。関連するシステム及び方法も考察される。
【選択図】図1
To top