JP2017009659A - Depolarization plate and manufacturing method of the same, and optical device and liquid crystal display using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定の偏光状態の光を入射した際に、その偏光を解消することのできる偏光解消板及びその製造方法、並びにそれを用いた光学機器及び液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a depolarizing plate capable of depolarizing polarized light when light having a predetermined polarization state is incident, a manufacturing method thereof, an optical apparatus using the same, and a liquid crystal display device.
分光器、増幅器及び測定器等の光学機器に偏光依存性がある場合、これら光学機器に入射する光が所定の偏光状態にあると偏光依存性により出力低下、反射特性変化等が発生し、光学機器の機能を十分に果たすことができない。例えば、単焦点プロジェクター等では投射される光の偏光状態によってスクリーンの反射特性が異なるために、投射画面上に輝度ムラや色ムラが発生してしまう。そこで、偏光依存性のある光学機器に光が入射する前に、偏光状態を解消できる偏光解消板が利用されている。 If optical instruments such as spectroscopes, amplifiers, and measuring instruments have polarization dependency, if the light incident on these optical instruments is in a predetermined polarization state, the output will decrease due to the polarization dependency, the reflection characteristics will change, etc. The function of the device cannot be performed sufficiently. For example, in a single-focus projector or the like, since the reflection characteristics of the screen differ depending on the polarization state of the projected light, luminance unevenness and color unevenness occur on the projection screen. Therefore, a depolarizing plate that can cancel the polarization state before the light enters the polarization-dependent optical device is used.
従来の偏光解消板では、複屈折性結晶の厚みを入射面内で変化させ、それにより面内でリタデーション量を変化させるバビネ型の偏光解消板が用いられてきた。複屈折性結晶を使用して偏光解消板を作製する場合には、作製可能なサイズが結晶サイズに依存してしまう。また、複屈折層の厚みに変化があると、光の屈折による入射光の方向変化も不可避である。 In the conventional depolarizing plate, a Babinet type depolarizing plate has been used in which the thickness of the birefringent crystal is changed in the incident plane, thereby changing the retardation amount in the plane. When a depolarizing plate is manufactured using a birefringent crystal, the size that can be manufactured depends on the crystal size. Further, if the thickness of the birefringent layer is changed, a change in the direction of incident light due to light refraction is unavoidable.
これに対して、例えば特許文献１では、基板の表層部に構造複屈折をもつ複数のサブ波長構造体領域が互いに隣接して配置された偏光解消板であって、前記サブ波長構造体領域は使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち、前記溝の配列方向である光学軸方向が隣接するサブ波長構造体領域間で異なる部分をもつように配置されており、かつ、該偏光解消素子は前記溝として深さの異なるものを含む偏光解消板が提案されている。特許文献１によれば、斯かる偏光解消板では、溝の配列方向である光学軸方向が複数あり、かつ、サブ波長構造体を構成する溝として深さの異なるものを含むので、多種の偏光状態を作り出すことができ、その結果、入射光の偏光が解消された状態となる。 In contrast, for example, in Patent Document 1, a plurality of sub-wavelength structure regions having structural birefringence are disposed adjacent to each other on the surface portion of the substrate, and the sub-wavelength structure region is It has grooves arranged repeatedly with a period shorter than the wavelength of the light to be used, and the optical axis direction that is the arrangement direction of the grooves is arranged to have a different part between adjacent sub-wavelength structure regions, In addition, a depolarizing plate has been proposed in which the depolarizing element includes the grooves having different depths. According to Patent Document 1, such a depolarizing plate includes a plurality of optical axis directions which are groove arrangement directions, and includes grooves having different depths as sub-wavelength structures. A state can be created and, as a result, the incident light is depolarized.
ここで、特許文献１に記載される溝を含む偏光解消板を作製するためには、基板上に高屈折率の平坦な膜をスパッタリング法等により先ず堆積し、次いでフォトリソグラフィによるパターニングで分割パターンの形成を行い、最後にエッチングを行う必要がある。この際、溝深さを異ならせるためには複雑なプロセスが必要であり、パターン形成も難しく、コスト増及び歩留まり悪化等が懸念される。また、斯かる製造プロセスの困難性故に、作製される偏光解消板の溝による光学軸方向及び溝深さでは、入射光の偏光を十分に解消できないことも想定される。 Here, in order to produce a depolarizing plate including grooves described in Patent Document 1, a flat film having a high refractive index is first deposited on a substrate by sputtering or the like, and then divided patterns are formed by patterning by photolithography. It is necessary to perform etching at the end. At this time, in order to make the groove depth different, a complicated process is required, pattern formation is difficult, and there is a concern about cost increase and yield deterioration. Further, due to the difficulty of such a manufacturing process, it is assumed that the polarization of incident light cannot be sufficiently canceled by the optical axis direction and the groove depth by the groove of the depolarizing plate to be manufactured.
そこで、本発明は、従来の偏光解消板よりも比較的簡便に作製可能であり、かつ、確実に偏光解消することのできる偏光解消板及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、この偏光解消板を用いた光学機器及び液晶表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a depolarizing plate that can be produced relatively easily than a conventional depolarizing plate and can reliably depolarize, and a method for manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide an optical apparatus and a liquid crystal display device using the depolarizing plate.
本発明者らは、前記諸目的を達成すべく鋭意検討を行った。基板上に高屈折率の平坦な膜をスパッタリング法等により堆積した後に溝を形成するのでは、溝形成及び溝深さの制御に限界がある。そこで、構造複屈折を呈するよう、予めナノメートルオーダーの間隙を含む柱状の束により構成されたバンドル構造層を基板上に設け、このバンドル構造層の厚みを連続的に変化させれば、従来の偏光解消板よりも比較的簡便に作製可能であり、かつ、確実に偏光解消することのできる偏光解消板を得ることができることを本発明者らは知見し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors have intensively studied to achieve the various objects. Forming the groove after depositing a flat film having a high refractive index on the substrate by sputtering or the like has limitations in controlling the groove formation and the groove depth. Therefore, if a bundle structure layer composed of columnar bundles including gaps of nanometer order in advance is provided on the substrate so as to exhibit structural birefringence, and the thickness of this bundle structure layer is continuously changed, The present inventors have found that it is possible to obtain a depolarization plate that can be produced relatively easily than the depolarization plate and can reliably depolarize, and have completed the present invention.
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記諸課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
＜１＞ 透光基板と、
該透光基板上に設けられる、柱状の束により構成されたバンドル構造層と、を有し、
前記バンドル構造層は、構造複屈折を呈し、
前記バンドル構造層の厚みが連続的に変化することを特徴とする偏光解消板である。
該＜１＞に記載の偏光解消板は、バンドル構造層を用いるので従来の偏光解消板よりも比較的簡便に作製可能であり、また、バンドル構造層の厚みが連続的に変化するので、確実に偏光解消することのできる偏光解消板を提供することができる。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> a translucent substrate;
A bundle structure layer composed of columnar bundles provided on the light-transmitting substrate;
The bundle structure layer exhibits structural birefringence,
The depolarizing plate is characterized in that the thickness of the bundle structure layer changes continuously.
Since the depolarizing plate according to <1> uses a bundle structure layer, the depolarization plate can be manufactured relatively easily than the conventional depolarizing plate, and the thickness of the bundle structure layer changes continuously. In addition, it is possible to provide a depolarizing plate capable of depolarizing.
＜２＞ 前記バンドル構造層は斜め蒸着法を用いて形成された斜め蒸着膜である、前記＜１＞に記載の偏光解消板である。 <2> The depolarizing plate according to <1>, wherein the bundle structure layer is an oblique vapor deposition film formed by using an oblique vapor deposition method.
＜３＞ 入射する光の波長をλとしたとき、出射光に生じるリタデーション量の最大値と最小値との差が１／２λ以上である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の偏光解消板である。 <3> The depolarization according to <1> or <2>, wherein a difference between a maximum value and a minimum value of the retardation amount generated in the emitted light is ½λ or more when the wavelength of incident light is λ. It is a board.
＜４＞ 前記束のそれぞれの長手方向が面内で同一方向である、前記＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <4> The depolarizing plate according to any one of <1> to <3>, wherein the longitudinal directions of the bundles are the same in the plane.
＜５＞ 前記バンドル構造層が複数の凸部によって構成され、該凸部が前記長手方向に対して平行又は垂直な方向に沿って１次元格子状に周期的に配置される、前記＜４＞に記載の偏光解消板である。 <5> The bundle structure layer includes a plurality of convex portions, and the convex portions are periodically arranged in a one-dimensional lattice shape along a direction parallel or perpendicular to the longitudinal direction. It is a depolarizing plate as described in above.
＜６＞ 前記バンドル構造層が複数の凸部によって構成され、該凸部が２次元格子状に周期的に配置される、前記＜４＞に記載の偏光解消板である。 <6> The depolarizing plate according to <4>, wherein the bundle structure layer includes a plurality of convex portions, and the convex portions are periodically arranged in a two-dimensional lattice pattern.
＜７＞ 前記周期的構造の半周期長が１ｍｍ以下である、前記＜５＞又は＜６＞に記載の偏光解消板である。 <7> The depolarizing plate according to <5> or <6>, wherein a half cycle length of the periodic structure is 1 mm or less.
＜８＞ 前記バンドル構造層が複数の凸部によって構成され、該凸部が２次元格子状にランダムに配置される、前記＜４＞に記載の偏光解消板である。 <8> The depolarizing plate according to <4>, wherein the bundle structure layer includes a plurality of convex portions, and the convex portions are randomly arranged in a two-dimensional lattice pattern.
＜９＞ 前記複数の凸部のそれぞれの、最厚部から最薄部までの間隔が１ｍｍ以下である、前記＜８＞に記載の偏光解消板である。 <9> The depolarizing plate according to <8>, wherein an interval from the thickest portion to the thinnest portion of each of the plurality of convex portions is 1 mm or less.
＜１０＞ 前記透光基板及び前記バンドル構造層を被覆する傾斜吸収膜を更に有する、前記＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <10> The depolarizing plate according to any one of <1> to <9>, further including an inclined absorption film that covers the light-transmitting substrate and the bundle structure layer.
＜１１＞ 前記透光基板及び前記バンドル構造層は、同一の、又は互いに異なる無機材料のみからなる、前記＜１＞〜＜１０＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <11> The depolarizing plate according to any one of <1> to <10>, wherein the translucent substrate and the bundle structure layer are made of only the same or different inorganic materials.
＜１２＞ 前記透光基板、前記バンドル構造層及び前記傾斜吸収膜は、同一の、又は互いに異なる無機材料のみからなり、
前記傾斜吸収膜の屈折率は、前記バンドル構造層の長手方向と、該長手方向に垂直な方向の屈折率との間の値である、前記＜１１＞に記載の偏光解消板である。
<12> The translucent substrate, the bundle structure layer, and the inclined absorption film are made of only the same or different inorganic materials,
The refractive index of the inclined absorption film is the depolarizing plate according to <11>, which is a value between a longitudinal direction of the bundle structure layer and a refractive index in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
＜１３＞ 前記＜１＞に記載の偏光解消板を製造する方法であって、
前記透光基板上に、長方形の複数のメタルマスクを互いに平行に配置する工程と、
前記透光基板上に、柱状の束により構成されたバンドル構造層を斜め蒸着法により形成する工程と、を含むことを特徴とする偏光解消板の製造方法である。
該＜１３＞に記載の製造方法によれば、前記＜１＞に記載の偏光解消板を簡易に製造することのできる方法を提供することができる。
<13> A method for producing the depolarizing plate according to <1>,
Arranging a plurality of rectangular metal masks parallel to each other on the translucent substrate;
Forming a bundle structure layer composed of columnar bundles on the translucent substrate by an oblique vapor deposition method.
According to the manufacturing method as described in <13>, the method which can manufacture the depolarizing plate as described in said <1> easily can be provided.
＜１４＞ 前記＜１＞に記載の偏光解消板を製造する方法であって、
前記透光基板上に、柱状の束により構成されたバンドル構造層を斜め蒸着法により形成する工程と、
前記バンドル構造層を多重露光して、前記バンドル構造層に、前記連続的に変化する前記厚みを設ける工程と、を含むことを特徴とする偏光解消板の製造方法である。
該＜１４＞に記載の製造方法によれば、前記＜１＞に記載の偏光解消板を簡易に製造することのできる方法を提供することができる。
<14> A method for producing the depolarizing plate according to <1>,
Forming a bundle structure layer composed of columnar bundles on the translucent substrate by an oblique deposition method;
And a step of multiple exposure of the bundle structure layer to provide the bundle structure layer with the continuously changing thickness.
According to the manufacturing method as described in <14>, the method which can manufacture easily the depolarizing plate as described in said <1> can be provided.
＜１５＞ 前記＜１＞に記載の偏光解消板を製造する方法であって、
前記透光基板の上に、柱状の束により構成されたバンドル構造層を斜め蒸着法により形成する工程と、
前記バンドル構造層をスペックル露光して、前記バンドル構造層に、前記連続的に変化する前記厚みを設ける工程と、を含むことを特徴とする偏光解消板の製造方法である。
該＜１５＞に記載の製造方法によれば、前記＜１＞に記載の偏光解消板を簡易に製造することのできる方法を提供することができる。
<15> A method for producing the depolarizing plate according to <1>,
Forming a bundle structure layer composed of columnar bundles on the translucent substrate by an oblique deposition method;
And a step of subjecting the bundle structure layer to speckle exposure, and providing the bundle structure layer with the continuously changing thickness.
According to the manufacturing method as described in <15>, the method which can manufacture easily the depolarizing plate as described in said <1> can be provided.
＜１６＞ 前記＜１＞〜＜１２＞のいずれかに記載の偏光解消板、又は前記＜１３＞〜＜１５＞のいずれかに記載の偏光解消板の製造方法により製造された偏光解消板を搭載することを特徴とする光学機器である。
該＜１６＞に記載の光学機器によれば、光学特性に優れた光学機器を提供することができる。
<16> A depolarizing plate produced by the method for producing a depolarizing plate according to any one of <1> to <12> or the depolarizing plate according to any one of <13> to <15>. It is an optical device characterized by being mounted.
According to the optical device described in <16>, an optical device having excellent optical characteristics can be provided.
＜１７＞ 前記＜１＞〜＜１２＞のいずれかに記載の偏光解消板、又は前記＜１３＞〜＜１５＞のいずれかに記載の偏光解消板の製造方法により製造された偏光解消板を搭載することを特徴とする液晶表示装置である。
該＜１７＞に記載の液晶表示装置によれば、表示特性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
<17> A depolarizing plate produced by the method for producing a depolarizing plate according to any one of <1> to <12> or the depolarizing plate according to any one of <13> to <15>. The liquid crystal display device is characterized by being mounted.
According to the liquid crystal display device described in <17>, a liquid crystal display device having excellent display characteristics can be provided.
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、従来の偏光解消板よりも比較的簡便に作製可能であり、かつ、確実に偏光解消することのできる偏光解消板及びその製造方法を提供することができる。また、この偏光解消板を用いた光学機器及び液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, the conventional problems can be solved and the object can be achieved, and it can be relatively easily produced as compared with a conventional depolarizing plate, and can be reliably depolarized. A depolarizing plate and a method for manufacturing the same can be provided. In addition, an optical apparatus and a liquid crystal display device using the depolarizing plate can be provided.
以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。なお、図１、２、５、６、８、９、１１、１２、１３及び１４では説明の便宜上、実際の各構成のサイズとは異なり、それらを誇張して示す。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 13, and 14, for convenience of explanation, they are exaggerated and shown differently from the actual size of each component. In principle, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
ここで、本発明に従う偏光解消板の実施形態の説明に先立ち、バンドル構造層２０を構成する柱状の束２１について予め説明する。図１（Ａ）に柱状の束２１の集合体２２を模式的に示すように、隣接する柱状の束２１間にはナノメートルオーダーの間隙が設けられている。図１（Ｂ）は、この集合体２２を柱状の束２１の長手方向から見たときの一具体例のＳＥＭ像であり、このときの柱状の束２１からなる集合体２２は後述の斜め蒸着法により形成されている。斜め蒸着法を用いる場合、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように柱状の束２１のそれぞれは蛇腹状の積み上げ構造となる。なお、図１（Ａ）に示すように、本明細書では以後、柱状の束２１の長手方向をＸ軸と称し、透光基板１０の面内で長手方向に垂直な方向をＹ軸と称し、透光基板１０の厚み方向をＺ軸と称することとする。 Here, prior to the description of the embodiment of the depolarizing plate according to the present invention, the columnar bundle 21 constituting the bundle structure layer 20 will be described in advance. As schematically shown in FIG. 1A, an aggregate 22 of columnar bundles 21, a gap in the order of nanometers is provided between adjacent columnar bundles 21. FIG. 1B is an SEM image of one specific example when the aggregate 22 is viewed from the longitudinal direction of the columnar bundle 21, and the aggregate 22 composed of the columnar bundle 21 at this time is an oblique deposition described later. It is formed by the law. When the oblique vapor deposition method is used, as shown in FIGS. 1A and 1B, each of the columnar bundles 21 has a bellows-like stacked structure. As shown in FIG. 1A, hereinafter, in this specification, the longitudinal direction of the columnar bundle 21 is referred to as an X-axis, and the direction perpendicular to the longitudinal direction in the plane of the light-transmitting substrate 10 is referred to as a Y-axis. The thickness direction of the translucent substrate 10 is referred to as the Z axis.
（偏光解消板）
本発明に従う偏光解消板は、透光基板とバンドル構造層とを有し、さらに必要に応じて、その他の構成を含む。
(Depolarization plate)
The depolarizing plate according to the present invention has a translucent substrate and a bundle structure layer, and further includes other configurations as necessary.
＜第１実施形態：偏光解消板１００＞
図２（Ａ）は、本発明の第１実施形態に従う偏光解消板１００の上面図の模式図であり、（Ｂ）はそのI-I断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施形態に従う偏光解消板１００は、透光基板１０と、該透光基板１０上に設けられる、柱状の束２１により構成されたバンドル構造層２０と、を有し、前記バンドル構造層２０が複数の凸部２４によって構成され、該凸部２４が前記長手方向に対して垂直な方向に沿って１次元格子状に周期的に配置され、さらに、必要に応じて、その他の構成を含む。
<First Embodiment: Depolarization Plate 100>
FIG. 2A is a schematic diagram of a top view of the depolarizing plate 100 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a II cross-sectional view thereof. As shown in FIGS. 2A and 2B, the depolarizing plate 100 according to the embodiment of the present invention includes a light transmitting substrate 10 and a columnar bundle 21 provided on the light transmitting substrate 10. Bundle structure layer 20, and the bundle structure layer 20 is constituted by a plurality of convex portions 24, and the convex portions 24 are periodically arranged in a one-dimensional lattice pattern along a direction perpendicular to the longitudinal direction. In addition, other configurations are included as necessary.
ここで、前記バンドル構造層２０は構造複屈折を呈し、前記バンドル構造層２０の厚みが連続的に変化する。なお、本明細書においてバンドル構造層２０の厚みが「連続的」に変化するとは、数学的な意味での厳密な「連続」を指すものではない。前述のとおり、バンドル構造層２０は柱状の束２１から構成され、柱状の束２１間にはナノメートルオーダーの間隙が存在し、柱状の束２１のそれぞれの高さもナノメートルオーダーでは平坦ではないため、１００００〜１０００００程度の柱状の束２１が集まった集合体２２の厚みが数百ナノメートルオーダーで変化すれば、偏光解消板の面内で厚みが連続的に変化しているものとみなす。図の簡略化のため、柱状の束２１のそれぞれは微小サイズであるため図示せず、図２（Ａ）、（Ｂ）においてバンドル構造層２０の細線で囲まれた領域が、上述の１００００〜１０００００程度の柱状の束２１が集まった集合体２２に相当するものである。以降の実施形態においても、同様である。 Here, the bundle structure layer 20 exhibits structural birefringence, and the thickness of the bundle structure layer 20 changes continuously. In the present specification, that the thickness of the bundle structure layer 20 changes to “continuous” does not mean exact “continuous” in a mathematical sense. As described above, the bundle structure layer 20 is composed of the columnar bundles 21, and there are gaps in the order of nanometers between the columnar bundles 21, and the height of each of the columnar bundles 21 is not flat in the order of nanometers. If the thickness of the aggregate 22 in which the columnar bundles 21 of about 10,000 to 100,000 are collected changes on the order of several hundred nanometers, it is considered that the thickness continuously changes in the plane of the depolarization plate. For simplification of the drawing, each of the columnar bundles 21 is not shown because it has a small size, and the region surrounded by the thin lines of the bundle structure layer 20 in FIGS. This corresponds to the aggregate 22 in which about 100,000 columnar bundles 21 are gathered. The same applies to the following embodiments.
＜＜透光基板１０＞＞
前記透光基板１０は、偏光解消する光を透過することのできる材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。斯かる透光基板の材料としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、白板ガラス、フロートガラス等のガラス；水晶、サファイア等の酸化物結晶、などが挙げられる。可視光以外の用途であればシリコンを用いることもできる。
<< Translucent substrate 10 >>
The translucent substrate 10 is not particularly limited as long as it is a material that can transmit light to be depolarized, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the material of such a light-transmitting substrate include quartz glass, borosilicate glass, white plate glass, float glass, and other oxides; crystal crystals, oxide crystals such as sapphire, and the like. Silicon can be used for applications other than visible light.
＜＜バンドル構造層２０＞＞
バンドル構造層２０は、既述のとおり柱状の束２１によって構成される。柱状の束２１は誘電体とすることができ、例えば斜め蒸着法、斜めスパッタ法等により。無機微粒子を積層することで形成することができる。バンドル構造層２０は、後述する斜め蒸着法を用いて形成された斜め蒸着膜であることが好ましい。以下、斜め蒸着法によりバンドル構造層２０を形成する場合、図１（Ａ）に図示するように、１回の斜め蒸着により形成される柱状の束２１における無機微粒子層の厚みをｔ１とし、全体の厚みをｔとする。前述のとおり、ナノメートルオーダーでは一つの柱状の束２１でも厚みは変化するので、ｔ１及びｔは狙い値を指すものとする。
<< Bundle structure layer 20 >>
The bundle structure layer 20 is configured by the columnar bundle 21 as described above. The columnar bundle 21 can be a dielectric, for example, by an oblique deposition method or an oblique sputtering method. It can be formed by laminating inorganic fine particles. The bundle structure layer 20 is preferably an obliquely deposited film formed by using an oblique deposition method described later. Hereinafter, when forming the bundle structure layer 20 by the oblique vapor deposition method, as shown in FIG. 1A, the thickness of the inorganic fine particle layer in the columnar bundle 21 formed by one oblique vapor deposition is defined as t 1 . Let the total thickness be t. As described above, in the nanometer order, the thickness of even one columnar bundle 21 changes, so that t 1 and t indicate target values.
−誘電体−
前記誘電体としては特に制限されず、Ｔａ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｚｒ、及びＮｂの中から選択された少なくとも１種の酸化物を含むことが好ましく、これらのうちのいずれかであることが好ましい。また、斯かる酸化物としては、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＺｒＯ及びＮｂ２Ｏ５、またはそれらの組み合わせなどが挙げられる。
-Dielectric-
The dielectric is not particularly limited, and preferably includes at least one oxide selected from Ta, Si, Ti, Al, Mg, La, Zr, and Nb. It is preferable that Examples of such oxides include Ta 2 O 5 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CeO 2 , ZrO 2 , ZrO and Nb 2 O 5 , or combinations thereof.
第１実施形態におけるバンドル構造層２０について一具体例を用いてより詳細に説明する。図３（Ａ）、（Ｂ）に示すＳＥＭ像は、実施例１−１に後述する偏光解消板１００のバンドル構造層２０をＸ方向（長手方向）からみたときの断面図（ＹＺ面に相当）のＳＥＭ像であり、（Ａ）はバンドル構造層２０の最厚部の断面写真であり、（Ｂ）は最薄部の断面写真である。また、図３（Ｃ）はこのバンドル構造層２０の上面図（ＸＹ面に相当）のＳＥＭ像である。図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、バンドル構造層２０はナノメートルオーダーの柱状の束２１で構成され、束間にはナノメートルオーダーの空隙が存在する。また、図３（Ｃ）に示すように偏光解消板の面内では、細長い微粒子形状の集合体によって構成される。バンドル構造層２０の束間の空隙が構造複屈折を呈し、図２（Ａ）、図３（Ｃ）に示すように、バンドル構造層２０の長手方向（Ｘ軸方向）が偏光解消板１００の光学軸方向となる。 The bundle structure layer 20 in the first embodiment will be described in more detail using a specific example. 3A and 3B are cross-sectional views (corresponding to the YZ plane) when the bundle structure layer 20 of the depolarizing plate 100 described later in Example 1-1 is viewed from the X direction (longitudinal direction). (A) is a cross-sectional photograph of the thickest part of the bundle structure layer 20, and (B) is a cross-sectional photograph of the thinnest part. FIG. 3C is an SEM image of a top view (corresponding to the XY plane) of the bundle structure layer 20. As shown in FIGS. 3A and 3B, the bundle structure layer 20 is composed of columnar bundles 21 on the order of nanometers, and voids on the order of nanometers exist between the bundles. Further, as shown in FIG. 3C, the plane of the depolarization plate is constituted by an aggregate of elongated fine particles. The gap between the bundles of the bundle structure layer 20 exhibits structural birefringence, and the longitudinal direction (X-axis direction) of the bundle structure layer 20 is the depolarizing plate 100 as shown in FIGS. The optical axis direction.
前述のとおり、第１実施形態では、バンドル構造層２０が複数の凸部２４によって構成され、該凸部２４が前記長手方向に対して垂直な１次元格子状の周期的構造を有する。図２（Ｂ）に図示するように、バンドル構造層２０の最厚部を透過する光Ｌ１と、最薄部Ｌ２を透過する光Ｌ２とでは、出射光に生ずるリタデーション量が異なる。特定の偏光状態にある入射光が偏光解消板１００を透過すると、偏光解消板１００の面内全域にわたり出射光のリタデーション量が変化するため、出射光は、偏光状態が確実に解消されるのである。入射する光の波長をλとしたとき、出射光に生じるリタデーション量の最大値と最小値との差が１／２λ以上であれば、透過した出射光の偏光状態が異なり、偏光はより確実に解消され、さらに、干渉性がなく、互いに直交する偏光も含まれる。 As described above, in the first embodiment, the bundle structure layer 20 includes a plurality of convex portions 24, and the convex portions 24 have a one-dimensional lattice-like periodic structure perpendicular to the longitudinal direction. As shown in FIG. 2 (B), the light L 1 passing through the thickest portion of the bundle structure layer 20, the light L 2 which passes through the thinnest portion L 2, a retardation amount generated in the emitted light are different. When incident light in a specific polarization state passes through the depolarization plate 100, the amount of retardation of the emitted light changes over the entire surface of the depolarization plate 100, so that the polarization state of the emission light is reliably eliminated. . If the wavelength of the incident light is λ and the difference between the maximum and minimum retardation values generated in the outgoing light is 1 / 2λ or more, the polarization state of the transmitted outgoing light is different and the polarization is more reliably Also included are polarizations that are eliminated and that are not coherent and are orthogonal to each other.
実験例１において実験条件の詳細を後述するが、図４は１回の斜め蒸着によるｔ１を７ｎｍとなるようにＴａ２Ｏ５を斜め蒸着してバンドル構造層を形成する場合の、バンドル構造層２０の所定の位置における厚みｔと、波長λ＝５５０ｎｍの光に発生するリタデーション量との関係を示す図である。なお、バンドル構造層２０にＴａ２Ｏ５を用いた場合、Ｘ方向の屈折率ｎｅは約１．７０であり、Ｙ方向の屈折率ｎｏは約１．５４である Although details of the experimental conditions will be described later in Experimental Example 1, FIG. 4 shows a bundle structure in which a bundle structure layer is formed by obliquely depositing Ta 2 O 5 so that t 1 by one oblique deposition is 7 nm. It is a figure which shows the relationship between the thickness t in the predetermined position of the layer 20, and the amount of retardation which generate | occur | produces in the light of wavelength (lambda) = 550nm. When Ta 2 O 5 is used for the bundle structure layer 20, the refractive index ne in the X direction is about 1.70, and the refractive index no in the Y direction is about 1.54.
ｔ＝５６ｎｍのとき、リタデーション量は９ｎｍであり、ｔ＝１８４８ｎｍのとき、リタデーション量は２９６ｎｍとなる。図４からも明らかなように、バンドル構造層２０の厚みを連続的に変化させることで、出射光に生じるリタデーション量も連続的に変化させることができる。ここで、例えば基板面において１ｍｍの範囲内でリタデーション量がλ／２以上変化するような厚みの傾斜を設ければ、該１ｍｍの範囲における出射光は偏光状態が完全にランダムになっているとみなすことができ、偏光解消板としてより確実に機能することができる。そこで、凸部２４の周期的構造の半周期長が１ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍの範囲内でリタデーション量がλ／２以上変化するよう、バンドル構造層２０の厚みを傾斜することが好ましい。なお、ここで言う半周期長とは、図示のとおり、凸部２４の最厚部から最薄部までの距離に相当し、１周期長さは凸部の最薄部から次の最薄部までの距離に相当する。 When t = 56 nm, the retardation amount is 9 nm, and when t = 1848 nm, the retardation amount is 296 nm. As is clear from FIG. 4, the amount of retardation generated in the emitted light can be continuously changed by continuously changing the thickness of the bundle structure layer 20. Here, for example, if the substrate surface is provided with a thickness gradient such that the retardation amount changes by λ / 2 or more within a range of 1 mm, the emitted light in the range of 1 mm has a completely random polarization state. It can be considered and can function more reliably as a depolarizing plate. Therefore, the half-cycle length of the periodic structure of the convex portion 24 is preferably 1 mm or less, and the thickness of the bundle structure layer 20 is preferably inclined so that the retardation amount changes by λ / 2 or more within the range of 1 mm. . The half-cycle length referred to here corresponds to the distance from the thickest portion of the convex portion 24 to the thinnest portion, as shown in the figure, and one cycle length is the next thinnest portion from the thinnest portion of the convex portion. It corresponds to the distance to.
ここで、本実施形態及び以降の実施形態において、柱状の束２１のそれぞれの長手方向を偏光解消板の面内で同一方向としても、出射光にリタデーションが連続的に生ずるため、偏光解消板として機能させることができる。なお、図３（Ｃ）のＳＥＭ像に示すように、ナノサイズオーダーでは柱状の束２１のそれぞれの長手方向は、数学的な意味での「同一」とは異なるが、ここで言う同一とは、意図的に長手方向を変化させていないことを意味し、サブミクロンサイズオーダーで略同一方向であれば、「同一」の範囲に含むものとする。 Here, in this embodiment and the following embodiments, even if the longitudinal direction of each of the columnar bundles 21 is the same in the plane of the depolarization plate, the retardation is continuously generated in the emitted light. Can function. As shown in the SEM image of FIG. 3C, in the nano-size order, each longitudinal direction of the columnar bundle 21 is different from “same” in a mathematical sense. This means that the longitudinal direction is not intentionally changed, and if the direction is substantially the same in the submicron size order, it is included in the range of “same”.
＜＜傾斜吸収膜３０＞＞
また、偏光解消板１００は、前記透光基板１０及び前記バンドル構造層２０を被覆する傾斜吸収膜３０を更に有することが好ましく、傾斜吸収膜３０の屈折率は、バンドル構造層２０の長手方向と、該長手方向に垂直な方向の屈折率との間の値であることが好ましい。図５（Ａ）、（Ｂ）は、前記偏光解消板１００を前記傾斜吸収膜３０で被覆した偏光解消板１１０を示す模式図であり、（Ａ）は偏光解消板１１０の上面図を示し、（Ｂ）はそのII-II断面図を示す。
<< Inclined Absorption Film 30 >>
The depolarizing plate 100 preferably further includes an inclined absorption film 30 that covers the transparent substrate 10 and the bundle structure layer 20, and the refractive index of the inclined absorption film 30 is the same as the longitudinal direction of the bundle structure layer 20. The refractive index is preferably a value between the refractive index in the direction perpendicular to the longitudinal direction. 5A and 5B are schematic views showing a depolarizing plate 110 in which the depolarizing plate 100 is covered with the inclined absorption film 30, and FIG. 5A is a top view of the depolarizing plate 110. (B) shows the II-II sectional view.
ここで、バンドル構造層２０は構造複屈折を呈する複屈折層として機能するため、Ｘ方向とＹ方向とで屈折率が異なる。すなわち、Ｘ方向の屈折率をｎ１とし、Ｙ方向の屈折率をｎ２とすれば、ｎ１＞ｎ２である。そのため、入射光はわずかながら屈折することとなるが、傾斜吸収膜３０の屈折率をｎｔとし、ｎ１＞ｎｔ＞ｎ２である傾斜吸収膜３０を設けることで、バンドル構造層２０により生じる入射光の屈折を確実に防ぐことができる。 Here, since the bundle structure layer 20 functions as a birefringent layer exhibiting structural birefringence, the refractive index is different between the X direction and the Y direction. That is, if the refractive index in the X direction is n 1 and the refractive index in the Y direction is n 2 , then n 1 > n 2 . For this reason, incident light is slightly refracted, but the refractive index of the inclined absorption film 30 is n t and the inclined absorption film 30 satisfying n 1 > n t > n 2 is provided. Refraction of incident light that occurs can be reliably prevented.
斯かる傾斜吸収膜３０は、特に制限なく一般的な成膜技術により作製することができ、限定を意図しないが、例えばゾルゲル法を用いることができる。すなわち、ゾルゲル法に従い、金属有機化合物溶液を出発原料として、溶液中の化合物の加水分解及び重合によって溶液を金属酸化物又は金属水酸化物の微粒子が溶解したゾルとし、さらに反応を進ませてゲル化してできた非晶質の多孔質ゲルを加熱して結晶体を作製すればよい。ゾルゲル法は、出発原料が溶液であるため、スピンコート法、ディップ法、スプレー法等で成膜することができ、下地となるバンドル構造層２０の傾斜を吸収することに適している。また、ゾルゲル法では、塗布溶液内部に微細な微粒子を予め含有することができるので、微粒子の体積分率によって屈折率を調整することができ、バンドル構造層２０の屈折率に近い膜を容易に得ることができ、屈折率の調整層としても好ましい。また、斯かる傾斜吸収膜３０は本実施形態に限られず、以降の実施形態にも適用して好適である。 Such a gradient absorption film 30 can be produced by a general film formation technique without any particular limitation, and is not intended to be limited, but for example, a sol-gel method can be used. That is, according to the sol-gel method, using a metal organic compound solution as a starting material, the solution is made into a sol in which fine particles of metal oxide or metal hydroxide are dissolved by hydrolysis and polymerization of the compound in the solution, and further the reaction proceeds to gel. A crystalline body may be produced by heating the amorphous porous gel formed by the conversion. Since the starting material is a solution, the sol-gel method can be formed by a spin coating method, a dip method, a spray method, or the like, and is suitable for absorbing the inclination of the bundle structure layer 20 serving as a base. In the sol-gel method, fine fine particles can be previously contained in the coating solution, so that the refractive index can be adjusted by the volume fraction of the fine particles, and a film close to the refractive index of the bundle structure layer 20 can be easily formed. It can be obtained and is also preferable as a refractive index adjusting layer. In addition, the inclined absorption film 30 is not limited to this embodiment, and is suitable for application to the following embodiments.
また、透光基板１０と、バンドル構造層２０との屈折率の違いによる反射を防止するために、偏光解消板１００は、前記透光基板１０と、前記バンドル構造層２０との間に、界面反射防止膜を更に有することも好ましい。斯かる界面反射防止膜は本実施形態に限られず、以降の実施形態にも適用して好適である。 In order to prevent reflection due to a difference in refractive index between the light transmitting substrate 10 and the bundle structure layer 20, the depolarizing plate 100 includes an interface between the light transmitting substrate 10 and the bundle structure layer 20. It is also preferable to further have an antireflection film. Such an interface antireflection film is not limited to this embodiment, and is suitable for application to the following embodiments.
なお、本実施形態では、バンドル構造層２０が一次関数的に傾斜する図を用いたが、バンドル構造層２０の厚みが連続的に変化する限りは、例えば曲線状に変化してもよく、変化する形状が何ら制限されるものではない。 In the present embodiment, the figure in which the bundle structure layer 20 is inclined linearly is used. However, as long as the thickness of the bundle structure layer 20 continuously changes, the bundle structure layer 20 may change, for example, in a curved shape. The shape to be performed is not limited at all.
＜第２実施形態：偏光解消板２００＞
第１実施形態では、前記凸部２４が前記長手方向に対して垂直な方向に沿って１次元格子状に周期的に配置される実施形態を説明したが、前記凸部２４が前記長手方向に対して平行な方向に沿って１次元格子状に周期的に配置される実施形態も本発明に含まれる。図６（Ａ）は、本発明の第２実施形態に従う偏光解消板２００の上面図の模式図であり、（Ｂ）はそのIII-III断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の第２実施形態に従う偏光解消板２００は、透光基板１０と、該透光基板１０上に設けられる、柱状の束２１により構成されたバンドル構造層２０と、を有し、前記バンドル構造層２０が複数の凸部２４によって構成され、該凸部２４が前記長手方向に対して平行な１次元格子状の周期的構造を有し、さらに、必要に応じて、その他の構成を含む。
<Second Embodiment: Depolarization Plate 200>
In the first embodiment, the embodiment has been described in which the convex portions 24 are periodically arranged in a one-dimensional lattice shape along a direction perpendicular to the longitudinal direction. However, the convex portions 24 are arranged in the longitudinal direction. Embodiments that are periodically arranged in a one-dimensional lattice pattern along a direction parallel to the same are also included in the present invention. 6A is a schematic diagram of a top view of the depolarizing plate 200 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a III-III cross-sectional view thereof. As shown in FIGS. 6A and 6B, the depolarizing plate 200 according to the second embodiment of the present invention includes a translucent substrate 10 and columnar bundles 21 provided on the translucent substrate 10. The bundle structure layer 20 is composed of a plurality of convex portions 24, and the convex portions 24 have a one-dimensional lattice-like periodic structure parallel to the longitudinal direction. In addition, other configurations are included as necessary.
第２実施形態におけるバンドル構造層２０について一具体例を用いてより詳細に説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）に示すＳＥＭ像は、実施例１−２に後述する偏光解消板２００のバンドル構造層２０をＹ方向（長手方向に垂直な方向）からみたときの断面図（ＺＸ面に相当）のＳＥＭ像であり、（Ａ）はバンドル構造層２０の最厚部の断面写真であり、（Ｂ）は最薄部の断面写真である。図７（Ａ）、（Ｂ）では、バンドル構造層２０の長手方向と垂直な面の断面時であるため、図３（Ａ）、（Ｂ）とは異なり、ナノメートルオーダーの柱状の束２１のそれぞれは観察できず、柱状の束２１どうしが結合しているように観察される。 The bundle structure layer 20 in the second embodiment will be described in more detail using a specific example. 7A and 7B are cross-sectional views when the bundle structure layer 20 of the depolarizing plate 200 described later in Example 1-2 is viewed from the Y direction (direction perpendicular to the longitudinal direction). (A) is a cross-sectional photograph of the thickest part of the bundle structure layer 20, and (B) is a cross-sectional photograph of the thinnest part. 7A and 7B are cross sections of a plane perpendicular to the longitudinal direction of the bundle structure layer 20, and unlike FIGS. 3A and 3B, columnar bundles 21 in the nanometer order. Are not observed, and are observed as if the columnar bundles 21 are joined together.
第２実施形態に従う偏光解消板２００も、第１実施形態と同様に、バンドル構造層２０の厚みが連続的に変化しており、透過させた光に位相差を生じさせるので、特定の偏光状態にある入射光の偏光を確実に解消することができる。 Similarly to the first embodiment, the depolarizing plate 200 according to the second embodiment has a continuously changing thickness of the bundle structure layer 20 and causes a phase difference in the transmitted light. The polarization of the incident light at can be reliably eliminated.
＜第３実施形態：偏光解消板３００＞
第１及び第２実施形態では、前記凸部２４が前記長手方向に対して平行又は垂直な方向に沿って１次元格子状に周期的に配置される場合を説明したが、本発明はこれに替えて、該凸部２４が２次元格子状に周期的に配置される場合も本発明に含まれる。図８（Ａ）は、本発明の第３実施形態に従う偏光解消板３００の上面図の模式図であり、（Ｂ）はそのIV-IV断面図であり、（Ｃ）はそのV-V断面図である。図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の第３実施形態に従う偏光解消板３００は、透光基板１０と、該透光基板１０上に設けられる、柱状の束２１により構成されたバンドル構造層２０と、を有し、前記バンドル構造層２０が複数の凸部２４によって構成され、該凸部２４が２次元格子状の周期的構造を有し、さらに、必要に応じて、その他の構成を含む。前記周期的構造の半周期長が１ｍｍ以下であることが好ましいのは、第１及び第２実施形態と同様である。
<Third Embodiment: Depolarization Plate 300>
In the first and second embodiments, the case where the convex portions 24 are periodically arranged in a one-dimensional lattice shape along a direction parallel or perpendicular to the longitudinal direction has been described. Instead, the present invention also includes a case where the convex portions 24 are periodically arranged in a two-dimensional lattice shape. FIG. 8A is a schematic diagram of a top view of a depolarizing plate 300 according to the third embodiment of the present invention, FIG. 8B is its IV-IV sectional view, and FIG. 8C is its VV sectional view. is there. As shown in FIGS. 8A to 8C, the depolarizing plate 300 according to the third embodiment of the present invention includes a translucent substrate 10 and columnar bundles 21 provided on the translucent substrate 10. The bundle structure layer 20 is configured by a plurality of convex portions 24, the convex portions 24 have a two-dimensional lattice-like periodic structure, and if necessary, Including other configurations. It is the same as in the first and second embodiments that the half cycle length of the periodic structure is preferably 1 mm or less.
第３実施形態に従う偏光解消板３００も、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、バンドル構造層２０の厚みが連続的に変化しており、透過させた光に位相差を生じさせるので、特定の偏光状態にある入射光の偏光を確実に解消することができる。さらに、偏光解消板３００を透過する光に発生させる位相差を、Ｘ軸方向とＹ方向との２方向に短い周期で連続的に変化させることができる。そのため、ＸＹ両方向の偏光解消板として機能させることもできる。なお、Ｘ方向と、Ｙ方向の厚み変化の周期性は、偏光解消機能が得られる限りは同一であっても、同一でなくても、いずれでもよい。 Similarly to the first embodiment and the second embodiment, the depolarizing plate 300 according to the third embodiment has the thickness of the bundle structure layer 20 continuously changed, and causes a phase difference in the transmitted light. The polarization of incident light in a specific polarization state can be reliably canceled. Furthermore, the phase difference generated in the light transmitted through the depolarizing plate 300 can be continuously changed in a short cycle in two directions, the X-axis direction and the Y-direction. Therefore, it can function as a depolarizing plate in both XY directions. In addition, the periodicity of the thickness change in the X direction and the Y direction may be the same or not as long as the depolarization function is obtained.
＜第４実施形態：偏光解消板４００＞
第３実施形態では、前記凸部２４が２次元格子状に周期的に配置される場合を説明したが、前記凸部２４が２次元格子状にランダムに配置される場合も本発明に含まれる。図９（Ａ）は、本発明の第４実施形態に従う偏光解消板４００の上面図の模式図であり、（Ｂ）はそのVI-VI断面図であり、（Ｃ）はそのVII-VII断面図である。図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の第４実施形態に従う偏光解消板４００は、透光基板１０と、該透光基板１０上に設けられる、柱状の束２１により構成されたバンドル構造層２０と、を有し、前記バンドル構造層２０が複数の凸部２４によって構成され、該凸部２４が２次元格子状にランダムに配置され、さらに、必要に応じて、その他の構成を含む。本実施形態においては、前記凸部２４が２次元格子状にランダムに配置されるため、偏光解消板としてより確実に機能することができるためには、前記複数の凸部２４のそれぞれの、最厚部から最薄部までの間隔が１ｍｍ以下であることが好ましい。なお、凸部２４の最厚部の高さはそれぞれ同じでも、異なっていてもよいが、凸部２４を２次元格子状にランダムに配置するためには、高さもランダムになるのが一般的である。
<Fourth Embodiment: Depolarization Plate 400>
In the third embodiment, the case where the convex portions 24 are periodically arranged in a two-dimensional lattice shape has been described, but the case where the convex portions 24 are randomly arranged in a two-dimensional lattice shape is also included in the present invention. . FIG. 9A is a schematic diagram of a top view of a depolarizing plate 400 according to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 9B is a VI-VI sectional view thereof, and FIG. 9C is a VII-VII sectional view thereof. FIG. As shown in FIGS. 9A to 9C, the depolarizing plate 400 according to the fourth embodiment of the present invention includes a light transmitting substrate 10 and a columnar bundle 21 provided on the light transmitting substrate 10. Bundle structure layer 20, and the bundle structure layer 20 is configured by a plurality of convex portions 24, the convex portions 24 are randomly arranged in a two-dimensional lattice shape, and, if necessary, other Including the configuration. In the present embodiment, since the convex portions 24 are randomly arranged in a two-dimensional lattice shape, in order to function more reliably as a depolarization plate, each of the plurality of convex portions 24 is the outermost. The distance from the thick part to the thinnest part is preferably 1 mm or less. In addition, although the height of the thickest part of the convex part 24 may be the same or different, in order to arrange the convex part 24 at random in a two-dimensional lattice shape, the height is also generally random. It is.
斯かる偏光解消板４００を作製するためのプロセスの例としては、ランダムなレジストパターンをバンドル構造上に配置し、エッチングしてパターンを転写する方法が挙げられる。このようなレジストパターンの具体例を、図１０（実施例１−４において詳細を後述）に示す。図１０に示すレジストパターンを用いてバンドル構造層にパターン転写すれば、厚みが連続的に変化する多数の島状のバンドル構造が集合したバンドル構造層２０を得ることができる。 As an example of a process for producing such a depolarizing plate 400, there is a method in which a random resist pattern is placed on a bundle structure, and the pattern is transferred by etching. A specific example of such a resist pattern is shown in FIG. 10 (details will be described later in Example 1-4). If the resist pattern shown in FIG. 10 is used to transfer the pattern to the bundle structure layer, the bundle structure layer 20 in which a large number of island-like bundle structures whose thickness changes continuously can be obtained.
第４実施形態に従う偏光解消板４００も、第１乃至第３実施形態と同様に、バンドル構造層２０の厚みが連続的に変化しており、透過させた光に位相差を生じさせるので、特定の偏光状態にある入射光の偏光を確実に解消することができる。本実施形態に従う偏光解消板４００は、種々の入射角、かつ、種々の波長の光の偏光を解消することができ、特に好ましい。偏光解消板４００を透過する光に発生させる位相差を、ランダムな方向にランダムな周期で連続的に変化させることができる。そのため、位相差の変化がランダムな偏光解消板として機能させることもできる。なお、凸部２４の最厚部の高さはそれぞれ同じでも、異なっていてもよいが、凸部２４を２次元格子状にランダムに配置するためには、高さもランダムになるのが一般的である。 Similarly to the first to third embodiments, the depolarizing plate 400 according to the fourth embodiment also changes the thickness of the bundle structure layer 20 and causes a phase difference in the transmitted light. The polarization of incident light in the polarization state can be reliably canceled. The depolarizing plate 400 according to the present embodiment is particularly preferable because it can depolarize light having various incident angles and various wavelengths. The phase difference generated in the light transmitted through the depolarizing plate 400 can be continuously changed in a random direction with a random period. Therefore, it is possible to function as a depolarizing plate in which a change in phase difference is random. In addition, although the height of the thickest part of the convex part 24 may be the same or different, in order to arrange the convex part 24 at random in a two-dimensional lattice shape, the height is also generally random. It is.
なお、上記の実施形態のいずれにおいても、前記透光基板１０、前記バンドル構造層２０及び前記傾斜吸収膜３０は、同一の、又は互いに異なる無機材料のみから構成されることが好ましい。この場合、従来の偏光解消板に比べ、耐熱、耐光性が求められるＬＣＤプロジェクター等の強い輝度の用途に供して好適である。また、基板面内での膜厚が連続的に変化するため、界面散乱等を防止することもできる。 In any of the above-described embodiments, it is preferable that the translucent substrate 10, the bundle structure layer 20, and the inclined absorption film 30 are made of only the same or different inorganic materials. In this case, compared with the conventional depolarizing plate, it is suitable for use in high luminance applications such as LCD projectors that require heat resistance and light resistance. Further, since the film thickness in the substrate surface changes continuously, interface scattering or the like can be prevented.
なお、本実施形態に従う偏光解消板のサイズ、バンドル構造層２０の厚み、バンドル構造層２０の傾斜角等は、所望の入射光の偏光を解消できる限りは何ら制限されるものではなく、光学機器及び液晶表示装置、などへの適用にあたり適宜設計すべき事項である。また、仮に偏光解消板の大きさが１ｍｍ角以下であれば、上述したような１次元格子状または２次元格子状の周期的構造を取る必要はなく、バンドル構造層２０の厚みが連続的に変化する限りは、面内で右肩上がり又は右肩下がりに傾斜しても、出射光に生じるリタデーション量の最大値と最小値との差が１／２λ以上であるようなバンドル構造の膜厚であれば、十分に入射光の偏光を解消することができる。但し、偏光解消板が１ｍｍ角以上の大きさの場合、面内で右肩上がり又は右肩下がりの傾斜では端部で膜厚が過大に厚くなってしまう懸念があるため、周期的構造とすることが好ましい。 The size of the depolarizing plate according to the present embodiment, the thickness of the bundle structure layer 20, the inclination angle of the bundle structure layer 20, and the like are not limited as long as the polarization of the desired incident light can be eliminated. In addition, it should be appropriately designed for application to liquid crystal display devices and the like. Further, if the size of the depolarizing plate is 1 mm square or less, it is not necessary to take the one-dimensional lattice-like or two-dimensional lattice-like periodic structure as described above, and the bundle structure layer 20 has a continuous thickness. As long as it changes, the film thickness of the bundle structure is such that the difference between the maximum value and the minimum value of the amount of retardation generated in the emitted light is 1 / 2λ or more even if it is inclined to the right or the right in the plane. If so, the polarization of incident light can be sufficiently eliminated. However, when the depolarizing plate is 1 mm square or larger, there is a concern that the film thickness may become excessively thick at the end if the slope rises to the right or descends in the plane. It is preferable.
（光学機器）
本発明の光学機器は、少なくとも、本発明に従う偏光解消板を搭載し、さらに必要に応じて、その他の構成を有する。
(Optical equipment)
The optical apparatus of the present invention is equipped with at least a depolarizing plate according to the present invention, and further has other configurations as necessary.
（液晶表示装置）
本発明の液晶表示装置は、少なくとも、本発明に従う偏光解消板を搭載し、さらに必要に応じて、その他の構成を有する。
(Liquid crystal display device)
The liquid crystal display device of the present invention is equipped with at least a depolarizing plate according to the present invention, and has other configurations as necessary.
（偏光解消板の製造方法）
次に、前述した本発明に従う偏光解消板を製造する方法の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明に従う偏光解消板を製造するための方法の一実施形態に過ぎず、他の実施形態により本発明に従う偏光解消板が製造されてもよい。
(Method for manufacturing depolarizing plate)
Next, an embodiment of a method for manufacturing the depolarizing plate according to the present invention described above will be described. In addition, embodiment described below is only one Embodiment of the method for manufacturing the depolarizing plate according to this invention, The depolarizing plate according to this invention may be manufactured by other embodiment.
＜斜め蒸着法＞
上記実施形態の製造法の説明に先立ち、図１１の蒸着装置を用いて斜め蒸着法について説明する。この蒸着装置は、透光基板１０を保持する基板ステージ１と、該基板ステージ１を回転させるステッピングモーター２と、回転位置を検出するセンサ３と、前記回転位置に基づいて前記ステッピングモーター２を制御するコントローラ４とを備える。この蒸着装置は、１つの蒸着源を備え、前記無機微粒子層を１層蒸着する毎に基板ステージ１を１８０度回転させることにより、無機微粒子を蒸着させて、バンドル構造層２０を成膜することができる。斜め蒸着法では、斯かる蒸着装置を用いて、所定の角度を付けて、蒸着方向Ａから誘電体材料を斜め蒸着させた後、透光基板１０を略１８０度（好ましくは１８０度）回転させ、透光基板にとっては反対の方から前記誘電体材料を斜め蒸着させる蒸着サイクルを複数回行うことにより、柱状の束２１を得る。
<An oblique deposition method>
Prior to the description of the manufacturing method of the above embodiment, the oblique evaporation method will be described using the evaporation apparatus of FIG. This vapor deposition apparatus controls the stepping motor 2 based on the rotation position, the substrate stage 1 that holds the transparent substrate 10, the stepping motor 2 that rotates the substrate stage 1, the sensor 3 that detects the rotation position, and the rotation position. Controller 4. This vapor deposition apparatus includes a single vapor deposition source, and rotates the substrate stage 1 180 degrees each time one inorganic fine particle layer is vapor deposited, thereby vapor depositing the inorganic fine particles and forming the bundle structure layer 20. Can do. In the oblique deposition method, a dielectric material is obliquely deposited from the deposition direction A at a predetermined angle using such a deposition apparatus, and then the transparent substrate 10 is rotated by approximately 180 degrees (preferably 180 degrees). The columnar bundle 21 is obtained by performing a plurality of vapor deposition cycles in which the dielectric material is obliquely vapor-deposited from the opposite side for the translucent substrate.
＜偏光解消板１００、２００、３００の製造方法の一実施形態＞
前記偏光解消板１００、２００、３００を製造する方法は、前記透光基板１０上に、メタルマスクＭを配置する工程と、前記透光基板１０上に、柱状の束２１により構成されたバンドル構造層２０を斜め蒸着法により形成する工程と、を含む。
<One Embodiment of Manufacturing Method of Depolarizing Plates 100, 200, 300>
The method of manufacturing the depolarizing plates 100, 200, 300 includes a step of placing a metal mask M on the light transmitting substrate 10 and a bundle structure formed by columnar bundles 21 on the light transmitting substrate 10. Forming the layer 20 by oblique vapor deposition.
＜＜メタルマスクＭを互いに平行に配置する工程＞＞
例えば図１２（Ａ）に示すように、バンドル構造層２０を斜め蒸着法により形成するに先立ち、予め前記透光基板１０上に、長方形の開口部を有するメタルマスクを配置する。長方形の複数のメタルマスクＭを互いに平行に配置してもよい。透光基板１０上には、前記界面反射防止膜をスパッタ法及び正面蒸着法等により設けてもよく、これは以降の実施形態も同様である。ここで、透光基板１０のサイズにもよるが、前記透光基板１０から約１０ｍｍ離れた状態でメタルマスクＭを配置する。透光基板１０上のメタルマスクＭの形状を適宜選択することにより、マスクされていない箇所ではバンドル構造層２０の厚みを厚くすることができ、マスクのある部分の箇所ではバンドル構造層２０の厚みを薄くすることができる。
<< Process of arranging metal masks M in parallel >>
For example, as shown in FIG. 12A, prior to forming the bundle structure layer 20 by the oblique deposition method, a metal mask having a rectangular opening is disposed on the light transmitting substrate 10 in advance. A plurality of rectangular metal masks M may be arranged in parallel to each other. The interface antireflection film may be provided on the translucent substrate 10 by a sputtering method, a front deposition method, or the like, and this is the same in the following embodiments. Here, although depending on the size of the translucent substrate 10, the metal mask M is disposed in a state of being separated from the translucent substrate 10 by about 10 mm. By appropriately selecting the shape of the metal mask M on the translucent substrate 10, the thickness of the bundle structure layer 20 can be increased at an unmasked portion, and the thickness of the bundle structure layer 20 at a portion where the mask is present. Can be made thinner.
すなわち、上記工程を行った後、次いで蒸着方向Ａ、Ｂから前述の斜め蒸着法を行うことにより、自己シャドウイング効果（回り込み効果）によって、バンドル構造層２０の厚みを一元格子状に連続的に変化させることができ、前記偏光解消板１００を得ることができる（図１２（Ｂ））。図１２（Ａ）において、メタルマスクＭの配置を９０度回転させれば、斜め蒸着後に前記偏光解消板２００を得ることができる。 That is, after the above process is performed, the thickness of the bundle structure layer 20 is continuously formed in a unitary lattice pattern by the self-shadowing effect (wraparound effect) by performing the above-described oblique deposition method from the deposition directions A and B. The depolarizing plate 100 can be obtained (FIG. 12B). In FIG. 12A, if the arrangement of the metal mask M is rotated by 90 degrees, the depolarizing plate 200 can be obtained after oblique deposition.
メタルマスクＭを用いてバンドル構造層２０を成膜する場合、マスク形状は前述の形状に限定されず、例えば正方形または長方形、円形の開口部が周期的に配列したマスクを用いることもできる。この場合、前述の偏光解消板３００を形成することができる。 When forming the bundle structure layer 20 using the metal mask M, the mask shape is not limited to the above-described shape, and for example, a mask in which square, rectangular, or circular openings are periodically arranged may be used. In this case, the aforementioned depolarizing plate 300 can be formed.
＜偏光解消板１００，２００，３００の製造方法の一実施形態＞
前記偏光解消板３００を製造する方法は、前記透光基板１０上に、柱状の束２１により構成されたバンドル構造層２０を斜め蒸着法により形成する工程と、前記バンドル構造層２０を多重露光して、前記バンドル構造層２０に、前記連続的に変化する前記厚みを設ける工程と、を含む。
<One Embodiment of Manufacturing Method of Depolarizing Plates 100, 200, 300>
The method of manufacturing the depolarizing plate 300 includes a step of forming a bundle structure layer 20 composed of columnar bundles 21 on the light-transmitting substrate 10 by oblique deposition, and multiple exposure of the bundle structure layer 20. And providing the bundle structure layer 20 with the continuously varying thickness.
＜＜多重露光法＞＞
予め、前述の斜め蒸着法を行って、略平坦なバンドル構造層２０を成膜し、次いで多重露光法を行う。多重露光法では、任意のレジストを用いることができるが、例えば波長３６５ｎｍの青色光に感光するようなポジレジストをバンドル構造層２０表面に塗布する。次いで、図１３（Ａ）の（１）〜（８）に図示するように、１層目のマスクを塗布して露光し（１）、前記１層目のマスクよりも一回り小さいマスクを塗布して露光し（２）、これを複数回繰り返す。図１３（Ａ）は（１）〜（８）までの８回繰り返す場合の例であり、回数が８回に限られないのは勿論である。その後、現像液を用いて感光した部分のレジストを除去する。得られたバンドル構造層２０上のレジストは、図１３（Ｂ）に示すように、膜厚が連続的に変化したレジスト形状となる。なお、図１３（Ｃ）は図１３（Ｂ）におけるVIII-VIII断面図である。最後に、例えば反応性イオンエッチング法等を用いて、前記レジストをマスクとしてバンドル構造層２０にエッチングすれば、レジストの形状をバンドル構造層２０に転写することができ、バンドル構造層２０の厚みをＸＹ両方向に連続的に変化させることができる。また、上記マスクを２次元格子状に配置すれば、バンドル構造層２０の凸部２４が２次元格子状に周期的に配置されることとなる。
<< Multiple exposure method >>
In advance, the oblique deposition method described above is performed to form a substantially flat bundle structure layer 20, and then a multiple exposure method is performed. In the multiple exposure method, any resist can be used. For example, a positive resist that is sensitive to blue light having a wavelength of 365 nm is applied to the surface of the bundle structure layer 20. Next, as shown in (1) to (8) of FIG. 13A, a first layer mask is applied and exposed (1), and a mask slightly smaller than the first layer mask is applied. And exposing (2), this is repeated a plurality of times. FIG. 13A shows an example in which (1) to (8) are repeated eight times, and the number of times is not limited to eight. Thereafter, the exposed resist is removed using a developer. As shown in FIG. 13B, the resist on the obtained bundle structure layer 20 has a resist shape in which the film thickness continuously changes. FIG. 13C is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. Finally, for example, by using a reactive ion etching method or the like to etch the bundle structure layer 20 using the resist as a mask, the shape of the resist can be transferred to the bundle structure layer 20, and the thickness of the bundle structure layer 20 can be reduced. It can be continuously changed in both XY directions. If the mask is arranged in a two-dimensional lattice, the convex portions 24 of the bundle structure layer 20 are periodically arranged in a two-dimensional lattice.
なお、マスクの形状を一次元格子状に配置すれば、凸部２４が前記長手方向に対して平行又は垂直な方向に沿って１次元格子状に周期的に配置された偏光解消板１００，２００を得ることができる。 If the shape of the mask is arranged in a one-dimensional lattice shape, the depolarizing plates 100 and 200 in which the convex portions 24 are periodically arranged in a one-dimensional lattice shape along a direction parallel or perpendicular to the longitudinal direction. Can be obtained.
＜偏光解消板４００の製造方法の一実施形態＞
前記偏光解消板４００を製造する方法は、前記透光基板１０上に、柱状の束２１により構成されたバンドル構造層２０を斜め蒸着法により形成する工程と、前記バンドル構造層２０をスペックル露光して、前記バンドル構造層２０に、前記連続的に変化する前記厚みを設ける工程と、を含む。
<One Embodiment of Manufacturing Method of Depolarizing Plate 400>
The method of manufacturing the depolarization plate 400 includes a step of forming a bundle structure layer 20 composed of columnar bundles 21 on the light-transmitting substrate 10 by an oblique deposition method, and the bundle structure layer 20 is subjected to speckle exposure. And providing the bundle structure layer 20 with the continuously varying thickness.
＜＜スペックル露光法＞＞
予め、前述の斜め蒸着法を行って、略平坦なバンドル構造層２０を成膜し、次いでスペックル露光法を行う。スペックル露光法では、まずバンドル構造層２０表面にレジストを塗布する。次いで、図１４に模式的に示す光学系を用いて、前記レジストを感光する。この光学形は、レーザーＬと、レーザーＬを拡散するレンズ６，７と、アパーチャ８と、散乱板９と、透光基板１０とを備える。図示の露光エリアＡが、バンドル構造層２０表面のレジストの露光される領域となる。このとき、レジストや作製する偏光解消板のサイズにも依存するが、例えば散乱板９に入射するレーザーＬのビーム径φ＝２０〜４０ｍｍ、散乱板９から透光基板１０までの距離ｌ＝１００〜３００ｍｍ、積算光量１００〜３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲の条件で露光すれば、レジストは散乱板の影響によってランダムな形状に感光される。もちろん、上記スペックル露光条件は一例であり、適宜変更可能である。例えば前述の図１０は、現像後のレジスト形状を光学顕微鏡で観察したときの写真であり、レジストがランダム形状で形成されることが確認される（実施例１−４に後述）。次いで、透光基板１０をホットプレート等を用いてベークすれば、レジストがベークの影響で変形し、レジスト厚が連続的に変化した形状となる。最後に、例えば反応性イオンエッチング等を用いて、レジストをマスクとしてバンドル構造層２０をエッチングして、レジスト形状を転写すれば、バンドル構造層２０の凸部２４が２次元格子状にランダムに配置されるとなり、偏光解消板４００を得ることができる。
<< Speckle exposure method >>
The oblique deposition method described above is performed in advance to form a substantially flat bundle structure layer 20, and then the speckle exposure method is performed. In the speckle exposure method, a resist is first applied to the surface of the bundle structure layer 20. Next, the resist is exposed using an optical system schematically shown in FIG. This optical shape includes a laser L, lenses 6 and 7 that diffuse the laser L, an aperture 8, a scattering plate 9, and a light-transmitting substrate 10. The illustrated exposure area A is an area where the resist on the surface of the bundle structure layer 20 is exposed. At this time, although depending on the size of the resist and the depolarizing plate to be produced, for example, the beam diameter φ of the laser L incident on the scattering plate 9 is 20 to 40 mm, and the distance l = 100 from the scattering plate 9 to the translucent substrate 10. If the exposure is performed under conditions of ˜300 mm and an integrated light quantity of 100 to 300 mJ / cm 2 , the resist is exposed to a random shape due to the influence of the scattering plate. Of course, the speckle exposure conditions are merely examples, and can be changed as appropriate. For example, FIG. 10 described above is a photograph when the resist shape after development is observed with an optical microscope, and it is confirmed that the resist is formed in a random shape (described later in Example 1-4). Next, when the transparent substrate 10 is baked using a hot plate or the like, the resist is deformed by the influence of baking, and the resist thickness is continuously changed. Finally, if, for example, reactive ion etching is used to etch the bundle structure layer 20 using the resist as a mask and transfer the resist shape, the convex portions 24 of the bundle structure layer 20 are randomly arranged in a two-dimensional lattice shape. As a result, the depolarizing plate 400 can be obtained.
以上説明したように、本発明の一実施形態により、確実に偏光解消することのできる偏光解消板を、従来の偏光解消板よりも比較的簡便に作製することができる。 As described above, according to an embodiment of the present invention, a depolarizing plate that can reliably depolarize can be manufactured relatively easily than a conventional depolarizing plate.
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is.
［実験例１］
以下のとおり、本発明に従う偏光解消板として実施例１−１〜１−４を作製した。
（実施例１−１）
１００ｍｍ角、厚さ１．０ｍｍの石英ガラス基板を用意した。次いで、石英基板表面に、斜め蒸着後のバンドル構造層の長手方向に対して垂直な方向に、長方形の複数のメタルマスクを並列設置した。その後、図１１に既述の蒸着装置を用いて、以下の条件に従う斜め蒸着法により、主にＴａ２Ｏ５からなる誘電体のバンドル構造層を形成し、実施例１−１に係る偏光解消板を作製した。
斜め蒸着条件
微粒子層１層分の厚さ：７ｎｍ
最厚部の厚さ：１８４８ｎｍ（２６４回繰り返し蒸着）
最薄部の厚さ：５６ｎｍ（８回繰り返し蒸着）
半周期長：１．０ｍｍ
蒸着速度：１．０ｎｍ／秒
蒸着角度：基板法線方向から７０度
[Experiment 1]
Examples 1-1 to 1-4 were produced as depolarizing plates according to the present invention as follows.
(Example 1-1)
A quartz glass substrate having a size of 100 mm square and a thickness of 1.0 mm was prepared. Next, a plurality of rectangular metal masks were placed in parallel on the quartz substrate surface in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the bundle structure layer after oblique deposition. Thereafter, using the vapor deposition apparatus described above in FIG. 11, a dielectric bundle structure layer mainly made of Ta 2 O 5 is formed by an oblique vapor deposition method according to the following conditions, and depolarization according to Example 1-1. A plate was made.
Diagonal deposition conditions Thickness of one fine particle layer: 7 nm
Thickness of the thickest part: 1848 nm (264 repeated deposition)
Thinnest part thickness: 56 nm (8 times repeated deposition)
Half cycle length: 1.0mm
Deposition rate: 1.0 nm / sec Deposition angle: 70 degrees from substrate normal direction
（実施例１−２）
実施例１−１と同様の石英ガラス基板を用意した。次いで、石英基板表面に、斜め蒸着後のバンドル構造層の長手方向に対して平行な方向に、長方形の複数のメタルマスクを並列設置した。その後、実施例１−１と同一条件の斜め蒸着法により、主にＴａ２Ｏ５からなる誘電体のバンドル構造層を形成し、実施例１−２に係る偏光解消板を作製した。
(Example 1-2)
A quartz glass substrate similar to that of Example 1-1 was prepared. Next, a plurality of rectangular metal masks were placed in parallel on the quartz substrate surface in a direction parallel to the longitudinal direction of the bundle structure layer after oblique deposition. Thereafter, a dielectric bundle structure layer mainly made of Ta 2 O 5 was formed by an oblique vapor deposition method under the same conditions as in Example 1-1, and a depolarizing plate according to Example 1-2 was manufactured.
（実施例１−３）
実施例１−１と同様の石英ガラス基板を用意した。次いで、実施例１−１と同一条件で斜め蒸着法を行って、略平坦なバンドル構造層を成膜した。その後、ポジレジスト（ＡＺ−４６２０Ｐ；クラリアントジャパン製）をバンドル構造層表面に塗布した。さらに、２次元格子状に配列した開口部を有し、かつ開口部の大きさが漸減する８枚のフォトマスクを、図１３（Ａ）の（１）から（８）に示す順序で用いて多重露光することにより、バンドル構造層表面に上記材料からなる凹状のレジストパターンを形成した。なお、図１３（Ａ）の（１）に示すマスクの開口部は、２．０ｍｍの開口が配列したフォトマスクである。次いで、ＣＦ４ガスによる反応性イオンエッチングを行い、バンドル構造層をエッチングし、レジストの形状をバンドル構造層に転写し、実施例１−３に係る偏光解消板を作製した。
(Example 1-3)
A quartz glass substrate similar to that of Example 1-1 was prepared. Next, an oblique deposition method was performed under the same conditions as in Example 1-1 to form a substantially flat bundle structure layer. Thereafter, a positive resist (AZ-4620P; manufactured by Clariant Japan) was applied to the surface of the bundle structure layer. Further, eight photomasks having openings arranged in a two-dimensional grid and having the openings gradually decreasing are used in the order shown in (1) to (8) of FIG. By performing multiple exposure, a concave resist pattern made of the above material was formed on the surface of the bundle structure layer. Note that the opening portion of the mask shown in FIG. 13A (1) is a photomask in which 2.0 mm openings are arranged. Next, reactive ion etching with CF 4 gas was performed to etch the bundle structure layer, and the shape of the resist was transferred to the bundle structure layer to produce a depolarizing plate according to Example 1-3.
（実施例１−４）
実施例１−１と同様の石英ガラス基板を用意した。次いで、実施例１−１と同一条件で斜め蒸着法を行って、略平坦なバンドル構造層を成膜した。その後、バンドル構造層表面にレジスト（ＴＤＭＲ−ＡＲ８０；東京応化工業製）を塗布し、次いで、図１４に既述の光学系を用いて、前記レジストをスペックル露光した。スペックル露光条件は以下のとおりである。
スペックル露光条件
レーザーＬのビーム径φ：３０ｍｍ
散乱板から透光基板までの距離ｌ：２００ｍｍ
積算光量：１５０ｍＪ／ｃｍ２
その結果、レジストは散乱板の影響によってランダムな形状に感光され、このレジストを光学顕微鏡で観察したところ、図１０に示すように、ランダムな形状となっていた。なお、図１０の写真の左端から右端までのスケールは１２８μｍである。
(Example 1-4)
A quartz glass substrate similar to that of Example 1-1 was prepared. Next, an oblique deposition method was performed under the same conditions as in Example 1-1 to form a substantially flat bundle structure layer. Thereafter, a resist (TDMR-AR80; manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied to the surface of the bundle structure layer, and then the resist was speckle exposed using the optical system described above in FIG. The speckle exposure conditions are as follows.
Speckle exposure condition Laser beam diameter φ: 30mm
Distance from scattering plate to translucent substrate l: 200 mm
Integrated light quantity: 150 mJ / cm 2
As a result, the resist was exposed to a random shape due to the influence of the scattering plate. When this resist was observed with an optical microscope, the resist had a random shape as shown in FIG. Note that the scale from the left end to the right end of the photograph in FIG. 10 is 128 μm.
次いで、透光基板をホットプレートを用いて約１３０℃、１０分間ベークし、レジストを熱変形させ、レジスト厚が連続的に変化する形状とした。最後に、ＣＦ４ガスによる反応性イオンエッチングを行い、レジストをマスクとしてバンドル構造層をエッチングして、レジスト形状を転写し、実施例１−４に係る偏光解消板を作製した。 Next, the translucent substrate was baked at about 130 ° C. for 10 minutes using a hot plate, and the resist was thermally deformed so that the resist thickness was continuously changed. Finally, reactive ion etching using CF 4 gas was performed, the bundle structure layer was etched using the resist as a mask, the resist shape was transferred, and the depolarizing plate according to Example 1-4 was manufactured.
（評価１：ＳＥＭ観察）
作製した実施例１−１〜１−４に係る偏光解消板のそれぞれを、ＳＥＭにより観察した。
代表例として、実施例１−１に係る偏光解消板のＳＥＭ像を図３に示す。図３（Ａ）は、Ｘ方向における最厚部のＳＥＭ像であり、（Ｂ）はＸ方向における最薄部のＳＥＭ像であり、（Ｃ）はＺ方向におけるＳＥＭ像である。
また、別の代表例として、実施例１−２に係る偏光解消板のＳＥＭ像を図７に示す。図７（Ａ）はＹ方向における最厚部のＳＥＭ像であり、（Ｂ）はＹ方向における最薄部のＳＥＭ像である。
(Evaluation 1: SEM observation)
Each of the produced depolarization plates according to Examples 1-1 to 1-4 was observed with an SEM.
As a representative example, an SEM image of the depolarizing plate according to Example 1-1 is shown in FIG. 3A is an SEM image of the thickest part in the X direction, FIG. 3B is an SEM image of the thinnest part in the X direction, and FIG. 3C is an SEM image in the Z direction.
As another representative example, an SEM image of the depolarizing plate according to Example 1-2 is shown in FIG. FIG. 7A is an SEM image of the thickest part in the Y direction, and FIG. 7B is an SEM image of the thinnest part in the Y direction.
上記ＳＥＭ像の観察により、実施例１−１に係る偏光解消板は、バンドル構造層が複数の凸部によって構成され、該凸部がバンドル構造層の長手方向に対して垂直な方向に沿って、１次元格子状に半周期長１ｍｍ以下で周期的に配置されたことが確認された。
また、実施例１−２に係る偏光解消板は、バンドル構造層が複数の凸部によって構成され、該凸部がバンドル構造層の長手方向に対して平行な方向に沿って、１次元格子状に半周期長１ｍｍ以下で周期的に配置されたことが確認された。
さらに、実施例１−３に係る偏光解消板は、バンドル構造層が複数の凸部によって構成され、凸部が２次元格子状に半周期長１ｍｍ以下で周期的に配置されたことが確認された。
さらにまた、実施例１−４に係る偏光解消板は、バンドル構造層が複数の凸部によって構成され、凸部が２次元格子状にランダムに配置され、それぞれの凸部の最厚部から最薄部までの間隔が１ｍｍ以下であることが確認された。
By observing the SEM image, in the depolarizing plate according to Example 1-1, the bundle structure layer is configured by a plurality of protrusions, and the protrusions are along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the bundle structure layer. It was confirmed that they were periodically arranged in a one-dimensional lattice pattern with a half cycle length of 1 mm or less.
In the depolarizing plate according to Example 1-2, the bundle structure layer includes a plurality of convex portions, and the convex portions are arranged in a one-dimensional lattice shape along a direction parallel to the longitudinal direction of the bundle structure layer. It was confirmed that they were periodically arranged with a half cycle length of 1 mm or less.
Furthermore, in the depolarizing plate according to Example 1-3, it was confirmed that the bundle structure layer was composed of a plurality of convex portions, and the convex portions were periodically arranged in a two-dimensional lattice pattern with a half cycle length of 1 mm or less. It was.
Furthermore, in the depolarizing plate according to Example 1-4, the bundle structure layer is composed of a plurality of convex portions, and the convex portions are randomly arranged in a two-dimensional lattice pattern, and the thickest portion of each convex portion is It was confirmed that the distance to the thin part was 1 mm or less.
［実験例２］
（実施例２−１）
以下のとおり、本発明に従う偏光解消板として実施例２−１を作製した。
実施例１−１と同様に、１００ｍｍ角、厚さ１．０ｍｍの石英ガラス基板を用意した。次いで、石英基板表面に、斜め蒸着後のバンドル構造層の長手方向に対して垂直な方向に、長方形の複数のメタルマスクを並列設置した。その後、図１１に既述の蒸着装置を用いて、以下の条件に従う斜め蒸着法により、Ｔａ２Ｏ５からなる誘電体のバンドル構造層を形成し、実施例１−１に係る偏光解消板を作製した。
斜め蒸着条件
微粒子層１層分の厚さ：７ｎｍ
最厚部の厚さ：１８４８ｎｍ（２６４回繰り返し蒸着）
最薄部の厚さ：５６ｎｍ（８回繰り返し蒸着）
半周期長：１．０ｍｍ
蒸着速度：１．０ｎｍ／秒
蒸着角度：基板法線方向から７０度
[Experiment 2]
(Example 2-1)
Example 2-1 was produced as a depolarizing plate according to the present invention as follows.
As in Example 1-1, a quartz glass substrate having a size of 100 mm square and a thickness of 1.0 mm was prepared. Next, a plurality of rectangular metal masks were placed in parallel on the quartz substrate surface in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the bundle structure layer after oblique deposition. Then, using the vapor deposition apparatus described above in FIG. 11, a dielectric bundle structure layer made of Ta 2 O 5 is formed by an oblique vapor deposition method according to the following conditions, and the depolarizing plate according to Example 1-1 is formed. Produced.
Diagonal deposition conditions Thickness of one fine particle layer: 7 nm
Thickness of the thickest part: 1848 nm (repeated deposition 264 times)
Thinnest part thickness: 56 nm (8 times repeated deposition)
Half cycle length: 1.0mm
Deposition rate: 1.0 nm / sec Deposition angle: 70 degrees from substrate normal direction
その後、ゾルゲル法により、前記石英ガラス基板及び前記バンドル構造層を被覆する傾斜吸収膜を形成した。具体的には以下のとおりである。
ゾルゲル溶液として、アルミナの微粒子をベースとしたコーティング溶液である市販のアルミゾルＣＳＡ−１１０ＡＤ（登録商標；川研ファインケミカル（株）製）を用い、バンドル構造層表面にスピンコート法（回転数１０００ｒｐｍ）を用いて塗布し、ゾルゲル法により傾斜吸収膜を形成し、実施例２−１に係る偏光解消板を作製した。
なお、本実施例におけるバンドル構造層の屈折率は、ｎｅ＝１．７０であり、ｎｏ＝１．５４であり、平均屈折率は１．６２となる。そして、アルミナ固有の屈折率は約１．６４である。
Thereafter, an inclined absorption film covering the quartz glass substrate and the bundle structure layer was formed by a sol-gel method. Specifically, it is as follows.
As the sol-gel solution, a commercially available aluminum sol CSA-110AD (registered trademark; manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.), which is a coating solution based on fine particles of alumina, is used, and the surface of the bundle structure layer is spin-coated (rotation speed: 1000 rpm). Then, a gradient absorption film was formed by a sol-gel method to produce a depolarizing plate according to Example 2-1.
Note that the refractive index of the bundle structure layer in this example is ne = 1.70, no = 1.54, and the average refractive index is 1.62. The refractive index inherent to alumina is about 1.64.
（実施例２−２）
実施例２−１において、スピンコート法による回転数を１０００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに変えた以外は、実施例２−１と同様にして、実施例２−２に係る偏光解消板を作製した。
(Example 2-2)
In Example 2-1, a depolarizing plate according to Example 2-2 was produced in the same manner as in Example 2-1, except that the rotation speed by the spin coating method was changed from 1000 rpm to 2000 rpm.
（評価３：傾斜吸収膜の膜厚評価）
触針式膜厚計（Ｔｅｎｃｏｒｅ製Ｐ−１５）により、傾斜吸収膜の厚みを評価した。なお、ここで言う膜厚とは、傾斜吸収膜の最も厚くなる部分を指す。スピンコート法の回転数に対する傾斜吸収膜の膜厚の関係を、図１５のグラフに示す。
(Evaluation 3: Evaluation of the thickness of the gradient absorption film)
The thickness of the inclined absorption film was evaluated by a stylus type film thickness meter (P-15 manufactured by Tencore). In addition, the film thickness said here points out the part where the inclination absorption film becomes thickest. The graph of FIG. 15 shows the relationship between the film thickness of the inclined absorption film and the rotational speed of the spin coating method.
ここで、上記実施例２−１、２−２において、バンドル構造層の最厚部と最薄部とで厚みに約２μｍの差があるため、傾斜吸収膜としてはそれ以上の膜厚が必要となる。図１５に示すように、スピンコート法における回転数条件を少なくとも１０００〜２０００ｒｐｍの範囲内としておけば、得られる傾斜吸収層の膜厚は２．０〜２．７μｍとなり、傾斜吸収膜として確実に機能することが確認できた。 Here, in Examples 2-1 and 2-2, there is a difference of about 2 μm in the thickness between the thickest part and the thinnest part of the bundle structure layer. It becomes. As shown in FIG. 15, if the rotational speed condition in the spin coating method is set within a range of at least 1000 to 2000 rpm, the thickness of the obtained gradient absorption layer becomes 2.0 to 2.7 μm, which is reliably used as the gradient absorption film. I confirmed that it works.
本発明によれば、従来の偏光解消板よりも比較的簡便に作製可能であり、かつ、確実に偏光解消することのできる偏光解消板を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the depolarizing plate which can be produced comparatively simply rather than the conventional depolarizing plate, and can depolarize reliably can be provided.
１０・・・透光基板
２０・・・バンドル構造層
２１・・・柱状の束
２２・・・集合体
２４・・・凸部
３０・・・傾斜吸収膜パターン形成層
１００、２００、３００、４００・・・偏光解消板
Ｌ１、Ｌ２・・・入射光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Translucent substrate 20 ... Bundle structure layer 21 ... Columnar bundle 22 ... Aggregate 24 ... Convex part 30 ... Gradient absorption film pattern formation layer 100, 200, 300, 400 ... Depolarization plates L 1 , L 2 ... incident light
Claims (17)
該透光基板上に設けられる、柱状の束により構成されたバンドル構造層と、を有し、
前記バンドル構造層は、構造複屈折を呈し、
前記バンドル構造層の厚みが連続的に変化することを特徴とする偏光解消板。 A translucent substrate;
A bundle structure layer composed of columnar bundles provided on the light-transmitting substrate;
The bundle structure layer exhibits structural birefringence,
A depolarizing plate, wherein the thickness of the bundle structure layer changes continuously.
前記傾斜吸収膜の屈折率は、前記バンドル構造層の長手方向と、該長手方向に垂直な方向の屈折率との間の値である、請求項１１に記載の偏光解消板。 The translucent substrate, the bundle structure layer, and the inclined absorption film are made of only the same or different inorganic materials,
The depolarizing plate according to claim 11, wherein a refractive index of the inclined absorption film is a value between a longitudinal direction of the bundle structure layer and a refractive index in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
前記透光基板上に、長方形の複数のメタルマスクを互いに平行に配置する工程と、
前記透光基板の上に、柱状の束により構成されたバンドル構造層を斜め蒸着法により形成する工程と、を含むことを特徴とする偏光解消板の製造方法。 A method of manufacturing the depolarizing plate according to claim 1,
Arranging a plurality of rectangular metal masks parallel to each other on the translucent substrate;
Forming a bundle structure layer composed of columnar bundles on the translucent substrate by an oblique vapor deposition method.
前記透光基板上に、柱状の束により構成されたバンドル構造層を斜め蒸着法により形成する工程と、
前記バンドル構造層を多重露光して、前記バンドル構造層に、前記連続的に変化する前記厚みを設ける工程と、を含むことを特徴とする偏光解消板の製造方法。 A method of manufacturing the depolarizing plate according to claim 1,
Forming a bundle structure layer composed of columnar bundles on the translucent substrate by an oblique deposition method;
And a step of multiple exposure of the bundle structure layer to provide the bundle structure layer with the continuously changing thickness.
前記透光基板上に、柱状の束により構成されたバンドル構造層を斜め蒸着法により形成する工程と、
前記バンドル構造層をスペックル露光して、前記バンドル構造層に、前記連続的に変化する前記厚みを設ける工程と、を含むことを特徴とする偏光解消板の製造方法。 A method of manufacturing the depolarizing plate according to claim 1,
Forming a bundle structure layer composed of columnar bundles on the translucent substrate by an oblique deposition method;
And a step of subjecting the bundle structure layer to speckle exposure, and providing the bundle structure layer with the continuously changing thickness.
A liquid crystal display comprising the depolarizing plate according to claim 1 or the depolarizing plate manufactured by the method for manufacturing a depolarizing plate according to any of claims 13 to 15. apparatus.
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001290014A (en) * | 2000-04-04 | 2001-10-19 | Nikon Corp | Method and system for manufacturing optical device, optical device manufactured by using that manufacture method and exposure device using that optical device |
| JP2004516492A (en) * | 1999-05-14 | 2004-06-03 | マイクロシャープ コーポレイション リミテッド | Display and light transmission plate for display |
| JP2008226405A (en) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Asahi Glass Co Ltd | Depolarization element |
| JP2011180581A (en) * | 2010-02-03 | 2011-09-15 | Ricoh Optical Industries Co Ltd | Depolarizing element and optical apparatus using the same |
| WO2011148465A1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 | Wave plate and wave plate manufacturing method |
| WO2012118023A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Method for producing graphene, graphene produced on substrate, and graphene on substrate |
| JP2014002286A (en) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | Depolarization element, and optical device using the same |
| JP2015082035A (en) * | 2013-10-23 | 2015-04-27 | デクセリアルズ株式会社 | Retardation element and method for manufacturing the same, liquid crystal display device, and projection type image display device |
-
2015
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004516492A (en) * | 1999-05-14 | 2004-06-03 | マイクロシャープ コーポレイション リミテッド | Display and light transmission plate for display |
| JP2001290014A (en) * | 2000-04-04 | 2001-10-19 | Nikon Corp | Method and system for manufacturing optical device, optical device manufactured by using that manufacture method and exposure device using that optical device |
| JP2008226405A (en) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Asahi Glass Co Ltd | Depolarization element |
| JP2011180581A (en) * | 2010-02-03 | 2011-09-15 | Ricoh Optical Industries Co Ltd | Depolarizing element and optical apparatus using the same |
| WO2011148465A1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 | Wave plate and wave plate manufacturing method |
| WO2012118023A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Method for producing graphene, graphene produced on substrate, and graphene on substrate |
| JP2014002286A (en) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | Depolarization element, and optical device using the same |
| JP2015082035A (en) * | 2013-10-23 | 2015-04-27 | デクセリアルズ株式会社 | Retardation element and method for manufacturing the same, liquid crystal display device, and projection type image display device |
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