线栅偏振元件及其制造方法以及光学设备与流程

本发明涉及线栅偏振元件、线栅偏振元件的制造方法以及光学设备。

背景技术：

1、偏振元件是吸收预定方向的偏振光并使与其正交的方向的偏振光透射的光学元件。在液晶显示装置中，原理上需要偏振元件。特别是，在使用透射型液晶投影仪那样的光量大的光源的液晶显示装置中，偏振元件受到强的辐射线，因此需要耐久性，并且要求几cm左右的大小、高消光比以及反射率特性的控制。为了应对这些要求，提出了线栅偏振元件。

2、线栅偏振元件具备透明基板以及格子状凸部，该格子状凸部以比使用频带的光的波长短的间距(例如，数十nm以上数百nm以下)配置于透明基板的一个面，并沿预定方向延伸。当光入射到线栅偏振元件时，具有与格子状凸部的延伸方向平行的电场成分的s偏振光(te波(s波))无法透射，具有与格子状凸部的延伸方向垂直的电场成分的p偏振光(tm波(p波))透射。

3、线栅偏振元件通过设为多层结构也能够控制反射率特性，能够降低因在线栅偏振元件的表面反射的返回光在装置内再次反射而产生的重影等引起的画质的劣化，因此适合于液晶投影仪。

4、另一方面，照明、显示器光源从灯向led以及激光器进化，在液晶投影仪中，通过使用多个半导体激光器(ld)，实现高亮度化。因此，要求提高线栅偏振元件的耐久性。

5、在专利文献1中，在形成于格子状凸部的表面及格子状凸部之间的槽的底面部的表面，使用全氟癸基三乙氧基硅烷等氟系硅烷化合物，形成拒水膜。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本专利第6678630号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，由于在形成拒水膜时使用氟系硅烷化合物，因此无法避免因使用环境引起的性能劣化。因此，期望在维持线栅偏振元件的光学特性的同时提高耐久性。

3、本发明的目的在于提供一种能够在维持光学特性的同时提高耐久性的线栅偏振元件。

4、用于解决课题的方法

5、(1)一种线栅偏振元件，其具备透明基板以及格子状凸部，上述格子状凸部在上述透明基板的一个面上以比使用频带的光的波长短的间距排列且沿预定方向延伸，上述透明基板相对于上述使用频带的光是透明的，上述格子状凸部具有反射层、电介质层和吸收层，在表面的至少一部分存在能够表现出拒水性的无机结构物。

6、(2)根据(1)所述的线栅偏振元件，其中，上述无机结构物能够表现出高拒水性。

7、(3)根据(2)所述的线栅偏振元件，其中，上述无机结构物能够表现出超拒水性。

8、(4)根据(1)至(3)中任一项所述的线栅偏振元件，其中，上述无机结构物的表面形成有凹部和/或凸部。

9、(5)根据(4)所述的线栅偏振元件，其中，上述凹部的形状为半球状，上述凸部的形状为半球状。

10、(6)根据(5)所述的线栅偏振元件，其中，上述凹部的直径为2nm以上且4nm以下，深度为2nm以上且4nm以下，上述凸部的直径为2nm以上且4nm以下，高度为2nm以上且4nm以下。

11、(7)根据(4)所述的线栅偏振元件，其中，上述凸部的形状为选自分形形状、柱形状、晶须形状及四脚锥体形状中的一种以上。

12、(8)一种线栅偏振元件的制造方法，其包括在透明基板的一个面上层叠反射层、电介质层和吸收层从而形成层叠体的工序；以及通过选择性地蚀刻上述层叠体形成以比使用频带的光的波长短的间距排列且沿预定方向延伸的格子状凸部的工序，上述格子状凸部在表面的至少一部分存在能够表现出拒水性的无机结构物。

13、(9)一种光学设备，其具备(1)至(7)中任一项所述的线栅偏振元件。

14、发明效果

15、根据本发明，能够提供能够在维持光学特性的同时提高耐久性的线栅偏振元件。

技术特征：

1.一种线栅偏振元件，其具备透明基板和格子状凸部，

2.根据权利要求1所述的线栅偏振元件，其中，所述无机结构物能够表现出高拒水性。

3.根据权利要求2所述的线栅偏振元件，其中，所述无机结构物能够表现出超拒水性。

4.根据权利要求1所述的线栅偏振元件，其中，所述无机结构物的表面形成有凹部和/或凸部。

5.根据权利要求4所述的线栅偏振元件，其中，所述凹部的形状为半球状，所述凸部的形状为半球状。

6.根据权利要求5所述的线栅偏振元件，其中，所述凹部的直径为2nm以上4nm以下，深度为2nm以上4nm以下，所述凸部的直径为2nm以上4nm以下，高度为2nm以上4nm以下。

7.根据权利要求4所述的线栅偏振元件，其中，所述凸部的形状为选自分形形状、柱形状、晶须形状及四脚锥体形状中的一种以上。

8.一种线栅偏振元件的制造方法，其包括：

9.一种光学设备，具备权利要求1至7中任一项所述的线栅偏振元件。

技术总结
本发明提供一种线栅偏振元件，能够在维持光学特性的同时提高耐久性。线栅偏振元件(10)具备透明基板(11)以及格子状凸部(12)，格子状凸部(12)在透明基板(11)的一个面上以比使用频带的光的波长短的间距(p)排列且沿预定方向延伸，透明基板(11)相对于使用频带的光透明，格子状凸部(12)从透明基板(11)侧依次具有反射层(12a)、电介质层(12b)以及吸收层(12c)，在表面的至少一部分存在能够表现出拒水性的无机结构物。

技术研发人员：武田吐梦
受保护的技术使用者：迪睿合株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16