偏振片、光学设备和偏振片的制备方法

摘要

本发明涉及偏振片，该偏振片是具有线栅结构的偏振片，具备透明基板、和在所述透明基板上的第1方向延伸且以比使用波段的光的波长短的间距周期性地排列的多个凸部，所述凸部具备反射层、多层膜、和位于所述反射层与所述多层膜之间的光学特性改善层，所述光学特性改善层含有氧化物，所述氧化物含有构成所述反射层的构成元素，所述光学特性改善层相对于氯系气体的蚀刻速率为所述多层膜的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。

权利要求

1.偏振片，其是具有线栅结构的偏振片，

所述偏振片具备透明基板、和在所述透明基板上的第1方向延伸且以比使用波段的光的波长短的间距周期性地排列的多个凸部，所述凸部从所述透明基板一侧依次具备反射层、光学特性改善层和多层膜，所述光学特性改善层含有氧化物，所述氧化物含有构成所述反射层的构成元素，所述光学特性改善层相对于氯系气体的蚀刻速率为所述多层膜的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。

2.根据权利要求1所述的偏振片，其中，所述光学特性改善层由相对于氟系气体的蚀刻速率比所述多层膜低的材料构成。

3.根据权利要求1所述的偏振片，其中，所述构成元素为Al或Cu。

4.光学设备，所述设备具备根据权利要求1 3中任一项所述的偏振片。

~

5.偏振片的制备方法，所述制备方法具有：

在透明基板上层合反射层的第1层合工序，

加热所述反射层，在所述反射层的与所述透明基板相反侧的面上形成光学特性改善层的层形成工序，在所述形成的光学特性改善层上依次层合多层膜和掩模层的第2层合工序，在所述掩模层上形成掩模图案的图案形成工序，通过所述掩模图案加工所述多层膜的第1加工工序，和将所述多层膜作为掩模，加工所述光学特性改善层和所述反射层的第2加工工序；

用氯系气体进行所述第2加工工序，

将所述光学特性改善层相对于所述氯系气体的蚀刻速率设为所述多层膜的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。

6.根据权利要求5所述的偏振片的制备方法，其中，将所述反射层相对于所述氯系气体的蚀刻速率设为所述多层膜的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。

7.根据权利要求5所述的偏振片的制备方法，其中，所述掩模层由多个层构成，所述掩模层在最靠近所述基板侧具有由与所述反射层相同的材料构成的第1掩模层，用所述氯系气体进行所述图案形成工序中的所述第1掩模层的加工，将所述第1掩模层相对于所述氯系气体的蚀刻速率设为所述多层膜的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。

8.根据权利要求5 7中任一项所述的偏振片的制备方法，其中，用氟系气体进行所述第~

1加工工序，

将所述光学特性改善层相对于所述氟系气体的蚀刻速率设为所述多层膜的蚀刻速率的0.22倍以上且0.39倍以下。

说明书

偏振片、光学设备和偏振片的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及偏振片、光学设备和偏振片的制备方法。

[0002] 本申请基于2018年7月31日在日本申请的日本特愿2018-144093号要求优先权，并将其内容引用在本文中。

背景技术

[0003] 偏振片可用于液晶显示器等。近年来，以比使用波段的光的波长短的周期排列反射层的线栅偏振片受到关注。

[0004] 线栅偏振片有反射型的偏振片和吸收型的偏振片。例如，在专利文献1中，记载了排列有截面形状为矩形的金属细线的反射型的线栅偏振片。另一方面，在专利文献2中，记载了在反射层的一面上具有介电体层和吸收层的吸收型的线栅偏振片。通过使被反射层反射的光与被吸收层反射的光干涉，消除反射光。

[0005] 吸收型的偏振片可减少在光射出侧反射的光。例如在液晶投影仪等中，在光射出侧反射的光可导致液晶面板的故障和由杂散光引起的画质的劣化。

[0006] 另一方面，吸收型的偏振片为多层膜，加工困难。例如，在专利文献3中，记载了半导体领域中的多层膜的加工方法。专利文献3通过干蚀刻加工多层膜。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：日本特开2010-237437号公报；

[0010] 专利文献2：日本专利第5333615号公报；

[0011] 专利文献3：日本特开2010-135563号公报。

发明内容

[0012] 发明所要解决的课题

[0013] 线栅偏振片的凸部可制作成纳米级。另外，线栅偏振片的消光比依赖于反射层的高度，需要加工高长径比的结构体。

[0014] 本发明是鉴于上述问题而进行的发明，其目的在于，提供光学特性优异的偏振片的制备方法以及光学特性优异的偏振片和光学设备。

[0015] 用于解决课题的手段

[0016] 为了解决上述课题，本发明提供以下的手段。

[0017] 第1方案所涉及的偏振片是具有线栅结构的偏振片，具备透明基板、和在所述透明基板上的第1方向延伸且以比使用波段的光的波长短的间距周期性地排列的多个凸部，所述凸部具备反射层、多层膜、和位于所述反射层与所述多层膜之间的光学特性改善层，所述光学特性改善层含有氧化物，所述氧化物含有构成所述反射层的构成元素，所述光学特性改善层相对于氯系气体的蚀刻速率为所述多层膜的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。

[0018] 上述方案所涉及的偏振片中的所述光学特性改善层可由相对于氟系气体的蚀刻速率比所述多层膜低的材料构成。

[0019] 上述方案所涉及的偏振片的所述反射层可由Al或Cu构成，所述光学特性改善层可由Al或Cu的氧化物构成。

[0020] 第2方案所涉及的光学设备具备上述方案所涉及的偏振片。

[0021] 第3方案所涉及的偏振片的制备方法具有：在透明基板上层合反射层的第1层合工序，加热所述反射层、在所述反射层的与所述透明基板相反侧的面上形成光学特性改善层的层形成工序，在所述形成的光学特性改善层上依次层合多层膜和掩模层的第2层合工序，在所述掩模层上形成掩模图案的图案形成工序，通过所述掩模图案加工所述多层膜的第1加工工序，和将所述多层膜作为掩模、加工所述光学特性改善层和所述反射层的第2加工工序；用氯系气体进行所述第2加工工序，将所述光学特性改善层相对于所述氯系气体的蚀刻速率设为所述多层膜的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。

[0022] 在上述方案所涉及的偏振片的制备方法中，可将所述反射层相对于所述氯系气体的蚀刻速率设为所述多层膜的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。

[0023] 在上述方案所涉及的偏振片的制备方法中，所述掩模层由多个层构成，所述掩模层在最靠近所述基板侧具有由与所述反射层相同的材料构成的第1掩模层，用所述氯系气体进行所述图案形成工序中的所述第1掩模层的加工，可将所述第1掩模层相对于所述氯系气体的蚀刻速率设为所述多层膜的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。

[0024] 在上述方案所涉及的偏振片的制备方法中，用氟系气体进行所述第1加工工序，可将所述光学特性改善层相对于所述氟系气体的蚀刻速率设为所述多层膜的蚀刻速率的0.22倍以上且0.39倍以下。

[0025] 发明效果

[0026] 根据上述方案所涉及的偏振片的制备方法，可制备光学特性优异的偏振片。另外，根据上述方案所涉及的偏振片和光学设备，可提高光学特性。

附图说明

[0027] [图1]是第1实施方式所涉及的偏振片的截面示意图。

[0028] [图2]是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法的截面示意图。

[0029] [图3]是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法的截面示意图。

[0030] [图4]是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法中的图案形成工序的截面示意图。

[0031] [图5]是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法中的图案形成工序的截面示意图。

[0032] [图6]是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法中的图案形成工序的截面示意图。

[0033] [图7]是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法中的第1加工工序的截面示意图。

[0034] [图8A]是实施例1 4和比较例1的偏振片的透过轴透过率的测定结果。~

[0035] [图8B]是实施例1 4和比较例1的偏振片的吸收轴透过率的测定结果。~

具体实施方式

[0036] 以下，一边适宜参照附图一边详细地对本实施方式进行说明。为了使特征容易理解，以下说明中使用的附图有为方便起见而放大显示作为特征的部分的情况，各构成要素的尺寸比例等会与实际不同。以下说明中示例的材料、尺寸等只是一个实例，并不将本发明限定于这些，可在发挥本发明的效果的范围内适宜变更而实施。

[0037] “偏振片”

[0038] 图1是第1实施方式所涉及的偏振片100的截面示意图。偏振片100是具有线栅结构的偏振片。偏振片100具备基板10和多个凸部20。多个凸部20在俯视下在第1方向延伸。以下，将基板10延伸的平面记为xy平面，将多个凸部20延伸的第1方向记为y方向。另外，将与xy平面垂直的方向记为z方向。图1是以xz平面切割偏振片100得到的截面图。换言之，是与多个凸部20延伸的第1方向垂直的截面图。

[0039] 偏振片100衰减具有与凸部20延伸的y方向平行的电场成分的偏振波(TE波(S波))，透过具有与y方向垂直的电场成分的偏振波(TM波(P波))。

[0040] 偏振片100的y方向为吸收轴，x方向为透过轴。

[0041] (基板)

[0042] 基板10相对于偏振片100的使用波段的波长的光具有透明性。“具有透明性”无需100%透过使用波段的波长的光，只要能够可保持作为偏振片的功能的程度地透过即可。基板10的平均厚度优选为0.3mm以上且1mm以下。

[0043] 基板10优选使用折射率为1.1 2.2的材料。例如，可使用玻璃、水晶、蓝宝石等。用~作基板10的玻璃材料的成分构成无特殊限制。

[0044] 例如硅酸盐玻璃作为光学玻璃广泛流通，价廉。另外，石英玻璃(折射率为1.46)、钠钙玻璃(折射率为1.51)的成本低，透过性优异。与之相对的是，水晶、蓝宝石的导热性优异。基板10的材料可根据偏振片100所需要的性能适宜选择。例如，投影仪的光学引擎用的偏振片由于照射强光，所以要求耐光性和散热性。因此，基板10优选使用水晶或蓝宝石。

[0045] 基板10的第1面10a的形状不限于平坦面。也可根据目的设置凹凸形状等。例如，可在与毗邻的凸部20之间设置槽(沟)。

[0046] (凸部)

[0047] 凸部20在y方向延伸。凸部20在x方向周期性地排列。换言之，在与凸部20延伸的第1方向垂直的方向周期性地排列多个凸部20。毗邻的凸部20的x方向的间距P比偏振片100的使用波段的波长的光短。例如间距P优选为100nm以上且200nm以下。如果间距P在该范围内，则凸部20的制作变得容易，凸部20的机械稳定性和光学特性的稳定性提高。

[0048] 毗邻的凸部20的间距P可通过扫描型电子显微镜或透过型电子显微镜以平均值的方式测量。例如，在任意的4个部位测定毗邻的凸部20的x方向的距离，通过其算术平均求得间距P。将在多个凸部20中任意的4个部位的测量值平均的测定方法称为电子显微镜法。

[0049] 在这里，将毗邻的凸部20的上端部间的距离或在xy面俯视毗邻的凸部20时的x方向的中心间的距离作为间距P。

[0050] 以下，将使用通过扫描型电子显微镜或透过型电子显微镜观察的图像，将任意的4个部位的测量值平均的测定方法称为电子显微镜法。

[0051] 凸部20相对于基板10突出。凸部20突出的主方向为z方向。凸部20的x方向的平均宽度优选为间距P的20%以上且50%以下。在这里，凸部20的平均宽度是指将凸部20在z方向十等分得到的各点的宽度的平均值。凸部20的高度优选为250nm以上且400nm以下。另外，由凸部20的高度除以平均宽度得到的长径比优选为5以上且13.3以下。

[0052] 在基板10为水晶等光学活性晶体的情况下，优选使相对于晶体的光学轴平行或垂直的方向与凸部20延伸的方向一致。在这里，光学轴是在该方向行进的光的寻常光线(O)与非常光线(E)的折射率之差为最小的方向轴。通过使凸部20在该方向延伸，可提高光学特性。

[0053] 各凸部20分别具有反射层30、多层膜40、和光学特性改善层50。图1所示的凸部20从外表面(远离基板10的一侧)按多层膜40、光学特性改善层50、反射层30的顺序层合。

[0054] <多层膜>

[0055] 多层膜40与反射层30相比处于远离基板10的位置。图1所示的多层膜40从基板10一侧起依次具有介电体层42、吸收层44、和第2介电体层46。介电体层42、吸收层44、和第2介电体层46通过干涉衰减被反射层30反射的偏振波(TE波(S波))。

[0056] “介电体层”

[0057] 图1所示的介电体层42层合在光学特性改善层50上。介电体层42无需一定与光学特性改善层50接触，也可在介电体层42与光学特性改善层50之间存在其它的层。介电体层42在y方向呈带状延伸。介电体层42构成多层膜40的一部分。

[0058] 介电体层42的膜厚可根据被吸收层44反射的偏振波来确定。确定介电体层42的厚度使得被吸收层44反射的偏振波的相位与被反射层30反射的偏振波的相位只偏移半波长。具体而言，介电体层42的膜厚优选为1nm以上且500nm以下。如果在该范围内，则可调整所反射的2种偏振波的相位的关系，可提高干涉效果。介电体层42的膜厚可采用上述的电子显微镜法测定。

[0059] 介电体层42的材料可使用金属氧化物、氟化镁(MgF2)、冰晶石、锗、硅、氮化硼、碳或它们的组合。金属氧化物可列举出SiO2等Si氧化物、Al2O3、氧化铍、氧化铋、氧化硼、氧化钽等。这些之中，介电体层42优选为Si氧化物。

[0060] 介电体层42的折射率优选比1.0大且为2.5以下。反射层30的光学特性也受周围的折射率(例如，介电体层42的折射率)影响。通过调整介电体层42的折射率，可控制偏振片的偏光特性。

[0061] “吸收层”

[0062] 图1所示的吸收层44层合在介电体层42上。吸收层44在y方向呈带状延伸。吸收层44构成多层膜40的一部分。

[0063] 吸收层44的膜厚例如优选为10nm以上且100nm以下。吸收层44的膜厚可采用上述的电子显微镜法测定。

[0064] 吸收层44的材料可使用1种以上的具有光学常数的消光常数不为零的光吸收作用的物质。吸收层44可使用金属材料或半导体材料。吸收层44所使用的材料可根据偏振片的使用波段的光的波长范围适宜选择。

[0065] 在吸收层44中使用金属材料的情况下，金属材料优选为Ta、Al、Ag、Cu、Au、Mo、Cr、Ti、W、Ni、Fe、Sn等单质金属或含有它们中的1种以上的元素的合金。另外，在吸收层44中使用半导体材料的情况下，半导体材料优选为Si、Ge、Te、ZnO、硅化物材料。硅化物材料例如可列举出β-FeSi2、MgSi2、NiSi2、BaSi2、CrSi2、TaSi等。将这些材料用于吸收层44的偏振片100相对于可见光区具有高的消光比。另外，吸收层44特别优选含有Fe或Ta和Si。

[0066] 在吸收层44中使用半导体材料的情况下，半导体的带隙能量有助于光的吸收作用。因此，半导体材料的带隙能量为将使用波段的波长进行能量换算得到的值以下。例如，在使用波段为可见光区的情况下，优选使用具有相当于400nm以上波长的吸收能量的3.1eV以下的带隙能量的半导体材料。

[0067] 吸收层44不只限定于1层，也可由2层以上构成。在吸收层44为2层以上的情况下，各层的材料可不同。吸收层44可通过蒸镀、溅射法等方法成膜。

[0068] “第2介电体层”

[0069] 图1所示的第2介电体层46层合在吸收层44上。第2介电体层46在y方向呈带状延伸。第2介电体层46构成多层膜40的一部分。

[0070] 第2介电体层46可使用与上述的介电体层42相同的材料。第2介电体层46可由与介电体层42相同的材料构成，或由不同的材料构成。第2介电体层46优选为Si氧化物。第2介电体层46的折射率也优选为与上述的介电体层42相同的范围。第2介电体层46的厚度例如优选为10nm以上且100nm以下。第2介电体层46的厚度可采用上述的电子显微镜法测定。

[0071] 作为多层膜40的一个实例，有SiO2/FeSi/SiO2的组合。将SiO2用作介电体层42和第2介电体层46，将FeSi用作吸收层44。

[0072] <光学特性改善层>

[0073] 光学特性改善层50形成在反射层30与多层膜40的界面。光学特性改善层50在y方向呈带状延伸。

[0074] 光学特性改善层50是由含有构成反射层的构成元素的氧化物构成的氧化层。例如，在反射层30含有Al的情况(例如，反射层30是由Al构成的层的情况)下，构成光学特性改善层50的材料是含有Al的氧化物(例如，氧化铝)，在反射层30含有Cu的情况(例如，反射层30是由Cu构成的层的情况)下，构成光学特性改善层50的材料是含有Cu的氧化物(例如，铜氧化物(氧化铜))。

[0075] 光学特性改善层50的厚度只要比0nm大即可，优选为20nm以下。

[0076] 光学特性改善层50相对于氯系气体的蚀刻速率比多层膜40的蚀刻速率高。光学特性改善层50相对于氯系气体的蚀刻速率为多层膜40的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。即，相对于氯系气体的光学特性改善层50与多层膜40之间的蚀刻选择比为6.7以上且15以下。蚀刻选择比由光学特性改善层50的蚀刻速率除以多层膜40的蚀刻速率而求得。

[0077] 若相对于氯系气体的光学特性改善层50与多层膜40之间的蚀刻选择比满足上述关系，则偏振片100的光学特性提高。认为其原因在于，在加工光学特性改善层50和反射层30时的蚀刻中，抑制多层膜40被过度蚀刻而破坏凸部20的形状。另外，在加工反射层30时的蚀刻的初期，蚀刻条件难以稳定。还认为通过使光学特性改善层50位于反射层30与多层膜
40之间，反射层30形成所期望的形状，偏振片100的光学特性提高。

[0078] 与之相对的是，光学特性改善层50相对于氟系气体的蚀刻速率优选比多层膜40的蚀刻速率低。即，光学特性改善层50优选由相对于氟系气体的蚀刻速率比多层膜40低的材料构成。具体而言，优选将光学特性改善层50的蚀刻速率设为多层膜40的蚀刻速率的0.22倍以上且0.39倍以下。在加工多层膜40的蚀刻中，变得难以同时蚀刻光学特性改善层50，可将凸部20的形状调整为所期望的形状。

[0079] 在这里，氯系气体是构成元素中含有氯的气体。例如，可列举出BCl3、Cl2与N2的混合气体，Cl2、CCl4与N2的混合气体等。另外，氟系气体是构成元素中含有氟的气体。例如，可列举出CF4、CHF3、C4F8等。

[0080] <反射层>

[0081] 反射层30相对于基板10在z方向突出，在y方向呈带状延伸。反射层30位于基板10与多层膜40之间。在基板10与反射层30之间，可插入其它的层。反射层30反射TE波(S波)，透过TM波(P波)。

[0082] 反射层30可使用对使用波段的波长的光具有反射性的材料。例如，可使用Al、Ag、Cu、Mo、Cr、Ti、Ni、W、Fe、Si、Ge、Ta等单质金属或它们的合金。这些之中，优选使用Al、Cu或它们的合金。另外，反射层30不限定于金属，可使用通过着色等提高表面反射率的无机膜或树脂膜。

[0083] 反射层30的高度可自由地设计。例如，反射层30的高度优选为100nm以上且300nm以下。反射层30的高度可通过电子显微镜法求得。

[0084] 反射层30的宽度优选为间距P的20%以上且50%以下。具体而言，优选为10nm以上且100nm以下，更优选为20nm以上且50nm以下。

[0085] 反射层30相对于氯系气体的蚀刻速率与光学特性改善层50的蚀刻速率相同。

[0086] 通过使反射层30和光学特性改善层50满足上述关系，可同时加工反射层30和光学特性改善层50。另外，可使反射层30和光学特性改善层50的蚀刻条件恒定，可使达到反射层30的时间点的蚀刻条件更稳定。由此，反射层30的形状形成所期望的形状，偏振片100的光学特性提高。

[0087] 另外，反射层30优选相对于氯系气体的蚀刻速率为多层膜40的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。若满足上述关系，则在加工反射层30时的蚀刻中，可抑制多层膜40被过度蚀刻而破坏凸部20的形状。其结果，凸部20的形状形成所期望的形状，偏振片100的光学特性提高。

[0088] 另外，反射层30优选相对于氟系气体的蚀刻速率为多层膜40的蚀刻速率的0.22倍以上且0.39倍以下。若满足上述关系，则在加工多层膜40的蚀刻中，可抑制反射层30被过度蚀刻。其结果，凸部20的形状形成所期望的形状，偏振片100的光学特性提高。

[0089] (其它的构成)

[0090] 偏振片100可具有上述构成以外的层。

[0091] 例如，在介电体层42或第2介电体层46与吸收层44之间，可具有扩散阻挡层。扩散阻挡层防止吸收层44中的光的扩散。扩散阻挡层可使用Ta、W、Nb、Ti等金属膜。

[0092] 另外，可在偏振片100的光的射入侧形成保护膜。例如，在图1中光从+z方向朝向-z方向射入的情况下，形成保护膜使得覆盖基板10的第1面10a和凸部20的周围。保护膜可使用与介电体层42相同的材料。保护膜抑制反射层30等的金属膜被过度氧化。保护膜可利用CVD (Chemical Vapor Deposition)、ALD (Atomic Layer Deposition)等形成。

[0093] 另外，可在偏振片100的光的射入侧形成防水膜。防水膜例如可使用全氟癸基三乙氧基硅烷(FDTS)等氟系硅烷化合物。防水膜可利用CVD、ALD等形成。防水膜提高偏振片100的耐湿性，提高可靠性。

[0094] 如上所述，本实施方式所涉及的偏振片100的反射率低，透过率高。因此，可用于各种光学设备。

[0095] “光学设备”

[0096] 第2实施方式所涉及的光学设备具备上述的第1实施方式所涉及的偏振片100。光学设备可列举出液晶投影仪、平视显示器(headup display)、数码相机等。第1实施方式所涉及的偏振片100的透过轴方向的偏振光的透过率高，吸收轴方向的偏振光的反射率低。因此，可用于各种用途。另外，偏振片100由无机材料构成。与有机偏振片相比，偏振片100特别适合用于要求耐热性的液晶投影仪、平视显示器等。

[0097] 在光学设备具备多个偏振片的情况下，只要多个偏振片中至少1个为第1实施方式所涉及的偏振片100即可。例如，在光学设备为液晶投影仪的情况下，在液晶面板的射入侧和射出侧配制偏振片。其中的一个偏振片使用第1实施方式所涉及的偏振片100。

[0098] “偏振片的制备方法”

[0099] 第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法具有第1层合工序、第2层合工序、层形成工序、图案形成工序、第1加工工序和第2加工工序。以下，利用图2 图8，对第3实施方式所涉~及的偏振片的制备方法的一个实例进行具体地说明。

[0100] 图2是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法的截面示意图。

[0101] 首先，在第1层合工序中，在基板10上层合反射层130。反射层130例如使用Al。反射层130例如可利用溅射法或蒸镀法形成。反射层130是在加工后形成图1所示的反射层30的层。反射层130使用与上述的反射层30相同的材料。

[0102] 接着，作为层形成工序在空气中加热反射层130。通过加热将反射层130的表面氧化，形成光学特性改善层150。光学特性改善层150在反射层130的与基板10相反侧的面上形成。加热优选设为100℃以上且500℃以下。光学特性改善层150的厚度可通过加热时间、加热温度等调整。可调整反射层130的表面的氧化处理的条件(加热时间、加热温度等)使得光学特性改善层150具有所期望的蚀刻特性。

[0103] 接着，作为第2层合工序，在光学特性改善层150上层合多层膜140。多层膜140在光学特性改善层150的与反射层130相反侧的面上形成。在基板10上形成由反射层130、光学特性改善层150和多层膜140构成的层合体190。多层膜140通过依次层合介电体层142、吸收层144和第2介电体层146而得到。例如依次层合SiO2 (介电体层142)、FeSi (吸收层144)、SiO2 (第2介电体层146)。这些层例如可利用溅射法或蒸镀法形成。

[0104] 多层膜140是在加工后形成图1所示的多层膜40的层。多层膜140使用与上述的多层膜40相同的材料。

[0105] 图3是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法的截面示意图。

[0106] 在第2层合工序中，在层合体190的与基板10相反侧的面上，层合掩模层160。图3所示的掩模层160由第1掩模层162、第2掩模层164、第3掩模层166的三层结构构成。

[0107] 第1掩模层162是用于加工多层膜140的层。利用第1掩模层162与多层膜140的蚀刻速率差，加工多层膜140。第1掩模层162由相对于规定的气体蚀刻速率与多层膜140不同的材料构成。第1掩模层162例如可使用与反射层130相同的材料。作为一个实例，第1掩模层162使用Al。第1掩模层162可利用溅射法或蒸镀法形成。

[0108] 第2掩模层164为防反射膜。第2掩模层164防止将由抗蚀剂构成的第3掩模层166曝光的光被第1掩模层162反射而形成回光。回光降低第3掩模层166的加工精度。第2掩模层164可利用有机物的涂膜。例如，可使用东京应化工业株式会社制的SWK-EX4PE。第2掩模层
164可通过利用旋转涂布等涂布后，加热煅烧的方法等形成。

[0109] 第3掩模层166是抗蚀剂。例如，可使用东京应化工业株式会社制的TDUR-P3262EM。为了加工第1掩模层162和第2掩模层164而形成第3掩模层166。第3掩模层166可通过旋转涂布等公知的方法形成。

[0110] 图4 图6是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法中的图案形成工序~的截面示意图。首先，如图4所示，相对于第3掩模层166形成图案。第3掩模层166利用光刻法等形成图案。第3掩模层166形成第3掩模图案166A。

[0111] 接着，如图5所示，将第3掩模图案166A作为掩模来加工第2掩模层164。第2掩模层164的加工通过蚀刻进行。蚀刻优选利用使用O2与Ar的混合气体的干蚀刻法。

[0112] 第2掩模层164相对于O2与Ar的混合气体的蚀刻速率与第1掩模层162的蚀刻速率相比优选设为10倍以上。蚀刻速率可通过改变所加工的层的材料、气体种类、气体流量、气体压力、用于产生离子或自由基的输出电压等来调整。

[0113] 可一边抑制第1掩模层162的形状变化，一边只在第2掩模层164上形成图案。第2掩模层164形成第2掩模图案164A。

[0114] 接着，如图6所述，将第2掩模图案164A和第3掩模图案166A作为掩模来加工第1掩模层162。第1掩模层162的加工通过蚀刻进行。蚀刻优选利用使用氯系气体的干蚀刻法。氯系气体优选使用BCl3、Cl2与N2的混合气体，各自的流量比优选BCl3设为16~30sccm，Cl2设为817sccm，N2设为2 18sccm。
~ ~

[0115] 第1掩模层162相对于氯系气体的蚀刻速率与多层膜140的蚀刻速率相比优选设为6.7倍以上且15倍以下。可一边抑制多层膜140的形状变化，一边只在第1掩模层162上形成图案。第1掩模层162形成第1掩模图案162A。

[0116] 如上所述，通过分成3个阶段来加工掩模层160，形成精度高的掩模图案160A。

[0117] 图7是用于说明第3实施方式所涉及的偏振片的制备方法中的第1加工工序的截面示意图。第1加工工序通过所形成的掩模图案160A加工多层膜140。

[0118] 第1加工工序优选用氟系气体进行。构成多层膜140的介电体层142、吸收层144和第2介电体层146相对于氟系气体显示出相同程度的蚀刻速率。通过使用氟系气体，可一次性地加工多层膜140。

[0119] 相对于氟系气体的光学特性改善层150和反射层130的蚀刻速率优选设为多层膜140的蚀刻速率的0.22倍以上且0.39倍以下。可几乎不加工光学特性改善层150和反射层
130，而加工多层膜140。多层膜140通过加工而形成由介电体层42、吸收层44和第2介电体层
46构成的多层膜40。

[0120] 掩模图案160A通过利用氟系气体的蚀刻来除去。如图7所示，也有部分残留第1掩模图案162A的情况。第1掩模图案162A通过以下工序除去。

[0121] 最后，进行第2加工工序。第2加工工序将多层膜40作为掩模来加工光学特性改善层150和反射层130。反射层130通过蚀刻而形成反射层30，得到图1所示的偏振片100。

[0122] 在蚀刻的初期，有蚀刻条件不稳定的情况。通过设置光学特性改善层150，可稳定加工反射层130时的蚀刻条件。由于射入的光被反射层130反射，所以通过使反射层130为所期望的形状，偏振片100的光学特性提高。

[0123] 第2加工工序使用氯系气体进行。光学特性改善层150相对于氯系气体的蚀刻速率优选设为多层膜40的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。另外，反射层130相对于氯系气体的蚀刻速率优选设为多层膜40的蚀刻速率的6.7倍以上且15倍以下。避免在加工光学特性改善层150和反射层130时过度地蚀刻多层膜40和光学特性改善层50。

[0124] 如上所述，根据本实施方式所涉及的偏振片的制备方法，在通过蚀刻来加工规定的层时，可减少对其它的层的影响。其结果，可制作所期望的形状的凸部20，可得到光学特性优异的偏振片100。

[0125] 以上，对本发明的优选的实施方式进行了详细叙述，但本发明并不限定于特定的实施方式，在权利要求书内所记载的本发明的主旨的范围内，可进行各种变形、变更。实施例

[0126] “实施例1”

[0127] 准备无碱玻璃(Eagle XG，康宁公司制)作为基板10。在其上利用溅射法层合厚度为250nm的Al (反射层130)。接着，在300℃下加热反射层130，制作光学特性改善层150 (参照图2)。光学特性改善层的厚度为5nm。

[0128] 接着，在反射层之上依次层合SiO2 (介电体层142)、FeSi (吸收层144)、SiO 2 (第2介电体层146)。这些层的层合利用溅射法进行。介电体层142的厚度设为5nm，吸收层144的厚度设为35nm，第2介电体层146的厚度设为60nm。如上所述，在基板10上制作由反射层130、光学特性改善层150和多层膜140构成的层合体190 (参照图2)。

[0129] 在层合体190上作为掩模层160依次层合Al (第1掩模层162)、防反射膜(第2掩模层164)、抗蚀剂(第3掩模层166) (参照图3)。防反射膜设为BARC。第1掩模层162的厚度设为60nm，第2掩模层164的厚度设为30nm，第3掩模层166的厚度设为130nm。

[0130] 利用光刻，在作为第3掩模层166的抗蚀剂上形成图案(参照图5)。图案设为线与间隔。毗邻的线间的间距设为140nm，线与线的最短距离设为110nm。

[0131] 将形成图案的抗蚀剂作为掩模，在第2掩模层164上形成图案(参照图6)。第2掩模层164的蚀刻使用干蚀刻装置(日本真空技术株式会社制(NE-5700))，在APC press：0.5Pa、Bias RF Power：50W的条件下进行。APC press是蚀刻中的压力，Bias RF Power是偏压侧的施加电压。蚀刻气体设为Ar与O2的混合气体，将Ar与O2的比例设为5:1。该条件下的第2掩模层164的蚀刻速率为1nm/sec，第1掩模层162的蚀刻速率为0.1nm/sec。即，第2掩模层164的蚀刻速率为第1掩模层162的蚀刻速率的10倍。

[0132] 将第3掩模图案166A和第2掩模图案164A作为掩模，在第1掩模层162上形成图案(参照图6)。第1掩模层162的蚀刻使用干蚀刻装置(日本真空技术株式会社制(NE-5700))，在APC press：0.5Pa、Bias RF Power：50W的条件下进行。蚀刻气体设为N2、BCl3与Cl2的混合气体，将N2、BCl3与Cl2的比例设为2:16.5:30。该条件下的第1掩模层162的蚀刻速率为2~3nm/sec，第2介电体层146的蚀刻速率为0.2 0.3nm/sec。即，第1掩模层162的蚀刻速率在第~
2介电体层146的蚀刻速率的6.7倍 15倍的范围内。
~

[0133] 将所制作的掩模图案160A作为掩模，加工多层膜140 (参照图7)。多层膜140的蚀刻使用干蚀刻装置(日本真空技术株式会社制(NE-5700))，在APC press：0.5Pa、Bias RF Power：60W的条件下进行。蚀刻气体设为Ar与CF4的混合气体，将Ar与CF4的比例设为1:4。该条件下的多层膜140的蚀刻速率为1.8 2.3nm/sec，光学特性改善层150和反射层130的蚀刻~速率为0.5 0.7nm/sec。即，光学特性改善层150和反射层130的蚀刻速率在多层膜140的蚀~
刻速率的0.22倍 0.39倍的范围内。
~

[0134] 最后，加工反射层130和光学特性改善层150 (参照图1)。反射层130和光学特性改善层150的蚀刻使用干蚀刻装置(日本真空技术株式会社制(NE-5700))，在APC press：0.5Pa、Bias RF Power：50W的条件下进行。蚀刻气体设为N2、BCl3与Cl2的混合气体，将N2、BCl3与Cl2的比例设为9:4:8。该条件下的反射层130和光学特性改善层150的蚀刻速率为2~
3nm/sec，多层膜140的蚀刻速率为0.2 0.3nm/sec。即，反射层130和光学特性改善层150的~
蚀刻速率在多层膜140和光学特性改善层150的蚀刻速率的6.7倍 15倍的范围内。
~

[0135] 在以下的表1中汇总实施例1的制备条件。

[0136] [表1]

[0137]

[0138] 以下汇总所制作的实施例1的偏振片的结构。

[0139] 基板：无碱玻璃(Eagle XG，康宁公司制)，在表面设置高度为20nm的凸部，凸部存在于反射层的下方。

[0140] 凸部：间距为140nm，毗邻的凸部间的间隔为105nm

[0141] 反射层：Al，宽度为35nm，厚度为250nm

[0142] 光学特性改善层：Al2O3，宽度为35nm，厚度为5nm

[0143] 介电体层：SiO2，宽度为35nm，厚度为5nm

[0144] 吸收层：Fe (5atm%) Si (95atm%)，宽度为35nm，厚度为35nm

[0145] 第2介电体层：SiO2，宽度为35nm，厚度为30nm

[0146] “实施例2 4和比较例1”~

[0147] 实施例2 4和比较例1在改变形成光学特性改善层时的条件，改变光学特性改善层~的厚度方面不同于实施例1。就光学特性改善层的厚度而言，实施例2为10nm，实施例3为
20nm，实施例3为30nm，比较例1为0nm。

[0148] 图8是测定实施例1 4和比较例1的偏振片的透过轴透过率和吸收轴透过率的结~果。图8(a)是透过轴透过率的结果，图8(b)是吸收轴透过率的结果。实施例1 4与比较例1相~
比，透过轴透过率均提高。特别是，在光学特性改善层的厚度比0nm大且为20nm以下的范围内，吸收轴反射率降低。

[0149] 符号说明

[0150] 10 基板

[0151] 10a 第1面

[0152] 20 凸部

[0153] 30、130 反射层

[0154] 40、140 多层膜

[0155] 42、142 介电体层

[0156] 44、144 吸收层

[0157] 46、146 第2介电体层

[0158] 50、150 光学特性改善层

[0159] 100 偏振片

[0160] 160 掩模层

[0161] 160A 掩模图案

[0162] 162 第1掩模层

[0163] 162A 第1掩模图案

[0164] 164 第2掩模层

[0165] 164A 第2掩模图案

[0166] 166 第3掩模层

[0167] 166A 第3掩模图案

[0168] 190 层合体。