发明名称 具有双金属层光栅的偏光元件及其制造方法
摘要 本发明提供一种具有双金属层光栅的偏光元件,适用于可见光谱。复数条平行的介电层,具有一周期(p)而形成于一透明基底上,其中相邻的该等介电层之间具有一沟槽。一第一金属层,具有一第一厚度(d1)而形成于该沟槽中。一第二金属层,具有一第二厚度(d2)与一宽度(w)而形成于介电层上,其中第一金属层与第二金属层之间具有一垂直距离(l)而互不相连。周期(p)之范围系10~250nm。第一、二厚度(d1、d2)之范围系30~150nm,且第一厚度(d1)等于第二厚度(d2)。垂直距离(l)之范围系10~100nm。宽度(w)/周期(p)之比例范围系25~75%。
申请公布号 TWI223103 申请公布日期 2004.11.01
申请号 TW092129398 申请日期 2003.10.23
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 丘至和;郭惠隆;刘怡君;陈品诚
分类号 G02B5/18 主分类号 G02B5/18
代理机构 代理人
主权项 1.一种具有双金属层光栅的偏光元件,包括:一透明基底;复数条平行的介电层,具有一周期(p)而形成于该透明基底上,其中相邻的该等介电层之间具有一沟槽;一第一金属层,具有一第一厚度(d1)而形成于该沟槽中;以及一第二金属层,具有一第二厚度(d2)与一宽度(w)而形成于该等介电层上,其中该第一金属层与该第二金属层之间具有一垂直距离(l)而互不相连;其中,该周期(p)系小于等于250nm;其中,该第一厚度(d1)与该第二厚度(d2)皆小于等于150nm,且该第一厚度(d1)等于该第二厚度(d2);其中,该垂直距离(l)系小于等于100nm;其中,该宽度(w)/该周期(p)之比例系25~75%。2.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该沟槽底部系露出该透明基底。3.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该沟槽底部系具有一残留的介电层。4.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该透明基底的厚度系500~1500m。5.如申请专利范围第4项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该透明基底系一玻璃或塑胶基底。6.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该介电层系一聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层。7.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该第一金属层系一金、银、铜或铝层。8.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该第二金属层系一金、银、铜或铝层。9.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该等第一、二金属层系同材质。10.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,更包括:一保护层,形成于该等第一、二金属上。11.如申请专利范围第10项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该保护层系一SiO2、SiN或SiON层。12.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该周期(p)之范围系10~250nm。13.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该等第一、二厚度(d1、d2)之范围系30~150nm。14.如申请专利范围第1项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该垂直距离(l)之范围系10~100nm。15.一种具有双金属层光栅的偏光元件,适用于可见光谱,包括:一透明基底;复数条平行的介电层,具有一周期(p)而形成于该透明基底上,其中相邻的该等介电层之间具有一沟槽;一第一金属层,具有一第一厚度(d1)而形成于该沟槽中;以及一第二金属层,具有一第二厚度(d2)与一宽度(w)而形成于该等介电层上,其中该第一金属层与该第二金属层之间具有一垂直距离(l)而互不相连;其中,该周期(p)之范围系10~250nm;其中,该等第一、二厚度(d1、d2)之范围系30~150nm,且该第一厚度(d1)等于该第二厚度(d2);其中,该垂直距离(l)之范围系10~100nm;其中,该宽度(w)/该周期(p)之比例范围系25~75%。16.如申请专利范围第15项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该沟槽底部系露出该透明基底。17.如申请专利范围第15项所述之具有双金属层光栅的偏光元件,其中该沟槽底部系具有一残留的介电层。18.一种具有双金属层光栅的偏光元件之制造方法,包括下列步骤:提供一透明基底;形成复数条平行的介电层于该透明基底上,该等介电层具有一周期(p),其中相邻的该等介电层之间具有一沟槽;形成一第一金属层于该沟槽中,该第一金属层具有一第一厚度(d1);以及形成一第二金属层于该等介电层上,该第二金属层具有一第二厚度(d2)与一宽度(w),其中该第一金属层与该第二金属层之间具有一垂直距离(l)而互不相连;其中,该周期(p)之范围系10~250nm;其中,该等第一、二厚度(d1、d2)之范围系30~150nm,且该第一厚度(d1)等于该第二厚度(d2);其中,该垂直距离(l)之范围系10~100nm;其中,该宽度(w)/该周期(p)之比例范围系25~75%。19.如申请专利范围第18项所述之具有双金属层光栅的偏光元件之制造方法,其中该沟槽底部系露出该透明基底。20.如申请专利范围第18项所述之具有双金属层光栅的偏光元件之制造方法,其中该沟槽底部系具有一残留的介电层。21.如申请专利范围第18项所述之具有双金属层光栅的偏光元件之制造方法,更包括下列步骤:形成一保护层于该等第一、二金属层上。22.如申请专利范围第18项所述之具有双金属层光栅的偏光元件之制造方法,其中该介电层系藉由微影蚀刻制程(photolithography)或奈米压印(Nanoimprint)制程所形成。图式简单说明:第1图系传统的金属栅偏光片的立体示意图;第2图系显示根据本发明第一例的具有双金属层光栅的偏光元件之结构剖面图;第3图系显示根据本发明第二例的具有双金属层光栅的偏光元件之结构剖面图;第4A~4C图系根据本发明第一例的偏光元件之制程剖面示意图;第5A~5D图系根据本发明第二侧的偏光元件之制程剖面示意图;第6A图系显示根据本发明实验例1之TE光的反射率(RTE)与穿透率(TTE)和可见光波长之关系图;第6B图系显示根据本发明实验例1之TM光的反射率(RTM)与穿透率(TTM)和可见光波长之关系图;第7A图系显示根据本发明实验例3之TE光的反射率(RTE)与穿透率(TTE)和可见光波长之关系图;第7B图系显示根据本发明实验例3之TM光的反射率(RTM)与穿透率(TTM)和可见光波长之关系图;第8A图系显示根据本发明比较例之TE光的反射率(RTE)与穿透率(TTE)和可见光波长之关系图;第8B图系显示根据本发明比较例之TM光的反射率(RTM)与穿透率(TTM)和可见光波长之关系图;第9A图系显示本发明偏光元件在不同周期(p)时的消光比与波长之关系;以及第9B图系显示习知偏光元件在不同周期(p)时的消光比与波长之关系。
地址 新竹县竹东镇中兴路四段一九五号