(57)【要約】  偏光子の作成方法は、連続相全体に分散された固体無機ナノ粒子を有する液体を適用する段階と、次いでこれを、無機ナノ粒子の固体相互接続ネットワークを含む異なる相に形成する段階を含むことができる。この方法は、製造可能性を改善し、製造コストを減らすことができる。この方法は、反射防止コーティングを提供するため、偏光構造上に保護コーティングを提供するため、光学特性用の薄膜を提供するため、又は自ら偏光構造を形成するために使用されることができる。
2021517980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光子の作成方法であって、
透過性の基板を提供する段階と、
前記基板の第１側面上に未硬化のインプリント可能層を適用する段階であり、前記未硬化のインプリント可能層は、連続相全体に分散された無機ナノ粒子を有する液体である、段階と、
前記未硬化のインプリント可能層内に偏光構造のパターンをインプリントする段階であり、前記偏光構造のいくつかの長手方向の寸法は、第１方向に延在し、前記偏光構造の他の長手方向の寸法は、第２方向に延在し、前記第１方向及び前記第２方向は、前記基板の前記第１側面に平行であり、前記第１方向は、前記第２方向と異なる方向である、段階と、
前記未硬化のインプリント可能層を硬化プリント層に硬化する段階であり、前記硬化プリント層は、前記無機ナノ粒子の固体相互接続ネットワークを含む、段階と、
を備える方法。
【請求項２】
前記第１方向に延在する前記偏光構造のうちの少なくともいくつかの幅及び前記第２方向に延在する前記偏光構造のうちの少なくともいくつかの幅は、５００ｎｍ以下であり、前記幅は、前記基板の前記長手方向の寸法に直交し且つ前記第１側面に平行である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板及び前記偏光構造は誘電体である、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１方向は、前記第２方向に直交する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記偏光構造は、３以上の異なる厚さを有し、前記厚さは、前記基板の前記第１側面に直交する寸法である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記基板は、前記第１側面の反対の第２側面を有し、前記方法は、さらに、
前記基板の前記第２側面に未硬化の裏側層を適用する段階であり、前記未硬化の裏側層は、連続相全体に分散された固体無機ナノ粒子を有する液体である、段階と、
前記未硬化の裏側層を硬化して、硬化裏側層を形成する段階であり、前記硬化裏側層は、前記無機ナノ粒子の固体相互接続ネットワークを含む、段階と、
を備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記偏光構造の上部に未硬化の充填層を適用し、前記偏光構造間のチャネルに延在させる段階であり、前記未硬化の充填層は、連続相全体に分散された固体無機ナノ粒子を有する液体であり、前記未硬化の充填層の化合物及び前記偏光構造の表面の化合物は、互いに誘引性である、段階と、
前記未硬化の充填層を硬化して、硬化充填層を形成する段階であり、前記硬化充填層は、前記無機ナノ粒子の固体相互接続ネットワークを含む、段階と、
をさらに備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記硬化プリント層上にオーバーコート層を適用する段階と、
前記基板から最も遠い前記オーバーコート層の外表面に未硬化のカバー層を適用する段階であり、前記未硬化のカバー層は、連続相全体に分散された固体無機ナノ粒子を有する液体であり、前記未硬化のカバー層の化合物及び前記オーバーコート層の前記外表面の化合物は、相互に忌避性である、段階と、
前記未硬化のカバー層を硬化して、硬化カバー層を形成する段階であり、前記硬化カバー層は、前記無機ナノ粒子の固体相互接続ネットワークを含む、段階と、
をさらに備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記無機ナノ粒子は、反応基に結合される金属原子を含み、各反応基は、独立に−Ｃｌ、−ＯＲ２、−ＯＣＯＲ２、又は−Ｎ（Ｒ２）２であり、Ｒ２はアルキル基であり、
前記硬化する段階は、分子を反応させて前記無機ナノ粒子の前記固体相互接続ネットワークとして互いに相互接続された前記金属原子の固体を形成する段階を含む、
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
偏光子の作成方法であって、
透過性の基板を提供する段階と、
前記基板の第１側面に未硬化のインプリント可能層を適用する段階であり、前記未硬化のインプリント可能層は、分散相及び連続相を含むコロイド懸濁液である、段階と、
前記未硬化のインプリント可能層内に偏光構造のパターンをインプリントする段階であり、前記偏光構造のいくつかの長手方向の寸法は、第１方向に延在し、前記偏光構造の他の長手方向の寸法は、第２方向に延在し、前記第１方向及び前記第２方向は、前記基板の前記第１側面に平行であり、前記第１方向は、前記第２方向と異なる方向である、段階と、
前記連続相を除去することにより前記未硬化のインプリント可能層を硬化し、硬化プリント層を画定する固体を形成する段階と、
を備える方法。
【請求項１１】
前記偏光構造の前記パターンをインプリントする段階は、分離したピクセルをインプリントする段階を含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記偏光構造の上部に未硬化の充填層を適用して前記偏光構造間のチャネルに延在させる段階であり、前記未硬化の充填層は、分散相及び連続相を含むコロイド懸濁液であり、前記未硬化の充填層の化合物及び前記偏光構造の表面の化合物は互いに誘引性であり、前記偏光構造の前記表面の表面エネルギーは前記未硬化の充填層の表面張力より大きい、段階と、
前記連続相を除去することにより前記未硬化の充填層を硬化して、硬化充填層を画定する固体を形成する段階と、
をさらに備える、
請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記硬化プリント層上にオーバーコート層を適用する段階と、
偏光デバイスから最も遠い前記オーバーコート層の外表面に未硬化のカバー層を適用する段階であり、前記未硬化のカバー層は、分散相及び連続相を含むコロイド懸濁液である、段階と、
前記未硬化のカバー層上へ第２基板を配置する段階と、
前記連続相を除去することにより前記未硬化のカバー層を硬化して、硬化カバー層を画定する固体を形成する段階と、
をさらに備える、
請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１４】
偏光子の作成方法であって、
透過性の基板を提供する段階と、
前記基板の第１側面に未硬化のインプリント可能層を適用する段階であり、前記未硬化のインプリント可能層は、溶媒内の分子を含む溶液であり、前記溶媒は、水及び有機液体を含み、前記分子は、反応基に結合された金属原子を含み、各反応基は、独立に−Ｃｌ、−ＯＲ２、−ＯＣＯＲ２、又は−Ｎ（Ｒ２）２であり、Ｒ２はアルキル基である、段階と、
前記未硬化のインプリント可能層内に偏光構造のパターンをインプリントする段階であり、前記偏光構造のいくつかの長手方向の寸法は、第１方向に延在し、前記偏光構造の他の長手方向の寸法は、第２方向に延在し、前記第１方向及び前記第２方向は、前記基板の前記第１側面に平行であり、前記第１方向は、前記第２方向と異なる方向である、段階と、
前記分子を反応させて、互いに相互接続されて硬化プリント層を画定する前記金属原子の固体を形成する段階と、
を備える方法。
【請求項１５】
前記偏光構造の上部に未硬化の充填層を適用し、前記偏光構造間のチャネルに延在させる段階であり、前記未硬化の充填層は、溶媒内の分子を含む溶液であり、前記溶媒は、水及び有機液体を含み、前記分子は、反応基に結合された金属原子を含み、各反応基は独立に−Ｃｌ、−ＯＲ２、−ＯＣＯＲ２、又は−Ｎ（Ｒ２）２であり、Ｒ２はアルキル基であり、前記未硬化の充填層の化合物及び前記偏光構造の表面の化合物は、互いに誘引性である、段階と、
前記分子を反応させて互いに、相互接続されて硬化充填層を画定する前記金属原子の固体を形成する段階と、
をさらに備える、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記未硬化の充填層上に第２基板を配置する段階をさらに備える、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属原子のすべての接合は、独立に前記反応基の１つに結合される、
請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記金属原子は、Ｓｉ（Ｒ１）４、Ａｌ（Ｒ１）３、Ｔｉ（Ｒ１）４、又はそれらの組み合わせを含み、各Ｒ１は、独立に、反応基の１つである、
請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記分子は、８０ｇ／ｍｏｌ以上１５０ｇ／ｍｏｌ以下の分子量を有する、
請求項１４から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
偏光構造の前記パターンをインプリントする段階は、分離したピクセルをインプリントする段階を含む、
請求項１４から１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概して偏光子に関連する。
【背景技術】
【０００２】
偏光子は、光を２つの異なる偏光状態に分割することができる。一方の偏光状態は、偏光子を通過することができ、他方は吸収又は反射されることができる。偏光子の有効性又は性能は、一方の偏光の非常に高いパーセント透過率（例えば、Ｔｐ）及び反対の偏光の最小透過率（例えば、Ｔｓ）に基づく。高いコントラスト（例えば、Ｔｐ／Ｔｓ）を有することも有益であり得る。コントラストは、主として透過される偏波の透過率を増大すること（例えば、Ｔｐを増大すること）により及び反対の偏光の透過率を低下すること（例えば、Ｔｓを低下すること）により、改善されることができる。
【０００３】
偏光子は、例えばプロジェクタのような、高温のアプリケーション内で使用され得る。利用者の要求に起因して、プロジェクタはサイズを減少し輝度を増大するにつれ、高温環境に耐えることができる偏光子のニーズも増大している。選択的吸収型偏光子は、入射光の大部分を吸収するため、特に高光強度プロジェクタにおいて損傷を受けやすい。そのような偏光子は、概して、反射部分（例えば、アルミニウム）及び吸収部分（例えば、シリコン）を含むワイヤを有する。吸収部分は、光の一方の偏光の約８０％、従って光の総量の約４０％を吸収することができる。この吸収された光の熱の多くは、融解できるワイヤの反射部分に伝わり、従って偏光子を破壊する。従って、選択的吸収型偏光子の高温耐久性を改善することが考慮され得る。
【０００４】
偏光子のリブ又はワイヤは、特に可視又は紫外光の偏光に対して、ナノメートルサイズのピッチ、ワイヤ幅、及びワイヤ高さの小さくて精巧なリブを有することができる。偏光子は、高性能を必要とするシステム（例えば、プロジェクタ、半導体検査ツールなど）において使用される。破壊されたリブのような偏光子内の小さい欠陥は、システム性能を大幅に低下し得る（例えば、プロジェクタからのイメージを歪ませる）。従って、接触によるような物理的損傷からリブを保護すること、過剰な熱によりリブが溶融するのを回避することが考慮され得る。
【０００５】
偏光子の製造は、リブの小さいサイズに起因して、困難で高価であり得る。いくつかの材料は、偏光子の他の材料より、パターニング及びエッチングするのがより困難である。製造可能性及び製造コスト減少が考慮され得る。
【０００６】
光学特性は、偏光子の薄膜の表面の表面粗さを減少することにより改善されることができる。そのような表面粗さを減少することは、偏光子の製造の考慮事項になり得る。
【発明の概要】
【０００７】
高いコントラスト（例えば、Ｔｐ／Ｔｓ）を有し、一方の偏光の高いパーセント透過率を有し、高温に耐えることができ、物理的損傷への耐性を有する偏光子を提供することが有利であろうことは認識されている。そのような偏光子の製造可能性を改善すること及び製造コストを減少することが有利であろうことも認識されている。偏光子の薄膜の表面の表面粗さを減少することが役立つことができることも認識されている。本発明は、これらのニーズを満たす偏光子を作成する様々な方法に関する。各実施形態は、これらのニーズの１つ、いくつか、又はすべてを満たしてよい。
【０００８】
方法は、（ｉ）基板上に未硬化のインプリント可能層を適用する段階と、（ｉｉ）未硬化のインプリント可能層内に偏光構造のパターンをインプリントする段階であり、偏光構造のいくつかの長手方向の寸法は、第１方向に延在し、偏光構造の他の長手方向の寸法は、第２方向に延在し、第１方向及び第２方向は、基板の第１側面に平行であり、第１方向は、第２方向と異なる方向である、段階と、（ｉｉｉ）未硬化のインプリント可能層を固体硬化プリント層に硬化する段階と、を備えることができる。
【０００９】
一実施形態では、未硬化のインプリント可能層は、連続相全体に亘って分散された固体無機ナノ粒子を有する液体であることができ、硬化プリント層は、無機ナノ粒子の固体相互接続ネットワークを含むことができる。別の実施形態では、未硬化のインプリント可能層は、分散相及び連続相を含むコロイド懸濁液であることができ、未硬化のインプリント可能層を硬化することは、連続相を除去して固体硬化プリント層を形成することを含むことができる。別の実施形態では、未硬化のインプリント可能層は、溶媒内の分子を含む溶液であることができ、溶媒は、水及び有機液体を含み、分子は、反応基に結合された金属原子を含み、各反応基は、独立に−Ｃｌ、−ＯＲ２、−ＯＣＯＲ２、又は−Ｎ（Ｒ２）２を含み、Ｒ２はアルキル基であり、硬化することは、分子を反応させて互いに、相互接続されて硬化プリント層を画定する金属原子の固体を形成することを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
（図面はスケールどおりに描かれていない場合がある。）
【００１１】
【図１】偏光子の作成方法におけるステップ１０であり、本発明の一実施形態に従う、基板１１上の偏光デバイス１５及び基板１１から最も遠い偏光デバイス１５の表面１５ｓ上のオーバーコート層１４の概略側断面図を含む。
【００１２】
【図２】本発明の一実施形態に従う、基板１１上のワイヤのアレイであることができる偏光構造１２を有する偏光子２０の概略斜視図である。
【００１３】
【図３】ステップ１０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ３０であり、本発明の一実施形態に従う、偏光デバイス１５から最も遠いオーバーコート層１４の表面１４ｓ上の未硬化のカバー層３４の概略側断面図を含む。
【００１４】
【図４】ステップ３０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ４０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化カバー層４４に形成される未硬化のカバー層３４の概略側断面図を含む。
【００１５】
【図５】ステップ３０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ５０であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化のカバー層３４上の第２基板１１ｂの概略側断面図を含む。
【００１６】
【図６】ステップ５０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ６０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化カバー層４４に形成される未硬化のカバー層３４の概略側断面図を含む。
【００１７】
【図７】ステップ３０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ７０及び８０であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化のカバー層３４内に構造８４のパターンをインプリントするところの概略側断面図を含む。
【図８】ステップ３０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ７０及び８０であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化のカバー層３４内に構造８４のパターンをインプリントするところの概略側断面図を含む。
【００１８】
【図９】ステップ８０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ９０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化カバー層４４に形成される未硬化のカバー層３４の概略側断面図を含む。
【００１９】
【図１０ａ】偏光子の作成方法におけるステップ１００ａであり、本発明の一実施形態に従う、基板１１上の偏光構造１２の概略側断面図を含む。
【００２０】
【図１０ｂ】本発明の一実施形態に従う、基板１１上の偏光構造１２の概略側断面図を含む偏光子１００ｂの概略斜視図であり、偏光構造１２は、ワイヤのアレイを含むことができ、各ワイヤは、反射性ワイヤ１０２及び吸収性リブ１０１を含むことを示す。
【００２１】
【図１１ａ】ステップ１００ａに続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ１１０であり、本発明の一実施形態に従う、偏光構造１２の上部上で、偏光構造１２間のチャネル１３に延在する未硬化の充填層１３４の概略側断面図を含む。
【００２２】
【図１１ｂ】ステップ１００ａに続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ１１０であり、本発明の一実施形態に従う、偏光構造１２間のチャネル１３内にあり、しかし偏光構造１２の上部上にはない未硬化の充填層１３４の概略側断面図を含む。
【００２３】
【図１２ａ】ステップ１１０ａに続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ１２０ａであり、本発明の一実施形態に従う、硬化充填層１４４に形成される未硬化の充填層１３４の概略側断面図を含む。
【００２４】
【図１２ｂ】ステップ１１０ｂに続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ１２０ｂであり、本発明の一実施形態に従う、硬化充填層１４４に形成される未硬化の充填層１３４の概略側断面図を含む。
【００２５】
【図１３】ステップ１１０ａに続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ１３０及び１４０であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化の充填層１３４内の構造８４のパターンをインプリントするところの概略側断面図を含む。
【図１４】ステップ１１０ａに続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ１３０及び１４０であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化の充填層１３４内の構造８４のパターンをインプリントするところの概略側断面図を含む。
【００２６】
【図１５】ステップ１４０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ１５０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化充填層１４４に形成される未硬化の充填層１３４の概略側断面図を含む。
【００２７】
【図１６】ステップ１１０ａに続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ１６０であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化の充填層１３４上の第２基板１１ｂの概略側断面図を含む。
【００２８】
【図１７】ステップ１６０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ１７０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化充填層１４４に形成される未硬化の充填層１３４の概略側断面図を含む。
【００２９】
【図１８】偏光子の作成方法におけるステップ１８０及び１９０であり、本発明の一実施形態に従う、基板１１上の未硬化のインプリント可能層１８４及び未硬化のインプリント可能層１８４内に偏光構造１２のパターンをインプリントするところの概略側断面図を含む。
【図１９】偏光子の作成方法におけるステップ１８０及び１９０であり、本発明の一実施形態に従う、基板１１上の未硬化のインプリント可能層１８４及び未硬化のインプリント可能層１８４内に偏光構造１２のパターンをインプリントするところの概略側断面図を含む。
【００３０】
【図２０】ステップ１９０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ２００であり、本発明の一実施形態に従う、硬化プリント層２０４に形成される未硬化のインプリント可能層１８４の概略側断面図を含む。
【００３１】
【図２１】本発明の一実施形態に従う、図１９又は図２０の偏光子の概略上面図である。
【００３２】
【図２２】偏光子の作成方法におけるステップ２２０及び２３０であり、本発明の一実施形態に従う、基板１１の第１側面１１ｆ上に配置された偏光デバイス１５、基板１１の反対の第２側面１１ｓ上の未硬化の裏側層２３４、及び未硬化の裏側層２３４内に構造８４のパターンをインプリントするところの概略側断面図を示す。
【図２３】偏光子の作成方法におけるステップ２２０及び２３０であり、本発明の一実施形態に従う、基板１１の第１側面１１ｆ上に配置された偏光デバイス１５、基板１１の反対の第２側面１１ｓ上の未硬化の裏側層２３４、及び未硬化の裏側層２３４内に構造８４のパターンをインプリントするところの概略側断面図を示す。
【００３３】
【図２４】ステップ２３０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ２４０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化裏側層２４４に形成される未硬化の裏側層２３４を示す概略側断面図を含む。
【００３４】
【図２５】偏光子の作成方法におけるステップ２５０であり、本発明の一実施形態に従う、基板１１上に未硬化の下薄膜２５１Ｌを適用するところを示す概略側断面図を含む。
【００３５】
【図２６】ステップ２５０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ２６０であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化の下薄膜２５１Ｌを硬化下薄膜２６１Ｌに硬化するところを示す概略側断面図を含む。
【００３６】
【図２７】ステップ２６０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ２７０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化下薄膜２６１Ｌ上に反射性薄膜２７２を適用するところを示す概略側断面図を含む。
【００３７】
【図２８ａ】ステップ２７０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ２８０ａであり、本発明の一実施形態に従う、反射性薄膜２７２をエッチングして偏光構造１２を形成するところを示す概略側断面図を含む。
【００３８】
【図２８ｂ】ステップ２７０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ２８０ｂであり、本発明の一実施形態に従う、反射性薄膜２７２及び硬化下薄膜２６１Ｌをエッチングして偏光構造１２を形成するところを示す概略側断面図を含む。
【００３９】
【図２９】ステップ２７０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ２９０であり、本発明の一実施形態に従う、反射性薄膜２７２上に未硬化の上薄膜２５１Ｕを適用するところを示す概略側断面図を含む。
【００４０】
【図３０】ステップ２９０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ３００であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化の上薄膜２５１Ｕを硬化上薄膜２６１Ｕに硬化するところを示す概略側断面図を含む。
【００４１】
【図３１】ステップ３００に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ３１０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化上薄膜２６１Ｕ及び反射性薄膜２７２をエッチングして偏光構造１２を形成するところを示す概略側断面図を含む。
【００４２】
【図３２】ステップ３００に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ３２０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化上薄膜２６１Ｕ、反射性薄膜２７２、及び硬化下薄膜２６１Ｌをエッチングして偏光構造１２を形成するところを示す概略側断面図を含む。
【００４３】
【図３３】偏光子の作成方法におけるステップ３３０であり、本発明の一実施形態に従う、基板１１上に反射性薄膜２７２を適用し、反射性薄膜２７２上に未硬化の下薄膜２５１Ｌを適用するところを示す概略側断面図を含む。
【００４４】
【図３４】ステップ３３０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ３４０であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化の上薄膜２５１Ｕを硬化上薄膜２６１Ｕに硬化するところを示す概略側断面図を含む。
【００４５】
【図３５】ステップ３４０に続くことができる偏光子の作成方法におけるステップ３５０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化上薄膜２６１Ｕ及び反射性薄膜２７２をエッチングして偏光構造１２を形成するところを示す概略側断面図を含む。
【００４６】
【図３６】偏光子の作成方法におけるステップ３６０であり、本発明の一実施形態に従う分離ピクセルをインプリントすることを含む。
【００４７】
【図３７】偏光子の作成方法におけるステップ３７０であり、本発明の一実施形態に従う、未硬化層３７４上への薄膜３７５のスパッタ堆積を含む。
【００４８】
【図３８】偏光子の作成方法におけるステップ３８０であり、本発明の一実施形態に従う、硬化充填層３８４上への薄膜３７５のスパッタ堆積を含む。
【００４９】
［定義］  本明細書で使用される場合、用語「コントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）」は、主に透過された偏光のＷＧＰの透過の分率（例えば、Ｔｐ）を反対の偏光のＷＧＰの透過の分率（例えば、Ｔｓ）により割ったものを意味する。例えば、コントラストはＴｐ／Ｔｓである。
【００５０】
本明細書で使用される場合、用語「長手方向の寸法（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」は、基板１１の第１側面１１ｆに平行な偏光構造１２の最長寸法を意味する。
【００５１】
本明細書で使用される場合、用語「金属原子（ｍｅｔａｌ  ａｔｏｍｓ）」は、真の金属ならびに例えばシリコン及びゲルマニウムのような半金属の両方を含む。本明細書で使用される場合、用語「ナノメートルサイズ（ｎａｎｏｍｅｔｅｒ−ｓｉｚｅｄ）」は、１０００ｎｍ以下の寸法を意味する。
【００５２】
本明細書で使用される場合、用語「ナノ粒子（ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）」は、１０００ｎｍ以下の幅又は直径を有する粒子を意味する。特許請求の範囲において明示的に記載されている場合、ナノ粒子は、５００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、又は１０ｎｍ以下の幅又は直径を有することができる。特許請求の範囲において明示的に記載されている場合、前述の幅又は直径は、すべてのナノ粒子の最大の幅又は直径であることができる。特許請求の範囲において明示的に記載されている場合、ナノ粒子は、０．１ｎｍ以上、１ｎｍ以上、又は５ｎｍ以上の幅又は直径を有することもできる。特許請求の範囲において明示的に記載されている場合、前述の幅又は直径は、すべてのナノ粒子の最小の幅又は直径であることができる。
【００５３】
本明細書で使用される場合、用語「ｎｍ」は、ナノメートル（複数可）を意味し、用語「ｍｍ」は、ミリメートル（複数可）を意味する。
【００５４】
本明細書で使用される場合、用語「上（ｏｎ）」、「上に配置（ｌｏｃａｔｅｄ  ｏｎ）」、「に配置（ｌｏｃａｔｅｄ  ａｔ）」、及び「上に配置（ｌｏｃａｔｅｄ  ｏｖｅｒ）」は、直接上に配置されること又はいくつかの他の固体材料を間に入れてその上に配置されることを意味する。用語「直接上に配置（ｌｏｃａｔｅｄ  ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）」、「隣接（ａｄｊｏｉｎ）」、「隣接（ａｄｊｏｉｎｓ）」、及び「隣接（ａｄｊｏｉｎｉｎｇ）」は、直接且つ直ちに他の固体材料間に接触しないことを意味する。
【００５５】
本明細書で使用される場合、用語「直交（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ）」は、厳密に直交又は厳密に直交の２０度内を意味する。
【００５６】
本明細書で使用される場合、用語「ピクセル（ｐｉｘｅｌｓ）」は、意図的に異なる光学特性を有する光学デバイスの異なる領域を意味する。
【００５７】
本明細書で使用される場合、用語「平行（ｐａｒａｌｌｅｌ）」は、厳密な平行、標準的な製造公差内の平行、又はほぼ平行を意味し、それにより、厳密な平行からのあらゆるずれは、デバイスの通常の使用に対して無視可能な効果しか及ぼさないであろう。
【００５８】
本明細書で使用される場合、用語「ｒｐｍ」は、毎分の回転数を意味する。
【００５９】
光学構造に使用される材料は、ある程度の光を吸収し、ある程度の光を反射し、またある程度の光を透過することができる。以下の定義は、主に吸収性、主に反射性、又は主に透過性である材料の間を区別する。各材料は、特定の波長範囲（例えば、紫外線、可視、又は赤外線スペクトル）において吸収性、反射性、又は透過性であると考えることができ、異なる波長範囲において異なる特性を有することができる。 従って、材料は、吸収性、反射性、又は透過性であるか否かは、使用する予定の波長範囲に依存する。材料は、反射率Ｒ、屈折率ｎの実部、屈折率の虚部／吸光係数ｋに基づいて、吸収性、反射性、及び透過性に分類されます。式１は、標準的な入射での空気と材料の一様なスラブとの間のインタフェースの反射率Ｒを決定するのに使用される。
【数１】
2021517980.tif 000003
【００６０】
本明細書で別段の明示的な特定がない限り、特定の波長範囲内でｋ≦０．１を有する材料は「透過性（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）」な材料であり、特定の波長範囲でｋ＞０．１及びＲ≦０．６を有する材料は「吸収性（ａｂｓｏｒｐｔｉｖｅ）」材料であり、特定の波長範囲でｋ＞０．１及びＲ＞０．６の材料は、「反射性（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）」材料である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
第１の方法−オーバーコート層１４上のカバー層３４／４４  図１〜図９に例示されるように、第１の偏光子の作成方法は、次の順で実行されることができる次のステップのいくつか又はすべてを備えることができる。以下に説明されていない、追加のステップもあり得る。これらの追加のステップは、説明されているそれらの前、合間、または後であり得る。
【００６２】
図１に例示されるように、第１の方法における１つのステップ１０は、基板１１上に偏光デバイス１５を提供することを含むことができる。基板１１は、透過性であることができる。偏光デバイス１５は、光の偏光に対するパターンに配置される物体又は材料を含むことができる。例えば、偏光デバイス１５は、図２に示されるような偏光構造１２のような平行ワイヤのアレイで、偏光構造１２は図１９〜図２１に示されるような異なる方向に延在するもの、又はフィルム偏光子であることができる。
【００６３】
オーバーコート層１４は、基板１１から最も遠い偏光デバイス１５の表面１５ｓ上に適用される又は配置されることができる。オーバーコート層１４は、単一材料の単一層であることができ、又は異なる材料の複数層であることができる。オーバーコート層１４は、偏光デバイス１５上へスパッタされる、原子層堆積又は他の方法により適用されることができる。オーバーコート層１４は、特許公開米国特許第２０１０／０１０３５１７号明細書において説明されるように適用されることができる。
【００６４】
偏光デバイス１５が隣接するワイヤ間のチャネル１３を有するワイヤのアレイを含む場合、オーバーコート層１４は、チャネル１３内に延在することができ、チャネル１３を充填することができる。代替的に、チャネル１３は、オーバーコート層１４を含まないことができる。チャネル１３は、例えば１０％以上の充填、２５％以上の充填、又は４０％以上の充填且つ６０％以下の充填、８０％以下の充填、又は９０％以下の充填のようにオーバーコート層１４を部分的に充填されることができる。
【００６５】
図２に、本発明の一実施形態に従う、基板１１上の細長のワイヤを有する偏光子２０の概略斜視図が、例示される。本明細書に説明される様々な実施形態の偏光構造１２は、同様に細長であることができる。本明細書で使用される場合、用語「細長い（ｅｌｏｎｇａｔｅｄ）」は、ワイヤの長さＬ１２がワイヤ幅Ｗ１２又はワイヤ厚さＴｈ１２より実質的により大きいことを意味する（例えば、Ｌ１２は、ワイヤ幅Ｗ１２及び／又はワイヤ厚さＴｈ１２の１０倍以上、１００倍以上、１０００倍以上、又は１０，０００以上大きくなることができる）。例えば、Ｌ１２は１ｍｍ以上又は１０ｍｍ以上であることができ、Ｗ１２は２００ｎｍ以下又は１００ｎｍ以下であることができ、及びＴｈ１２は５００ｎｍ以下又は１０００ｎｍ以下であることができる。
【００６６】
図３に例示されるように、第１の方法における別のステップ３０は、未硬化のカバー層３４を、偏光デバイス１５から最も遠いオーバーコート層１４の外表面１４ｓに適用することができる。ステップ３０は、ステップ１０に続くことができる。
【００６７】
図５に例示されるように、基板１１は、第１基板１１ａであることができる。第１の方法は、さらに、未硬化のカバー層３４上へ第２基板１１ｂを配置するステップ５０を備えることができる。ステップ５０は、ステップ３０に続くことができる。
【００６８】
図７〜図８に例示されるように、第１の方法における他のステップ７０及び８０は、未硬化のカバー層３４内に構造８４のパターンをインプリントすることを含むことができる。スタンプ５５は、未硬化のカバー層３４内に構造８４をインプリントすることができる。構造８４は、入射光の反射を減らす、偏光子から離れて熱伝導を増やす、又はそれらの両方をするようにサイズ決め及び形作られることができる。例えば、構造８４は、熱伝導のための表面積を増大するため、反射を減少するため、又はそれらの両方のためにリブ又はピラーのように形作られることができる。ステップ７０及び８０は、ステップ３０に続くことができる。
【００６９】
図４、図６、及び図９に例示されるように、第１の方法におけるステップ４０、６０、及び９０のそれぞれは、未硬化のカバー層３４を硬化して（すなわち、その中で化学反応させて）硬化カバー層４４を形成することを含むことができる。未硬化のカバー層３４の特性、硬化カバー層４４の特性、及び硬化は、以下の「すべての方法に適用可能な追加機能」の章において説明される。ステップ４０は、ステップ３０に続くことができ、ステップ６０は、ステップ５０に続くことができ、ステップ９０は、ステップ８０に続くことができる。
【００７０】
偏光デバイス１５が隣接する偏光構造１２間のチャネル１３を含む場合、未硬化のカバー層３４、従って硬化カバー層４４もチャネル１３の外部に保持するのに十分なインテグリティを有するオーバーコート層１４を製造することは困難であり得る。未硬化のカバー層３４がチャネル１３のいくつかのみに入る場合、未硬化のカバー層３４内、硬化カバー層４４内、又はそれらの両方の引張力が、偏光構造１２を倒れさせ、従って偏光を損傷し得る。また、偏光は、硬化カバー層４４がチャネル１３のいくつかのみにある場合、偏光子に亘って一様にならないであろう。
【００７１】
未硬化のカバー層３４をチャネル１３の外部に保持する１つの方法は、オーバーコート層１４のすべて又は少なくともその外表面１４ｓの化合物に関して忌避性である未硬化のカバー層３４の化合物を選択することである。オーバーコート層１４又はオーバーコート層１４の外表面１４ｓの材料は、比較的低い表面エネルギーを有することができ、未硬化のカバー層３４の溶媒は、比較的高い表面張力を有することができる。未硬化のカバー層３４の表面張力は、オーバーコート層１４の外表面１４ｓの表面エネルギーより大きくすることができる。例えば、未硬化のカバー層３４が溶媒として水を含む場合、次いで、オーバーコート層１４の外表面１４ｓは、疎水性コーティングを含むことができる。未硬化のカバー層３４をチャネル１３の外部に保持する別の方法は、より大きなナノ粒子を使用することである。
【００７２】
未硬化のカバー層３４及び外表面１４ｓの化合物、及び大きなナノ粒子のサイズの適切な選択は、未硬化のカバー層３４を含まない且つ硬化カバー層４４を含まない、又は未硬化のカバー層３４及び硬化カバー層４４をほぼ含まない隣接する偏光構造１２間のチャネル１３をもたらすことができる。例えば、チャネル１３の総体積の９８％以上、９９％以上、又は９９．９％以上は、未硬化のカバー層３４及び硬化カバー層４４を含まないことができる。
【００７３】
第１の方法で作成される偏光子は、以下の特性のいくつか又はすべてを有することができる。高いコントラスト（例えば、Ｔｐ／Ｔｓ）、高温に耐える能力、物理的損傷への耐性、及び製造の比較的容易さ。
【００７４】
第２の方法−チャネル１３内の充填層１３４／１４４  図１０ａ〜図１７に例示されるように、第２の偏光子の作成方法は、次の順で実行されることができる次のステップのいくつか又はすべてを備えることができる。以下に説明されていない、追加のステップもあり得る。これらの追加のステップは、説明されているそれらの前、合間、または後であり得る。
【００７５】
図１０ａに例示されるように、第２の方法における１つのステップ１０は、偏光子を提供することであることができる。偏光子は、基板１１上の偏光構造１２を含むことができる。基板１１は、透過性であることができる。偏光構造１２は、光の偏光のためのパターンに配置されることができる。例えば、偏光構造１２は、隣接するワイヤ間のチャネル１３と平行な細長いワイヤのアレイであることができる。代替的に、偏光構造１２は、以下に説明され、図１９〜図２１に示されるように、異なる方向に延在することができる。偏光構造１２は、基板１１に近い近位端１２ｐ及び基板１１より遠い遠位端１２ｄを有することができる。偏光構造１２は、光の偏光のための材料を含むことができる。
【００７６】
図１０ｂに例示されるように、偏光子１００ｂは、ワイヤのアレイを備える偏光構造１２を用いて示される。各ワイヤは、反射性ワイヤ１０２及び吸収性リブ１０１を含む。偏光子１００ｂ上で、反射性ワイヤ１０２は、吸収性リブ１０１及び基板１１の間に挟まれる。反射性ワイヤ１０２及び基板１１の間に挟まれる吸収性リブ１０１の反対の順序は、本明細書の本発明の範囲内である。本明細書に説明される方法のいずれかの偏光構造１２は、反射性ワイヤ１０２及び吸収性リブ１０１を含むことができ、しかしながら、この実施形態は、硬化カバー層４４がヒートシンクとして又は偏光構造１２から離れる熱の熱伝導のために使用される場合、第２の方法に特に好適である場合がある。
【００７７】
図１１ａに例示されるように、第２の方法における別のステップ１１０ａは、偏光構造１２の上部に未硬化の充填層１３４を適用し、偏光構造１２間のチャネル１３に延在させることであることができる。ステップ１１０ａは、ステップ１００ａに続くことができる。ステップ１１０ａは、偏光子１００ｂを使用することができる。
【００７８】
図１１ｂに例示されるように、第２の方法における別のステップ１１０ｂは、偏光構造１２間のチャネル１３内に未硬化の充填層１３４を適用し、しかし偏光構造１２の上部に設けないことであることができる。ステップ１１０ｂは、ステップ１００ａに続くことができる。ステップ１１０ｂは、偏光子１００ｂを使用することができる。
【００７９】
図１４〜図１５に例示されるように、第２の方法における他のステップ１４０及び１５０は、未硬化の充填層１３４内に構造８４のパターンをインプリントすることを含むことができる。スタンプ５５は、構造８４をインプリントするのに使用されることができる。構造８４は、入射光の反射を減らす、偏光子から離れて熱伝導を増やす、又はそれらの両方をするようにサイズ決め及び形作られることができる。例えば、構造８４は、熱伝導のための表面積を増大するため、反射を減少するため、又はそれらの両方のためにリブ又はピラーのように形作られることができる。ステップ１４０及び１５０は、ステップ１１０に続くことができる。
【００８０】
図１６に例示されるように、基板１１は、第１基板１１ａであることができる。第２の方法は、さらに、未硬化の充填層１３４上へ第２基板１１ｂを配置するステップ１６０を備えることができる。ステップ１６０は、ステップ１１０に続くことができる。
【００８１】
図１２ａ、図１２ｂ、図１５、及び図１７に例示されるように、第２の方法におけるステップ１２０ａ、１２０ｂ、１５０、及び１７０のそれぞれは、未硬化の充填層１３４を硬化して（すなわち、その中で化学反応させて）硬化充填層１４４を形成することを含むことができる。未硬化の充填層１３４の特性、硬化充填層１４４の特性、及び硬化は、以下の「すべての方法に適用可能な追加機能」の章において説明される。ステップ１２０ａは、ステップ１１０ａに続くことができ、ステップ１２０ｂは、ステップ１１０ｂに続くことができ、ステップ１５０は、ステップ１４０に続くことができ、ステップ１７０は、ステップ１６０に続くことができる。
【００８２】
第２の方法では、チャネル１３を硬化充填層１４４で完全に又はほぼ完全に充填することは、偏光子の光学特性を考慮することができ、偏光構造１２の構造的支持を考慮することができる。例えば、硬化充填層１４４は、チャネル１３の７５％以上、９０％以上、９５％以上、又は９８％以上を充填することができる。
【００８３】
チャネルを未硬化の充填層１３４で充填することは、チャネルを硬化充填層１４４で充填することを容易にする。チャネル１３の充填に役立つ１つの方法は、偏光構造１２の外表面の化合物に関して誘引性である未硬化の充填層１３４の化合物を選択することである。例えば、未硬化の充填層１３４は、主に水溶液であることができ、偏光構造１２の外表面は、酸化物のような親水性であることができる。偏光構造１２の外表面の材料は、比較的高い表面エネルギーを有することができ、未硬化の充填層１３４の溶媒は、比較的低い表面張力を有することができる。偏光構造１２の外表面の表面エネルギーは、未硬化の充填層１３４の表面張力より大きくすることができる。例えば、偏光構造１２の表面の表面エネルギーは、未硬化の充填層１３４の表面張力より２倍大きい、５倍大きい、又は１０倍大きくすることができる。例えば、未硬化の充填層１３４が溶媒として水を含む場合、次いで、偏光構造１２の外表面は、親水性コーティングを含むことができる。チャネル１３を未硬化の充填層１３４で充填するのに役立つ別の方法は、より小さいナノ粒子を使用することである。
【００８４】
第２の方法で作成される偏光子は、以下の特性のいくつか又はすべてを有することができる。高いコントラスト（例えば、Ｔｐ／Ｔｓ）、高温に耐える能力、物理的損傷への耐性、及び製造の比較的容易さ。この実施形態は、チャネル１３内の硬化充填層１４４に起因する高温耐性に特に役立つことができる。硬化充填層１４４は、偏光構造１２から熱を引き離すのに効果的なヒートシンク又は熱伝導パスであることができる。
【００８５】
第３の方法−インプリント可能層１８４及びプリント層２０４  図１８〜図２１に例示されるように、第３の偏光子の作成方法は、次の順で実行されることができる次のステップのいくつか又はすべてを備えることができる。以下に説明されていない、追加のステップもあり得る。これらの追加のステップは、説明されているそれらの前、合間、または後であり得る。
【００８６】
図１８に例示されるように、第３の方法における１つのステップ１８０は、透過性である基板１１を提供することを含むことができる。未硬化のインプリント可能層１８４は、基板１１の第１側面１１ｆに適用されることができる。図１８〜図１９に例示されるように、第３の方法におけるステップ１８０及び１９０は、未硬化のインプリント可能層１８４内に偏光構造１２のパターンをインプリントすることを含むことができる。
【００８７】
図２０に例示されるように、方法における別のステップ２００は、未硬化のインプリント可能層１８４を硬化して（すなわち、その中で化学反応させて）硬化プリント層２０４を形成することを含むことができる。未硬化のインプリント可能層１８４の特性、硬化プリント層２０４の特性、及び硬化は、以下の「すべての方法に適用可能な追加機能」の章において説明される。ステップ２００は、ステップ１９０に続くことができる。
【００８８】
偏光構造１２の特性は、図１９〜図２１に示され、以下を含むことができる。偏光構造１２のいくつかの長手方向の寸法Ｌは、第１方向Ｄ１に延在することができる。偏光構造１２の他の長手方向の寸法Ｌは、第２方向Ｄ２に延在することができる。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、基板１１の第１側面１１ｆに平行であることができる。第１方向Ｄ１は、第２方向Ｄ２と異なる方向であることができる。第１方向Ｄ１は、第２方向Ｄ２に直交することができる。偏光構造１２のいくつかの長手方向の寸法Ｌは、少なくとも３つの異なる方向又は少なくとも４つの異なる方向に延在することができる。
【００８９】
偏光構造１２は、長手方向の寸法Ｌに直交し、基板１１の第１側面１１ｆに平行な幅Ｗを有することができる。第１方向Ｄ１に延在する偏光構造１２の少なくともいくつかの幅Ｗ及び第２方向Ｄ２に延在する偏光構造１２の少なくともいくつかの幅Ｗは、１００ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、又は１０００ｎｍ以下であることができる。
【００９０】
偏光構造１２は、複数の異なる厚さＴｈを有することができる。厚さＴｈは、基板１１の第１側面１１ｆに直交する寸法である。例えば、偏光構造は、２以上、３以上、４以上、又は５以上の異なる厚さＴｈを有することができる。これらの異なる厚さＴｈのそれぞれは、例えば５ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、又は４０ｎｍ以上だけ及び／又は６０ｎｍ以下、１２０以下、又は５００ｎｍ以下だけのように、互いから異なることができる。
【００９１】
基板１１及び偏光構造１２は、同じ材料から作られることができる。例えば、基板１１及び偏光構造１２は、両方とも誘電体であることができる。基板１１及び偏光構造１２の材料組成は、ガラスであることができる又はそれを含むことができる。
【００９２】
第３の方法の偏光子の１つの別個の特性は、入射した非偏光の５０％以上を単一偏光として透過する能力である。例えば、この偏光子は、入射光の５０％以上、６０％以上、７０％以上、又は８０％以上を単一偏光として透過することができる。
【００９３】
第３の方法の偏光子の消光比の例は、２以上、３以上、５以上、又は１０以上であることができる。消光比は、主として透過される偏波として透過する入射光量を反対の偏光として透過する入射光量により割ったものを意味する。
【００９４】
第３の方法から作成される偏光子は、一方の偏光の高いパーセント透過率を有することができ、比較的容易に製造することができる。
【００９５】
第４の方法−裏側層２３４／２４４  図２２〜図２４に例示されるように、第４の偏光子の作成方法は、次の順で実行されることができる次のステップのいくつか又はすべてを備えることができる。以下に説明されていない、追加のステップもあり得る。これらの追加のステップは、説明されているそれらの前、合間、または後であり得る。
【００９６】
図２２に例示されるように、第４の方法における１つのステップ２２０は、第１側面１１ｆ及び第１側面１１ｆと反対の第２側面１１ｓを有する基板１１を用いて偏光子を提供することを含むことができる。基板１１は、透過性であることができる。偏光デバイス１５は、基板１１の第１側面１１ｆ上に配置されることができる。偏光デバイス１５は、光の偏光に対するパターンに配置される物体又は材料を含むことができる。偏光デバイス１５は、本明細書に説明されるいずれか又は偏光子の他のタイプであることができる。
【００９７】
図２２〜図２３に例示されるように、第４の方法内のステップ２２０及び２３０は、基板１１の第２側面１１ｓに未硬化の裏側層２３４を適用すること、及び未硬化の裏側層２３４内に構造８４のパターンをインプリントすることを含むことができる。スタンプ５５は、構造８４をインプリントするのに使用されることができる。構造８４は、入射光の反射を減らす、偏光子から離れて熱伝導を増やす、又はそれらの両方をするようにサイズ決め及び形作られることができる。例えば、構造８４は、熱伝導のための表面積を増大するため、反射を減少するため、又はそれらの両方のためにリブ又はピラーのように形作られることができる。
【００９８】
図２４に例示されるように、第４の方法における別のステップ２４０は、未硬化の裏側層２３４を硬化して（すなわち、その中で化学反応させて）硬化裏側層２４４を形成することを含むことができる。未硬化の裏側層２３４の特性、硬化裏側層２４４の特性、及び硬化は、以下の「すべての方法に適用可能な追加機能」の章において説明される。ステップ２４０は、ステップ２３０に続くことができる。
【００９９】
第４の方法で作成される偏光子は、以下の特性のいくつか又はすべてを有することができる。一方の偏光の高いパーセント透過率、インプリント構造８４に起因する高温に耐える能力、及び製造の比較的容易さ。
【０１００】
第５の方法−薄膜２５１／２６１  図２５〜図３５に例示されるように、第５の偏光子の作成方法は、次の順で実行されることができる次のステップのいくつか又はすべてを備えることができる。以下に説明されていない、追加のステップもあり得る。これらの追加のステップは、説明されているそれらの前、合間、または後であり得る。
【０１０１】
図２５、図２９、及び図３３に例示されるように、方法は、さらに、基板１１上に未硬化の薄膜２５１を適用することを備えることができる。図２６、３０、及び３４に例示されるように、第５の方法における別のステップは、未硬化の薄膜２５１を硬化して（すなわち、その中で化学反応させて）硬化薄膜２６１を形成することを含むことができる。未硬化の薄膜２５１の特性、硬化薄膜２６１の特性、及び硬化は、以下の「すべての方法に適用可能な追加機能」の章において説明される。
【０１０２】
図２７及び図３３に例示されるように、方法は、さらに、基板１１上に反射性薄膜２７２を適用することを備えることができる。図２８ａ、図２８ｂ、図３１、図３２、及び図３５に例示されるように、方法は、偏光構造１２を形成するために、反射性薄膜をエッチングすることを含むこともでき、いくつかの実施形態では硬化薄膜（複数可）２６１をエッチングすることも含むこともできる。
【０１０３】
図２５に例示されるように、未硬化の薄膜２５１は、反射性薄膜２７２を適用する前に基板１１に適用される下の未硬化の薄膜２５１Ｌであることができる。  図２６に例示されるように、下の未硬化の薄膜２５１Ｌは、下の硬化薄膜２６１Ｌを形成するよう硬化されることができる。図２７に例示されるように、反射性薄膜２７２は、下の硬化薄膜２６１Ｌ上に適用されることができる。図２８ａに例示されるように、反射性薄膜２７２は、反射性薄膜の偏光構造２８２から成ることができる偏光構造１２を形成するようエッチングされることができる。
【０１０４】
図２８ｂに例示されるように、下の硬化薄膜２６１Ｌ及び反射性薄膜２７２は、反射性薄膜の偏光構造２８２及び下の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｌを含む偏光構造１２を形成するようエッチングされることができる。下の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｌは、反射性薄膜の偏光構造２８２及び基板１１の間に挟まれることができる。それぞれの下の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｌは、対応する反射性薄膜の偏光構造２８２と整列されることができる。
【０１０５】
図２９に例示されるように、ステップ２９０はステップ２７０に続くことができ、上の未硬化の薄膜２５１Ｕは、反射性薄膜２７２上に適用されることができる。図３０に例示されるように、上の未硬化の薄膜２５１Ｕは、上の硬化薄膜２６１Ｕを形成するために硬化されることができる。図３１に例示されるように、上の硬化薄膜２６１Ｕ及び反射性薄膜２７２は、エッチングされて、上の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｕ及び反射性薄膜の偏光構造２８２を含む偏光構造１２を形成することができる。図３２に例示されるように、上の硬化薄膜２６１Ｕ、反射性薄膜２７２、及び下の硬化薄膜２６１Ｌは、エッチングされて、上の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｕ、反射性薄膜の偏光構造２８２、及び下の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｌを含む偏光構造１２を形成することができる。反射性薄膜の偏光構造２８２は、上の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｕ及び下の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｌの間に挟まれることができる。下の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｌ、反射性薄膜の偏光構造２８２、及び上の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｕのそれぞれは、ともに整列されることができる。
【０１０６】
図３３に例示されるように、未硬化の薄膜２５１は、上の未硬化の薄膜２５１Ｕであることができ、反射性薄膜２７２は、上の未硬化の薄膜２５１Ｕを適用する前に基板１１に適用されることができる。図３４に例示されるように、上の未硬化の薄膜２５１Ｕは、上の硬化薄膜２６１Ｕを形成するために硬化されることができる。図３５に例示されるように、上の硬化薄膜２６１Ｕ及び反射性薄膜２７２は、エッチングされて、上の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｕ及び反射性薄膜の偏光構造２８２を含む偏光構造１２を形成することができる。反射性薄膜の偏光構造２８２は、上の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｕ及び基板１１の間に挟まれることができる。それぞれの上の硬化薄膜の偏光構造２８１Ｕは、対応する反射性薄膜の偏光構造２８２と整列されることができる。
【０１０７】
すべての方法に適用可能な追加機能  以下の説明では、未硬化のカバー層３４、未硬化の充填層１３４、未硬化のインプリント可能層１８４、未硬化の裏側層２３４、及び未硬化の薄膜（複数可）２５１は、未硬化層と呼ばれるであろう。以下の説明では、硬化カバー層４４、硬化充填層１４４、硬化プリント層２０４、硬化裏側層２４４、及び硬化薄膜（複数可）２６１は、硬化層と呼ばれるであろう。
【０１０８】
１つの態様では、未硬化層は、連続相全体に亘って分散された固体無機ナノ粒子を有する液体であることができる。未硬化層を硬化すること又はその中で化学反応させることは、未硬化層を、硬化層を画定する無機ナノ粒子の固体相互接続ネットワークに形成することを含むことができる。
【０１０９】
別の態様では、未硬化層は、分散相及び連続相を含むコロイド懸濁液であることができる。コロイド懸濁液を硬化すること又はその中で化学反応させることは、連続相を除去して硬化層を画定する固体を形成することを含むことができる。固体は、無機であることができる。
【０１１０】
無機ナノ粒子、分散相、又はそれらの両方は、有機部分に結合したいくつかの金属原子を含むことができる。１つの態様では、各金属原子は、１以下の有機部分に結合されることができる。有機部分の例は、−ＣＨ３及び−ＣＨ２ＣＨ３を含む。その結果として、硬化層は、埋め込まれた有機部分を含むことができる。これらの埋め込まれた有機部分は、その光学特性及び硬度を変化させるなど、硬化層の特性を変化させるのに有用であることができる。
【０１１１】
別の実施形態では、未硬化層は、溶媒内の分子を含む溶液であることができる。溶媒は、水及び有機液体を含むことができる。分子は、反応基Ｒ１と結合する金属原子を含むことができる。各反応基は、独立に、−Ｃｌ、−ＯＲ２、−ＯＣＯＲ２、又は−Ｎ（Ｒ２）２であることができ、Ｒ２はアルキル基である。アルキル基は、少なくとも１つの炭素原子を有することができるが、例えば２以下の炭素原子、３以下の炭素原子、５以下の炭素原子、又は１０以下の炭素原子のように小さいことができる。例えば、アルキル基は、−ＣＨ３又は−ＣＨ２ＣＨ３であることができる。上で呼ばれる固体無機ナノ粒子は、この段落で説明される金属原子を含むことができる。
【０１１２】
特定の実施形態では、金属原子のそれぞれのすべての接合又は接合のうちの１つを除くすべては、これら反応基に対するものであることができる。例えば、これらの分子は、（ＣＨ３）Ｓｉ（Ｒ１）３、Ｓｉ（Ｒ１）４、Ａｌ（Ｒ１）３、（ＣＨ３）Ａｌ（Ｒ１）２、（ＣＨ３）Ｔｉ（Ｒ１）３、Ｔｉ（Ｒ１）４又はそれらの組み合わせであることができる。溶液を硬化すること又はその中で化学反応させることは、分子を反応させて、互いに相互接続される金属原子を有する硬化層を画定する固体を形成することを含むことができる。固体は、無機であることができる。一実施形態では、分子は、例えば７０ｇ／ｍｏｌ以上、８０ｇ／ｍｏｌ以上、９０ｇ／ｍｏｌ以上、１００ｇ／ｍｏｌ以上、又は１１０ｇ／ｍｏｌ以上及び１２５ｇ／ｍｏｌ以下、１５０ｇ／ｍｏｌ以下、１７５ｇ／ｍｏｌ以下、又は２００ｇ／ｍｏｌ以下のような比較的小さい分子量を有することができる。
【０１１３】
未硬化層を硬化層に形成することは、少なくともいくつかの液体を蒸発することを含むことができる。一実施形態では、最初に未硬化層のすべての液体は、反応して、固体（硬化層）を形成する又は蒸発される。未硬化層を硬化層へと形成することは、紫外光、熱、又はそれらの両方の使用を含むことができる。硬化層のインテグリティは、例えば３０ｏＣ以上、５０ｏＣ以上、又は１００ｏＣ以上、及び１５０ｏＣ以下、２００ｏＣ以下、２５０ｏＣ以下、又は３００ｏＣ以下のような比較的低い温度での硬化により改善されることができる。
【０１１４】
未硬化層、硬化層、又はそれらの両方は、改善された光学性能のために低い屈折率を有することができる。これは、特に、偏光構造１２の間のチャネル１３内に硬化層を有する実施形態に対して有益であることができる。例えば、未硬化層、硬化層、又はそれらの両方の屈折率は、１．１以下、１．２以下、１．３以下、又は１．４以下であることができる。一実施形態では、未硬化層、硬化層、又はそれらの両方の屈折率は、１．０以上であることができる。
【０１１５】
この低い屈折率を実現する１つの方法は、硬化層に小さいボイド又はキャビティを含めることである。空気が充填されたこれらの小さいボイドは、硬化層の全体的な屈折率を下げる。例えば、硬化層は、約１．４〜１．５の屈折率を有する二酸化シリコンを含むことができるが、ボイドを有する場合、全体的な屈折率は１．４以下であることができる。これらのボイドは、大きな分子を有する未硬化層内で溶媒を使用することにより形成されることができる。例えば、未硬化層内の溶媒は、７０ｇ／ｍｏｌ以上、８０ｇ／ｍｏｌ以上、９０ｇ／ｍｏｌ以上、１００ｇ／ｍｏｌ以上、又は１１０ｇ／ｍｏｌ以上の分子量を有することができる。別の例として、この溶媒内の化学物質は、例えば１５以上の原子、２０以上の原子、又は２５以上の原子のような大きな数の原子を有することができる。この溶媒は、十分に揮発性であることができるように、過度に高い分子量を有さないことを考慮することができる。従って、この溶媒は、１２５ｇ／ｍｏｌ以下、１５０ｇ／ｍｏｌ以下、１７５ｇ／ｍｏｌ以下、２００ｇ／ｍｏｌ以下、又は３００ｇ／ｍｏｌ以下の分子量を有することができる。この溶媒は、３０以下の原子、５０以下の原子、又は７５以下の原子を有することもできる。さらに、この溶媒は、アリール分子、そうでなければ二重結合を有する分子のような、大きな空間を占める構造を有することができる。例えば、未硬化層は、ベンゼン又はキシレンを含むことができる。
【０１１６】
無機ナノ粒子、連続相を除去した結果として生じる固体、及び上述の金属原子は、アルミニウム、チタン、シリコン、ゲルマニウム、スズ、鉛、ジルコニウム、それらの組み合わせを備えることができる。硬化層は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化シリコン、酸化ゲルマニウム、酸化スズ、酸化鉛、酸化ジルコニウム、又はそれらの組み合わせを含むことができる。酸化アルミニウムは、硬化層の主要な機能が偏光構造１２から離れる熱伝導である場合、特に有用であることができる。二酸化シリコンは、その低い屈折率に起因して特に有用であることができる。二酸化チタンは、その高い屈折率に起因して特に有用であることができる。
【０１１７】
無機ナノ粒子は、これらをチャネル１３の外部に保持するためにサイズ決めされることができる。例えば、無機ナノ粒子の９０％以上、９５％以上、又は９９％以上は、１ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、又は５０ｎｍ以上の直径を有することができる。代替的に、無機ナノ粒子は、チャネル１３を最適に充填するためにサイズ決めされることができる。例えば、無機ナノ粒子の９０％以上、９５％以上、又は９９％以上は、２ｎｍ以下、１ｎｍ以下、又は０．５ｎｍ以下の直径を有することができる。
【０１１８】
図７〜図９、図１３〜図１５、図１８〜図２０、及び図２２〜図２４に例示されるように、また上述のように、方法は、構造のパターンをインプリントすることを含むことができる。図３６に例示されるように、そのようなインプリントすることは、分離ピクセルをインプリントするステップ３６０を含むこともできる。図３６は相互に異なるワイヤ方向とともに異なるピクセルを示すが、ピクセルは、相互に他の方法で異なることができる。
【０１１９】
図３７〜図３８に例示されるように、上述の方法のいずれかは、さらに、符号３７４及び３８４によりそれぞれ表される未硬化層、硬化層、又はそれらの両方上への薄膜３７５のスパッタ堆積を含むことができる。薄膜３７５は、所望の光学特性、偏光子の保護特性、又はそれらの両方を有する任意の材料であることができる。薄膜２６５は、誘電体であることができる。薄膜３７５のスパッタ堆積は、未硬化層３７４、硬化層３８４、又はそれらの両方内のボイドを減少することができる。従って、このスパッタ堆積ステップは、特に、チャネル１３を充填する未硬化層３７４及び硬化層３８４に対して望ましい実施形態に対して有用である。
【０１２０】
以下は、上述の方法のいずれかにおいて、未硬化層を適用すること、及び硬化層内に未硬化層を形成することを改善するために使用されることができる。次のステップは、次の順で実行されることができる。偏光デバイス又は基板１１上へ未硬化層をスピンコーティングして第１スピンコーティングを画定すること、偏光子又はコーティングされた基板１１をベーキングして第１ベーキングを画定すること、第１スピンコーティング上へ未硬化層をスピンコーティングして第２スピンコーティングを画定すること、次いで偏光子又はコーティングされた基板１１をベーキングして第２ベーキングを画定すること。スピンコーティング及びベーキングステップは、３回、４回、又はより多くの回数繰り返されることができる。硬化層の均一性は、これらのスピンコーティング及びベーキングステップの複数の繰り返しにより改善されることができるが、繰り返す毎にコストも増大する。従って、均一性の仕様は、もしあれば、繰り返しの数を判定することにおけるコストに対して比較されることができる。
【０１２１】
各スピンコートの時間は、所望の厚さ及びスピンコータに依存する。例示的な時間は、各スピンコートについて２秒以上、４秒以上、又は６秒以上及び１０秒以下、２０秒以下、又は３０秒以下を含む。
【０１２２】
第１スピンコーティング、第２スピンコーティング、又は追加のスピンコーティングのスピードの例は、１００ｒｐｍ以上、５００ｒｐｍ以上、１０００ｒｐｍ以上、又は１５００ｒｐｍ以上及び２５００ｒｐｍ以下、３０００ｒｐｍ以下、４０００ｒｐｍ以下、又は８０００ｒｐｍ以下を含む。第１ベーキング、第２ベーキング、又は他のベーキングの温度の例は、３０ｏＣ以上、５０ｏＣ以上、１００ｏＣ以上、又は１５０ｏＣ以上及び２５０ｏＣ以下、３００ｏＣ以下、又は４００ｏＣ以下を含む。
【０１２３】
未硬化層、硬化層、又はそれらの両方は、本明細書に説明される化合物及びアプリケーションの方法により、比較的厚くすることができる。例えば、層の平均厚さＴｈ、層の最小厚さＴｈｍｉｎ、層の最大厚さＴｈｍａｘは、特許請求の範囲において特定されるような以下の値を有することができる。１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以上及び３００ｎｍ以下、６００ｎｍ以下、又は１０００ｎｍ以下。
【０１２４】
方法は、組み合わされることができる。例えば、図１０ａ〜図１５又は図１８〜図３５に示され且つ上述のように、オーバーコート層１４及び硬化カバー層４４は、偏光子上に適用されることができる。図１８〜図２１及び図２５〜図３５に示され且つ上述のように、硬化充填層１４４は、偏光構造１２の上部に形成され、偏光構造１２間のチャネル１３に延在することができる。硬化裏側層２４４は、図２２〜図２４に示され且つ上述のように本明細書に説明された偏光子のいずれかの基板１１の第２側面１１ｓ上に形成されることができる。硬化薄膜（複数可）２５１、硬化薄膜偏光構造２８１、又はそれらの両方は、図面に示され本明細書に説明された偏光子のいずれかを用いて使用されることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８ａ】
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【図２８ｂ】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【国際調査報告】
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