(57)【要約】【課題】可視光線の帯域で使用されるフレキシブルワイヤーグリッド偏光子及びその製造方法の提供。【解決手段】フレキシブルワイヤーグリッド偏光子を製造するため、下部基板の領域に非接着層を形成し（２３１）、次に下部基板上にポリマー層（２３２）、フレキシブルポリマー基板（２３３）を形成し、金属薄膜を蒸着する（２３４）。金属薄膜をエッチングして一定の周期を持つ金属格子パターンを形成し（２３５、２３６）、 ウェハ全体をダイシングして、前記ダイシングされたウェハから前記非接着層が形成された下部基板を分離して（２３７、２３８）、フレキシブルワイヤーグリッド偏光子を完成する。【選択図】図10
2005316495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の厚さを有するフレキシブルポリマー基板と、
前記フレキシブルポリマー基板上の、所定の周期で可視光線を偏光させる金属格子とを含むことを特徴とするフレキシブルワイヤーグリッド偏光子。
【請求項２】
前記フレキシブルポリマー基板の厚さは、1μｍ〜1000μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子。
【請求項３】
前記金属格子の周期は、200nm以下であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子。
【請求項４】
前記フレキシブルポリマー基板の底面に、ポリマー層が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子。
【請求項５】
下部基板の内部領域に非接着層を形成させる段階、
前記非接着層が形成された下部基板上に、所定の厚さでフレキシブルポリマー基板を形成させる段階、
前記形成されたフレキシブルポリマー基板上に金属薄膜を形成した後、前記金属薄膜をエッチングして一定の周期を有する金属格子パターンを形成する段階、
前記下部基板上に形成された非接着層の境界を基準にウェハをダイシングする段階、
前記ダイシングされたウェハから前記非接着層が形成された下部基板を分離して、フレキシブルワイヤーグリッド偏光子を完成する段階、
の各段階を含むことを特徴とするフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項６】
前記非接着層が形成された下部基板と前記フレキシブルポリマー基板の間に、ポリマー層が形成されることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項７】
前記金属格子パターンは、
前記フレキシブルポリマー基板上に金属薄膜、ポリマー層の順に積層して形成させる段階、
前記形成されたポリマー層を使用して、一定の周期を有するポリマー格子パターンを形成する段階、
前記ポリマー格子パターンを使用して金属薄膜をエッチングし、一定の周期を有する金属格子パターンを形成し、前記ポリマー格子パターンを除去する段階、を含むことを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項８】
前記下部基板は、半導体基板、ガラス基板、所定の硬度を有するポリマー基板の中の少なくとも一つであることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項９】
前記非接着層は、上面及び下面が互いに反対の接着特性を持つ材質でコーティングされて形成されることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項１０】
前記非接着層は、下部基板上の外側領域にフォトレジストを形成した後、前記フォトレジストが形成されない内側領域に非接着層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項１１】
前記非接着層は、金薄膜であることを特徴とする請求項６に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。 
【請求項１２】
前記非接着層は、シラン系のSAM層であることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項１３】
前記下部基板上に金薄膜の非接着層を形成し、ポリマー層をフォトレジストで形成したことを特徴とする請求項６に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項１４】
前記フレキシブルポリマー基板の厚さは、1μｍ〜1000μｍであることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項１５】
前記フレキシブルポリマー基板は、紫外線硬化樹脂又は熱硬化ポリマーであることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項１６】
前記金属薄膜は、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、クロム(Cr)の中の少なくとも一つであることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。 
【請求項１７】
前記金属格子パターンは、周期が200nm以下であることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項１８】
前記ポリマー格子パターンは、フォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィ、レーザー干渉リソグラフィ、ナノ−インプリントリソグラフィの中の少なくとも一つの方法によって形成されることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項１９】
前記フレキシブルワイヤーグリッド偏光子は、一つの下部基板上に複数個が同時に製造されることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【請求項２０】
前記ポリマー格子パターンを利用した金属薄膜のエッチングは、反応性ドライエッチ又はウエットエッチを使用することを特徴とする請求項７に記載のフレキシブルワイヤーグリッド偏光子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光線帯域で使用されるフレキシブルワイヤグリッド偏光子及びその製造方法に関することである。
【背景技術】
【０００２】
電磁波で特定偏光のみを偏光させるために、導線を平行に配列させる平行導線アレイを使ってから約110年が経過した。このような平行導線アレイは、一般的にワイヤグリッド呼ばれている。前記ワイヤグリッドは、透明な基板上で電磁波の波長の中で赤外線領域の偏光子として使用される。
通常、ワイヤグリッドの偏光子性能を決定する重要な要素は、平行線の中心間の距離、すなわち、入射波の周期と波長との関係である。
万一、ワイヤグリッドの間隔あるいは周期が、入射波の波長より長い場合、前記ワイヤグリッドは偏光子よりは回折格子として作用し、偏光波を回折させる。従って、偏光に無関係に回折し、理論的によく知られた位相差による回折干渉の模様を形成させる。
【０００３】
万一、線の中心間の間隔あるいは周期が波長より短い場合、ワイヤグリッドが偏光子として作用して、電磁波がワイヤグリッドに平行に偏光されたものは反射され、直交偏光の電磁気波は透過させる。ここでワイヤグリッドの周期が、おおよそ波長の半分から二倍の範囲にある透過領域は、ワイヤグリッドの透過及び反射特性の変化によって決定される。
特に、ワイヤグリッドに対して垂直に偏光された光に対して急に反射率が増加し、それに相応する透過率の減少は、所定の入射角で、少なくとも一つ以上の特定の波長で起きるようになる。
【０００４】
一方、ワイヤグリッドを利用する偏光ビームスプリッタを製作する時、重要な要素としては、周期、線の幅、線の厚さ、グリッド物質の特性、基板の特性(屈折率)、入射波の波長と入射角等が考慮される。
前記のようにきちんと並ぶように配列された金属ワイヤーが、電磁波の偏光を選択的に透過させるとか反射させるという事実はずいぶん前からよく知られてきた。この時、入射される電磁気波の波長より金属ワイヤー配列の周期が短い場合、金属ワイヤーと平行な偏光(S波)成分は反射されて、垂直な偏光(P波)成分は透過される。
【０００５】
前記S偏光の光は、入射平面に対して直交する偏光ベクトルを有するので、伝導性要素に平行である。そして、 P偏光の光は、入射平面に平行である偏光ベクトルを有するので、伝導性要素に直交する。このような現象を利用すれば、偏光効率に優れ、透過率が高くて、視野角が広い平板偏光子(planar polarizer)を製作することができる。このような素子をワイヤグリッド偏光子(wire grid polarizer)と呼ばれる。前記ワイヤグリッド偏光子は、硝子基板とアルミニウム格子でからなり、可視光線で偏光機能を持つように、アルミニウム格子の周期は200nm以下に製作される。すなわち、ワイヤグリッド偏光子は、硝子基板によって支持されるいくつかの平行な伝導性電極で構成される。
【０００６】
一般的にワイヤグリッド偏光子は、グリッドの導電性の線に平行な電場ベクトルを持つ光を反射して、前記導電性の線に垂直な電場ベクトルを持つ光を透過させるはずであるが、入射平面は導電性のワイヤグリッドに垂直にすることもでき、そうではないこともある。
理想的にワイヤグリッドは一つの光の偏光に対してS偏光のように完全に鏡で、 P偏光のように他の偏光に対して完全に透明なはずである。しかし、実際に鏡のように反射する金属は、少量の入射角を吸収して約90%から95%を反射し、平面鏡は表面反射による100%の入射光を透過させない。
【０００７】
図1乃至図8は、従来のワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。図1のように両面が研磨された透明硝子基板(100)を準備して、図2のように前記準備した硝子基板(100)上に金属薄膜(111)を蒸着する。前記金属薄膜(111)は、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、クロム(Cr)等を利用することができる。
【０００８】
前記硝子基板(100)上に金属薄膜(111)が蒸着された後、図3のように、前記金属薄膜(111)上にポリマー(121)をコーティングする。そして予め製作されたモールド(130)で前記ポリマー(121)に圧力を加え、前記モールド(130)のパターン(131)がポリマー(121)に転写する。ここで、前記ポリマー(121)が熱硬化材料である場合には、金属モールドを使用し、紫外線硬化材料である場合には透明な高分子モールドを使用する。
【０００９】
前記ポリマー(121)上にモールド(130)のパターンが転写されると、金属薄膜(111)上にポリマー(121)をコーティングした後に、図4のように前記モールド(130)を前記ポリマー(121)に平行に位置させ、前記モールド(130)上に熱を加えるとか紫外線を照射して前記ポリマー(121)を硬化させる。すなわち、前記ポリマー(121)が熱硬化材料である場合は、ホットスタンピングによってポリマーを硬化する。前記ポリマー(121)が紫外線硬化材料である場合には、コーティングされたポリマーを硬化させる代りに、透明なモールドが紫外線（ＵＶ）スタンピングにより使用される。
【００１０】
前記のようにポリマー(121)を硬化した後に、図5のように前記モールド(130)をポリマー(122)から分離する。そうすれば前記モールド(130)が分離したポリマー(121)には、モールド(130)のパターン(131)と等しいパターン(122)が転写される。この時、前記パターン(122)は、前記モールド(130)のパターン(131)とは陰陽が反対であるパターンに形成される。ここで、 ホットスタンピングを使った場合には、基板の温度が冷却した後、ポリマー(121)からモールド(130)を分離させる。そしてＵＶスタンピングを使った場合には、紫外線硬化が終わった後、モールド(130)をポリマー(122)から分離させる。
【００１１】
前記のようにモールド(130)をポリマー(121)から分離した後に、図6のように金属薄膜の表面が露出するように、ポリマーパターン前面をドライエッチングする。そうすれば前記ドライエッチングされたポリマー(121)は、前記モールド(130)によって凹凸が形成されて段差があるので、薄い厚さのポリマーが前記腐刻工程によって除去され、金属薄膜を表面を露出される。 
【００１２】
前記のようにドライエッチングされたポリマー(123)が形成されれば、表面に露出した金属薄膜(111)を図7のようにドライエッチ又はウエットエッチの工程によって蝕刻し、金属格子パターン(112)を形成する。 
その後、図8のように前記金属格子パターン(112)上に残っているポリマー(123)を除去する。そうすれば基板(100)上に希望する金属格子パターン(112)を持つワイヤグリッド偏光子が完成される。
【００１３】
しかし前記のような従来のワイヤグリッド偏光子は、硝子基板の上に製作されて、一般的な半導体製造工程を利用して製作されるために、薄い硝子基板の使用は困難である。
又、硝子基板は、軽量化及び耐久性が重要な場合、使用するのに難しい。
さらに、最近活発に研究されているフレキシブルディスプレー等のように柔軟性がある偏光素子が必要な場合、硝子基板に製作されたワイヤグリッド偏光子は使用することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、フレキシブルポリマー基板上に微細格子パターンを形成させることによって、フレキシブルワイヤグリッド偏光子を製作するワイヤグリッド偏光子及びその製造方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、フレキシブルディスプレー素子及び光学素子製作に広範囲に応用することができるフレキシブルワイヤグリッド偏光子及びその製造方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、軽くて耐久性が優れたフレキシブルワイヤグリッド偏光子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を果たすために本発明によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子は、所定の厚さを持つフレキシブルポリマー基板;前記フレキシブルポリマー基板上に所定の周期を持って、可視光線を偏光させる金属格子を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造方法は、下部基板の内部領域に非接着層を形成する段階;前記非接着層が形成された下部基板上に所定の厚さでフレキシブルポリマー基板を形成する段階;前記形成されたフレキシブルポリマー基板上に金属薄膜を形成した後、前記金属薄膜をエッチングして一定の周期を持つ金属格子パターンを形成する段階;前記下部基板上に形成された非接着層の境界を基準にウェハをダイシングする段階;前記ダイシングされたウェハから前記非接着層が形成された下部基板を分離して、フレキシブルワイヤグリッド偏光子を完成する段階を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、可視光線帯域で使用されるワイヤグリッド偏光子を、フレキシブルな特性を持つようにすることで、フレキシブルワイヤグリッド偏光子を提供することができる。又、より薄く、かつより軽く、耐久性の優秀なフレキシブルワイヤグリッド偏光子を提供できる。
【００２０】
又本発明によれば、フレキシブルポリマー基板を使用するために、フレキシブルディスプレー素子及び光学素子製作に広範囲に応用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施例によるフレキシブルワイドグリッド偏光子及びその製造方法について、添付の図面を参照して以下、説明する。
図9は本発明の望ましい実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子を示す図面である。図9を参照すれば、フレキシブルワイヤグリッド偏光子(200)は、フレキシブルポリマー基板(210)と、その基板(210)上に所定の周期(A)及び厚さ(H1)のパターンを有する金属格子(220)とから構成されている。前記フレキシブルポリマー基板(210)の厚さ(H2)は、1μｍ〜1000μｍで、前記金属格子(220)のパターンの周期(A)は、200nm以下に形成される。また、前記フレキシブルポリマー基板(210)の下部には、ポリマー層を形成することもできる。
前記ワイヤグリッド偏光子(200)の製作工程は、先ずシリコーン又はガラスのような硬いウェハ又は基板上で行われ、そのウェハは最後の段階で分離される。又、硬いウェハとフレキシブルポリマー基板の間の接着力を調節することができるポリマー層を形成することによって、硬いウェハの分離が容易になる。
【００２２】
このように製作されたワイヤグリッド偏光子は、一つの広い平板偏光素子として、入射される電磁波の波長より短い金属格子のパターンを周期(A)を有する。よって、金属ワイヤーと平行な偏光成分(S波)は反射し、垂直な偏光成分(P波)を透過する。それ故、このワイヤグリッド偏光子は、偏光効率が優秀で、透過率が高く、かつ視野角が広い特性を持つようになる。
【００２３】
図10は、本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製作方法を示したフローチャートである。
図10を参照すれば、シリコーンやガラスのような所定の硬度を持つ下部基板の内側領域に、非接着層を形成し(231)、前記非接着層及び下部基板上にポリマー層を形成する(232)。前記形成されたポリマー層上に所定の厚さ(約1μｍ〜1000μｍ)のフレキシブルポリマー基板をコーティングし(233)、 前記フレキシブルポリマー基板上に所定の厚さの金属薄膜を蒸着する(234)。ここで、前記ポリマー層は、前記下部基板とフレキシブルポリマー基板の間の接着特性によって形成されないこともある。
【００２４】
フレキシブルポリマー基板上に金属薄膜を蒸着後、前記金属薄膜に希望するパターンを形成するために、金属薄膜上にパターン製作及びエッチング（蝕刻）の工程が実行される。
【００２５】
前記フレキシブルポリマー基板上に金属薄膜が蒸着された後、金属薄膜のパターン周期と幅のために、前記金属薄膜上にエッチングマスクとしてポリマー格子パターンが形成される(235)。前記ポリマー格子パターンが製作された後、前記ポリマー格子パターンを使用して金属薄膜をエッチングし(236)、フレキシブルポリマー基板上に金属格子が形成される。  
【００２６】
そして、前記フレキシブルポリマー基板上に金属格子が形成されれば、全体フレキシブルワイヤグリッド偏光子の製造工程が終了する。続いて、前記非接着層の境界内にある内側のウェハは完全にダイシングされ(237)、前記ダイシングされたウェハから非接着層に付着した下部基板を分離することで(238)、フレキシブルワイヤグリッド偏光子が完成される(239)。このようなフレキシブルワイヤグリッド偏光子は、一つのウェハ上に複数個を同時に製造することもできる。
【００２７】
具体的に、本発明の図10のようなワイヤグリッド偏光子を製造する方法を、図11乃至図20を参照して説明する。図11乃至図20は、本発明の望ましい一実施例によるワイヤグリッド偏光子の製造工程を示した図面である。
【００２８】
先ず、図11のように、半導体工程を利用して素子を製作するための下部基板(300)を準備する。前記下部基板(３00)は、シリコーン等の半導体基板、ガラス基板、硬いポリマー基板等が使用される。
【００２９】
前記下部基板(300)が準備されると、図12のように、前記下部基板(300)上の内側領域に非接着層(310)を形成する。非接着層(310)は素子製作が終わった後、最後に前記下部基板(300)から素子を易しく引き離すためのものとして、素子が製作される部位に形成する。このために、前記非接着層(310)は、その上にコーティングされるポリマー層との接着力が小さくなければならない。金薄膜又はシラン(Silane)系のSAM層(Self Assembled Mono layer)等が、非接着層として使用され、それぞれの非接着層に対して適当な種類の特殊ポリマー層が必要とされる。
【００３０】
前記下部基板(300)上に非接着層(310)が形成されると、図13のように、前記下部基板(300)と非接着層(310)上にポリマー層(320)をコーティングする。すなわち、前記非接着層(310)が形成された領域と非接着層(310)が形成されない領域全部に、ポリマー層(320)をコーティングする。
【００３１】
前記ポリマー層(320)は、非接着層(310)の種類によってその材質が決定される。すなわち、前記ポリマー層(320)が前記下部基板(300)との接着力は強くて、前記非接着層(310)との接着力は弱い材質で選択しなければならない。例えば、下部基板(300)はシリコーン基板が使用され、非接着層(310)は金が使用された場合、ポリマー層(320)はSU-8というフォトレジストで使用するようになる。他の例では、もし、下部基板(300)はシリコーン基板が使用され、接着層(310)はシラン系のSAM層が使用されると、前記下部基板(300)と接着力の弱い基板が使用される場合、前記ポリマー層(320)は付着されないこともある。ここで、前記接着力の強弱の基準は、相対的な強さで判断されることがある。前記ポリマー層で使用されるSU-8は、ドイツのMicro Resist Technology社で製造するフォトレジデントの一種である。
【００３２】
前記下部基板(300)及び非接着層(310)上にポリマー層(320)がコーティングされた後、図14のように、前記コーティングされたポリマー層(320)上にフレキシブルポリマー基板(330)をコーティングする。前記フレキシブルポリマー基板(330)は、厚さ数μｍ〜数百μｍ程度に形成され、 UV15のような紫外線硬化樹脂又はポリイミドのような熱硬化ポリマーを使用する。
【００３３】
前記フレキシブルポリマー基板(330)がコーティングされた後、図15のように前記フレキシブルポリマー基板(330)上に金属薄膜(340)が形成される。前記金属薄膜(340)はアルミニウム(Al)、銀(Ag)、クロム(Cr)等を使用することができる。例えば、前記金属薄膜(340)でアルミニウム薄膜を使えば、前記アルミニウム薄膜はスパッタリングにより蒸着される。
【００３４】
前記金属薄膜(341)が形成された後、図16のように前記金属薄膜(340)上にエッチングマスクのためのポリマー格子パターン(350)を形成する。ここで、前記ポリマー格子パターン(350)の周期は、ワイヤグリッド偏光子が可視光線で作動する金属格子の周期と等しく形成されることが望ましい。例えば、ポリマー格子パターンの周期は少なくとも200nm以下にならなければならない。
【００３５】
そして、前記ポリマー格子パターン(350)は、前記金属薄膜(340)上にポリマーをコーティングして、このコーティングされたポリマーを、フォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィ、レーザー干渉リソグラフィ、スタンプを使用したナノインプリントリソグラフィ等によりエッチングすることにより形成される。このようなポリマー格子パターン(350)は非接着層(320)の延長線上に形成されることが望ましい。
【００３６】
前記ポリマー格子パターン(350)が製作された後、前記ポリマー格子パターン(250)を利用して金属薄膜(340)がエッチングされ、エッチングされた金属薄膜上に残っているポリマー格子パターン(350)を除去する。よって、図17のように、フレキシブルポリマー基板(330)上に、金属格子(341)が前記ポリマー格子パターン(350)のようなパターンに形成される。
【００３７】
ここで、金属薄膜(340)のエッチングには、反応性イオンエッチのようなドライエッチ又は特定エッチング液を使用するウエットエッチングを利用する。前記エッチングが完了した後には、金属格子(341)上に残留するポリマーパターンを除去する。
前記金属薄膜(341)のパターンが形成された後、図18のように、前記非接着層(310)の点線で示される内部領域(W)のウェハ を得るために、全体ウェハ をダイシングする。
【００３８】
前記ダイシングされたウェハから下部基板(300)を、図19のように分離する。すなわち、ポリマー層(320)と非接着層(310)間の接着力が弱いため、前記非接着層(310)が形成された下部基板(300)が簡単に分離する。このように下部基板(300)が分離されれば、図20のようなフレキシブルワイヤグリッド偏光子(200)が完成する。従って、ポリマー層(320)、フレキシブルポリマー基板(330)、金属格子(341)を含むワイヤグリッド偏光子(200)を得ることができる。
【００３９】
このような製造工程を利用すれば既存のワイヤグリッド偏光子の製造方法をそのまま応用できるし、後で簡単に硬い基板を引き離すことができる。
【００４０】
本発明の他の実施例は、基板上に非接着層を形成させる工程を異にする。図21は、本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子を製作するための方法を示したフローチャートである。
図21を参照すると、下部基板が準備され(361)、下部基板上の外側領域にフォトレジストを形成する(362)。前記下部基板上の内部領域である中央領域に、薬品で表面処理して非接着層を形成する(363)。前記下部基板上に非接着層が形成された後、フォトレジストを除去する(364)。
【００４１】
そして、前記下部基板に形成された非接着層上に、フレキシブルポリマー基板及び金属薄膜を順次に形成させる(365)(366)。前記形成された金属薄膜上に、エッチングマスク用ポリマー格子パターンを製作し(367)、金属薄膜は、金属格子を形成する(368)ためのポリマー格子パターンを使用してエッチングされる。
【００４２】
そして、フレキシブルポリマー基板上に金属格子が形成された後、前記ポリマー格子パターンを除去する(369)。そして非接着層の境界内に位置したウェハ全体をダイシングした後(370)、ダイシングされたウェハで非接着層が形成された下部基板を分離して、フレキシブルワイヤグリッド偏光子が完成される(371)。
【００４３】
図21のような本発明のフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造方法を、添付された図22乃至図31を参照して、具体的に説明する。 図22乃至図31は、本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子の製造工程を示す図面である。
【００４４】
先ず、図22のように半導体工程技術を利用して素子を製作するために、所定の硬度を持つ下部基板(400)を準備する。前記下部基板(400)は、シリコーン等の半導体基板、ガラス基板、硬いポリマー基板等が使用される。
【００４５】
前記下部基板(400)が準備され、図23のように、フォトレジスト(410)等で前記下部基板(400)の外側領域表面を被覆する。前記下部基板(400)の中心に位置した表面処理領域(W)は、シラン系の薬品で表面処理して、SAM層のような非接着層を形成する。すなわち、前記フォトレジスト(410)が形成された後、下部基板(400)上の表面処理領域(W)にシラン系の薬品で表面処理し、図24のようにSAM層すなわち、非接着層(420)を形成する。
【００４６】
そして、図25のように下部基板(400)に形成されたフォトレジスト(410)を除去すれば非接着層(420)が形成される。この方法を使用すれば、フレキシブルポリマー基板下部にポリマー層を形成する必要がなくなる。
【００４７】
前記非接着層(420)が形成された後、図26のように前記非接着層(420)上に、フレキシブルポリマー基板(430)をコーティングする。前記フレキシブルポリマー基板(430)の厚さは、数μｍ〜数百μｍ程度に形成され、そのため、 UV15のような紫外線硬化樹脂又はポリイミドのような熱硬化ポリマーを使用する。
【００４８】
前記フレキシブルポリマー基板(430)をコーティングした後、図27のように前記フレキシブルポリマー基板(430)上に、金属薄膜(440)を形成する。前記金属薄膜(440)として、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、クロム(Cr)等を使用することができる。
【００４９】
前記金属薄膜(440a)が形成された後、図28のように前記金属薄膜(440)上に、エッチングマスク用ポリマー格子パターン(450)を製作する。ワイヤグリッド偏光子が可視光線で作動するために、エッチングマスク用ポリマー格子パターンの周期は、少なくとも200nm以下にならなければならない。前記格子形成方法は、フォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィ、レーザー干渉リソグラフィ、ナノ−インプリントリソグラフィ等の方法を使用する。
【００５０】
前記ポリマー格子パターン(450)が製作された後、これを利用して前記金属薄膜(440)をエッチングすることで、前記ポリマー格子パターン(250)と等しいパターンを持つ金属格子(441)が図29のように形成される。この時、前記金属薄膜(440)のエッチング方法は、反応性イオンエッチを利用したドライエッチ又は特定エッチング液を使用したウエットエッチの方法を利用する。そして、金属薄膜(440)のエッチングが完了すれば、金属格子(441)上に残留するポリマーパターンを除去する。
【００５１】
前記金属格子(441)が形成された後、図29に示す前記非接着層(420)の境界領域(W)内のウェハをダイシングする。前記ダイシングされたウェハ領域では、下部基板(400)、非接着層(420)、フレキシブルポリマー基板(430)が形成されているので、図30のように、相対的に接着力が弱い非接着層(420)とフレキシブルポリマー基板(430)の間を分離される。従って図31のようにフレキシブルポリマー基板(430)上に、複数個の金属格子(441)が形成されたフレキシブルワイヤグリッド偏光子(200)が完成される。ここで、非接着層の領域(W)とダイシングされるウェハ領域(W)の大きさは同じでよい。しかし、ダイシングされるウェハ領域(W)は、非接着層より小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来のワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図２】従来のワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図３】従来のワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図４】従来のワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図５】従来のワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図６】従来のワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図７】従来のワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図８】従来のワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図９】本発明の望ましい一実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子を示した図面である。
【図１０】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造方法を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図１２】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図１３】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図１４】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図１５】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図１６】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図１７】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図１８】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図１９】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図２０】本発明の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示した図面である。
【図２１】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造方法を示したフローチャートである。
【図２２】図22乃至図31は本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【図２３】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【図２４】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【図２５】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【図２６】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【図２７】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【図２８】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【図２９】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【図３０】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【図３１】本発明の他の実施例によるフレキシブルワイヤグリッド偏光子製造工程を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
100…硝子基板                111…金属薄膜
112…金属格子パターン          121、123…ポリマー
130…モールド                122、131…パターン
200…フレキシブルワイヤグリッド偏光子
210、330、430…フレキシブルポリマー基板
220、441…金属格子
300、 400…下部基板
310、420…非接着層
320…ポリマー層
340、 440 :金属薄膜
350、 450 :ポリマー格子パターン
410 :フォトレジスト
420 : SAM層
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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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２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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