[发明专利]线栅起偏器的氧化和水分屏障层

说明书

线栅起偏器(WGP)(10)可具有共形涂层(13)以保护WGP(10)免于氧化和/或腐蚀。共形涂层(13)可包括具有氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪和氧化锆中的至少一种的屏障层。制造WGP(10)的方法可包括通过气相沉积将屏障层施加至WGP(10)的肋(12)上。

发明领域

本申请总体上涉及线栅起偏器。

背景

线栅起偏器(WGP)可用于将光分成两种不同的偏振态。一种偏振态可通过WGP，而另一种偏振态可被吸收或反射。WGP的有效性或性能基于一种偏振的极高透射百分比(有时称为Tp)和相反偏振的最小透射(有时称为Ts)。具有高对比度(Tp/Ts)可能是有益的。相反偏振(Rs)的反射百分比也可能是起偏器性能的重要指标。

WGP(特别是用于可见光或紫外光的起偏的那些)的肋(rib)或线可具有小且精细的肋，所述肋具有纳米尺寸的间距、线宽度和线高度。WGP用于需要高性能的系统(例如计算机投影仪、半导体检测工具等)中。WGP中的小缺陷，例如灰尘、腐蚀的肋和塌陷的肋可能会显著降低系统性能(例如计算机投影仪的图像畸变)。氧化可通过不利地影响对比度或Rs而降低性能。因此，可能重要的是保护肋免受腐蚀、氧化、机械损伤和灰尘的影响。

水可能仅冷凝或滴落到WGP的有限部分上。由于水可存在于一个通道但不存在于相邻的通道中，因此水中的力可导致肋坍塌，由此破坏WGP。

WGP性能还可因腐蚀而降低。水可冷凝在WGP上并由于毛细管作用芯吸至肋之间的窄通道中。所述水然后可腐蚀肋。腐蚀的区域可具有降低的对比度、改变的Rs，或者根本不能偏振。

肋的氧化也可降低WGP的性能。例如，由于铝线随时间形成天然氧化物，因此下层的基本上纯的铝被消耗，由此降低了基本上纯的铝线的尺寸且改变WGP的起偏特性。

通过将WGP浸在含有涂料的水溶液中来施加保护性涂层。涂料可粘附到肋上，然后可将WGP从水溶液中取出。如美国专利No.6,785,050所述，氨基膦酸酯通常以这种方式施加。对于某些线材料，例如铝和硅，通过这种方法施加保护性涂层已经相当成功，但在极端环境中可能不足以保护WGP。硅用于选择性吸收的WGP中以吸收一种偏振的光，由此降低Rs。该含硅WGP的性能可随时间降低，如逐渐增大的Rs所显示。

保护性涂层可不利地影响起偏器的性能。例如，涂层可导致Tp降低。可能需要较厚的涂层来提供足够的氧化或腐蚀防护，然而较薄的涂层可能是优选从而使涂层导致的性能降低最小化。

概述

已经认识到，有利的是(1)保护线栅起偏器(WGP)免受氧化、腐蚀和灰尘的影响；(2)保护线栅起偏器以免因线栅起偏器上的液体中的张力造成的破坏；和(3)减少线栅起偏器性能随时间的降低。

本发明涉及满足这些要求的具有保护性涂层的WGP以及制造具有保护性涂层的WGP的方法的各种实施方案。各实施方案可满足这些要求中的一个、一些或全部。

WGP可包括位于透明衬底的表面上的肋，其中至少一部分肋之间具有间隙。共形涂层可以位于肋上。共形涂层可包括屏障层，其可包含氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪和氧化锆中的至少一种。制造WGP的方法可包括通过气相沉积在WGP的肋上施加屏障层。

附图简述

图1-3是根据本发明实施方案的WGP 10、20和30的示意性横截面侧视图，所述WGP各自具有位于肋12上的共形涂层13。图1中的共形涂层13包括单层—远共形涂层13_d。图2中的共形涂层13包括两层—近共形涂层13_p和远共形涂层13_d。图3中的共形涂层13包括三层—近共形涂层13_p、中间共形涂层13_m和远共形涂层13_d。