專利名稱：波長(zhǎng)板及使用其的光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波長(zhǎng)板及使用其的光學(xué)裝置，特別涉及具有線狀格子溝槽圖案的波長(zhǎng)板及使用其的光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
以往，已知具有線狀格溝槽圖案的波長(zhǎng)板。作為構(gòu)成上述現(xiàn)有的波長(zhǎng)板的線狀格子溝槽圖案的制造方法，已知利用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)的方法。這些方法公開于D.Hambach G.Schneider和E.M.Gullikson“OPTICSLETTERS”Vol.26 No.15 2001.8.1 pp.1200～1202中。
圖93是表示現(xiàn)有的具有線狀格子溝槽圖案的波長(zhǎng)板的概念的立體圖。在現(xiàn)有的波長(zhǎng)板200中，如圖93所示，在玻璃基板201上形成有直線狀的格子溝槽圖案。該格子溝槽圖案在由空氣層202和由與玻璃基板201相同的材料構(gòu)成的寬度a的基板材料層203構(gòu)成的同時(shí)，具有光的波長(zhǎng)以下的周期P。而且，空氣層202的折射率為1，設(shè)基板材料層203(玻璃基板201)的折射率為n。在光入射到該波長(zhǎng)板200的格子溝槽圖案時(shí)，波長(zhǎng)板200的折射率成為混合了空氣層202的折射率1與基板材料層203的折射率n的折射率的有效折射率。
圖94是表示圖93所示的現(xiàn)有的波長(zhǎng)板的有效折射率與占空比的關(guān)系的相關(guān)圖。圖94的縱軸取為有效折射率，橫軸取作為基板材料層203的寬度a相對(duì)于圖93所示的格子溝槽圖案的周期P的比例的占空比(a/P)。如圖93所示，圖94中的「TE」表示偏振光方向與格子溝槽圖案的延伸方向平行的光。另外，如圖93所示，「TM」表示偏振光方向與格子溝槽圖案的延伸方向正交的光。
參照?qǐng)D94，若格子溝槽圖案的占空比變換，則有效折射率也變化。這種情況下，偏振光方向與格子溝槽圖案的延伸方向平行的光(TE)的有效折射率和偏振光方向與格子溝槽圖案的延伸方向正交的光(TM)的有效折射率成為不同的值。即，如圖94所示，在占空比為D1的情況下，TM的有效折射率為N1，TE的有效折射率為N2。這樣，將有效折射率根據(jù)光的偏振方向而有所不同的特性稱為雙折射特性。
而且，作為圖93中示出的現(xiàn)有的波長(zhǎng)板200的直線狀的格子溝槽圖案的制造方法，例如考慮采用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)，通過蝕刻玻璃基板的表面，以形成直線狀的格子溝槽圖案的方法。
然而，若想采用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)，以形成圖93所示出的現(xiàn)有的波長(zhǎng)板200的直線狀格子溝槽圖案，則形成深度深且深度方向具有均勻溝寬的格子溝槽圖案是困難的。具體而言，若采用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)較深地形成格子溝槽圖案，則如圖95所示，由于形成具有深度方向不均的臺(tái)階形狀的剖面的格子溝槽圖案，故存在格子溝槽圖案的上部與下部的占空比不同的缺點(diǎn)。
可是，以往已知采用陽(yáng)極氧化法的三角格子圖案的制造方法。該制造方法例如公開于H.Masuda等人「Appl.Phys.Lett.」Vol.71(19)1997.11.10pp.2770～2772中。在該文獻(xiàn)揭示的三角格子圖案的制造方法中，由于可以形成具有深度均勻的細(xì)孔的三角格子圖案，故作為二維光學(xué)晶體的制造方法之一而提出。具體而言，在鋁、鈦、鉭等真空管金屬(valve metal)或Si、GaAs等半導(dǎo)體中，具有若在酸性電解液中向陽(yáng)極通電，則形成具有垂直排列于膜面上的細(xì)孔的氧化被膜的特性。特別是，在鋁的氧化被膜中，具有細(xì)孔易排列成三角格子狀的材料特性。通過利用該特性，可以形成具有深度均勻的細(xì)孔的三角格子圖案。
圖96～圖99是用來說明采用了現(xiàn)有的陽(yáng)極氧化法的三角格子圖案的制造過程的剖面圖。圖100是表示采用現(xiàn)有的陽(yáng)極氧化法形成的二維光學(xué)晶體的平面圖。接著，參照?qǐng)D96～圖100，對(duì)采用了現(xiàn)有的陽(yáng)極氧化法的三角格子圖案的制造過程進(jìn)行說明。
如圖96所示，在采用了現(xiàn)有的陽(yáng)極氧化法的三角格子圖案的制造過程中，在由SiC等硬材料構(gòu)成的擠壓部件221的表面上，形成具有三角格子狀排列的凸部221a。而且，在鋁材211的表面上進(jìn)行擠壓擠壓部件221的織構(gòu)化處理(texturing)。由此，如圖97所示，在鋁材211的表面上形成具有三角格子狀排列的凹部211a。接下來，如圖98所示，將已形成凹部211a的鋁材211在電解液222中進(jìn)行氧化處理。這種情況下，將白金等作為陰極223使用，同時(shí)將硫酸、草酸及磷酸等的水溶液作為電解液222使用。由此，如圖99及圖100所示，具有三角格子狀排列，同時(shí)具有以凹部211a(參照?qǐng)D97)為起點(diǎn)的深度均勻的細(xì)孔212a的氧化鋁膜(alumina)212自組織化地形成。該細(xì)孔212a可以形成為相對(duì)于超微粒的直徑具有幾百μm以上的深度。
然而，上述采用了現(xiàn)有的陽(yáng)極氧化法的三角格子圖案的制造過程，作為用來形成二維光學(xué)晶體細(xì)孔的方法而公知。因此，以往并沒有嘗試?yán)藐?yáng)極氧化法來形成圖93所示的波長(zhǎng)板200的格子溝槽圖案。
如上所述，以往由于形成深度大且具有深度方向均勻的溝寬的格子溝槽圖案是困難的，故存在難以使包含格子溝槽圖案的波長(zhǎng)板的特性提高的問題。
另外，以往也已知由雙折射性材料構(gòu)成的波長(zhǎng)板。作為構(gòu)成該波長(zhǎng)板的雙折射性材料，已知具有雙折射性晶體的水晶或雙折射性樹脂等。若光入射到這種水晶或雙折射性樹脂中，則可以使與入射光的光軸平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位偏離。而且，通過將該相位的偏離(相位差)設(shè)定為規(guī)定值，而可以將水晶或雙折射性樹脂作為1/4波長(zhǎng)板或1/2波長(zhǎng)板來使用。
圖101及圖102分別是表示由水晶構(gòu)成的1/4波長(zhǎng)板及1/2波長(zhǎng)板的概念的立體圖。首先，參照?qǐng)D101，由水晶231構(gòu)成的1/4波長(zhǎng)板230，將水晶231的厚度設(shè)定為與入射光的光軸平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差約為90°(deg.)。若將直線偏振光的光相對(duì)于光軸傾斜約45°地入射到由該水晶23 1構(gòu)成的1/4波長(zhǎng)板230上，則互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差約為90°。由此，將直線偏振光的入射光轉(zhuǎn)換為圓偏振光的出射光。另外，參照?qǐng)D102，由水晶241構(gòu)成的1/2波長(zhǎng)板240，將水晶241的厚度設(shè)定為使與入射光的光軸平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差約為180°。具體而言，水晶241具有構(gòu)成圖101中示出的1/4波長(zhǎng)板的水晶231的厚度的2倍的厚度。若將直線偏振光的光相對(duì)于光軸傾斜約45°地入射到由該水晶241構(gòu)成的1/2波長(zhǎng)板240上，則互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差約成為180°。由此，直線偏振光的入射光的偏振方向約旋轉(zhuǎn)90°。
然而，如圖101及圖102所示，在作為波長(zhǎng)板采用了水晶的情況下，存在以下問題。即，具有折射率通常根據(jù)光的波長(zhǎng)而其值有所不同的特性(波長(zhǎng)分散特性)。因此，例如在由設(shè)計(jì)為與約633nm的波長(zhǎng)的光對(duì)應(yīng)的水晶構(gòu)成的1/4波長(zhǎng)板中，如圖103所示，若入射光的波長(zhǎng)從設(shè)計(jì)波長(zhǎng)(約633nm)偏離，則有互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差從90°附近偏離較大的可能性。因此，有相對(duì)于設(shè)計(jì)波長(zhǎng)以外的波長(zhǎng)的光，難以得到由水晶構(gòu)成的波長(zhǎng)板的良好相位轉(zhuǎn)換特性的問題點(diǎn)。
此外，在光學(xué)裝置中使用了由水晶構(gòu)成的波長(zhǎng)板的情況下，也存在難以使光學(xué)裝置的特性提高的問題點(diǎn)。具體而言，在作為現(xiàn)有的光學(xué)裝置的、向CD-R(Compact Disk Recordable)的記錄和從DVD(Digital VersatileDisk)的再生兩方面都能使用的CD-R/DVD互換光拾裝置中，作為CD-R用半導(dǎo)體激光器而使用具有790nm附近的波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器，同時(shí)作為DVD用半導(dǎo)體激光器而使用具有650nm附近的波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器。因此，相對(duì)于CD-R用半導(dǎo)體激光器和DVD用半導(dǎo)體激光器，若使用由具有如圖103所示的特性的水晶構(gòu)成的共用1/4波長(zhǎng)板，則相對(duì)于具有650nm附近的波長(zhǎng)的DVD用半導(dǎo)體激光器來說，1/4波長(zhǎng)板進(jìn)行的轉(zhuǎn)換可以良好地進(jìn)行，另一方面，對(duì)于具有790nm附近的波長(zhǎng)的CD-R用半導(dǎo)體激光器來說，則有難以良好地進(jìn)行1/4波長(zhǎng)板的轉(zhuǎn)換的問題。這樣，若無法良好地進(jìn)行1/4波長(zhǎng)板的激光光線的轉(zhuǎn)換，則具有設(shè)計(jì)值以外的偏振方向的激光光線產(chǎn)生。這種情況下，通過由偏振光分束器反射該激光光線，從而產(chǎn)生激光光線返回CD-R用半導(dǎo)體激光元件中的可能性。結(jié)果，由于增加了半導(dǎo)體激光元件的光強(qiáng)度雜音(光強(qiáng)度的波動(dòng))，產(chǎn)生難以提高CD-R/DVD互換光拾裝置的特性的問題點(diǎn)。
再有，在作為現(xiàn)有的光學(xué)裝置的液晶投影裝置中，為了將具有包含從光源發(fā)射的紅色、綠色及藍(lán)色成分的寬波長(zhǎng)區(qū)域的白色光的偏振光方向變換為一個(gè)一致的偏振光方向，而采用1/2波長(zhǎng)板。這種情況下，若采用由具有與圖103所示的特性相同的特性的水晶構(gòu)成的1/2波長(zhǎng)板，則由于相位差根據(jù)波長(zhǎng)而從180°附近偏離較大，所以對(duì)于具有寬波長(zhǎng)區(qū)域的白色光而言，存在難以進(jìn)行良好的變換的問題。這樣，在現(xiàn)有的液晶投影裝置中，由于若無法良好地進(jìn)行1/2波長(zhǎng)板的光轉(zhuǎn)換，則增加具有無法入射到液晶面板的偏振方向的光，故產(chǎn)生光的利用效率降低的可能性。結(jié)果，由于起因于光的利用效率降低的色彩偏差或亮度降低產(chǎn)生，故存在難以使液晶投影裝置的特性提高的問題點(diǎn)。
而且，在上述現(xiàn)有的CD-R/DVD互換光拾裝置中，多采用由在2塊透明基板和夾持于2塊透明基板之間的雙折射性樹脂片構(gòu)成的1/4波長(zhǎng)板。該包含雙折射性樹脂片的1/4波長(zhǎng)板，為了在寬波長(zhǎng)區(qū)域中得到1/4波長(zhǎng)板的良好相位變換特性，而將2枚雙折射性樹脂片重疊為使雙折射方向稍微偏離。然而，由于雙折射性樹脂片與水晶相比耐環(huán)境特性差，故作為車載用CD-R/DVD互換光拾裝置的1/4波長(zhǎng)板使用是困難的。另外，即使在由光源導(dǎo)致裝置內(nèi)部成為高溫的液晶投影裝置中，使用包含耐環(huán)境特性差的雙折射性樹脂片的1/2波長(zhǎng)板也是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述課題，其目的在于提供一種在寬波長(zhǎng)區(qū)域中能得到良好的相位變換特性的波長(zhǎng)板。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種包含在寬波長(zhǎng)區(qū)域中能得到良好的相位變換特性的波長(zhǎng)板的光學(xué)裝置。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第一方面的波長(zhǎng)板，其中具備基板和形成于基板上且具有線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜，將線狀格子溝槽圖案的周期L(μm，以下同)，和作為相鄰格子溝槽圖案間的氧化鋁膜的有效寬度相對(duì)于周期L的比例的占空比De設(shè)定為由以下4個(gè)式規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值L≤0.65；L≥2×10-14e31.263De；L≤6.0317De2-10.352De+5.0516；(De-0.85)2/0.442+(L-0.41)2/0.392≤1。
在該第一方面的波長(zhǎng)板中，如上所述，通過將構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜的線狀格子溝槽圖案的周期L及占空比De設(shè)定為由上述4個(gè)式所規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值，從而在將波長(zhǎng)板作為1/4波長(zhǎng)板使用的情況下，相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右。另外，在將波長(zhǎng)板作為1/2波長(zhǎng)板使用的情況下，相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光而言，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°左右。結(jié)果，在寬的波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到良好的相位變換特性。由此，即使在高溫條件下使用包含具有線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜的波長(zhǎng)板，也可以抑制波長(zhǎng)板特性的劣化。
這種情況下，第一范圍內(nèi)的周期L及占空比De至少對(duì)于紅色或紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光適用。根據(jù)這種構(gòu)成，至少在紅色或紅外的波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到良好的相位變換特性。
在上述第一方面的波長(zhǎng)板中，優(yōu)選將線狀格子溝槽圖案的周期L及占空比De進(jìn)一步設(shè)定為由以下4個(gè)式規(guī)定的第二范圍內(nèi)的值De≥0.73；L≤0.4；L≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328；L≤3.0776De2-5.1863De+2.5772。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，在更寬的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)也可以得到良好的相位變換特性。
這種情況下，第二范圍內(nèi)的周期L及占空比De適用于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域的光。根據(jù)這樣的構(gòu)成，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到良好的相位變換特性。
在上述第一方面的波長(zhǎng)板中，優(yōu)選氧化鋁膜具有多個(gè)孔，在將多個(gè)孔中最大的孔的直徑乘以0.5的值作為基準(zhǔn)值的情況下，多個(gè)孔分類為具有比基準(zhǔn)值大的直徑的第一孔和具有基準(zhǔn)值以下的直徑的第二孔，格子溝槽圖案的周期L是由多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案的周期。這樣，若根據(jù)上述基準(zhǔn)值分類為第一孔和第二孔，則第二孔對(duì)相位變換特性的影響減小。由此，在具有包含第一孔和第二孔的多個(gè)孔的氧化鋁膜中，通過調(diào)整由多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案的周期L，從而可以容易地得到具有良好相位變換特性的波長(zhǎng)板。
這種情況下，優(yōu)選由多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案，是通過將包含多列由多個(gè)第一孔構(gòu)成的孔列的孔群距離所定間隔地配置多個(gè)而構(gòu)成，格子溝槽圖案的周期L是與相鄰的孔群的一方側(cè)的最外端相接的線間距離的平均值。根據(jù)這樣的構(gòu)成，在將包含多列由多個(gè)第一孔構(gòu)成的孔列的孔群距離所定間隔地配置了多個(gè)的格子溝槽圖案中，若調(diào)整與相鄰孔群的一方側(cè)的最外端相接的線間距離的平均值(格子溝槽圖案的周期L)，則可以容易地得到具有良好相位變換特性的波長(zhǎng)板。
本發(fā)明的第二方面的波長(zhǎng)板，其中具備基板；和形成于基板上，具有連接多個(gè)孔的線狀格子溝槽圖案與距離所定間隔配置了多個(gè)孔的格子孔圖案的任一方的氧化鋁膜，構(gòu)成氧化鋁膜所含的格子溝槽圖案及格子孔圖案的任一方的多個(gè)孔，與第一方向相鄰的孔距離孔間隔T(μm，以下同)的中心間距離地配置為列狀，以構(gòu)成孔列，同時(shí)孔列以作為比孔間隔T還大的間隔的周期L，多列配置在與第一方向垂直的第二方向上，將周期L與孔間隔T設(shè)定為由以下2個(gè)式規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值L≤0.65；L≥-1.2018T3+0.3022T2+1.2988T+0.01。
在該第二方面的波長(zhǎng)板中，如上所述，通過將構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜的格子溝槽圖案和格子孔圖案任一方的周期L及孔間隔T，設(shè)定為由上述2個(gè)式規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值，從而在將波長(zhǎng)板作為1/4波長(zhǎng)板使用的情況下，對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光而言，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右。另外，在將波長(zhǎng)板作為1/2波長(zhǎng)板使用的情況下，對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光而言，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°左右。結(jié)果，在寬的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)也可以得到良好的相位變換特性。另外，由于氧化鋁膜為無機(jī)材料，故可以得到耐環(huán)境性優(yōu)越的波長(zhǎng)板。由此，即使在高溫條件下使用包含具有格子溝槽圖案或格子孔圖案的氧化鋁膜的波長(zhǎng)板，也可以抑制波長(zhǎng)板的特性劣化。
這種情況下，第一范圍內(nèi)的周期L及孔間隔T至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光適用。根據(jù)這種構(gòu)成，至少在紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，可以得到良好的相位變換特性。
在上述第二方面的波長(zhǎng)板中，優(yōu)選將周期L及孔間隔T進(jìn)一步設(shè)定為由以下3個(gè)式所規(guī)定的第二范圍內(nèi)的值
L≤0.4；L≥-440.16T3+63.334T2-3.4273T+0.3439；L≥0.35(T-0.0825)0.434+0.245。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，在更寬的波長(zhǎng)區(qū)域中可以得到良好的相位變換特性。
這種情況下，第二范圍內(nèi)的周期L及孔間隔T可以適用于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域的光。根據(jù)這樣的構(gòu)成，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到良好的相位變換特性。
在上述第二方面的波長(zhǎng)板中，優(yōu)選在將多個(gè)孔中最大的孔的直徑乘以0.5的值作為基準(zhǔn)值的情況下，多個(gè)孔分類為具有比基準(zhǔn)值大的直徑的第一孔和具有基準(zhǔn)值以下的直徑的第二孔，格子溝槽圖案及格子孔圖案的任一方的周期L是由多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案及多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子孔圖案的任一方的周期。這樣，若根據(jù)上述基準(zhǔn)值分類為第一孔和第二孔，則第二孔對(duì)相位變換特性的影響減小。由此，在具有包含第一孔和第二孔的多個(gè)孔的氧化鋁膜中，通過調(diào)整由多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案及格子孔圖案的任一方的周期L，從而可以容易地得到具有良好相位變換特性的波長(zhǎng)板。
這種情況下，優(yōu)選由多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案及由多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子孔圖案的任一方，是通過將包含多列由多個(gè)第一孔構(gòu)成的孔列的孔群距離所定間隔地配置多個(gè)而構(gòu)成，格子溝槽圖案及格子孔圖案的任一方的周期L是與相鄰的孔群的一方側(cè)的最外端相接的線間距離的平均值。根據(jù)這樣的構(gòu)成，在將包含多列由多個(gè)第一孔構(gòu)成的孔列的孔群距離所定間隔地配置了多個(gè)的格子溝槽圖案及格子孔圖案的任一方中，若調(diào)整與相鄰孔群的一方側(cè)的最外端相接的線間距離的平均值(格子溝槽圖案及格子孔圖案的任一方的周期L)，則可以容易地得到具有良好相位變換特性的波長(zhǎng)板。
本發(fā)明的第三方面的光學(xué)裝置，其中備有具有多個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域的光源；和波長(zhǎng)板，其向來自光源的互相垂直的2個(gè)偏振光成分提供所定相位差的同時(shí)，包括基板以及形成于基板上，具有有雙折射率特性的線狀格子溝槽圖案和有雙折射率特性的格子孔圖案的任一方的金屬氧化膜。
在該第三方面的光學(xué)裝置中，如上所述，通過在基板上形成具有有雙折射率特性的線狀格子溝槽圖案和有雙折射率特性的格子孔圖案的任一方的金屬氧化膜，從而若采用陽(yáng)極氧化法形成該金屬氧化膜，則由于可以自組織化地形成深度大且分別具有深度方向均勻的溝寬及直徑的格子溝槽圖案及格子孔圖案，故可以得到具有良好的格子溝槽圖案或格子孔圖案的波長(zhǎng)板。結(jié)果，由于可以提高波長(zhǎng)板的特性，故也可以使包含該波長(zhǎng)板的光學(xué)裝置的特性提高。另外，由于金屬氧化膜為無機(jī)材料，故可以得到耐環(huán)境性優(yōu)越的波長(zhǎng)板。由此，即使將包含具有線狀格子溝槽圖案或格子孔圖案的金屬氧化膜的波長(zhǎng)板用于在高溫條件下使用的光學(xué)裝置中，也可以抑制波長(zhǎng)板的特性劣化。
在上述第三方面的光學(xué)裝置中，優(yōu)選金屬氧化膜包含具有線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜，將線狀格子溝槽圖案的周期L，和作為相鄰格子溝槽圖案間的氧化鋁膜的有效寬度相對(duì)于周期L的比例的占空比De設(shè)定為由以下4個(gè)式規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值L≤0.65；L≥2×10-14e31.263De；L≤6.0317De2-10.352De+5.0516；(De-0.85)2/0.442+(L-0.41)2/0.392≤1。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，在將波長(zhǎng)板作為1/4波長(zhǎng)板使用的情況下，相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右。另外，在將波長(zhǎng)板作為1/2波長(zhǎng)板使用的情況下，相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光而言，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°左右。結(jié)果，在寬的波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到包含具有良好的相位變換特性的波長(zhǎng)板的光學(xué)裝置。
這種情況下，具有第一范圍內(nèi)的周期L及占空比De的波長(zhǎng)板至少對(duì)于紅色或紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光適用。根據(jù)這種構(gòu)成，至少在紅色或紅外的波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到良好的相位變換特性。
在上述第三方面的光學(xué)裝置中，優(yōu)選將線狀格子溝槽圖案的周期L及占空比De進(jìn)一步設(shè)定為由以下4個(gè)式規(guī)定的第二范圍內(nèi)的值De≥0.73；
L≤0.4；L≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328；L≤3.0776De2-5.1863De+2.5772。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，在更寬的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)也可以得到良好的相位變換特性。
這種情況下，具有第二范圍內(nèi)的周期L及占空比De的波長(zhǎng)板適用于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域的光。根據(jù)該構(gòu)成，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到良好的相位變換特性。
在上述第三方面的光學(xué)裝置中，優(yōu)選金屬氧化膜包括具有連接了多個(gè)孔的線狀格子溝槽圖案和多個(gè)孔距離所定間隔的配置的格子孔圖案的任一方的氧化鋁膜，構(gòu)成氧化鋁膜所包含的格子溝槽圖案及格子孔圖案的任一方的多個(gè)孔，與第一方向相鄰的孔距離孔間隔T的中心間距離地配置為列狀，以構(gòu)成孔列，同時(shí)孔列以作為比孔間隔T還大的間隔的周期L，多列配置在與第一方向垂直的第二方向上，將周期L與孔間隔T設(shè)定為由以下2個(gè)式規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值L≤0.65；L≥-1.2018T3+0.3022T2+1.2988T+0.01。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，在將波長(zhǎng)板作為1/4波長(zhǎng)板使用的情況下，相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右。另外，在將波長(zhǎng)板作為1/2波長(zhǎng)板使用的情況下，相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光而言，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°左右。結(jié)果，在寬的波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到包含具有良好的相位變換特性的波長(zhǎng)板的光學(xué)裝置。
這種情況下，具有第一范圍內(nèi)的周期L及孔間隔T的波長(zhǎng)板至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光適用。根據(jù)這樣的構(gòu)成，至少在紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，可以得到良好的相位變換特性。
在上述第三方面的光學(xué)裝置中，優(yōu)選將周期L及孔間隔T進(jìn)一步設(shè)定為由以下3個(gè)式所規(guī)定的第二范圍內(nèi)的值L≤0.4；L≥-440.16T3+63.334T2-3.4273T+0.3439；
L≥0.35(T-0.0825)0.434+0.245。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，在更寬的波長(zhǎng)區(qū)域中可以得到良好的相位變換特性。
這種情況下，具有第二范圍內(nèi)的周期L及孔間隔T的波長(zhǎng)板可以適用于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域的光。根據(jù)這樣的構(gòu)成，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到良好的相位變換特性。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖2是表示相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光，具有良好的相位變換特性的1/4波長(zhǎng)板的有效占空比及周期的范圍的圖表。
圖3是用來說明有效占空比的定義的格子溝槽圖案的放大平面圖。
圖4～圖17是表示用來規(guī)定圖2所示的范圍的坐標(biāo)點(diǎn)A1～坐標(biāo)點(diǎn)A17中的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系的模擬結(jié)果。
圖18～圖31是表示用來規(guī)定圖2所示的范圍的坐標(biāo)點(diǎn)B1～坐標(biāo)點(diǎn)B14中的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系的模擬結(jié)果。
圖32是表示坐標(biāo)點(diǎn)P中的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系的模擬結(jié)果。
圖33～圖39是用來說明圖1所示的第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的制造過程的一例的剖面圖及平面圖。
圖40是表示作為包含圖1所示的第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的光學(xué)裝置的CD-R/DVD互換光拾裝置的光學(xué)系統(tǒng)的概略圖。
圖41是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖42是表示作為包含圖41所示的第二實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板的光學(xué)裝置的液晶投影裝置的光學(xué)系統(tǒng)的概略圖。
圖43是表示圖42所示的液晶投影裝置的光學(xué)系統(tǒng)的偏振光變換元件的構(gòu)成的概略圖。
圖44是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖45是表示相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光而具有良好的相位變換特性的1/4波長(zhǎng)板的細(xì)孔間隔及周期的范圍的圖表。
圖46是用來說明細(xì)孔間隔及周期的定義的格子孔圖案的放大平面圖。
圖47是用來說明細(xì)孔間隔及周期的定義的格子溝槽圖案的放大平面圖。
圖48～圖63是表示用來規(guī)定圖45所示的范圍的坐標(biāo)點(diǎn)C1～坐標(biāo)點(diǎn)C16中的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系的模擬結(jié)果。
圖64～圖79是表示用來規(guī)定圖45所示的范圍的坐標(biāo)點(diǎn)D1～坐標(biāo)點(diǎn)D16中的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系的模擬結(jié)果。
圖80是表示坐標(biāo)點(diǎn)Q的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系的模擬結(jié)果。
圖81是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖82是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的格子孔圖案的平面圖。
圖83及圖84是表示將第五實(shí)施方式的格子孔圖案設(shè)定為圖45的坐標(biāo)點(diǎn)C8及坐標(biāo)點(diǎn)C9時(shí)的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系的模擬結(jié)果。
圖85～圖87是用來說明圖82所示的第五實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程的剖面圖及平面圖。
圖88是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的格子孔圖案的平面圖。
圖89是表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的格子溝槽圖案的平面圖。
圖90是表示本發(fā)明的第八實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的格子溝槽圖案的平面圖。
圖91是表示第三及第四實(shí)施方式的變形例的波長(zhǎng)板的格子孔圖案的平面圖。
圖92是表示第三及第四實(shí)施方式的變形例的波長(zhǎng)板的格子溝槽圖案的平面圖。
圖93是表示現(xiàn)有的具有線狀格子溝槽圖案的波長(zhǎng)板的概念的立體圖。
圖94是表示圖93所示的現(xiàn)有波長(zhǎng)板的有效折射率與占空比的關(guān)系的相關(guān)圖。
圖95是現(xiàn)有的具有采用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)形成的格子溝槽圖案的波長(zhǎng)板的剖面圖。
圖96～圖99是用來說明采用了現(xiàn)有的陽(yáng)極氧化法的三角格子圖案的制造過程的剖面圖。
圖100是表示采用現(xiàn)有的陽(yáng)極氧化法形成的二維光學(xué)晶體的平面圖。
圖101是表示由水晶構(gòu)成的1/4波長(zhǎng)板的概念的立體圖。
圖102是表示由水晶構(gòu)成的1/2波長(zhǎng)板的概念的立體圖。
圖103是表示由水晶構(gòu)成的1/4波長(zhǎng)板的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系的模擬結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(第一實(shí)施方式)參照?qǐng)D1，第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板，通過使與光軸(格子溝槽方向)平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差約為90°，從而具有使相對(duì)于光軸(格子溝槽方向)約傾斜45°的直線偏振光的入射光變換為圓偏振光的出射光的功能。而且，1/4波長(zhǎng)板是本發(fā)明的「波長(zhǎng)板」的一例。
作為該第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的具體結(jié)構(gòu)，如圖1所示，在玻璃基板1上形成有ITO或由ZnO構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜2。另外，玻璃基板1是本發(fā)明的「基板」的一例。
在這里，在第一實(shí)施方式中，在透明導(dǎo)電膜2上形成有具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜3。該氧化鋁膜3的直線狀格子溝槽圖案通過將細(xì)孔連接為直線狀而形成。另外，氧化鋁膜3的直線狀格子溝槽圖案的溝槽部3a具有深達(dá)透明導(dǎo)電膜2的深度，同時(shí)形成為深度方向均勻的寬度。此外，有時(shí)在位于溝槽部3a間的氧化鋁膜3的表面上形成有多個(gè)孔3b。而且，氧化鋁膜3是本發(fā)明的「金屬氧化膜」的一例。
接著，參照?qǐng)D1～圖31，對(duì)由相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光而具有良好相位變換特性的氧化鋁構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案(1/4波長(zhǎng)板)的有效占空比及周期的范圍的規(guī)定方法進(jìn)行說明。此外，圖2中的范圍F1是相對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。另外，圖2中的范圍F2是至少相對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。而且，范圍F1是本發(fā)明的「第二范圍」的一例，范圍F2是本發(fā)明的「第一范圍」的一例。
首先，對(duì)有效占空比De的定義進(jìn)行說明。有效占空比De，如圖3所示，在將直線狀格子溝槽圖案的溝槽部3a的有效溝寬設(shè)為We1，同時(shí)將周期設(shè)為L(zhǎng)1的情況下，用De＝(L1-We1)/L1來定義。而且，有效溝寬We1，在將溝槽部3a的最大寬度設(shè)為S1的同時(shí)，將連接的細(xì)孔的間距設(shè)為T1的情況下，用We1＝3S12/(3S1+T1)來定義。
此外，在規(guī)定圖2中的范圍F1時(shí)，首先在由多個(gè)具有不同有效占空比De及周期L1的氧化鋁膜構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案的每個(gè)中，模擬了入射了紅色、紅外及藍(lán)色波長(zhǎng)的光時(shí)的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系。根據(jù)該模擬結(jié)果，在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，使相位差成為容許范圍內(nèi)的值的有效占空比De及周期L1包含在范圍F1內(nèi)，同時(shí)在藍(lán)色(405nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，使相位差成為容許范圍外的值的有效占空比De及周期L1不包含在范圍F1內(nèi)。在下表1中表示上述模擬中使用的有效占空比De及周期L1的值(坐標(biāo))。而且，將紅色、紅外及藍(lán)色的波長(zhǎng)分別設(shè)定為660nm、790nm及405nm，同時(shí)將相位差的容許范圍設(shè)定為90°±10°。
參照下述表1，在坐標(biāo)點(diǎn)A2(De0.75，L10.4)、坐標(biāo)點(diǎn)A3(De0.79，L10.4)、坐標(biāo)點(diǎn)A5(De0.85，L10.385)、坐標(biāo)點(diǎn)A6(De0.9，L10.4)、坐標(biāo)點(diǎn)A7(De0.95，L10.4)、坐標(biāo)點(diǎn)A10(De0.82，L10.37)、坐標(biāo)點(diǎn)A11(De0.95，L10.37)及坐標(biāo)點(diǎn)A13(De0.88，L10.35)中，分別如圖5、圖6、圖8、圖9、圖10、圖13、圖14及圖16所示，在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差成為容許范圍(90°±10°)內(nèi)的值。此時(shí)的氧化鋁膜的厚度(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)A21.90μm；坐標(biāo)點(diǎn)A32.55μm；坐標(biāo)點(diǎn)A53.13μm；坐標(biāo)點(diǎn)A63.87μm；坐標(biāo)點(diǎn)A74.77μm；坐標(biāo)點(diǎn)A102.28μm；坐標(biāo)點(diǎn)A113.77μm及坐標(biāo)點(diǎn)A132.90μm。
另外，在坐標(biāo)點(diǎn)A1(De0.753，L10.4)、坐標(biāo)點(diǎn)A4(De0.85，L10.395)、坐標(biāo)點(diǎn)A8(De0.97，L10.4)、坐標(biāo)點(diǎn)A9(De0.8，L10.37)、坐標(biāo)點(diǎn)A12(De0.97，L10.37)及坐標(biāo)點(diǎn)A14(De0.88，L10.34)中，分別如圖4、圖7、圖11、圖12、圖15及圖17所示，在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，相位差成為容許范圍(90°±10°)內(nèi)的值，而藍(lán)色(405nm)的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，相位差成為容許范圍(90°±10°)外的值。而且，此時(shí)的氧化鋁膜的厚度分別為坐標(biāo)點(diǎn)A11.78μm；坐標(biāo)點(diǎn)A43.22μm；坐標(biāo)點(diǎn)A85.91μm；坐標(biāo)點(diǎn)A92.02μm；坐標(biāo)點(diǎn)A125.06μm及坐標(biāo)點(diǎn)A142.86μm。
表1

再有，根據(jù)以下的4個(gè)式規(guī)定圖2所示的范圍F1，以便在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，包含相位差成為容許范圍(90°±10°)內(nèi)的坐標(biāo)點(diǎn)A2、A3、A5、A6、A7、A10、A11及A13；而且只有藍(lán)色(405nm)的波長(zhǎng)區(qū)域不包含相位差為容許范圍(90°±10°)外的坐標(biāo)點(diǎn)A1、A4、A8、A9、A12及A14。
De≥0.73 (1)L1≤0.4(2)L1≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328 (3)L1≤3.0776De2-5.1863De+2.5772 (4)而且，上述式(1)及式(2)規(guī)定圖2所示的范圍F1上部的直線部分F11。另外，上述式(3)及式(4)分別規(guī)定圖2所示的范圍F1下部的曲線部分F12及上部的凹狀部分F13。
接著，在規(guī)定圖2中的范圍F2時(shí)，首先在由多個(gè)具有不同有效占空比De及周期L1的氧化鋁膜構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案中，分別模擬了入射了紅色及紅外的波長(zhǎng)的光時(shí)的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系。根據(jù)該模擬結(jié)果，在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，使相位差成為容許范圍內(nèi)的值的有效占空比De及周期L1包含在范圍F2內(nèi)，同時(shí)在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，使相位差成為容許范圍外的值的有效占空比De及周期L1不包含在范圍F2內(nèi)。在下表2中表示上述模擬中使用的有效占空比De及周期L1的值(坐標(biāo))。而且，將紅色及紅外的波長(zhǎng)分別設(shè)定為660nm及790nm，同時(shí)將相位差的容許范圍設(shè)定為90°±10°。
表2

參照上述表2，在坐標(biāo)點(diǎn)B2(De0.52，L10.65)、坐標(biāo)點(diǎn)B3(De0.76，L10.65)、坐標(biāo)點(diǎn)B6(De0.96，L10.65)、坐標(biāo)點(diǎn)B8(De0.86，L10.6)、坐標(biāo)點(diǎn)B10(De0.44，L10.4)、坐標(biāo)點(diǎn)B12(De0.5，L10.2)及坐標(biāo)點(diǎn)B13(De0.9，L10.04)中，分別如圖19、圖20、圖23、圖25、圖27、圖29及圖30所示，在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差成為容許范圍(90°±10°)內(nèi)的值。而且，此時(shí)的氧化鋁膜的厚度(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)B21.60μm；坐標(biāo)點(diǎn)B33.01μm；坐標(biāo)點(diǎn)B610.27μm；坐標(biāo)點(diǎn)B84.28μm；坐標(biāo)點(diǎn)B101.06μm；坐標(biāo)點(diǎn)B121.18μm以及坐標(biāo)點(diǎn)B132.46μm。
另外，在坐標(biāo)點(diǎn)B1(De0.48，L10.65)、坐標(biāo)點(diǎn)B4(De0.8，L10.65)、坐標(biāo)點(diǎn)B5(De0.92，L10.65)、坐標(biāo)點(diǎn)B7(De0.86，L10.62)、坐標(biāo)點(diǎn)B9(De0.4，L10.4)、坐標(biāo)點(diǎn)B11(De0.46，L10.2)及坐標(biāo)點(diǎn)B14(De0.94，L10.04)中，分別如圖18、圖21、圖22、圖24、圖26、圖28及圖31所示，在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，相位差成為容許范圍(90°±10°)外的值。而且，此時(shí)的氧化鋁膜的厚度(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)B11.53μm；坐標(biāo)點(diǎn)B44.16μm；坐標(biāo)點(diǎn)B56.16μm；坐標(biāo)點(diǎn)B74.40μm；坐標(biāo)點(diǎn)B91.12μm；坐標(biāo)點(diǎn)B111.21μm以及坐標(biāo)點(diǎn)B142.61μm。
再有，根據(jù)以下的4個(gè)式規(guī)定圖2所示的范圍F2，以便在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，包含相位差成為容許范圍(90°±10°)內(nèi)的坐標(biāo)點(diǎn)B2、B3、B6、B8、B10、B12及B13；而且不包含相位差為容許范圍(90°±10°)外的坐標(biāo)點(diǎn)B1、B4、B5、B7、B9、B11及B14。
L1≤0.65 (5)L1≥2×10-14e31.263De(6)L1≤6.0317De2-10.352De+5.0516(7)(De-0.85)2/0.442+(L1-0.41)2/0.392≤1 (8)此外，上述式(5)、式(6)、式(7)及式(8)分別規(guī)定圖2所示的范圍F2上部的直線部分F21、右下的曲線部分F22、上部的凹狀部分F23及左下的曲線部分F24。
在這里，在第一實(shí)施方式中，氧化鋁膜3(參照?qǐng)D1)的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De及周期L1設(shè)定為由上述4個(gè)式(1)～式(4)規(guī)定的范圍F1內(nèi)的值(例如，De0.88，L10.38(圖2中的坐標(biāo)點(diǎn)P))。即，在該第一實(shí)施方式(圖2中的坐標(biāo)點(diǎn)P)中，在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差在容許范圍(90°±10°)內(nèi)。而且，在圖32中，表示分別將有效占空比De及周期L1設(shè)定為0.88及0.38(圖2中的坐標(biāo)點(diǎn)P)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外，此時(shí)的厚度(μm)為坐標(biāo)點(diǎn)P3.35μm。
在第一實(shí)施方式中，如上所述，通過將構(gòu)成1/4波長(zhǎng)板的氧化鋁膜3的線狀格子溝槽圖案的有效占空比De及周期L1設(shè)定為由上述4個(gè)式的式(1)～式(4)規(guī)定的范圍F1內(nèi)的值(例如，De0.88，L10.38(圖2中的坐標(biāo)點(diǎn)P))，從而相對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。結(jié)果，可以得到在寬波長(zhǎng)區(qū)域中得到良好相位變換特性的1/4波長(zhǎng)板。此外，由于氧化鋁膜3為無機(jī)材料，故可以得到耐環(huán)境性優(yōu)越的1/4波長(zhǎng)板。由此，即使在高溫條件下使用包含具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜3的1/4波長(zhǎng)板，也可以抑制1/4波長(zhǎng)板的特性的劣化。
接著，參照?qǐng)D33～圖39，對(duì)第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的制造過程的一例進(jìn)行說明。
首先，如圖33所示，利用蒸鍍法，在玻璃基板1上依次形成由ITO或ZnO構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜2及鋁膜4。
接著，如圖34所示，為了進(jìn)行織構(gòu)化處理，而在由SiC等硬質(zhì)材料構(gòu)成的擠壓部件11的表面上形成具有規(guī)則性排列的凸部11a。此時(shí)，如圖35所示，形成擠壓部件11的凸部11a(參照?qǐng)D34)，以使織構(gòu)化處理后的鋁膜4的表面上所形成的凹部4a的點(diǎn)列，每隔？用虛線表示的配置為多列狀的三角格子圖案4b的1列地形成。而且，如圖34所示，通過進(jìn)行將擠壓部件11擠壓在鋁膜4的表面上的織構(gòu)化處理，以在鋁膜4的表面上形成具有圖35所示的排列的凹部4a的點(diǎn)列。
接下來，如圖36所示，采用陽(yáng)極氧化法，通過進(jìn)行已形成凹部4a的點(diǎn)列的鋁膜4的氧化處理，以形成對(duì)應(yīng)于點(diǎn)列的孔(圖中未示出)。具體而言，將作為陽(yáng)極的鋁膜4的表面或玻璃基板1的表面配置為與白金構(gòu)成的陰極12的表面相對(duì)向。而且，在具有約0.05M濃度的磷酸水溶液中，通過施加約160V的電壓，進(jìn)行約3個(gè)小時(shí)的氧化處理。此時(shí)，通過形成于玻璃基板1與鋁膜4之間的透明導(dǎo)電膜2，在鋁膜4上施加電壓。由此，在氧化處理中，由于可以一直在鋁膜4上施加電壓，所以即使在玻璃基板1的表面上有凹凸的情況下，也可以防止未被氧化的鋁膜4殘留等問題。由此，自組織化地形成具有微細(xì)孔的氧化鋁膜(圖中未示出)。另外，在有該陽(yáng)極氧化處理形成的微細(xì)孔中，在設(shè)相鄰孔間的最大距離為U，陽(yáng)極氧化電壓為Va的情況下，可知U＝0.0025Va(μm)的關(guān)系式成立。該關(guān)系式U＝0.0025Va(μm)，例如在H.Masuda等人「Jpn.J.Appl.Phys.」Vol.37 1998 pp.L1340～L1342等中公開。
然后，使用含有約5wt％的磷酸的水溶液，在約30℃下，利用濕式蝕刻擴(kuò)大對(duì)應(yīng)于陽(yáng)極氧化處理所形成的點(diǎn)列的孔(圖中未示出)。此時(shí)，如圖37及圖38所示，由于通過擴(kuò)大與點(diǎn)列對(duì)應(yīng)的孔而連接相鄰的孔之間，故可以容易地幾乎完全地除去位于溝槽部3a的形成區(qū)域上的氧化鋁膜3。這樣，形成具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜3。該氧化鋁膜3的直線狀格子溝槽圖案形成為溝槽部3a的深度抵達(dá)透明導(dǎo)電膜2為止，同時(shí)溝槽部3a的寬度沿深度方向均勻地形成。而且，在位于溝槽部3a間的氧化鋁膜3的表面上，形成多個(gè)孔3b。該孔3b雖然不是優(yōu)選的，但如圖39所示，考慮由于利用織構(gòu)化處理而形成的凹部4a的變形及陽(yáng)極氧化所導(dǎo)致的變形的影響，而形成于與未形成凹部4a的三角格子圖案4b(參照?qǐng)D35)對(duì)應(yīng)的位置上。
在第一實(shí)施方式的制造過程中，如上所述，由于通過采用陽(yáng)極氧化法形成具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜3，從而可以自組織化地形成深度大且在深度方向具有均勻溝寬的格子溝槽圖案，故可以得到具有良好的格子溝槽圖案的1/4波長(zhǎng)板。
接著，參照?qǐng)D40，對(duì)包含圖1中示出的第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的CD-R/DVD互換光拾裝置的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
如圖40所示，該CD-R/DVD互換光拾裝置的光學(xué)系統(tǒng)備有CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a及DVD用半導(dǎo)體激光元件21b；衍射光柵22a及22b；偏振光分束器23a及23b；1/4波長(zhǎng)板24；準(zhǔn)直透鏡(collimator lens)25；物鏡26；柱面透鏡(cylindrical lens)27和受光元件28。而且，作為1/4波長(zhǎng)板24，使用的是圖1中示出的第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板。另外，CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a及DVD用半導(dǎo)體激光元件21b分別是本發(fā)明的「光源」的一例，1/4波長(zhǎng)板24是本發(fā)明的「波長(zhǎng)板」的一例。
CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a及DVD用半導(dǎo)體激光元件21b分別配置為激光光線向與光盤30的記錄/再生面30a平行的方向出射。該CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a射出CD-R中利用的790nm(紅外)附近的波長(zhǎng)的激光光線，同時(shí)DVD用半導(dǎo)體激光元件21b射出DVD中利用的650nm(紅色)附近的波長(zhǎng)的激光光線。另外，從CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a及DVD用半導(dǎo)體激光元件21b出射的激光光線分別具有與光盤30的記錄/再生面30a垂直的直線偏振光。此外，衍射光柵22a及22b分別具有將從CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a及DVD用半導(dǎo)體激光元件21b出射的激光光線轉(zhuǎn)換為包含跟蹤誤差檢測(cè)光束的3種激光光線的功能。
另外，偏振光分束器23a及23b分別具有反射與光盤30的記錄/再生面30a垂直(與紙面平行)的偏振光方向的激光光線，同時(shí)透過與光盤30的記錄/再生面30a平行(與紙面垂直)的偏振光方向的激光光線的功能。在這里，由于通過使用偏振光分束器23a及23b，而與使用單向透視玻璃的情況不同，可以將所定偏振光方向的激光光線分支10％左右，故可以使光利用效率提高。而且，偏振光分束器23a只對(duì)CD-R所用的790nm(紅外)附近的波長(zhǎng)的激光光線起作用，對(duì)于790nm附近的波長(zhǎng)以外的波長(zhǎng)的激光光線，不管偏振光方向如何，都透過。再有，偏振光分束器23b只對(duì)DVD所用的650nm(紅色)附近的波長(zhǎng)的激光光線起作用，而對(duì)于650nm附近的波長(zhǎng)以外的波長(zhǎng)的激光光線，與偏振光方向無關(guān)地透過。
還有，準(zhǔn)直透鏡25及物鏡26具有將通過了1/4波長(zhǎng)板24的激光光線聚光在光盤30的記錄/再生面30a上的功能。此外，柱面透鏡27具有將由光盤30的記錄/再生面30a反射的激光光線轉(zhuǎn)換為包含焦點(diǎn)誤差檢測(cè)(象散法)光束的激光光線的功能。進(jìn)而，受光元件28具有將由光盤30的記錄/再生面30a反射的激光光線作為跟蹤誤差信號(hào)、焦點(diǎn)誤差信號(hào)及HF(高頻)信號(hào)檢測(cè)出的功能。
接下來，參照?qǐng)D30，對(duì)包含圖1所示出的第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的CD-R/DVD互換光拾裝置的光學(xué)系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
首先，在作為光盤30使用CD-R的情況下，將具有790nm(紅外)附近的波長(zhǎng)且具有與紙面平行的直線偏振光的激光光線L10從CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a射出。該激光光線L10由衍射光柵22a轉(zhuǎn)換為包含跟蹤誤差檢測(cè)光束的3種激光光線L10后，入射到偏振光分束器23a。此時(shí)，激光光線L10由偏振光分束器23a而方向轉(zhuǎn)換到光盤30方向。而且，方向轉(zhuǎn)換到光盤30方向的激光光線L10由1/4波長(zhǎng)板從直線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光后，由準(zhǔn)直透鏡25及物鏡26聚光。之后，由聚光過的激光光線L10在光盤30的記錄/再生面30a上記錄信號(hào)。
再有，在向光盤30的記錄/再生面30a記錄信號(hào)中未消耗的激光光線L20，通過由光盤30的記錄/再生面30a反射，從而相位約變化180°。然后，由光盤30的記錄/再生面30a反射的激光光線L20由1/4波長(zhǎng)板從圓偏振光轉(zhuǎn)換為直線偏振光。此時(shí)，由于激光光線L20的相位約變化180°，故變換為具有與光盤30的記錄/再生面30a平行(與紙面垂直)的直線偏振光的激光光線L20。而且，具有與紙面垂直的直線偏振光的激光光線L20依次入射到偏振光分束器23a及23b中。在這里，由于偏振光分束器23a只反射與紙面平行的偏振光方向的激光光線，故激光光線L20不會(huì)向CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a方向反射。此外，由于偏振光分束器23b只對(duì)650nm(紅色)附近的波長(zhǎng)的激光光線起作用，故激光光線L20不會(huì)向DVD用半導(dǎo)體激光元件21b方向反射。之后，透過偏振光分束器23a及23b的激光光線L20，由柱面透鏡27變換為包含焦點(diǎn)誤差檢測(cè)(象散法)光束的激光光線L20后，入射到受光元件28。由此，激光光線L20作為跟蹤誤差信號(hào)、焦點(diǎn)誤差信號(hào)及HF(高頻)信號(hào)而被檢測(cè)出。
另外，在作為光盤30而使用DVD的情況下，進(jìn)行與上述作為光盤30而使用CD-R的情況相同的動(dòng)作。但是，在作為光盤30使用DVD的情況下，從DVD用半導(dǎo)體激光元件21b射出具有650nm(紅色)附近的波長(zhǎng)且具有平行于紙面的直線偏振光的激光光線L30。這種情況下，激光光線L30由衍射光柵22b轉(zhuǎn)換為包含跟蹤誤差檢測(cè)光束的3種激光光線L30。此外，激光光線L30由偏振光分束器23b方向轉(zhuǎn)換為光盤30方向。
在該CD-R/DVD互換光拾裝置的光學(xué)系統(tǒng)中，如上所述，由于作為1/4波長(zhǎng)板，通過使用圖1所示出的第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板，從而相對(duì)于CD-R所用的790nm(紅外)附近及DVD所用的650nm(紅色)附近的波長(zhǎng)的激光光線L10及L30而言，可以將1/4波長(zhǎng)板24的相位變換特性保持在90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))，故可以良好地進(jìn)行1/4波長(zhǎng)板24的激光光線L10及L30的變換。因此，不會(huì)產(chǎn)生具有設(shè)計(jì)值以外的偏振光方向的激光光線。由此，由于可以抑制由光盤30的記錄/再生面30a反射的激光光線L20被偏振光分束器23a及23b反射，故可以抑制激光光線L20返回CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a及DVD用半導(dǎo)體激光元件21b。結(jié)果，由于可以抑制CD-R用半導(dǎo)體激光元件21a及DVD用半導(dǎo)體激光元件21b的光強(qiáng)度雜音(光強(qiáng)度的波動(dòng))的增加，故可以使CD-R/DVD互換光拾裝置的特性提高。另外，由于圖1所示的第一實(shí)施方式的包含氧化鋁膜3的1/4波長(zhǎng)板在耐環(huán)境性方面優(yōu)越，故即使將該1/4波長(zhǎng)板用于車載用的CD-R/DVD互換光拾裝置中，也可以抑制1/4波長(zhǎng)板的特性劣化。
(第二實(shí)施方式)參照?qǐng)D41，對(duì)在該第二實(shí)施方式中，與上述第一實(shí)施方式不同，將本發(fā)明適用于1/2波長(zhǎng)板的示例進(jìn)行說明。
即，該第二實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板，如圖41所示，具有通過使與光軸平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差約為180°，從而使相對(duì)于光軸約傾斜45°的直線偏振光的入射光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)約90°的功能。而且，1/2波長(zhǎng)板是本發(fā)明的「波長(zhǎng)板」的一例。
作為該第二實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板的具體結(jié)構(gòu)，與上述第一實(shí)施方式同樣，在玻璃基板1上形成有ITO或ZnO構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜2。
在這里，在第二實(shí)施方式中，在透明導(dǎo)電膜2上形成有具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜43。該氧化鋁膜43的厚度設(shè)定為構(gòu)成圖1所示出的第一實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的氧化鋁膜3的厚度的2倍。由此，可以使與入射光的光軸平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差成為第一實(shí)施方式(約90°)的2倍(180°)。另外，氧化鋁膜43的直線狀格子溝槽圖案，與上述第一實(shí)施方式同樣，通過將細(xì)孔連接成直線狀而形成。此外，氧化鋁膜43的直線狀格子溝槽圖案的溝槽部43a，具有深達(dá)透明導(dǎo)電膜2的深度，同時(shí)在深度方向上形成均勻的寬度。再有，有時(shí)在位于溝槽部43a之間的氧化鋁膜43的表面上形成有多個(gè)孔43b。而且，氧化鋁膜43是本發(fā)明的「金屬氧化膜」的一例。
接著，若將相位差的容許范圍設(shè)定為180°±20°，則可以用與圖2所示的第一實(shí)施方式同樣的范圍表示由相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光能得到良好的相位變換特性的氧化鋁膜構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案(1/2波長(zhǎng)板)的有效占空比及周期的范圍。這種情況下，圖2中的范圍F1為相對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色所有的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))的范圍；而圖2中的范圍F2則為至少相對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))的范圍。
在這里，在第二實(shí)施方式中，氧化鋁膜43的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De及周期L1，與圖2中示出的第一實(shí)施方式同樣，設(shè)定為由上述4個(gè)式的式(1)～式(4)所規(guī)定的范圍F1內(nèi)的值(例如，De0.88，L1038(圖2中的坐標(biāo)點(diǎn)P))。即，在該第二實(shí)施方式(圖2中的坐標(biāo)點(diǎn)P)中，在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，相位差位于容許范圍(180°±20°)內(nèi)。
在第二實(shí)施方式中，如上所述，通過將構(gòu)成1/2波長(zhǎng)板的氧化鋁膜43的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De及周期L1設(shè)定為圖2所示的范圍F1內(nèi)的值(例如，De0.88，L1038(圖2中的坐標(biāo)點(diǎn)P))，從而對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光而言，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))。結(jié)果，可以得到在寬波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)具有良好相位變換特性的1/2波長(zhǎng)板。此外，由于氧化鋁膜43是無機(jī)材料，故可以得到耐環(huán)境性優(yōu)越的1/2波長(zhǎng)板。由此，即使在高溫條件下使用包含具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜43的1/2波長(zhǎng)板，也可以抑制1/2波長(zhǎng)板的特性劣化。
接下來，參照?qǐng)D42及圖43，對(duì)包含圖41所示出的第二實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板的液晶投影裝置的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
如圖42所示，該液晶投影裝置的光學(xué)系統(tǒng)備有光源部51、積分透鏡(integrator lens)52、偏振光變換元件53、全反射鏡54a～54d、聚光透鏡55、分色鏡56a及56b、液晶面板57a～57c、二向棱鏡58和投射透鏡59。
光源部51由金屬鹵化物燈(metal halide lamp)、鹵素?zé)?halogen lamp)及圓柱形燈(cannon lamp)等構(gòu)成的光源51a和反射器(reflector)51b構(gòu)成。而且，反射器51b具有使從光源51a發(fā)射的具有寬波長(zhǎng)區(qū)域的白色光的方向?yàn)樗ǚ较虻墓δ堋Ａ硗?，積分透鏡52具有組合了二維微透鏡陣列(圖中未示出)的結(jié)構(gòu)。
此外，偏振光變換元件53具有將光的偏振方向變換為1個(gè)一致的偏振方向的功能。如圖43所示，該偏振光變換元件53由1/2波長(zhǎng)板61、具有多個(gè)偏振光分離面62a的偏振光分束器陣列62和遮光板63構(gòu)成。而且，作為1/2波長(zhǎng)板61，使用的是圖41中示出的第二實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板。再有，1/2波長(zhǎng)板61是本發(fā)明的「波長(zhǎng)板」的一例。
還有，如圖42所示，全反射鏡54a～54d具有反射全部光的功能。另外，分色鏡56a具有只透過紅色光而反射綠色光及藍(lán)色光的功能，同時(shí)分色鏡56b具有只透過藍(lán)色光而反射紅色光及綠色光的功能。再有，液晶面板57a～57c分別具有空間調(diào)制紅色光、綠色光及藍(lán)色光的功能，同時(shí)二向棱鏡58具有將空間調(diào)制過的紅色光、綠色光及藍(lán)色光合成的功能。此外，投射透鏡59則具有將合成完的紅色光、綠色光及藍(lán)色光投射在屏幕上的功能。
接著，參照?qǐng)D42及圖43，對(duì)包含圖41中示出的第二實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板的液晶投影裝置的光學(xué)系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
首先，利用反射器51b使從光源51a發(fā)射的包含紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B成分的白色光的方向朝向積分透鏡52側(cè)。而且，包含紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B成分的白色光通過積分透鏡52后，入射到偏振光變換元件53，由此，包含紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B成分的白色光的偏振方向變換為1個(gè)整齊的偏振光方向。
具體而言，如圖43所示，在從光源51a發(fā)射的白色光中混有具有不同偏振光方向的多種光(例如S偏振光及P偏振光)。在該S偏振光及P偏振光入射到偏振光分束器陣列62時(shí)，S偏振光由偏振光分裂面62a反射后，再通過由相鄰的偏振光分離面62a反射，而出射到偏振光分束器陣列62外。另一方面，P偏振光透過偏振光分離面62a后，出射到偏振光分束器陣列62外。然后，P偏振光由1/2波長(zhǎng)板61變換為S偏振光。這樣，入射到偏振光變換元件53的光全部變換為S偏振光。
而且，如圖42所示，已變換為具有1個(gè)整齊的偏振光方向的直線偏振光的包含紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B成分的白色光，由全反射鏡54a進(jìn)行了方向變換后，通過聚光透鏡55。再有，包含紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B成分的白色光由積分透鏡52及聚光透鏡55，從單峰性的強(qiáng)度分布變換為平坦的強(qiáng)度分布。
接下來，紅色光R透過分色鏡56a后，通過由全反射鏡54b反射，而方向變換為液晶面板57a方向。另外，綠色光G由分色鏡56a反射后，再通過由分色鏡56b反射，而方向變換為液晶面板57b方向。再有，藍(lán)色光B由分色鏡56a反射后，透過分色鏡56b。然后，藍(lán)色光B通過由全反射鏡54c及54d依次反射，而方向變換為液晶面板57c方向。由此，白色光分離為紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B，并分別入射到液晶面板57a～57c。而且，由液晶面板57a～57c空間調(diào)制過的紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B，由二向棱鏡58進(jìn)行合成。之后，合成的紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B由投射透鏡59投射在屏幕上。
在該液晶投影裝置的光學(xué)系統(tǒng)中，如上所述，由于作為1/2波長(zhǎng)板61，通過使用圖41示出的第二實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板，從而相對(duì)于紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B來說，可以將1/2波長(zhǎng)板61的相位變換特性保持在180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))，故可以良好地進(jìn)行1/2波長(zhǎng)板61的紅色光R、綠色光G及藍(lán)色光B的變換。因此，不會(huì)產(chǎn)生具有設(shè)計(jì)值以外的偏振光方向的光。由此，由于可以抑制具有無法入射到液晶面板57a～57c的偏振光方向的光的增加，故可以抑制光的利用效率的降低。結(jié)果，由于可以抑制起因于光的利用效率降低的色彩偏差或亮度降低，故可以使液晶投影裝置的特性提高。另外，由于圖41所示的第二實(shí)施方式的包含氧化鋁膜43的1/2波長(zhǎng)板在耐環(huán)境特性上優(yōu)越，所以即使將該1/2波長(zhǎng)板用于由光源51a而導(dǎo)致裝置內(nèi)部成為高溫的液晶投影裝置中，也可以抑制1/2波長(zhǎng)板的特性劣化。
(第三實(shí)施方式)參照?qǐng)D44，對(duì)在該第三實(shí)施方式中，與上述第一及第二實(shí)施方式不同，作為構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜，使用具有由排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔構(gòu)成的格子孔圖案的氧化鋁膜的情況進(jìn)行說明。而且，第三實(shí)施方式的波長(zhǎng)板與上述第一實(shí)施方式同樣，具有通過使與光軸(箭頭Y方向)平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差約為90°，而將相對(duì)于光軸(箭頭Y方向)約傾斜45°的直線偏振光的入射光轉(zhuǎn)換為圓偏振光的出射光的功能。
作為該第三實(shí)施方式的1/4波長(zhǎng)板的具體結(jié)構(gòu)，如圖44所示，在玻璃基板71上形成有由ITO或ZnO構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜72。而且，玻璃基板71是本發(fā)明的「基板」的一例。
在這里，在第三實(shí)施方式中，在透明導(dǎo)電膜72上形成有具有由排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔73a構(gòu)成的格子孔圖案的氧化鋁膜73。構(gòu)成該氧化鋁膜73的格子孔圖案的的多個(gè)細(xì)孔73a，間隔所定的孔中心間距離(細(xì)孔間隔)，以便不連接與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔73a，沿箭頭Y方向配置為列狀，以構(gòu)成細(xì)孔列73b。再有，細(xì)孔列73b在與箭頭Y方向正交的箭頭X方向上，以比相鄰細(xì)孔73a的細(xì)孔間隔(中心間距離)還大的間隔(周期)配置有多列。此外，細(xì)孔73a具有深達(dá)透明導(dǎo)電膜72的深度，同時(shí)在深度方向上形成均勻的直徑。另外，氧化鋁膜73是本發(fā)明的「金屬氧化膜」的一例。還有，細(xì)孔73a是本發(fā)明的「孔」的一例，細(xì)孔列73b是本發(fā)明的「孔列」的一例。
接著，參照?qǐng)D44～圖79，對(duì)由相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光具有良好的相位變換特性的氧化鋁膜構(gòu)成的格子孔圖案(1/4波長(zhǎng)板)的細(xì)孔間隔及周期的范圍的規(guī)定方法進(jìn)行說明。另外，圖45中的范圍F3是相對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光來說，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。另外，圖45中的范圍F4是至少相對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。而且，范圍F3是本發(fā)明的「第二范圍」的一例，范圍F4是本發(fā)明的「第一范圍」的一例。
首先，參照?qǐng)D46及圖47，對(duì)細(xì)孔間隔及周期的定義進(jìn)行說明。其中，在圖46中，示出與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a分隔開的格子孔圖案，圖47中示出與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a通過相接或重合而連接的格子溝槽圖案。如圖46及圖47所示，細(xì)孔間隔T2是與箭頭Y方向相鄰的細(xì)孔70a的中心間距離。另外，周期L2是與箭頭Y方向垂直的箭頭X方向相鄰的細(xì)孔列70b的中心線間距離。此外，與箭頭X方向相鄰的細(xì)孔列70b的中心線間距離(周期L2)比與箭頭Y方向相鄰的細(xì)孔70a的中心間距離(細(xì)孔間隔T2)大。而且，細(xì)孔70a的直徑S2優(yōu)選為細(xì)孔間隔T2的0.7倍以上。這樣，若將細(xì)孔70a的直徑S2設(shè)定為細(xì)孔間隔T2的0.7倍以上，則由于可以產(chǎn)生大的雙折射，在薄的氧化鋁膜上得到90°左右的相位差，故容易制作。還有，若細(xì)孔間隔T2與周期L2為相同的值，則由于感受到的入射光的折射率成為各項(xiàng)同性，不會(huì)產(chǎn)生雙折射，故有必要使細(xì)孔間隔T2與周期L2為不同的值。
再有，在規(guī)定圖45中的范圍F3時(shí)，首先，在由多個(gè)具有不同細(xì)孔間隔T2及周期L2的氧化鋁膜構(gòu)成的格子孔圖案及格子溝槽圖案的每個(gè)中，模擬了入射了紅色、紅外及藍(lán)色波長(zhǎng)的光時(shí)的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系。根據(jù)該模擬結(jié)果，在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，使相位差成為容許范圍內(nèi)的值的細(xì)孔間隔T2及周期L2包含在范圍F3內(nèi)，同時(shí)在藍(lán)色(405nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，使相位差成為容許范圍外的值的細(xì)孔間隔T2及周期L2不包含在范圍F3內(nèi)。在下表3中表示上述模擬中使用的細(xì)孔間隔T2及周期L2的值(坐標(biāo))。而且，與上述第一實(shí)施方式同樣，將紅色、紅外及藍(lán)色的波長(zhǎng)分別設(shè)定為660nm、790nm及405nm，同時(shí)將相位差的容許范圍設(shè)定為90°±10°。
表3

參照上述表3，在坐標(biāo)點(diǎn)C1(T20.01，L20.4)、坐標(biāo)點(diǎn)C2(T20.06，L20.4)、坐標(biāo)點(diǎn)C3(T20.1，L20.4)、坐標(biāo)點(diǎn)C4(T20.16，L20.4)、坐標(biāo)點(diǎn)C5(T20.2，L20.4)、坐標(biāo)點(diǎn)C7(T20.01，L20.35)、坐標(biāo)點(diǎn)C8(T20.14，L20.35)、坐標(biāo)點(diǎn)C11(T20.02，L20.3)、坐標(biāo)點(diǎn)C12(T20.09，L20.3)、坐標(biāo)點(diǎn)C15(T20.08，L20.25)中，分別如圖48、圖49、圖50、圖51、圖52、圖54、圖55、圖58、圖59及圖62所示，在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差處于容許范圍90°±10°內(nèi)。
在這里，與上述坐標(biāo)點(diǎn)C1～C5、C7、C8、C11、C12及C15中的坐標(biāo)點(diǎn)C3、C4、C5、C8及C12對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖46所示，為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a分隔開的格子孔圖案。另外，與坐標(biāo)點(diǎn)C2對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖47所示，為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a通過相接而連接的格子溝槽圖案。此外，與坐標(biāo)點(diǎn)C1、C7、C11及C15對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖47所示，為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a通過重合而連接的格子溝槽圖案。
而且，此時(shí)的氧化鋁膜的厚度(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)C13.71μm；坐標(biāo)點(diǎn)C24.49μm；坐標(biāo)點(diǎn)C34.40μm；坐標(biāo)點(diǎn)C43.22μm；坐標(biāo)點(diǎn)C53.92μm；坐標(biāo)點(diǎn)C72.75μm；坐標(biāo)點(diǎn)C83.13μm；坐標(biāo)點(diǎn)C112.50μm；坐標(biāo)點(diǎn)C122.60μm及坐標(biāo)點(diǎn)C151.77μm。
此外，細(xì)孔直徑(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)C10.04μm；坐標(biāo)點(diǎn)C20.06μm；坐標(biāo)點(diǎn)C30.09μm；坐標(biāo)點(diǎn)C40.15μm；坐標(biāo)點(diǎn)C50.182μm；坐標(biāo)點(diǎn)C70.04μm；坐標(biāo)點(diǎn)C80.13μm；坐標(biāo)點(diǎn)C110.03μm；坐標(biāo)點(diǎn)C120.086μm及坐標(biāo)點(diǎn)C150.09μm。而且，此時(shí)的細(xì)孔直徑(S2)(參照?qǐng)D46及圖47)設(shè)定為細(xì)孔間隔T2的0.7倍以上。
再有，在坐標(biāo)點(diǎn)C6(T20.24，L20.4)、坐標(biāo)點(diǎn)C9(T20.15，L20.35)、坐標(biāo)點(diǎn)C10(T20.01，L20.3)、坐標(biāo)點(diǎn)C13(T20.1，L20.3)、坐標(biāo)點(diǎn)C14(T20.07，L20.25)及坐標(biāo)點(diǎn)C16(T20.09，L20.25)中，分別如圖53、圖56、圖57、圖60、圖61及圖63所示，在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，相位差處于容許范圍(90°±10°)內(nèi)，但在藍(lán)色(405nm)的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，相位差則處于容許范圍(90°±10°)外。
在這里，與上述坐標(biāo)點(diǎn)C6、C9、C10、C13、C14及C16中的坐標(biāo)點(diǎn)C6、C9及C13對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖46所示，為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a分隔開的格子孔圖案。另外，與坐標(biāo)點(diǎn)C10、C14及C16對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖47所示，則為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a通過重合而連接的格子溝槽圖案。
而且，此時(shí)的氧化鋁膜的厚度(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)C64.14μm；坐標(biāo)點(diǎn)C92.95μm；坐標(biāo)點(diǎn)C102.77μm；坐標(biāo)點(diǎn)C133.25μm；坐標(biāo)點(diǎn)C141.72μm及坐標(biāo)點(diǎn)C161.82μm。
此外，細(xì)孔直徑(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)C60.198μm；坐標(biāo)點(diǎn)C90.14μm；坐標(biāo)點(diǎn)C100.04μm；坐標(biāo)點(diǎn)C130.09μm；坐標(biāo)點(diǎn)C140.08μm及坐標(biāo)點(diǎn)C160.096μm。而且，此時(shí)的細(xì)孔直徑(S2)(參照?qǐng)D46及圖47)設(shè)定為細(xì)孔間隔T2的0.7倍以上。
并且，根據(jù)以下的3個(gè)式規(guī)定圖45所示的范圍F3，以便在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，包含相位差成為容許范圍(90°±10°)內(nèi)的坐標(biāo)點(diǎn)C1、C2、C3、C4、C5、C7、C8、C11、C12及C15；而且只有藍(lán)色(405nm)的波長(zhǎng)區(qū)域不包含相位差為容許范圍(90°±10°)外的坐標(biāo)點(diǎn)C6、C9、C10、C13、C14及C16。
L2≤0.4 (9)L2≥-440.16T23+63.334T22-3.4273T2+0.3439 (10)L2≥0.35(T2-0.0825)0.434+0.245 (11)而且，上述式(9)規(guī)定圖45所示的范圍F3上部的直線部分F31。另外，上述式(10)規(guī)定圖45所示的范圍F3左下部的曲線部分F32。此外，式(11)規(guī)定圖45所示的范圍F3的右側(cè)部的曲線部分F33。
接著，在規(guī)定圖45中的范圍F4時(shí)，首先在由多個(gè)具有不同細(xì)孔間隔T2及周期L2的氧化鋁膜構(gòu)成的格子孔圖案及格子溝槽圖案中，分別模擬了入射了紅色及紅外的波長(zhǎng)的光時(shí)的波長(zhǎng)與相位差的關(guān)系。根據(jù)該模擬結(jié)果，在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，使相位差成為容許范圍內(nèi)的值的細(xì)孔間隔T2及周期L2包含在范圍F4內(nèi)，同時(shí)在紅色(660nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，使相位差成為容許范圍外的值的細(xì)孔間隔T2及周期L2不包含在范圍F4內(nèi)。在下表4中表示上述模擬中使用的細(xì)孔間隔T2及周期L2的值(坐標(biāo))。而且，將紅色及紅外的波長(zhǎng)分別設(shè)定為660nm及790nm，同時(shí)將相位差的容許范圍設(shè)定為90°±10°。
表4

參照上述表4，在坐標(biāo)點(diǎn)D1(T20.01，L20.65)、坐標(biāo)點(diǎn)D2(T20.1，L20.65)、坐標(biāo)點(diǎn)D3(T20.2，L20.65)、坐標(biāo)點(diǎn)D4(T20.3，L20.65)、坐標(biāo)點(diǎn)D5(T20.4，L20.65)、坐標(biāo)點(diǎn)D6(T20.5，L20.65)、坐標(biāo)點(diǎn)D7(T20.62，L20.65)、坐標(biāo)點(diǎn)D9(T20.51，L20.6)、坐標(biāo)點(diǎn)D11(T20.3，L20.4)、坐標(biāo)點(diǎn)D13(T20.14，L20.2)及坐標(biāo)點(diǎn)D15(T20.01，L20.04)中，分別如圖64、圖65、圖66、圖67、圖68、圖69、圖70、圖72、圖74、圖76及圖78所示，在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差處于容許范圍(90°±10°)內(nèi)。
在這里，與上述坐標(biāo)點(diǎn)D1～D7、D9、D11、D13及D15中的坐標(biāo)點(diǎn)D2、D3、D4、D5、D6、D7及D9對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖46所示，為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a分隔開的格子孔圖案。另外，與坐標(biāo)點(diǎn)D11及D13對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖47所示，為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a通過相接而連接的格子溝槽圖案。此外，與坐標(biāo)點(diǎn)D1及D15對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖47所示，為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a通過重合而連接的格子溝槽圖案。
而且，此時(shí)的氧化鋁膜的厚度(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)D115.62μm；坐標(biāo)點(diǎn)D215.67μm；坐標(biāo)點(diǎn)D37.03μm；坐標(biāo)點(diǎn)D45.32μm；坐標(biāo)點(diǎn)D57.06μm；坐標(biāo)點(diǎn)D66.08μm；坐標(biāo)點(diǎn)D74.47μm；坐標(biāo)點(diǎn)D93.56μm；坐標(biāo)點(diǎn)D111.85μm；坐標(biāo)點(diǎn)D131.72μm及坐標(biāo)點(diǎn)D155.12μm。
此外，細(xì)孔直徑(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)D10.04μm；坐標(biāo)點(diǎn)D20.08μm；坐標(biāo)點(diǎn)D30.172μm；坐標(biāo)點(diǎn)D40.26μm；坐標(biāo)點(diǎn)D50.30μm；坐標(biāo)點(diǎn)D60.40μm；坐標(biāo)點(diǎn)D70.52μm；坐標(biāo)點(diǎn)D90.44μm；坐標(biāo)點(diǎn)D110.30μm；坐標(biāo)點(diǎn)D130.14μm及坐標(biāo)點(diǎn)D150.04μm。而且，此時(shí)的細(xì)孔直徑(S2)(參照?qǐng)D46及圖47)設(shè)定為細(xì)孔間隔T2的0.7倍以上。
另外，在坐標(biāo)點(diǎn)D8(T20.65，L20.65)、坐標(biāo)點(diǎn)D10(T20.53，L20.6)、坐標(biāo)點(diǎn)D12(T20.32，L20.4)、坐標(biāo)點(diǎn)D14(T20.15，L20.2)及坐標(biāo)點(diǎn)D16(T20.03，L20.04)中，如圖71、圖73、圖75、圖77及圖79所示，在紅色(660nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差處于容許范圍(90°±10°)外。
在這里，與上述坐標(biāo)點(diǎn)D8、D10、D12、D14及D16中的坐標(biāo)點(diǎn)D8、D10、D12及D14對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖46所示，為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a分隔開的格子孔圖案。另外，與坐標(biāo)點(diǎn)D16對(duì)應(yīng)的格子圖案，如圖47所示，為與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔70a通過重合而連接的格子溝槽圖案。
而且，此時(shí)的氧化鋁膜的厚度(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)D817.33μm；坐標(biāo)點(diǎn)D104.23μm；坐標(biāo)點(diǎn)D122.48μm；坐標(biāo)點(diǎn)D142.10μm及坐標(biāo)點(diǎn)D166.03μm。
此外，細(xì)孔直徑(μm)分別為坐標(biāo)點(diǎn)D80.56μm；坐標(biāo)點(diǎn)D100.46μm；坐標(biāo)點(diǎn)D120.30μm；坐標(biāo)點(diǎn)D140.14μm及坐標(biāo)點(diǎn)D160.04μm。而且，此時(shí)的細(xì)孔直徑(S2)(參照?qǐng)D46及圖47)設(shè)定為細(xì)孔間隔T2的0.7倍以上。
再有，根據(jù)以下的2個(gè)式規(guī)定圖45所示的范圍F4，以便在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，包含相位差成為容許范圍(90°±10°)內(nèi)的坐標(biāo)點(diǎn)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D9、D11、D13及D15；而且不包含相位差為容許范圍(90°±10°)外的坐標(biāo)點(diǎn)D8、D10、D12、D14及D16。
L2≤0.65 (12)L2≥-1.2018T23+0.3022T22+1.2988T2+0.01 (13)此外，上述式(12)規(guī)定圖45所示的范圍F4上部的直線部分F41。而且，上述式(13)規(guī)定圖45所示的范圍F4右側(cè)部的曲線部分F42。
在這里，在第三實(shí)施方式中，氧化鋁膜73(參照?qǐng)D44)的格子孔圖案的細(xì)孔間隔T2及周期L2設(shè)定為由上述3個(gè)式的式(9)～式(11)所規(guī)定的范圍F3內(nèi)的值(例如，T20.10，L20.35(圖45中的坐標(biāo)點(diǎn)Q))。即，在該第三實(shí)施方式(圖45中的坐標(biāo)點(diǎn)Q)中，在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差處于容許范圍(90°±10°)內(nèi)。而且，在圖80中表示將細(xì)孔間隔T2及周期L2分別設(shè)定為0.10及0.35(圖45中的坐標(biāo)點(diǎn)Q)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外，此時(shí)的厚度(μm)及細(xì)孔直徑(μm)分別為3.63μm及0.09μm。
在第三實(shí)施方式中，如上所述，通過將構(gòu)成1/4波長(zhǎng)板的氧化鋁膜73的格子孔圖案的細(xì)孔間隔T2及周期L2設(shè)定為由3個(gè)式的式(9)～式(11)規(guī)定的范圍F3內(nèi)的值(例如，T20.10，L20.35(圖45中的坐標(biāo)點(diǎn)Q))，從而對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光而言，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°附近(90°±10°的范圍內(nèi))。結(jié)果，與上述第一實(shí)施方式同樣，可以得到在寬的波長(zhǎng)區(qū)域中具有良好的相位特性的1/4波長(zhǎng)板。
另外，在第三實(shí)施方式中，如上所述，作為構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜，通過采用由排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔73a構(gòu)成的格子孔圖案，從而若采用現(xiàn)有的陽(yáng)極氧化法形成氧化鋁膜73，則由于排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔73a自組織化地形成，故可以容易地形成具有由排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔73a構(gòu)成的格子孔圖案的氧化鋁膜73。
而且，第三實(shí)施方式的其他效果與上述第一實(shí)施方式同樣。
接下來，參照?qǐng)D44，作為第三實(shí)施方式的制造過程，首先采用蒸鍍法在玻璃基板71上依次形成由ITO或ZnO構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜72及鋁膜(圖中未示出)。然后，利用與圖95～圖99中示出的現(xiàn)有方法同樣的過程，在鋁膜的表面上形成排列成三角格子狀的凹部(圖中未示出)后，對(duì)該鋁膜進(jìn)行氧化處理，以便成為由式(9)～(11)規(guī)定的范圍F3或由式(12)及式(13)規(guī)定的范圍F4內(nèi)的細(xì)孔間隔T2及周期L2。由此，可以形成具有范圍F3或F4內(nèi)的細(xì)孔間隔T2及周期L2，且具有由排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔73a構(gòu)成的格子孔圖案的氧化鋁膜73。
(第四實(shí)施方式)參照?qǐng)D81，對(duì)在該第四實(shí)施方式中，與上述實(shí)施方式3不同，而將具有由排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔構(gòu)成的格子孔圖案的氧化鋁膜用于1/2波長(zhǎng)板的情況進(jìn)行說明。而且，第四實(shí)施方式的波長(zhǎng)板與第二實(shí)施方式同樣，具有通過使與光軸(箭頭Y方向)平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差約為180°，而使相對(duì)于光軸(箭頭Y方向)約傾斜45°的直線偏振光的入射光的偏振方向旋轉(zhuǎn)約90°的功能。
作為該第四實(shí)施方式的1/2波長(zhǎng)板的具體結(jié)構(gòu)，與上述第三實(shí)施方式同樣，在玻璃基板71上形成有由ITO或ZnO構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜72。
在這里，在第四實(shí)施方式中，在透明導(dǎo)電膜72上形成有具有由排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔83a構(gòu)成的格子孔圖案的氧化鋁膜83。構(gòu)成該氧化鋁膜83的格子孔圖案的多個(gè)細(xì)孔83a與上述第三實(shí)施方式的氧化鋁膜73的格子孔圖案同樣，間隔所定的孔中心間距離(細(xì)孔間隔)，以便不連接與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔83a，沿箭頭Y方向配置為列狀而構(gòu)成著細(xì)孔列83b。再有，細(xì)孔列83b在與箭頭Y方向正交的箭頭X方向上，以比相鄰細(xì)孔83a的細(xì)孔間隔(中心間距離)還大的間隔(周期)配置有多列。此外，細(xì)孔83a具有深達(dá)透明導(dǎo)電膜72的深度，同時(shí)在深度方向上形成均勻的直徑。另外，氧化鋁膜83是本發(fā)明的「金屬氧化膜」的一例。還有，細(xì)孔83a是本發(fā)明的「孔」的一例，細(xì)孔列83b是本發(fā)明的[孔列」的一例。
另外，氧化鋁膜83的厚度設(shè)定為上述第三實(shí)施方式的氧化鋁膜73的厚度的2倍。由此，可以使與入射光的光軸平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差成為第三實(shí)施方式(約90°)的2倍(約180°)。
接著，若將相位差的容許范圍設(shè)定為180°±20°，則可以用與圖45所示的第三實(shí)施方式同樣的范圍表示由相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光能得到良好的相位變換特性的氧化鋁膜構(gòu)成的格子孔圖案(1/2波長(zhǎng)板)的細(xì)孔間隔及周期的范圍。這種情況下，圖45中的范圍F3為相對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色所有的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))的范圍；圖45中的范圍F4則為至少相對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))的范圍。而且，即使在第四實(shí)施方式中，也與第三實(shí)施方式同樣，優(yōu)選將細(xì)孔83a的直徑(S2)設(shè)定為細(xì)孔間隔T2的0.7倍以上。
在這里，在第四實(shí)施方式中，氧化鋁膜83等的格子孔圖案的細(xì)孔間隔T2及周期L2，與圖45所示出的第三實(shí)施方式同樣，設(shè)定為由上述3個(gè)式的式(9)～式(11)規(guī)定的范圍F3內(nèi)的值(例如，T20.10，L20.35(圖45中的坐標(biāo)點(diǎn)Q))，即，在該第四實(shí)施方式中，在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差處于容許范圍(180°±20°)內(nèi)。
在第四實(shí)施方式中，如上所述，通過將構(gòu)成1/2波長(zhǎng)板的氧化鋁膜83的格子孔圖案的細(xì)孔間隔T2及周期L2設(shè)定為由3個(gè)式的式(9)～式(11)規(guī)定的范圍F3內(nèi)的值(例如，T20.10，L20.35(圖45中的坐標(biāo)點(diǎn)Q))，從而對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光而言，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))。結(jié)果，與上述第二實(shí)施方式同樣，可以得到在寬的波長(zhǎng)區(qū)域中具有良好相位特性的1/2波長(zhǎng)板。
而且，第四實(shí)施方式的其他效果，與上述第三實(shí)施方式同樣。
(第五實(shí)施方式)參照?qǐng)D82，對(duì)在該第五實(shí)施方式中，與上述第三及第四實(shí)施方式不同，具備了具有包含多個(gè)大細(xì)孔和多個(gè)小細(xì)孔，且由大細(xì)孔構(gòu)成的1個(gè)細(xì)孔列與由小細(xì)孔構(gòu)成的1個(gè)細(xì)孔列距離所定間隔地交替配置的格子孔圖案的氧化鋁膜的波長(zhǎng)板進(jìn)行說明。
在該第五實(shí)施方式中，如圖82所示，在構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜81上形成有具有直徑S31的多個(gè)大細(xì)孔81a和具有比細(xì)孔81a的直徑還小的直徑S32的多個(gè)小細(xì)孔81b。包含該大細(xì)孔81a和小細(xì)孔81b的多個(gè)細(xì)孔，配置為三角格子狀。而且，氧化鋁膜81是本發(fā)明的「金屬氧化膜」的一例。另外，細(xì)孔81a及81b分別是本發(fā)明的「第一孔」及「第二孔」的一例。
在這里，在第五實(shí)施方式中，由形成于氧化鋁膜81上的多個(gè)大細(xì)孔81a，構(gòu)成用來相位變換入射光的格子孔圖案。構(gòu)成該格子孔圖案的多個(gè)大細(xì)孔81a距離所定間隔地沿箭頭Y方向配置為列狀，以便不連接與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔81a，以構(gòu)成細(xì)孔列82。再有，細(xì)孔列83b在箭頭X方向上距離所定間隔地配置有多列，以便不連接與箭頭Y方向正交的箭頭X方向相鄰的細(xì)孔列82。另外，在箭頭X方向相鄰的細(xì)孔列82之間配置有1列由多個(gè)小細(xì)孔81b構(gòu)成的細(xì)孔列83。即，1個(gè)細(xì)孔列82與1個(gè)細(xì)孔列83距離所定間隔地交替配置于箭頭X方向上。而且，細(xì)孔列82是本發(fā)明的「孔列」的一例。
接著，對(duì)構(gòu)成第五實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的氧化鋁膜81的格子孔圖案的細(xì)孔間隔T3及周期L3的定義進(jìn)行說明。細(xì)孔間隔T3是相鄰于箭頭Y方向的大細(xì)孔81a的中心間距離。另外，周期L3是相鄰于箭頭X方向的細(xì)孔列82的中心線間距離。即，在定義細(xì)孔間隔T3及周期L3時(shí)，不考慮小細(xì)孔81b，只著眼于大細(xì)孔81a。
接下來，對(duì)大細(xì)孔81a及小細(xì)孔81b的定義進(jìn)行說明。在將形成于氧化鋁膜81上的多個(gè)細(xì)孔中最大的細(xì)孔直徑乘以0.5后的值作為基準(zhǔn)值時(shí)，大細(xì)孔81a為具有比該基準(zhǔn)值還大的直徑的細(xì)孔。另外，小細(xì)孔81b為具有上述基準(zhǔn)值以下的直徑的細(xì)孔。
在這里，在圖82所示的格子孔圖案中，在將細(xì)孔間隔T3及周期L3設(shè)定為圖45所示的第三實(shí)施方式的坐標(biāo)點(diǎn)C8(細(xì)孔間隔0.14，周期0.35)時(shí)，如圖83所示，表明在紅色(660nm)、紅外(790nm)及藍(lán)色(405nm)的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差處于容許范圍(90°±10°)內(nèi)。另外，在將細(xì)孔間隔T3及周期L3設(shè)定為圖45的坐標(biāo)點(diǎn)C9(細(xì)孔間隔0.15，周期0.35)時(shí)，如圖84所示，表明在紅色(660nm)及紅外(790nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差處于容許范圍(90°±10°)內(nèi)，另一方面，在藍(lán)色(405nm)的波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差處于容許范圍(90°±10°)外。即，與上述第三實(shí)施方式的格子孔圖案的坐標(biāo)點(diǎn)C8及坐標(biāo)點(diǎn)C9的模擬結(jié)果相同。
從該結(jié)果可知在將具有圖82所示的格子孔圖案的氧化鋁膜81使用于波長(zhǎng)板時(shí)，如上所述，若定義格子間隔T3及周期L3，則可以用與圖45所示的第三實(shí)施方式同樣的范圍，來表示由相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光能得到良好的相位變換特性的氧化鋁膜81構(gòu)成的格子孔圖案的格子間隔T3及周期L3的范圍。即，在小細(xì)孔81b的直徑S32為上述基準(zhǔn)值以下時(shí)，小細(xì)孔對(duì)相位變換特性的影響較小。因此，在將圖82所示的具有格子間隔T3及周期L3的格子孔圖案適用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，可以用與上述第三實(shí)施方式的式(9)～式(11)同樣的以下的式(14)～(16)來規(guī)定對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光來說，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。
L3≤0.4 (14)L3≥-440.16T33+63.334T32-3.4273T3+0.3439(15)L3≥0.35(T3-0.0825)0.434+0.245 (16)另外，可以用與上述第三實(shí)施方式的式(12)及式(13)同樣的下式的式(17)及式(18)來規(guī)定至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光而言，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。
L3≤0.65(17)L3≥-1.2018T33+0.3022T32+1.2988T3+0.01 (18)由此，在將具有圖82所示的格子孔圖案的氧化鋁膜81使用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，若將格子間隔T3及周期L3設(shè)定在由上述式(14)～式(16)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F3相同的范圍)內(nèi)，則對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光來說，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。此外，若將格子間隔T3及周期L3設(shè)定在由上述式(17)及式(18)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F4相同的范圍)內(nèi)，則至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光來說，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。另外，在將具有圖82所示的格子孔圖案的氧化鋁膜81使用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光來說、能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°±20°的范圍內(nèi)的格子間隔T3及周期L3，在由上述式(14)～式(16)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F3相同的范圍)內(nèi)。此外，至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光來說、能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°±20°的范圍內(nèi)的格子間隔T3及周期L3，在由上述式(17)及式(18)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F4相同的范圍)內(nèi)。
在這里，在第五實(shí)施方式中，圖82所示的氧化鋁膜81的格子孔圖案的格子間隔T3及周期L3，設(shè)定為由上述式(14)～式(16)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F3相同的范圍)內(nèi)的值。即，在該第五實(shí)施方式中，在將具有格子孔圖案的氧化鋁膜81用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差在容許范圍(90°±10°)內(nèi)。另外，在將具有格子孔圖案的氧化鋁膜81用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差在容許范圍(180°±20°)內(nèi)。
而且，第五實(shí)施方式的其他構(gòu)成與上述第三或第四實(shí)施方式的構(gòu)成同樣。
在第五實(shí)施方式中，如上所述，通過將構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜81的格子孔圖案的細(xì)孔間隔T3及周期L3設(shè)定為由式(14)～式(16)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F3相同的范圍)內(nèi)的值，從而在將氧化鋁膜81用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光來說，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。此外，在將氧化鋁膜81用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光來說，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))。結(jié)果，與上述第三及第四實(shí)施方式同樣，可以得到在寬波長(zhǎng)區(qū)域中具有良好的相位變換特性的1/4波長(zhǎng)板及1/2波長(zhǎng)板。
另外，在第五實(shí)施方式中，通過使小細(xì)孔81b的直徑S32為作為形成于氧化鋁膜81上的多個(gè)細(xì)孔中最大細(xì)孔的直徑乘以0.5后的值的基準(zhǔn)值以下，從而可以減小小細(xì)孔81b對(duì)相位變換特性的影響。由此，在具有包含大細(xì)孔81a和小細(xì)孔81b的多個(gè)細(xì)孔的氧化鋁膜81上，通過調(diào)整由多個(gè)大細(xì)孔81a構(gòu)成的格子孔圖案的周期L3，從而可容易地得到具有良好相位變換特性的波長(zhǎng)板。
接著，參照?qǐng)D82、圖85～圖87說明第五實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程。
首先，如圖85所示，采用與圖33所示的第一實(shí)施方式同樣的過程，在玻璃基板1上依次形成由ITO或ZnO構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜2及鋁膜80后，利用由SiC等硬質(zhì)材料構(gòu)成的擠壓部件84，對(duì)鋁膜80進(jìn)行織構(gòu)化處理。而且，擠壓部件84具有圓錐形狀的多個(gè)凸部84a及84b。另外，包含凸部84a與凸部84b的多個(gè)凸部配置為三角格子狀。此外，凸部84a的根部具有比凸部84b的根部還大的直徑。再有，大的凸部84a配置于與擠壓部件84的氧化鋁膜81的細(xì)孔列82(參照?qǐng)D82)對(duì)應(yīng)的區(qū)域上，同時(shí)小的凸部84b配置于與擠壓部件84的細(xì)孔列82對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外的區(qū)域上。
由此，如圖86及圖87所示，在鋁膜80的表面上，由具有大直徑的多個(gè)凹部80a構(gòu)成的1個(gè)凹部列80c和由具有小直徑的多個(gè)凹部80b構(gòu)成的1個(gè)凹部列80d在與光軸的延伸方向(Y方向)正交的方向(X方向)上，間隔中心線間距離B地交替形成。另外，構(gòu)成凹部列80c的多個(gè)凹部80a沿Y方向間隔中心間距離A地配置為列狀，同時(shí)構(gòu)成凹部列80d的多個(gè)凹部80b間隔中心間距離A，沿Y方向配置成列狀。此外，凹部80a及80b配置為三角格子狀。
然后，采用與圖36所示的第一實(shí)施方式同樣的過程，將形成了多個(gè)凹部80a及80b的鋁膜80進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。由此，如圖82所示，形成包含多個(gè)大細(xì)孔81a和多個(gè)小細(xì)孔81b，同時(shí)由大細(xì)孔81a構(gòu)成的1個(gè)細(xì)孔列82和由小細(xì)孔81b構(gòu)成的1個(gè)細(xì)孔列83距離所定間隔地交替配置的格子孔圖案的氧化鋁膜81。
在第五實(shí)施方式的制造過程中，如上所述，通過將與大細(xì)孔81a及小細(xì)孔81b對(duì)應(yīng)的凹部80a及80b形成為三角格子狀，而可以通過將已形成其凹部80a及80b的鋁膜80進(jìn)行陽(yáng)極氧化，在氧化鋁膜81的整個(gè)面上形成配置為三角格子狀的細(xì)孔81a及81b。此時(shí)，由于與光軸的延伸方向(Y方向)相鄰的凹部80a(80b)的中心間距離A和與正交于光軸延伸方向的方向(X方向)相鄰的凹部80a及80b的中心間距離B幾乎相等，故可以設(shè)定陽(yáng)極氧化電壓，以便匹配于Y方向相鄰的凹部80a(80b)的中心間距離A和X方向相鄰的凹部80a及80b的中心間距離B雙方。由此，可以抑制構(gòu)成氧化鋁膜81上形成的格子孔圖案的大細(xì)孔81a，在氧化鋁膜81內(nèi)部分歧的情況。
(第六實(shí)施方式)參照?qǐng)D88，對(duì)在該第六實(shí)施方式中，與上述實(shí)施方式不同，在由多個(gè)大細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔列之間配置有2列多個(gè)由小細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔列的情況進(jìn)行說明。
在該第六實(shí)施方式中，如圖88所示，在構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜91上形成有具有直徑S41的多個(gè)大細(xì)孔91a和具有比細(xì)孔91a的直徑S41小的直徑S42的多個(gè)小細(xì)孔91b。包含該大細(xì)孔91a和小細(xì)孔91b的多個(gè)細(xì)孔配置為三角格子狀。而且，氧化鋁膜91是本發(fā)明的「金屬氧化膜」的一例。另外，細(xì)孔91a及91b分別是本發(fā)明的「第一孔」及「第二孔」的一例。
在這里，在第六實(shí)施方式中，由形成于氧化鋁膜91上的多個(gè)大細(xì)孔91a構(gòu)成用來相位變換入射光的格子孔圖案。構(gòu)成該格子孔圖案的多個(gè)大細(xì)孔91a距離所定間隔地沿箭頭Y方向配置為列狀，以便不連接與箭頭Y方向(光軸的延伸方向)相鄰的細(xì)孔91a，以構(gòu)成細(xì)孔列92。再有，該細(xì)孔列92在箭頭X方向上距離所定間隔地配置有多列，以便不連接與箭頭Y方向正交的箭頭X方向相鄰的細(xì)孔列92。另外，在箭頭X方向相鄰的細(xì)孔列92之間配置有2列由多個(gè)小細(xì)孔91b構(gòu)成的細(xì)孔列93。即，1個(gè)細(xì)孔列92與2個(gè)細(xì)孔列93距離所定間隔地交替配置于箭頭X方向上。而且，細(xì)孔列92是本發(fā)明的「孔列」的一例。
接著，對(duì)構(gòu)成第六實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的氧化鋁膜81的格子孔圖案的細(xì)孔間隔T4及周期L4的定義進(jìn)行說明。細(xì)孔間隔T4是相鄰于箭頭Y方向的大細(xì)孔91a的中心間距離。另外，周期L4是相鄰于箭頭X方向的細(xì)孔列92的中心線間距離。即，在定義細(xì)孔間隔T4及周期L4時(shí)，不考慮小細(xì)孔91b，只著眼于大細(xì)孔91a。
接下來，對(duì)大細(xì)孔91a及小細(xì)孔91b的定義進(jìn)行說明。在將形成于氧化鋁膜91上的多個(gè)細(xì)孔中最大的細(xì)孔直徑乘以0.5后的值作為基準(zhǔn)值時(shí)，大細(xì)孔91a為具有比該基準(zhǔn)值還大的直徑的細(xì)孔。另外，小細(xì)孔91b為具有上述基準(zhǔn)值以下的直徑的細(xì)孔。
而且，與上述第五實(shí)施方式同樣，在小細(xì)孔91b的直徑S42為上述基準(zhǔn)值以下時(shí)，認(rèn)為小細(xì)孔91b對(duì)相位變換特性的影響小。因此，在將具有圖88所示的格子孔圖案的氧化鋁膜91用于波長(zhǎng)板時(shí)，若如上所述地定義格子間隔T4及周期L4，則認(rèn)為可以用與圖45所示出的第三實(shí)施方式同樣的范圍來表示對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光能夠得到良好的相位變換特性的氧化鋁膜91來構(gòu)成的格子孔圖案的格子間隔T4及周期L4的范圍。因此，在將具有圖88所示的格子間隔T4及周期L4的格子孔圖案適用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，可以用與上述第三實(shí)施方式的式(9)～式(11)同樣的下式(19)～式(21)來規(guī)定對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光來說，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差在90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。
L4≤0.4 (19)L4≥-440.16T43+63.334T42-3.4273T4+0.3439 (20)L4≥0.35(T4-0.0825)0.434+0.245 (21)另外，可以用與上述第三實(shí)施方式的式(12)及式(13)同樣的下式(22)及式(23)來規(guī)定至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光而言，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。
L4≤0.65(22)L4≥-1.2018T43+0.3022T42+1.2988T4+0.01 (23)由此，在將具有圖88所示的格子孔圖案的氧化鋁膜91使用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，若將格子間隔T4及周期L4設(shè)定在由上述式(19)～式(21)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F3相同的范圍)內(nèi)，則對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。此外，若將格子間隔T4及周期L4設(shè)定在由上述式(22)及式(23)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F4相同的范圍)內(nèi)，則至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。另外，在將具有圖88所示的格子孔圖案的氧化鋁膜91使用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°±20°的范圍內(nèi)的格子間隔T4及周期L4，在由上述式(19)～式(21)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F3相同的范圍)內(nèi)。此外，至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°±20°的范圍內(nèi)的格子間隔T3及周期L3，在由上述式(22)及式(23)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F4相同的范圍)內(nèi)。
在這里，在第六實(shí)施方式中，圖88所示的氧化鋁膜91的格子孔圖案的格子間隔T4及周期L4，設(shè)定為由上述式(19)～式(21)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F3相同的范圍)內(nèi)的值。即，在該第六實(shí)施方式中，在將具有格子孔圖案的氧化鋁膜91用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差在容許范圍(90°±10°)內(nèi)。另外，在將具有格子孔圖案的氧化鋁膜91用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差在容許范圍(180°±20°)內(nèi)。
而且，第六實(shí)施方式的其他構(gòu)成與上述第三或第四實(shí)施方式的構(gòu)成同樣。
在第六實(shí)施方式中，如上所述，通過將構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜91的格子孔圖案的細(xì)孔間隔T4及周期L4設(shè)定為由式(19)～式(21)規(guī)定的范圍(與圖45中的范圍F3相同的范圍)內(nèi)的值，以在將氧化鋁膜91用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。此外，在將氧化鋁膜91用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))。結(jié)果，與上述第五實(shí)施方式同樣，可以得到在寬波長(zhǎng)區(qū)域中具有良好相位變換特性的1/4波長(zhǎng)板及1/2波長(zhǎng)板。
另外，在第六實(shí)施方式中，通過使小細(xì)孔91b的直徑S42為作為形成于氧化鋁膜91上的多個(gè)細(xì)孔中最大細(xì)孔的直徑乘以0.5后的值的基準(zhǔn)值以下，以減小小細(xì)孔91b對(duì)相位變換特性的影響。由此，在具有包含大細(xì)孔91a和小細(xì)孔91b的多個(gè)細(xì)孔的氧化鋁膜91上，通過調(diào)整由多個(gè)大細(xì)孔91a構(gòu)成的格子孔圖案的周期L4，可以容易地得到具有良好相位變換特性的波長(zhǎng)板。
接著，參照?qǐng)D88說明第六實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程。
首先，采用與圖85～圖87所示的第五實(shí)施方式同樣的過程，在鋁膜(圖中未示出)的表面上形成配置為三角格子狀的多個(gè)凹部(圖中未示出)。然而，在該第六實(shí)施方式中，采用將大的凸部(圖中未示出)配置于與氧化鋁膜91的細(xì)孔列92對(duì)應(yīng)的區(qū)域上，同時(shí)將小的凸部(圖中未示出)配置于與細(xì)孔列92對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外的區(qū)域上的擠壓部件(圖中未示出)。即，由具有大直徑的多個(gè)凹部構(gòu)成的1個(gè)凹部列(圖中未示出)和由具有小直徑的多個(gè)凹部構(gòu)成的2個(gè)凹部列(圖中未示出)在與光軸的延伸方向正交的方向上交替形成。
然后，采用與圖36所示的第一實(shí)施方式同樣的過程，將形成了多個(gè)凹部的鋁膜進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。由此，如圖88所示，形成包含多個(gè)大細(xì)孔91a和多個(gè)小細(xì)孔91b，同時(shí)由大細(xì)孔91a構(gòu)成的1個(gè)細(xì)孔列92和由小細(xì)孔91b構(gòu)成的2個(gè)細(xì)孔列93距離所定間隔地交替配置的格子孔圖案的氧化鋁膜91。
在第六實(shí)施方式的制造過程中，如上所述，通過將與大細(xì)孔91a及小細(xì)孔91b對(duì)應(yīng)的凹部形成為三角格子狀，而可以通過將已形成其凹部的鋁膜進(jìn)行陽(yáng)極氧化，在氧化鋁膜的整個(gè)面上形成配置為三角格子狀的細(xì)孔91a及91b。此時(shí)，由于與光軸的延伸方向(Y方向)相鄰的凹部的中心間距離和與正交于光軸延伸方向的方向(X方向)相鄰的凹部的中心間距離幾乎相等，故可以設(shè)定陽(yáng)極氧化電壓，以便匹配于Y方向相鄰的凹部的中心間距離和X方向相鄰的凹部的中心間距離雙方。由此，可以抑制構(gòu)成氧化鋁膜91上形成的格子孔圖案的大細(xì)孔91a，在氧化鋁膜91內(nèi)部分支的情況。
(第七實(shí)施方式)參照?qǐng)D89，對(duì)在該第七實(shí)施方式中，與上述第一及第二實(shí)施方式不同，具備了具有包含多個(gè)大細(xì)孔和多個(gè)小細(xì)孔、且包含多個(gè)由多個(gè)大細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔列的細(xì)孔群距離所定間隔地配置了多個(gè)的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜的波長(zhǎng)板進(jìn)行說明。
在該第七實(shí)施方式中，如圖89所示，在構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜101上形成有具有直徑S51的多個(gè)大細(xì)孔101a和具有比細(xì)孔101a的直徑S51還小的直徑S52的多個(gè)小細(xì)孔101b。包含該大細(xì)孔101a和小細(xì)孔101b的多個(gè)細(xì)孔配置為三角格子狀。而且，氧化鋁膜101是本發(fā)明的「金屬氧化膜」的一例。另外，細(xì)孔101a及101b分別是本發(fā)明的「第一孔」及「第二孔」的一例。
在這里，在第七實(shí)施方式中，由形成于氧化鋁膜101上的多個(gè)大細(xì)孔101a構(gòu)成用來相位變換入射光的直線狀格子溝槽圖案。該直線狀格子溝槽圖案具有包含2列由多個(gè)大細(xì)孔101a構(gòu)成的細(xì)孔列102的細(xì)孔群103，距離所定間隔地在正交于箭頭Y方向(光軸的延伸方向)的箭頭X方向上配置了多個(gè)的結(jié)構(gòu)。構(gòu)成細(xì)孔群103的2列細(xì)孔列102，距離所定間隔地配置于箭頭X方向上，以便與相鄰于箭頭X方向的細(xì)孔列102不連接。另外，細(xì)孔列102的多個(gè)細(xì)孔101a以和相鄰于箭頭Y方向相鄰的細(xì)孔101a不連接的方式距離所定間隔地配置在箭頭Y方向上。在該第七實(shí)施方式中，將由互不連接的多個(gè)細(xì)孔101a構(gòu)成的細(xì)孔群103視為直線狀格子溝槽圖案的溝槽部。此外，多個(gè)小細(xì)孔101b在與箭頭X方向相鄰的細(xì)孔群103間配置為三角格子狀。而且，細(xì)孔列102是本發(fā)明的「孔列」的一例，細(xì)孔群103是本發(fā)明的「孔群」的一例。
接著，對(duì)構(gòu)成第七實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的氧化鋁膜101的直線狀格子溝槽圖案的有效溝寬We5及周期L5的定義進(jìn)行說明。有效溝寬We5是與細(xì)孔群103的一方側(cè)的最外端相接的線和與另一方側(cè)的最外端相接的線之間的距離的平均值。另外，周期L5是相鄰的細(xì)孔群103的一方側(cè)的最外端相接的線間的距離的平均值。即，在定義有效溝寬We5及周期L5時(shí)，不考慮小細(xì)孔101b，而只著眼于由大細(xì)孔101a構(gòu)成細(xì)孔群103。此時(shí)的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De為De＝(L5-We5)/L5。
接下來，對(duì)大細(xì)孔101a及小細(xì)孔101b的定義進(jìn)行說明。在將形成于氧化鋁膜101上的多個(gè)細(xì)孔中最大的細(xì)孔直徑乘以0.5后的值作為基準(zhǔn)值時(shí)，大細(xì)孔101a為具有比該基準(zhǔn)值還大的直徑的細(xì)孔。另外，小細(xì)孔101b為具有上述基準(zhǔn)值以下的直徑的細(xì)孔。
而且，與上述第五實(shí)施方式同樣，在小細(xì)孔101b的直徑S52為上述基準(zhǔn)值以下時(shí)，認(rèn)為小細(xì)孔101b對(duì)相位變換特性的影響小。在這里，在第七實(shí)施方式中，將小細(xì)孔101b的面積設(shè)定為大細(xì)孔101a的面積的1/4以下。因此，可以說小細(xì)孔101b對(duì)相位變換特性的影響極小。另外，在第七實(shí)施方式中，將由多個(gè)大細(xì)孔101a構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案的周期L5設(shè)定為接近于藍(lán)色、紅外及紅色的光的波長(zhǎng)。因此，可以說由多個(gè)大細(xì)孔101a構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案對(duì)相位變換特性的影響要比小細(xì)孔101b對(duì)相位變換特性的影響還大。由此，在將具有圖89所示的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜101用于波長(zhǎng)板時(shí)，如上所述，若定義有效占空比De(＝(L5-We5)/L5)及周期L5，則認(rèn)為可以用與圖2所示的第一實(shí)施方式同樣的范圍來表示由相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的光而能得到良好的血相位變換特性的氧化鋁膜101構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De及周期L5的范圍。
因此，在將具有圖89所示的有效占空比De(＝(L5-We5)/L5)及周期L5的格子孔圖案適用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，可以用與上述第一實(shí)施方式的式(1)～式(4)同樣的以下的式(24)～式(27)來規(guī)定對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差在90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。
De≥0.73 (24)L5≤0.4(25)L5≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328 (26)L5≤3.0776De2-5.1863De+2.5772 (27)另外，可以用與上述第一實(shí)施方式的式(5)～式(8)同樣的以下的式(28)～式(31)，規(guī)定至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光而言，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。
L5≤0.65 (28)L5≥2×10-14e31.263De(29)L5≤6.0317De2-10.352De+5.0516 (30)(De-0.85)2/0.442+(L5-0.41)2/0.392≤1 (31)由此，在將具有圖89所示的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜101使用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，若將有效占空比De及周期L5設(shè)定在由上述式(24)～式(27)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F1相同的范圍)內(nèi)，則對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。此外，若將有效占空比De及周期L5設(shè)定在由上述式(28)～式(31)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F2相同的范圍)內(nèi)，則至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。另外，在將具有圖89所示的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜101使用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°±20°的范圍內(nèi)的有效占空比De及周期L5的范圍，在由上述式(24)～式(27)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F1相同的范圍)內(nèi)。此外，至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°±20°的范圍內(nèi)的有效占空比De及周期L5的范圍，在由上述式(28)～式(31)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F2相同的范圍)內(nèi)。
在這里，在第七實(shí)施方式中，圖89所示的氧化鋁膜101的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De及周期L5，設(shè)定為由上述式(24)～式(27)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F1相同的范圍)內(nèi)的值。即，在該第七實(shí)施方式中，在將具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜101用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差在容許范圍(90°±10°)內(nèi)。另外，在將具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜101用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差在容許范圍(180°±20°)內(nèi)。
而且，第七實(shí)施方式的其他構(gòu)成與上述第一或第二實(shí)施方式的構(gòu)成同樣。
在第七實(shí)施方式中，如上所述，通過將構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜101的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De(＝(L5-We5)/L5)及周期L5設(shè)定為由式(24)～式(27)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F1相同的范圍)內(nèi)的值，以在將氧化鋁膜101用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。此外，在將氧化鋁膜101用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))。結(jié)果，與上述第一及第二實(shí)施方式同樣，可以得到在寬波長(zhǎng)區(qū)域中具有良好的相位變換特性的1/4波長(zhǎng)板及1/2波長(zhǎng)板。
另外，在第七實(shí)施方式中，通過使小細(xì)孔101b的直徑S52為作為形成于氧化鋁膜101上的多個(gè)細(xì)孔中最大細(xì)孔的直徑乘以0.5后的值的基準(zhǔn)值以下，從而可以減小小細(xì)孔101b對(duì)相位變換特性的影響。由此，在具有包含大細(xì)孔101a和小細(xì)孔101b的多個(gè)細(xì)孔的氧化鋁膜101上，通過調(diào)整由多個(gè)大細(xì)孔101a構(gòu)成的格子孔圖案的周期L5(相鄰于細(xì)孔群103的一方側(cè)的最外端相接的線間的距離的平均值)，從而可容易地得到具有良好的相位變換特性的波長(zhǎng)板。
接著，參照?qǐng)D89說明第七實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程。
首先，采用與圖85～圖87所示的第五實(shí)施方式同樣的過程，在鋁膜(圖中未示出)的表面上形成配置為三角格子狀的多個(gè)凹部(圖中未示出)。然而，在該第七實(shí)施方式中，采用將大的凸部(圖中未示出)配置于與氧化鋁膜101的細(xì)孔群103對(duì)應(yīng)的區(qū)域上，同時(shí)將小的凸部(圖中未示出)利用配置于與細(xì)孔群103對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外的區(qū)域上的擠壓部件(圖中未示出)。即，在鋁膜的表面上，將包含由具有大直徑的多個(gè)凹部構(gòu)成的2個(gè)凹部列的凹部群(圖中未示出)，在與光軸的延伸方向正交的方向上距離所定間隔地交替形成。另外，在與鋁膜表面的光軸的延伸方向正交的方向相鄰的凹部群之間，將具有小直徑的多個(gè)凹部形成為三角格子狀。
然后，采用與圖36所示的第一實(shí)施方式同樣的過程，將形成了多個(gè)凹部的鋁膜進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。由此，如圖89所示，形成包含多個(gè)大細(xì)孔101a和多個(gè)小細(xì)孔101b，同時(shí)距離所定間隔地配置了包含2列由大細(xì)孔101a構(gòu)成的細(xì)孔列102的細(xì)孔群103的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜101。
在第七實(shí)施方式的制造過程中，如上所述，通過將與大細(xì)孔101a及小細(xì)孔101b對(duì)應(yīng)的凹部形成為三角格子狀，而可以通過將已形成其凹部的鋁膜進(jìn)行陽(yáng)極氧化，在氧化鋁膜101的整個(gè)面上形成配置為三角格子狀的細(xì)孔101a及101b。此時(shí)，由于與光軸的延伸方向(Y方向)相鄰的凹部的中心間距離和與正交于光軸延伸方向的方向(X方向)相鄰的凹部的中心間距離幾乎相等，故可以設(shè)定陽(yáng)極氧化電壓，以便匹配于Y方向相鄰的凹部的中心間距離和X方向相鄰的凹部的中心間距離雙方。由此，可以抑制構(gòu)成氧化鋁膜101上形成的直線狀格子溝槽圖案的大細(xì)孔101a，在氧化鋁膜101內(nèi)部分支的情況。
而且，作為上述第七實(shí)施方式的制造過程的變形例，也可以采用以下的制造過程。首先，在鋁膜表面上將具有多個(gè)相同直徑的凹部形成為三角格子狀后，將該鋁膜進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。由此，形成將多個(gè)大小相同的小細(xì)孔101b配置成三角格子狀的氧化鋁膜101。然后，在對(duì)應(yīng)于氧化鋁膜101的細(xì)孔群103的(參照?qǐng)D89)的區(qū)域以外的區(qū)域上形成光致抗蝕層。而且，將該光致抗蝕層作為掩模，通過利用磷酸系水溶液蝕刻多個(gè)大小相同的小細(xì)孔101b配置成三角格子狀的氧化鋁膜101，從而只擴(kuò)大位于與細(xì)孔群103對(duì)應(yīng)的區(qū)域的小細(xì)孔101b的直徑。由此，如圖89所示，可以形成包含多個(gè)大細(xì)孔101a和多個(gè)小細(xì)孔101b，同時(shí)距離所定間隔地配置了包含2列由大細(xì)孔101a構(gòu)成的細(xì)孔列102的細(xì)孔群103的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜101。
(第八實(shí)施方式)參照?qǐng)D90，對(duì)在該第八實(shí)施方式中，與上述第七實(shí)施方式不同，構(gòu)成直線狀格子溝槽圖案的細(xì)孔群的多個(gè)大細(xì)孔與相鄰的至少一個(gè)大細(xì)孔連接的情況進(jìn)行進(jìn)行說明。
在該第八實(shí)施方式中，如圖90所示，在構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜111上形成有具有直徑S61的多個(gè)大細(xì)孔111a和具有比細(xì)孔111a的直徑S61還小的直徑S62的多個(gè)小細(xì)孔111b。包含該大細(xì)孔101a和小細(xì)孔101b的多個(gè)細(xì)孔跨越整個(gè)面地配置著。而且，氧化鋁膜111是本發(fā)明的「金屬氧化膜」的一例。另外，細(xì)孔111a及111b分別是本發(fā)明的「第一孔」及「第二孔」的一例。
在這里，在第八實(shí)施方式中，由形成于氧化鋁膜111上的多個(gè)大細(xì)孔111a構(gòu)成用來相位變換入射光的直線狀格子溝槽圖案。該直線狀格子溝槽圖案具有包含多列由多個(gè)大細(xì)孔111a構(gòu)成的細(xì)孔列112的細(xì)孔群113距離所定間隔地在正交于箭頭Y方向(光軸的延伸方向)的箭頭X方向上配置了多個(gè)的結(jié)構(gòu)。構(gòu)成細(xì)孔群113的細(xì)孔列112的多個(gè)大細(xì)孔111a配置為與相鄰的大細(xì)孔111a的至少一個(gè)連接。此外，多個(gè)小細(xì)孔111b在與箭頭X方向相鄰的細(xì)孔群113間以互不連接的方式配置著。而且，細(xì)孔列112是本發(fā)明的「孔列」的一例，細(xì)孔群113是本發(fā)明的「孔群」的一例。
接著，對(duì)構(gòu)成第八實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的氧化鋁膜101的直線狀格子溝槽圖案的有效溝寬We6及周期L6的定義進(jìn)行說明。有效溝寬We6是與細(xì)孔群113的一方側(cè)的最外端相接的線和與另一方側(cè)的最外端相接的線之間的距離的平均值。另外，周期L6是相鄰的細(xì)孔群113的一方側(cè)的最外端相接的線間的距離的平均值。即，在定義有效溝寬We6及周期L6時(shí)，不考慮小細(xì)孔111b，而只著眼于大細(xì)孔111a。此時(shí)的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De為De＝(L6-We6)/L6。
接下來，對(duì)大細(xì)孔111a及小細(xì)孔111b的定義進(jìn)行說明。在將形成于氧化鋁膜111上的多個(gè)細(xì)孔中最大的細(xì)孔直徑乘以0.5后的值作為基準(zhǔn)值時(shí)，大細(xì)孔111a為具有比該基準(zhǔn)值還大的直徑的細(xì)孔。另外，小細(xì)孔111b為具有上述基準(zhǔn)值以下的直徑的細(xì)孔。
而且，與上述第五實(shí)施方式同樣，在小細(xì)孔111b的直徑S62為上述基準(zhǔn)值以下時(shí)，認(rèn)為小細(xì)孔111b對(duì)相位變換特性的影響小。在這里，在第八實(shí)施方式中，將小細(xì)孔111b的面積設(shè)定為大細(xì)孔111a的面積的1/4以下。因此，可以說小細(xì)孔111b對(duì)相位變換特性的影響極小。另外，在第八實(shí)施方式中，將多個(gè)大細(xì)孔111a構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案的周期L6設(shè)定為接近于藍(lán)色、紅外及紅色的光的波長(zhǎng)。因此，可以說由多個(gè)大細(xì)孔111a構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案對(duì)相位變換特性的影響要比小細(xì)孔111b對(duì)相位變換特性的影響還大。由此，在將具有圖90所示的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜111用于波長(zhǎng)板時(shí)，如上所述，若定義有效占空比De(＝(L6-We6)/L6)及周期L6，則認(rèn)為可以用與圖2所示的第一實(shí)施方式同樣的范圍來表示由相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的光而能得到良好的相位變換特性的氧化鋁膜111而構(gòu)成的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De及周期L6的范圍。
因此，在將具有圖90所示的有效占空比De(＝(L6-We6)/L6)及周期L6的格子孔圖案適用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，可以用與上述第一實(shí)施方式的式(1)～式(4)同樣的以下的式(32)～式(35)來規(guī)定對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差在90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。
De≥0.73 (32)L6≤0.4 (33)L6≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328 (34)L6≤3.0776De2-5.1863De+2.5772(35)另外，可以用與上述第一實(shí)施方式的式(5)～式(8)同樣的以下的式(36)～式(39)來規(guī)定至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光而言，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))的范圍。
L6≤0.65 (36)L6≥2×10-14e31.263De(37)L6≤6.0317De2-10.352De+5.0516(38)(De-0.85)2/0.442+(L6-0.41)2/0.392≤1 (39)由此，在將具有圖90所示的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜111使用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，若將有效占空比De及周期L6設(shè)定在由上述式(32)～式(35)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F1相同的范圍)內(nèi)，則對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光來說，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。此外，若將有效占空比De及周期L6設(shè)定在由上述式(36)～式(39)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F2相同的范圍)內(nèi)，則至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。另外，在將具有圖90所示的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜111使用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°±20°的范圍內(nèi)的有效占空比De及周期L6的范圍，在由上述式(32)～式(35)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F1相同的范圍)內(nèi)。此外，至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)的光來說、能使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°±20°的范圍內(nèi)的有效占空比De及周期L6的范圍，在由上述式(36)～式(39)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F2相同的范圍)內(nèi)。
在這里，在第八實(shí)施方式中，圖90所示的氧化鋁膜111的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De及周期L6，設(shè)定為由上述式(32)～式(35)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F1相同的范圍)內(nèi)的值。即，在該第八實(shí)施方式中，在將具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜111用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差在容許范圍(90°±10°)內(nèi)。另外，在將具有直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜121用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，在紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域中，相位差在容許范圍(180°±20°)內(nèi)。
而且，第八實(shí)施方式的其他構(gòu)成與上述第一或第二實(shí)施方式的構(gòu)成同樣。
在第八實(shí)施方式中，如上所述，通過將構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜111的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De(＝(L6-We6)/L6)及周期L6設(shè)定為由式(32)～式(35)規(guī)定的范圍(與圖2中的范圍F1相同的范圍)內(nèi)的值，從而在將氧化鋁膜111用于1/4波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為90°左右(90°±10°的范圍內(nèi))。此外，在將氧化鋁膜111用于1/2波長(zhǎng)板時(shí)，對(duì)于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)的光，可以使互相垂直的2個(gè)偏振光成分的相位差為180°左右(180°±20°的范圍內(nèi))。結(jié)果，與上述第七實(shí)施方式同樣，可以得到在寬波長(zhǎng)區(qū)域中具有良好相位變換特性的1/4波長(zhǎng)板及1/2波長(zhǎng)板。
另外，在第八實(shí)施方式中，通過使小細(xì)孔111b的直徑S62為作為形成于氧化鋁膜111上的多個(gè)細(xì)孔中最大細(xì)孔的直徑乘以0.5后的值的基準(zhǔn)值以下，從而可以減小小細(xì)孔111b對(duì)相位變換特性的影響。由此，在具有包含大細(xì)孔111a和小細(xì)孔111b的多個(gè)細(xì)孔的氧化鋁膜111上，通過調(diào)整由多個(gè)大細(xì)孔111a構(gòu)成的格子孔圖案的周期L6(相鄰于細(xì)孔群113的一方側(cè)的最外端相接的線間的距離的平均值)，從而可容易地得到具有良好相位變換特性的波長(zhǎng)板。
接著，參照?qǐng)D90說明第八實(shí)施方式的波長(zhǎng)板的制造過程。
首先，采用與圖85～圖87所示的第五實(shí)施方式同樣的過程，在鋁膜(圖中未示出)的表面上形成多個(gè)凹部(圖中未示出)。然而，在該第八實(shí)施方式中，采用將多個(gè)凹部跨越整個(gè)面地配置，將大的凸部(圖中未示出)配置于與氧化鋁膜111的細(xì)孔群113對(duì)應(yīng)的區(qū)域上，同時(shí)將小的凸部(圖中未示出)配置于與細(xì)孔群113對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外的區(qū)域上的擠壓部件(圖中未示出)。即，在鋁膜的表面上，將包含由具有大直徑的多個(gè)凹部構(gòu)成的多個(gè)凹部列的凹部群(圖中未示出)在與光軸的延伸方向正交的方向上距離所定間隔地形成。另外，在與鋁膜表面的光軸的延伸方向正交的方向相鄰的凹部群之間，形成具有小直徑的多個(gè)凹部。
然后，采用與圖36所示的第一實(shí)施方式同樣的過程，將形成了多個(gè)凹部的鋁膜進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。由此，如圖90所示，形成包含多個(gè)大細(xì)孔111a和多個(gè)小細(xì)孔111b，同時(shí)距離所定間隔地配置了包含多列由大細(xì)孔111a構(gòu)成的細(xì)孔列112的細(xì)孔群113的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜111。
在第八實(shí)施方式的制造過程中，如上所述，通過跨越整個(gè)面地形成與大細(xì)孔111a及小細(xì)孔111b對(duì)應(yīng)的凹部，而可以通過將已形成其凹部的鋁膜進(jìn)行陽(yáng)極氧化，形成跨越氧化鋁膜111的整個(gè)面地配置的細(xì)孔111a及111b。此時(shí)，由于與光軸的延伸方向(Y方向)相鄰的凹部的中心間距離和與正交于光軸延伸方向的方向(X方向)相鄰的凹部的中心間距離幾乎相等，故可以設(shè)定陽(yáng)極氧化電壓，以便匹配于Y方向相鄰的凹部的中心間距離和X方向相鄰的凹部的中心間距離雙方。由此，可以抑制構(gòu)成氧化鋁膜111上形成的直線狀格子溝槽圖案的大細(xì)孔111a，在氧化鋁膜111內(nèi)部分支的情況。
而且，作為上述第八實(shí)施方式的制造過程的變形例，也可以采用以下的制造過程。首先，將表面未形成凹部的鋁膜進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。由此，形成將多個(gè)大小相同的小細(xì)孔111b隨機(jī)配置的氧化鋁膜111。然后，在對(duì)應(yīng)于氧化鋁膜111的細(xì)孔群113的(參照?qǐng)D90)的區(qū)域以外的區(qū)域上形成光致抗蝕層。而且，將該光致抗蝕層作為掩模，通過利用磷酸系水溶液蝕刻隨機(jī)地配置了多個(gè)大小相同的小細(xì)孔111b的氧化鋁膜111，從而只擴(kuò)大位于與細(xì)孔群113對(duì)應(yīng)的區(qū)域的小細(xì)孔111b的直徑。由此，如圖90所示，可以形成包含多個(gè)大細(xì)孔111a和多個(gè)小細(xì)孔111b，同時(shí)距離所定間隔地配置了包含多列由大細(xì)孔111a構(gòu)成的細(xì)孔列112的細(xì)孔群113的直線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜111。
而且，應(yīng)該認(rèn)為本次公開的實(shí)施方式在所有方面都只是例示，并未限于此。本發(fā)明的范圍并不只是上述實(shí)施方式的說明，而是由技術(shù)方案的范圍來揭示，還包括與技術(shù)方案范圍均等的含義以及范圍內(nèi)的所有變更。
例如，在上述第一及第二實(shí)施方式中，雖然將氧化鋁膜的直線狀格子溝槽圖案的有效占空比De及周期L1設(shè)定為由上述4個(gè)式的式(1)～式(4)所規(guī)定的范圍F1內(nèi)的值(例如，De0.88，L10.38(圖2中的坐標(biāo)點(diǎn)P))，但本發(fā)明并未限于此，也可以設(shè)定為由上述4個(gè)式的式(5)～式(8)所規(guī)定的范圍F2內(nèi)的值。這種情況下，至少在紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域中，可以得到波長(zhǎng)板的良好的相位變換特性。
另外，在上述第一及第二實(shí)施方式中，雖然示出了將本發(fā)明的波長(zhǎng)板適用于作為光學(xué)裝置的CD-R/DVD互換光拾裝置及液晶投影裝置的示例，但本發(fā)明并未限于此，也能適用于CD-R/DVD互換光拾裝置及液晶投影裝置以外的需要在寬波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)具有良好的相位變換特性的波長(zhǎng)板的光學(xué)裝置中。另外，也能將上述第三及第四實(shí)施方式的波長(zhǎng)板適用于需要在寬波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)具有良好的相位變換特性的光學(xué)裝置中。
此外，在上述第一～第四實(shí)施方式中，雖然在玻璃基板與氧化鋁膜之間形成透明導(dǎo)電膜，但本發(fā)明并未限于此，也可以在玻璃基板與氧化鋁膜之間不形成透明導(dǎo)電膜。
再有，在上述第一～第四實(shí)施方式中，雖然采用陽(yáng)極氧化法形成格子溝槽圖案或格子孔圖案，但本發(fā)明并未限于此，只要能形成深度大而且在深度方向上分別具有均勻溝寬及直徑的格子溝槽圖案及格子孔圖案，也可以采用陽(yáng)極氧化法以外的方法來形成格子溝槽圖案及格子孔圖案。
還有，在上述第一～第四實(shí)施方式中，雖然通過陽(yáng)極氧化鋁膜來形成格子溝槽圖案或格子孔圖案，但本發(fā)明并未限于此，也可以通過陽(yáng)極氧化鈦及鉭等其他電子管金屬來形成格子溝槽圖案及格子孔圖案。然而，這種情況下，必須重新規(guī)定相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光，能保持恒定特性的格子溝槽圖案(波長(zhǎng)板)的有效占空比及周期的范圍。另外，必須重新規(guī)定相對(duì)于具有不同波長(zhǎng)的多種光，能保持恒定特性的格子溝槽圖案及格子孔圖案(波長(zhǎng)板)的孔間隔及周期的范圍。
此外，在上述第一～第四實(shí)施方式中，作為陽(yáng)極氧化中使用的電解液，雖然使用的是由磷酸構(gòu)成的電解液，但本發(fā)明并未限于此，也可以使用由硫酸及草酸構(gòu)成的電解液。
再有，在上述第一～第四實(shí)施方式中，作為陽(yáng)極氧化中使用的陰極，雖然使用的是白金，但本發(fā)明并未限于此，也可以使用由其他材料構(gòu)成的陰極。
另外，在上述第三及第四實(shí)施方式中，雖然將氧化鋁膜的格子孔圖案的細(xì)孔間隔T2及周期L2設(shè)定為由上述3個(gè)式的式(9)～式(11)所規(guī)定的范圍F3內(nèi)的值(例如，T20.10，L20.35(圖45中的坐標(biāo)點(diǎn)Q))，但本發(fā)明并未限于此，也可以設(shè)定為由上述2個(gè)式的式(12)及式(13)規(guī)定的范圍F4內(nèi)的值。這種情況下，至少在紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域中可以得到波長(zhǎng)板的良好相位變換特性。
還有，在上述第三及第四實(shí)施方式中，作為構(gòu)成波長(zhǎng)板的氧化鋁膜，雖然采用的是由具有排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔構(gòu)成的格子孔圖案的氧化鋁膜，但本發(fā)明并未限于此，如圖91所示，也可以形成具有由排列成四角格子狀的多個(gè)細(xì)孔120a構(gòu)成的格子孔圖案的氧化鋁膜120。此外，如圖92所示，也可以將氧化鋁膜121形成為具有在排列成四角格子狀的多個(gè)細(xì)孔121a上連接了相鄰于箭頭Y方向(光軸的延伸方向)的細(xì)孔121a的格子溝槽圖案。然而，由于若采用陽(yáng)極氧化法來氧化處理鋁膜，則排列成三角格子狀的細(xì)孔可以容易地自組織化地形成，故優(yōu)選采用具有由排列成三角格子狀的多個(gè)細(xì)孔構(gòu)成的格子孔圖案或格子溝槽圖案的氧化鋁膜。
另外，在上述第五～第八實(shí)施方式中，通過利用具有多個(gè)大凸部和小凸部的擠壓部件來進(jìn)行織構(gòu)化處理，從而在鋁膜的表面上形成多個(gè)大凹部和多個(gè)小凹部，但本發(fā)明并未限于此，也可以通過利用只有多個(gè)大凸部的擠壓部件來進(jìn)行織構(gòu)化處理，而在鋁膜的表面上形成多個(gè)大凹部后，通過將鋁膜表面的形成了大凹部的區(qū)域以外的區(qū)域進(jìn)行粗糙化，而在鋁膜表面的形成了大凹部的區(qū)域以外的區(qū)域上形成多個(gè)小凹部。這樣，若對(duì)形成了凹部的鋁膜進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，則可以在與鋁膜的表面的大凹部對(duì)應(yīng)的區(qū)域上形成大細(xì)孔，同時(shí)在與鋁膜的被粗糙化過的表面的三角格子圖案對(duì)應(yīng)的區(qū)域上形成小細(xì)孔。而且，在粗糙化鋁膜的表面時(shí)，優(yōu)選采用CF4與H2氣體進(jìn)行的RIE(Recctive Ion Etching)法，以約100W～約500W的功率，將鋁膜的表面進(jìn)行約10分鐘的蝕刻處理。另外，即使通過在惰性氣體中，在約200℃～約600℃的溫度條件下，將鋁膜的表面進(jìn)行約30分鐘的退火處理，也可以將鋁膜的表面粗糙化。
此外，在上述第五及第六實(shí)施方式中，雖然在構(gòu)成格子孔圖案的大細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔列間配置了1列或2列的由多個(gè)小細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔列，但本發(fā)明并未限于此，也可以在構(gòu)成格子孔圖案的大細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔列之間配置3列以上的由多個(gè)小細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔列。
再有，在上述第七實(shí)施方式中，雖然在構(gòu)成格子溝槽圖案的大細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔群的細(xì)孔列之間沒有配置小細(xì)孔，但本發(fā)明并未限于此，也可以在構(gòu)成格子溝槽圖案的大細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔群的細(xì)孔列之間配置小細(xì)孔。這種情況下的格子溝槽圖案的有效溝寬及周期的定義和第七實(shí)施方式的格子溝槽圖案的有效溝寬We5及周期L5的定義同樣。即，不考慮配置在由構(gòu)成格子溝槽圖案的大細(xì)孔構(gòu)成的細(xì)孔群的細(xì)孔列之間的小細(xì)孔。
權(quán)利要求
1.一種波長(zhǎng)板，其中具備基板和形成于所述基板上且具有線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜，其特征在于，將所述線狀格子溝槽圖案的周期Lμm，和作為相鄰的所述格子溝槽圖案間的所述氧化鋁膜的有效寬度相對(duì)于所述周期Lμm的比例的占空比De設(shè)定為由以下4個(gè)式規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值L≤0.65；L≥2×10-14e31.263De；L≤6.0317De2-10.352De+5.0516；(De-0.85)2/0.442+(L-0.41)2/0.392≤1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長(zhǎng)板，其中，所述第一范圍內(nèi)的所述周期Lμm及所述占空比De至少對(duì)于紅色或紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光適用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長(zhǎng)板，其中，將所述線狀格子溝槽圖案的周期Lμm及占空比De進(jìn)一步設(shè)定為由以下4個(gè)式規(guī)定的第二范圍內(nèi)的值De≥0.73；L≤0.4；L≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328；L≤3.0776De2-5.1863De+2.5772。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的波長(zhǎng)板，其中，所述第二范圍內(nèi)的所述周期Lμm及所述占空比De適用于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域的光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長(zhǎng)板，其中，所述氧化鋁膜具有多個(gè)孔，在將所述多個(gè)孔中最大的孔的直徑乘以0.5的值作為基準(zhǔn)值的情況下，所述多個(gè)孔分類為具有比所述基準(zhǔn)值大的直徑的第一孔；和具有所述基準(zhǔn)值以下的直徑的第二孔，所述格子溝槽圖案的周期Lμm是由多個(gè)所述第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案的周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的波長(zhǎng)板，其中，由多個(gè)所述第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案，是通過將包含多列由所述多個(gè)第一孔構(gòu)成的孔列的孔群距離所定間隔地配置多個(gè)而構(gòu)成的，所述格子溝槽圖案的周期Lμm是與相鄰的所述孔群的一方側(cè)的最外端相接的線間距離的平均值。
7.一種波長(zhǎng)板，其中具備基板；和形成于所述基板上，具有連接多個(gè)孔的線狀格子溝槽圖案與距離所定間隔配置了所述多個(gè)孔的格子孔圖案的任一方的氧化鋁膜，其特征在于，構(gòu)成所述氧化鋁膜所含的所述格子溝槽圖案及所述格子孔圖案的任一方的所述多個(gè)孔，與第一方向相鄰的所述孔距離孔間隔Tμm的中心間距離地配置為列狀，以構(gòu)成孔列，同時(shí)所述孔列以作為比所述孔間隔Tμm還大的間隔的周期Lμm，多列配置在與所述第一方向垂直的第二方向上，將所述周期L與所述孔間隔Tμm設(shè)定為由以下2個(gè)式規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值L≤0.65；L≥-1.2018T3+0.3022T2+1.2988T+0.01。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的波長(zhǎng)板，其中，所述第一范圍內(nèi)的所述周期L及所述孔間隔T至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光適用。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的波長(zhǎng)板，其中，將所述周期Lμm及所述孔間隔Tμm進(jìn)一步設(shè)定為由以下3個(gè)式所規(guī)定的第二范圍內(nèi)的值L≤0.4；L≥-440.16T3+63.334T2-3.4273T+0.3439；L≥0.35(T-0.0825)0.434+0.245。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的波長(zhǎng)板，其中，所述第二范圍內(nèi)的所述周期Lμm及所述孔間隔Tμm適用于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域的光。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的波長(zhǎng)板，其中，在將所述多個(gè)孔中最大的孔的直徑乘以0.5的值作為基準(zhǔn)值的情況下，所述多個(gè)孔分類為具有比所述基準(zhǔn)值大的直徑的第一孔和具有所述基準(zhǔn)值以下的直徑的第二孔，所述格子溝槽圖案及所述格子孔圖案的任一方的周期Lμm，是由多個(gè)所述第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案及由所述多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子孔圖案的任一方的周期。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的波長(zhǎng)板，其中，由所述多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子溝槽圖案及由所述多個(gè)第一孔構(gòu)成的格子孔圖案的任一方，是通過將包含多列由所述多個(gè)第一孔構(gòu)成的孔列的孔群距離所定間隔地配置多個(gè)而構(gòu)成，所述格子溝槽圖案及所述格子孔圖案的任一方的周期Lμm，是與相鄰的所述孔群的一方側(cè)的最外端相接的線間距離的平均值。
13.一種光學(xué)裝置，其特征在于，具備具有多個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域的光源；和波長(zhǎng)板，其向來自所述光源的互相垂直的2個(gè)偏振光成分提供所定相位差的同時(shí)，包括基板以及形成于所述基板上，具有有雙折射率特性的線狀格子溝槽圖案和有雙折射率特性的格子孔圖案的任一方的金屬氧化膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)裝置，其中，所述金屬氧化膜包含具有線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜，將所述線狀格子溝槽圖案的周期Lμm，和作為相鄰的所述格子溝槽圖案間的所述氧化鋁膜的有效寬度相對(duì)于所述周期Lμm的比例的占空比De設(shè)定為由以下4個(gè)式規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值L≤0.65；L≥2×10-14e31.263DeL≤6.0317De2-10.352De+5.0516；(De-0.85)2/0.442+(L-0.41)2/0.392≤1。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)裝置，其中，具有所述第一范圍內(nèi)的所述周期Lμm及所述占空比De的所述波長(zhǎng)板，至少對(duì)于紅色或紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光適用。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)裝置，其中，將所述線狀格子溝槽圖案的周期Lμm及占空比De進(jìn)一步設(shè)定為由以下4個(gè)式規(guī)定的第二范圍內(nèi)的值De≥0.73；L≤0.4；L≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328；L≤3.0776De2-5.1863De+2.5772。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光學(xué)裝置，其中，具有所述第二范圍內(nèi)的所述周期Lμm及所述占空比De的所述波長(zhǎng)板適用于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域的光。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)裝置，其中，所述金屬氧化膜包括具有連接了多個(gè)孔的所述線狀格子溝槽圖案和多個(gè)孔距離所定間隔的配置的所述格子孔圖案的任一方的氧化鋁膜，構(gòu)成所述氧化鋁膜所包含的所述格子溝槽圖案及所述格子孔圖案的任一方的所述多個(gè)孔，與第一方向相鄰的所述孔距離孔間隔Tμm的中心間距離地配置為列狀，以構(gòu)成孔列，同時(shí)所述孔列以作為比所述孔間隔T還大的間隔的周期Lμm，多列配置在與所述第一方向垂直的第二方向上，將所述周期Lμm與所述孔間隔Tμm設(shè)定為由以下2個(gè)式規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值L≤0.65；L≥-1.2018T3+0.3022T2+1.2988T+0.01。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)裝置，其中，具有所述第一范圍內(nèi)的所述周期Lμm及所述孔間隔Tμm的所述波長(zhǎng)板至少對(duì)于紅色及紅外的波長(zhǎng)區(qū)域的光適用。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)裝置，其中，將所述周期Lμm及所述孔間隔Tμm進(jìn)一步設(shè)定為由以下3個(gè)式所規(guī)定的第二范圍內(nèi)的值L≤0.4；L≥-440.16T3+63.334T2-3.4273T+0.3439；L≥0.35(T-0.0825)0.434+0.245。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光學(xué)裝置，其中，具有所述第二范圍內(nèi)的所述周期Lμm及所述孔間隔Tμm的所述波長(zhǎng)板適用于紅色、紅外及藍(lán)色的所有波長(zhǎng)區(qū)域的光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在寬波長(zhǎng)區(qū)域中能得到良好相位變換特性的波長(zhǎng)板。該波長(zhǎng)板備有具有線狀格子溝槽圖案的氧化鋁膜。而且，將格子溝槽圖案的周期L和占空比De設(shè)定為由以下的4個(gè)式所規(guī)定的第一范圍內(nèi)的值L≤0.65；L≥2×10
文檔編號(hào)G02B5/30GK1591045SQ20041006830
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月28日
發(fā)明者森和思, 龜山真吾, 平野均, 古澤浩太郎, 富永浩司, 莊野昌幸 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社