(57)【要約】【課題】ワイヤグリッドの導電性の影響をなくしたワイヤグリッド型偏光子を提供する。【解決手段】可視光領域の光に対して不透明な非導電性材料からなり、幅２００ｎｍ以下及びピッチ４００ｎｍ以下でグリッド１４を周期的に配置してなるワイヤグリッド型偏光子１００とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光領域の光に対して不透明な非導電性材料からなり、幅２００ｎｍ以下及びピッチ４００ｎｍ以下でワイヤグリッドを周期的に配置してなるワイヤグリッド型偏光子。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤグリッド型偏光子であって、
前記非導電性材料は消衰係数ｋであり、前記ワイヤグリッドは層厚ｄであるとき、消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄが１００ｎｍ以上であることを特徴とするワイヤグリッド型偏光子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のワイヤグリッド型偏光子であって、
前記非導電性材料は、少なくとも顔料を含むことを特徴とするワイヤグリッド型偏光子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子であって、
前記非導電性材料は、少なくともカーボンブラックまたはチタンブラックを含むことを特徴とするワイヤグリッド型偏光子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子であって、
前記ワイヤグリッドは、２層以上の積層構造を有することを特徴とするワイヤグリッド型偏光子。
【請求項６】
請求項５に記載のワイヤグリッド型偏光子であって、
前記非導電性材料を含む第１層と、可視光領域の光に対して不透明な導電性材料を含む第２層との積層構造を有することを特徴とするワイヤグリッド型偏光子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子であって、
前記ワイヤグリッドは、可視光領域の光に対して透明な非導電性材料からなる構造体の隙間に配置されていることを特徴とするワイヤグリッド型偏光子。
【請求項８】
請求項７に記載のワイヤグリッド型偏光子であって、
前記構造体のアスペクト比は３以下であることを特徴とするワイヤグリッド型偏光子。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のワイヤグリッド型偏光子であって、
前記構造体は、少なくとも一部が撥水性を有することを特徴とするワイヤグリッド型偏光子。
【請求項１０】
幅２００ｎｍ以下及びピッチ４００ｎｍ以下で周期的に配置された構造体の隙間に、可視光領域の光に対して不透明な非導電性材料を含む微粒子を分散媒に分散させた分散液を充填させる第１の工程と、
前記分散媒を取り除くことによって、前記非導電性材料を含み、幅２００ｎｍ以下及びピッチ４００ｎｍ以下でワイヤグリッドを周期的に形成する第２の工程と、
を備えることを特徴とするワイヤグリッド型偏光子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のワイヤグリッド型偏光子の製造方法であって、
前記非導電性材料は消衰係数ｋであり、前記ワイヤグリッドは層厚ｄであるとき、消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄが１００ｎｍ以上であることを特徴とするワイヤグリッド型偏光子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載のワイヤグリッド型偏光子の製造方法であって、
前記非導電性材料は、少なくともカーボンブラックまたはチタンブラックを含むことを特徴とするワイヤグリッド型偏光子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子の製造方法であって、
前記第１の工程では、スピンコート法を用いて前記構造体の隙間に前記分散液を充填させることを特徴とするワイヤグリッド型偏光子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子の製造方法であって、
前記第１の工程では、毛細管現象を利用して前記構造体の隙間に前記分散液を充填させることを特徴とするワイヤグリッド型偏光子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のワイヤグリッド型偏光子の製造方法であって、
前記第２の工程の後、前記構造体を取り除く第３の工程を備えることを特徴とするワイヤグリッド型偏光子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤグリッド型偏光子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス表示装置等の表示装置においてワイヤグリッド型偏光子が使用されるようになっている。ワイヤグリッド型偏光子は、ガラス等の透明な基板の表面上に金属等の不透明な材料からなる微細なグリッド（スリット状）を形成することによって構成される。ワイヤグリッド型偏光子では、グリッドによってｐ偏光成分を透過し、ｓ偏光成分を反射（一部吸収）することで偏光特性を得ることができる。ワイヤグリッド型偏光子は、一般的に、熱に強く、広い波長帯域で偏光特性を発揮できるという利点を有する。
【０００３】
例えば、繰り返し凹凸構造を有する透光性の構造体を形成した後、金属等の導電性粒子を分散させた分散液を構造体の表面にコーティングして分散液を乾燥させることで、構造体の凹部に金属粒子を凝集させてワイヤグリッドを形成する方法が開示されている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３９７３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０４２９７号公報
【特許文献３】特開２０１８−１５９８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、導電性粒子からなるワイヤグリッドを備えたワイヤグリッド型偏光子を液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス表示装置等の表示装置の積層構造に組み込んだ場合、ワイヤグリッドの導電性によって電気的な短絡が生じたり、他層の電気的な特性に影響を及ぼしたりすることがある。
【０００６】
そこで、本発明は、ワイヤグリッドの導電性の影響をなくしたワイヤグリッド型偏光子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様は、可視光領域の光に対して不透明な非導電性材料からなり、幅２００ｎｍ以下及びピッチ４００ｎｍ以下でワイヤグリッドを周期的に配置してなるワイヤグリッド型偏光子である。
【０００８】
ここで、前記非導電性材料は消衰係数ｋであり、前記ワイヤグリッドは層厚ｄであるとき、消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄが１００ｎｍ以上であることが好適である。
【０００９】
また、前記非導電性材料は、少なくとも顔料を含むことが好適である。例えば、前記非導電性材料は、少なくともカーボンブラックまたはチタンブラックを含むことが好適である。
【００１０】
また、前記ワイヤグリッドは、２層以上の積層構造を有することが好適である。ここで、前記非導電性材料を含む第１層と、可視光領域の光に対して不透明な導電性材料を含む第２層との積層構造を有することが好適である。
【００１１】
また、前記ワイヤグリッドは、可視光領域の光に対して透明な非導電性材料からなる構造体の隙間に配置されていることが好適である。ここで、前記構造体のアスペクト比は３以下であることが好適である。また、前記構造体は、少なくとも一部が撥水性を有することが好適である。
【００１２】
本発明の別の態様は、幅２００ｎｍ以下及びピッチ４００ｎｍ以下で周期的に配置された構造体の隙間に、可視光領域の光に対して不透明な非導電性材料を含む微粒子を分散媒に分散させた分散液を充填させる第１の工程と、前記分散媒を取り除くことによって、前記非導電性材料を含み、幅２００ｎｍ以下及びピッチ４００ｎｍ以下でワイヤグリッドを周期的に形成する第２の工程と、を備えることを特徴とするワイヤグリッド型偏光子の製造方法である。
【００１３】
ここで、前記非導電性材料は消衰係数ｋであり、前記ワイヤグリッドは層厚ｄであるとき、消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄが１００ｎｍ以上であることが好適である。
【００１４】
また、前記非導電性材料は、少なくともカーボンブラックまたはチタンブラックを含むことが好適である。
【００１５】
また、前記第１の工程では、スピンコート法を用いて前記構造体の隙間に前記分散液を充填させることが好適である。また、前記第１の工程では、毛細管現象を利用して前記構造体の隙間に前記分散液を充填させることが好適である。
【００１６】
また、前記第２の工程の後、前記構造体を取り除く第３の工程を備えることが好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ワイヤグリッドの導電性の影響をなくしたワイヤグリッド型偏光子及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態におけるワイヤグリッド型偏光子の構成を示す断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるワイヤグリッド型偏光子の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるワイヤグリッド型偏光子の構成の別例を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるワイヤグリッド型偏光子の構成の別例を示す断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるワイヤグリッド型偏光子の製造方法を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるワイヤグリッド型偏光子の製造方法を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるワイヤグリッド型偏光子の製造方法を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるワイヤグリッド型偏光子の構成の別例を示す断面模式図である。
【図９】参考例１の試料における偏光子の観察写真を示す図である。
【図１０】透過光の偏光性能（偏光度Ｖ）のｋｄ依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［ワイヤグリッド型偏光子の構成］
本発明の実施の形態におけるワイヤグリッド型偏光子１００は、図１の断面模式図及び図２の斜視図に示すように、基板１０、構造体１２及びグリッド１４を含んで構成される。
【００２０】
基板１０は、構造体１２及びグリッド１４を構造的に支持する部材である。基板１０は、ワイヤグリッド型偏光子１００による偏光の対象となる光の波長領域に対して透光性を有する材料から構成される。偏光の対象となる光が可視光の場合、基板１０は、例えば、ガラス基板とすることができる。また、基板１０は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂からなる基板としてもよい。なお、基板１０は、平面方向の位相差が無いか又は小さい方が好ましい。
【００２１】
構造体１２は、基板１０の表面上において繰り返し凹凸構造を設けるための部材である。すなわち、構造体１２は、Ｙ方向に沿って延びる線状の構造をＸ方向に沿って周期的に繰り返し配置した構成を有する。
【００２２】
構造体１２は、ワイヤグリッド型偏光子１００の偏光の対象とする光の波長に対して透光性を有する材料から構成される。具体的には、構造体１２は、偏光の対象とする光の波長に対して８５％以上の透過率を有することが好適である。偏光の対象となる光が可視光の場合、構造体１２は、可視光の波長領域に対して透光性を有するエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂とすることが好適である。構造体１２は、例えば、ダイセル製のＮＩＡＣシリーズから選択されたＵＶ硬化型樹脂とすることが好適である。
【００２３】
構造体１２の高さＨは、後述するグリッド１４の層厚ｄにもよるが、２００ｎｍ以上とすることが好適である。なお、構造体１２のアスペクト比（高さＨ／幅Ｗ２）が大きくなるとグリッド１４の形成時において構造体１２が倒れて周期的な凹凸構造が乱れる原因となる。したがって、構造体１２のアスペクト比は３以下にすることが好適である。構造体１２のアスペクト比は３以下にすることによって、構造体１２の周期的な凹凸構造の乱れを抑制することができ、ワイヤグリッド型偏光子１００の偏光特性を向上させることができる。
【００２４】
また、構造体１２は、少なくとも一部が液体（グリッドを形成する材料が分散又は溶解された分散液又は溶液）に対する接触角が基板１０よりも大きいことが好適である。すなわち、構造体１２は、少なくとも一部が液体に対する撥水性が基板１０よりも大きいことが好適である。具体的には、構造体１２は、水に対する接触角が基板１０よりも大きいことが好適である。具体的には、例えば、構造体１２の水に対する接触角が１００°以上であり、基板１０の水に対する接触角が６０°以下であることが好適である。
【００２５】
接触角が大きいほど液体における表面張力が小さくなるので、構造体１２の接触角を基板１０より大きくすることによって構造体１２に対する液体の表面張力の影響を低減させることができる。これによって、グリッド１４を形成する工程において構造体１２に対する表面張力の影響によって構造体１２が倒れて周期的な凹凸構造が乱れることを防ぐことができる。
【００２６】
また、液体（グリッドを形成する材料が分散又は溶解された分散液又は溶液）に対する構造体１２の側面と基板１０の接触角を小さくし、構造体１２の上面の接触角を大きくすることで、液体が構造体１２の隙間に入りやすく、構造体１２の上に液体が残り難くなるので好適である。例えば、構造体１２を構成する樹脂層の上に撥水処理を施したものをインプリントすることで実現できる。
【００２７】
また、図３に示すように、構造体１２は複数の異なる種類の樹脂を積層させた多層構造としてもよい。図３では、基板１０の表面上に第１の樹脂層１２ｂ及び第２の樹脂層１２ｃを順に積層した例を示している。このように、構造体１２を多層構造とすることによって、それぞれの樹脂層の特徴を兼ね備えた構造体１２を構成することができる。
【００２８】
例えば、上層である第２の樹脂層１２ｃに耐エッチング性の紫外線硬化樹脂を使用することによって高アスペクト比のマスクとして利用することができ、微細加工の制御が容易になる。一方、下地層である第１の樹脂層１２ｂとして塗布性の優れた樹脂を適用することによって、構造体１２全体の高さＨの調整が容易となる。また、下地層である第１の樹脂層１２ｂとして難溶性の樹脂を適用することによって、グリッド１４を形成するための分散液の塗布時に溶解を抑制でき、ワイヤグリッド型偏光子１００の製造を容易にすることができる。
【００２９】
このとき、下地層である第１の樹脂層１２ｂの液体（グリッドを形成する材料が分散又は溶解された分散液又は溶液）に対する接触角を上層である第２の樹脂層１２ｃの液体に対する接触角より小さくすることで、液体を構造体１２の隙間に入り易くすることができる。
【００３０】
グリッド１４は、ワイヤグリッド型偏光子１００において光を反射又は吸収することによって光を偏光させるための部材である。グリッド１４は、基板１０の表面上において繰り返し配置される線状構造を有する。すなわち、グリッド１４は、Ｙ方向に沿って延びる線状の構造をＸ方向に沿って周期的に繰り返し配置した構成と有する。
【００３１】
なお、図１の構成では、グリッド１４は、繰り返し凹凸構造を有する構造体１２の凹部に埋め込まれるように設けられる。ただし、構造体１２を設けず、グリッド１４のみを設けた構成としてもよい。
【００３２】
グリッド１４は、偏光の対象となる光の波長に対して不透明な材料により構成される。グリッド１４は、偏光の対象となる光の波長に対する消衰係数が２．０以上の物質で形成されることが好適である。このような材料により構成された線状の構造体を繰り返し周期的に配置したグリッド１４とすることによって、偏光の対象となる光の波長を偏光させるワイヤグリッド型偏光子１００を構成することができる。
【００３３】
グリッド１４は、偏光の対象となる光の波長に対して不透明な非導電性材料により構成することができる。偏光の対象となる光が可視光の場合、非導電性材料としては、例えば、カーボンブラック、アゾ染料などの染料、各種顔料、チタン系顔料（チタンブラック、酸窒化チタン、酸化チタン等）、シリコンと金属の混合物、ゲルマニウムと金属の混合物等が挙げられる。
【００３４】
このように、偏光の対象となる光の波長に対して不透明な非導電性材料によりグリッド１４を形成することによって、ワイヤグリッド型偏光子１００を液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス表示装置等の表示装置の積層構造に組み込んだときにグリッド１４の導電性の影響によって電気的な短絡が生じたり、他層の電気的な特性に悪影響を及ぼしたりすることを防ぐことができる。また、グリッド１４が非導電性であることから、ＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）やＦＦＳ（Ｆｉｅｌｄ  Ｆｒｉｎｇｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置の対向基板側（カラーフィルタ側）に配置されるインセル型の偏光子としても利用できる。このときカラーフィルタに量子ドットカラーフィルタを適用し、その上（液晶層側）にワイヤグリッド型偏光子１００を配置すれば低消費電力で表示品位に優れる液晶表示を実現することができる。
【００３５】
また、グリッド１４は、偏光の対象となる光の波長に対して不透明な導電性材料により構成してもよい。偏光の対象となる光が可視光の場合、導電性材料としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、亜鉛、タングステン、ニッケル、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛等の金属酸化物等が挙げられる。
【００３６】
このように、偏光の対象となる光の波長に対して不透明な導電性材料によりグリッド１４を形成することによって、偏光の対象となる光に対して十分高い反射特性を得ることができ、ワイヤグリッド型偏光子１００の偏光特性を良好にすることができる。
【００３７】
なお、図４に示すように、グリッド１４は複数の異なる種類の材料を積層させた多層構造としてもよい。図４では、基板１０の表面上に第１のグリッド層１４ｂ及び第２のグリッド層１４ｃを順に積層した例を示している。このように、グリッド１４を多層構造とすることによって、それぞれの材料の特徴を兼ね備えたグリッド１４を構成することができる。例えば、第１のグリッド層１４ｂを金属等の導電性材料を含む層とし、第２のグリッド層１４ｃをチタンブラック等の非導電性材料を含む層とすることによって、第１のグリッド層１４ｂによって光に対する高い反射特性を得ると共に、第２のグリッド層１４ｃによって他の層に対して電気的な短絡を生じさせることを防ぐことができる。
【００３８】
グリッド１４の周期構造は、偏光の対象となる光の波長に応じて設定される。グリッド１４が配置されるピッチＰは、偏光の対象となる光の波長の１／５倍〜１／２倍に設定することが好適である。例えば、偏光の対象となる光が可視光の場合、グリッド１４のピッチＰは４００ｎｍ以下とすることが好適であり、１５０ｎｍ以下とすることがより好適である。また、グリッド１４の幅Ｗ１は２００ｎｍ以下とすることが好適であり、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることがより好適である。したがって、構造体１２のピッチＰも４００ｎｍ以下とし、構造体１２の幅Ｗ２はピッチＰからグリッド１４の幅Ｗ１を引いた値であり、例えば、５０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下とすることが好適である。
【００３９】
また、グリッド１４の層厚ｄは、２００ｎｍ以上とすることが好適である。また、グリッド１４のアスペクト比（層厚ｄ／幅Ｗ１）は、２以上とすることが好適である。また、グリッド１４は消衰係数ｋであると共に層厚ｄである場合、消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄが１００ｎｍ以上であることが好適であり、２００ｎｍ以上であることがより好適である。ここで、消衰係数ｋは、物質内における光の吸収による強度変化をＩ＝Ｉ０ｅｘｐ（−ａｘ）（ただし、物質へ入射する光の初期強度Ｉ０、吸収係数ａ、物質の厚さｘとする）で表したときに、吸収係数ａ＝４πｋ／λ（ただし、光の波長λ）の関係で表される係数である。
【００４０】
また、グリッド１４が多層構造の場合、ｎ層目の材料の消衰係数をｋ（ｎ）、層厚ｄ（ｎ）としたとき、各々の層の消衰係数ｋ（ｎ）と層厚ｄ（ｎ）の積の和、Σｋ（ｎ）・ｄ（ｎ）が２００ｎｍ以上であることが好適である。例えば、２層構造のグリッド１４において第１のグリッド層１４ｂが消衰係数ｋ１、層厚ｎ２であり、第２のグリッド層１４ｃが消衰係数ｋ２、層厚ｎ２である場合、ｋ１・ｎ１＋ｋ２・ｎ２が２００ｎｍ以上であることが好適である。
【００４１】
消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄの条件を満たすことによって、グリッド１４のピッチＰが４００ｎｍ以下であっても透過及び反射の両方において優れた偏光特性を得ることができる。
【００４２】
［ワイヤグリッド型偏光子の製造方法］
以下、図５を参照して、ワイヤグリッド型偏光子１００の製造方法を説明する。ワイヤグリッド型偏光子１００は、基板１０の表面に構造体１２及びグリッド１４を形成することによって製造される。
【００４３】
ステップＳ１０では、基板１０上に構造体１２となる樹脂層１２ａが形成される。基板１０の表面上に構造体１２の材料となる樹脂を塗布して樹脂層１２ａを形成する。樹脂層１２ａは、例えば、スピンコータを用いたスピンコート法を適用して塗布することができる。また、樹脂層１２ａを塗布した後、加熱処理（ベーキング）を施してもよい。例えば、加熱処理（ベーキング）は、５０℃以上１５０℃以下の温度範囲で行うことが好適である。
【００４４】
ステップＳ１２では、樹脂層１２ａに対してインプリント（マイクロインプリント又はナノインプリント）を適用して繰り返し凹凸構造を有する構造体１２を形成する。樹脂層１２ａをＵＶ硬化型樹脂とした場合、樹脂層１２ａの表面側から型となるモールド２０を押し当てた状態において紫外線を照射することによって樹脂層１２ａを硬化させることで構造体１２を形成する。ただし、繰り返し凹凸構造を有する構造体１２の形成方法は、これに限定されるものではなく、フォトリソグラフィやエッチング等の他の微細加工技術を適用してもよい。
【００４５】
ここで、構造体１２を複数の異なる樹脂の積層構造とする処理としてもよい。この場合、図６に示すように、ステップＳ１０において、基板１０の表面上に第１の樹脂層１２ｂを塗布した後、第２の樹脂層１２ｃをさらに塗布する。このとき、第１の樹脂層１２ｂ及び第２の樹脂層１２ｃの少なく一方の塗布後に加熱処理（ベーキング）を施してもよい。その後、ステップＳ１２−１において、モールド２０を用いて第２の樹脂層１２ｃに対してインプリント処理を行う。ステップＳ１２−２では、凹凸加工された第２の樹脂層１２ｃをマスクとして利用して、第１の樹脂層１２ｂをエッチングする。このようにして、複数の異なる樹脂の積層構造からなる構造体１２を基板１０の表面上に形成することができる。
【００４６】
なお、構造体１２の形成方法は、上記の方法に限定されるものではなく、所望のピッチＰ及び幅Ｗ２の構造体１２を形成できるものであればよい。
【００４７】
ステップＳ１４では、繰り返し凹凸構造を有する構造体１２の隙間にグリッド１４を構成する材料の微粒子を分散させた分散液１４ａを塗布する。分散液１４ａの塗布方法は、例えば、スピンコート法を適用することができる。ただし、分散液１４ａの塗布方法は、これに限定されるものではなく、毛細管現象を利用して構造体１２の隙間に分散液１４ａを充填させる方法等を適用してもよい。
【００４８】
ここで、微粒子は、構造体１２の隙間（おおよそグリッド幅Ｗ１）以下の粒径が２０％以上含まれていることが好適である。このような粒径とすることによって、繰り返し凹凸構造を有する構造体１２の凹部に微粒子を適切に充填させることができる。
【００４９】
また、微粒子を分散させる分散媒は、例えば、水、有機溶媒（アルコール等）等とすればよい。分散液における微粒子の濃度は１０％以上９０％以下とすることが好適である。
【００５０】
ステップＳ１６では、分散液１４ａに含まれる分散媒を除去する処理が行われる。例えば、分散液１４ａが塗布された状態において加熱することによって分散媒を蒸発させることで分散媒を取り除くことができる。
【００５１】
必要に応じてステップＳ１４における分散液１４ａの塗布処理とステップＳ１６における分散媒の除去処理とを繰り返して行うようにしてもよい。
【００５２】
また、図７に示すように、複数の異なる複数の材料を積層させてグリッド１４を形成するようにしてもよい。例えば、銀（Ａｇ）等の導電性材料からなる第１のグリッド層１４ｂを形成し、その上にカーボンブラック等の非導電性材料からなる第２のグリッド層１４ｃを形成してもよい。この場合、ステップＳ１４−１において、銀（Ａｇ）等の導電性材料の微粒子を分散させた分散液１４ａ−１を塗布し、ステップＳ１４−２において乾燥させることで第１のグリッド層１４ｂを形成する。その後、ステップＳ１４−３において、カーボンブラック等の非導電性材料の微粒子を分散させた分散液１４ａ−２を塗布し、ステップＳ１４−４において乾燥させることで第２のグリッド層１４ｃを形成する。このようにして、第１のグリッド層１４ｂと第２のグリッド層１４ｃとを積層させたグリッド１４を構成することができる。
【００５３】
このように、複数の異なる種類の材料を積層させてグリッド１４を構成することによって、それぞれの層の光学特性を兼ね備えたグリッド１４とすることができる。例えば、第１のグリッド層１４ｂを銀（Ａｇ）等の金属からなる層とし、第２のグリッド層１４ｃを非導電性のカーボンブラックからなる層とすることによって、金属の反射特性を有すると共に、第２のグリッド層１４ｃに接触する他の層を電気的に短絡等させることのないワイヤグリッド型偏光子１００を実現することができる。
【００５４】
ステップＳ１８では、構造体１２上に残留する分散液１４ａの残留物１４ｄを除去する処理が行われる。グリッド１４が形成された基板１０に対してプラズマ等を用いたアッシング処理又はエッチング溶液等を用いたエッチバック処理によって構造体１２の表面上の分散液１４ａの残留物１４ｄを除去する。なお、当該処理は、必須ではなく、必要に応じて行えばよい。
【００５５】
なお、さらに構造体１２を除去する処理を行ってもよい。すなわち、図８に示すように、樹脂を対象としたエッチング処理等によって構造体１２を除去した構造を有するワイヤグリッド型偏光子１００としてもよい。
【００５６】
［参考例１］
参考例１では、基板１０としてガラス基板を用いた。ガラス基板の表面に紫外線硬化型インプリント用樹脂を塗布し、モールドを押し当てた状態で紫外線を照射することによってインプリント処理を行って構造体１２を形成した。紫外線硬化型インプリント用樹脂としては、ダイセル製ＮＩＡＣシリーズを用いた。また、インプリント処理には、東芝機械製ＳＴ−５０を用いて紫外線の照射強度３０％で８０秒間の照射を行った。これによって、ガラス基板上にピッチＰが１４０ｎｍ、幅Ｗ２が８０ｎｍ及び高さＨが２００ｎｍの構造体１２を形成した。
【００５７】
構造体１２が形成された基板１０の表面上に水を分散媒として銀（Ａｇ）の微粒子（三菱製紙製  銀ナノ粒子  ＮＢＳＩＪ−ＭＵ０１  消衰係数ｋ＝３．３４８）を分散させた分散液をスピンコート法によって塗布した。銀（Ａｇ）の微粒子は、平均粒径が２０ｎｍ中心の分布したものを用いた。分散液に対する銀（Ａｇ）の濃度は３０％とした。分散液の塗布処理と分散媒の加熱蒸発による硬化処理とを３回繰り返して銀（Ａｇ）の微粒子の集合体からなるグリッド１４を形成した。構造体１２の凹部に形成されたグリッド１４の高さは１８０ｎｍであった。なお、構造体１２の表面に残留した銀の層の高さは１０ｎｍとなった。
【００５８】
［参考例２］
参考例２では、参考例１で形成されたワイヤグリッド型偏光子１００において構造体１２の表面に残留した銀の層をエッチバック処理にて除去した。
【００５９】
［参考例３］
参考例３では、参考例２で形成されたワイヤグリッド型偏光子１００において構造体１２をエッチング処理にて除去して、基板１０の表面上にグリッド１４のみを残した構成とした。
【００６０】
［実施例１〜３］
実施例１〜３では、参考例１〜３において銀（Ａｇ）の微粒子を分散させた分散液を用いた代わりにチタンブラック（三菱マテリアル社製１３Ｍ−Ｃ）の微粒子を分散させた分散液を用いた。
【００６１】
具体的には、構造体１２が形成された基板１０の表面上に水を分散媒として非導電性材料であるチタンブラックの微粒子を分散させた分散液をスピンコート法によって塗布した。チタンブラックの微粒子は、平均粒径が２０ｎｍ中心の分布したものを用いた。分散液に対するチタンブラックの濃度は３０％とした。分散液の塗布処理と分散媒の加熱蒸発による硬化処理とを３回繰り返してチタンブラックの微粒子の集合体からなるグリッド１４を形成した。構造体１２の凹部に形成されたグリッド１４の高さは１８０ｎｍであった。なお、実施例１において構造体１２の表面に残留したチタンブラックの層の高さは１０ｎｍとなった。
【００６２】
なお、実施例１〜３では、グリッド１４を構成する非導電性材料としてチタンブラックを適用したが、チタンブラックの代わりにカーボンブラック（ＣＢ）を用いた場合でもほぼ同様の結果が得られた。
【００６３】
［実施例４］
実施例４では、銀（Ａｇ）の微粒子を分散させた分散液を用いて第１のグリッド層１４ｂを形成した後、チタンブラックの微粒子を分散させた分散液を用いて第２のグリッド層１４ｃを形成した。
【００６４】
具体的には、構造体１２が形成された基板１０の表面上に水を分散媒として銀（Ａｇ）の微粒子を分散させた分散液をスピンコート法によって塗布した。銀（Ａｇ）の微粒子は、平均粒径が２０ｎｍ中心の分布したものを用いた。分散液に対する銀（Ａｇ）の濃度は３０％とした。分散液の塗布処理と分散媒の加熱蒸発による硬化処理とを２回繰り返して銀（Ａｇ）の微粒子の集合体からなる第１のグリッド層１４ｂを形成した。構造体１２の凹部に形成された第１のグリッド層１４ｂの高さは１２０ｎｍであった。なお、構造体１２の表面に残留した銀（Ａｇ）の層の高さは７ｎｍとなった。
【００６５】
その後、基板１０の表面上に水を分散媒として非導電性材料であるチタンブラックの微粒子を分散させた分散液をスピンコート法によって塗布した。チタンブラックの微粒子は、平均粒径が２０ｎｍ中心の分布したものを用いた。分散液に対するカーボンブラック（ＣＢ）の濃度は３０％とした。分散液を塗布後、分散媒の加熱蒸発による硬化処理を行ってチタンブラックの微粒子の集合体からなる第２のグリッド層１４ｃを形成した。構造体１２の凹部に形成された第２のグリッド層１４ｃの高さは６０ｎｍであった。なお、構造体１２の表面に残留したチタンブラックの層の高さは３ｎｍとなった。
【００６６】
なお、実施例４では、第２のグリッド層１４ｃを構成する非導電性材料としてチタンブラックを適用したが、チタンブラックの代わりにカーボンブラック（ＣＢ）（三菱ケミカル製  カーボンブラック＃３４００Ｂ，＃３２３０Ｂ）を用いた場合でもほぼ同様の結果が得られた。
【００６７】
［実施例５］
実施例５では、参考例１において単層の構造体１２を適用した代わりに第１の樹脂層１２ｂ及び第２の樹脂層１２ｃを積層した構造体１２を適用した。
【００６８】
具体的には、基板１０としてガラス基板を用いて、第１の樹脂層１２ｂとしてダイセル社製ＮＩＡＣを塗布した。塗布は、スピンコータを用いて３０００ｒｐｍで３０秒間の条件で行った。塗布後の第１の樹脂層１２ｂの層厚は２５０ｎｍ〜３００ｎｍとなった。その後、ホットプレートを用いて１００℃で１２０秒間の加熱（ベーキング）を行った。さらに、第２の樹脂層１２ｃとしてダイセル社ＴＤ２０９０を塗布した。塗布は、スピンコータを用いて１５００ｒｐｍで３０秒間の条件で行った。塗布後の第２の樹脂層１２ｃの層厚は２５０ｎｍとなった。その後、ホットプレートを用いて７０℃で２０秒間の加熱（ベーキング）を行った。
【００６９】
このように第１の樹脂層１２ｂ及び第２の樹脂層１２ｃを積層した後、転写装置（東芝機械製ＳＴ−５０）を用いてＵＶインプリントにて周期的に配置された線状の構造体１２を形成した。インプリントは、チャンバ内の圧力が７０００Ｐａ、プレス圧力が１．０ＭＰａで行った。紫外線は、照射強度が３０ｍＷ／ｃｍ２で照射時間は８０秒間とした。
【００７０】
その後、構造体１２をアッシング処理した。アッシング後の構造体１２の高さＨは２００ｎｍとなった。また、構造体１２のピッチＰは１４０ｎｍ、幅Ｗ２は９０ｎｍとした。構造体１２を形成後、参考例１と同様にグリッド１４を形成した。
【００７１】
［発明の効果］
図９は、参考例１により試作したワイヤグリッド型偏光子１００の偏光特性を示す。図９（ａ）は、偏光子のグリッド１４の延設方向に直交するように偏光した光を背面から照射したときの透過光を観察した写真である。図９（ｂ）は、偏光子のグリッド１４の延設方向に平行に偏光した光を背面から照射したときの透過光を観察した写真である。図９（ａ），（ｂ）を比較すると、照射した光の偏光の方向によって透過光の濃淡が異なり、参考例１のワイヤグリッド型偏光子１００において優れた偏光特性が実現できていることがわかった。
【００７２】
図１０は、ワイヤグリッド型偏光子１００の透過光の偏光性能（偏光度Ｖ）の消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄ依存性をシミュレーションした結果を示す。偏光度Ｖは、以下の数式（１）で定義される。図１０は、偏光子のグリッド１４のピッチＰが１５０ｎｍ、幅Ｗ１が７５ｎｍとして、屈折率ｎが０．０５又は１０を条件としたときにグリッド１４の層厚ｄと消衰係数ｋとをそれぞれ変数として偏光性能（偏光度Ｖ）の積ｋｄの依存性をシミュレーションした結果である。
【数１】
2020101683.tif 000003
Ｔｐ：グリッド１４の延設方向に垂直な偏光の透過率
Ｔｓ：グリッド１４の延設方向に平行な偏光の透過率
【００７３】
偏光度Ｖは、その値が大きいほど偏光性能が優れていることを示す。図１０より、グリッド１４の消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄが小さいと十分な偏光性能は得られないが、積ｋｄが大きくなると偏光性能は向上することがわかった。なお、消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄに対する偏光性能（偏光度Ｖ）の依存性は、偏光子のグリッド１４のピッチＰ、幅Ｗ１及び屈折率ｎの条件を変更した場合も同様の傾向を示した。積ｋｄが１００以上で十分な偏光性能が得られ、積ｋｄが２００以上で偏光度Ｖが１００に近いほぼ完全な偏光が得られることがわかった。なお、積ｋｄが５０では、偏光度Ｖは高くないもののそれなりの偏光性能は得られており、用途によっては使用できる可能性もあることがわかった。参考例１〜３及び実施例１〜５で得られたワイヤグリッド型偏光子１００において、グリッド１４の消衰係数ｋと層厚ｄの積ｋｄを１００ｎｍ以上とすることで優れた偏光性能が得られた。
【００７４】
［ワイヤグリッド型偏光子の用途］
ワイヤグリッド型偏光子１００は、液晶表示装置（インセル偏光子型の液晶表示装置等）、有機エレクトロルミネセンス表示装置（ＯＬＥＤ）、ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）の偏光カバー、ミラーディスプレイ装置のミラー、偏光サングラス等に適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０  基板、１２  構造体、１２ａ  樹脂層、１２ｂ  第１の樹脂層、１２ｃ  第２の樹脂層、１４  グリッド、１４ａ  分散液、１４ｂ  第１のグリッド層、１４ｃ  第２のグリッド層、１４ｄ  残留物、２０  モールド、１００  ワイヤグリッド型偏光子。
【図１】
2020101683.tif 000004
【図２】
2020101683.tif 000005
【図３】
2020101683.tif 000006
【図４】
2020101683.tif 000007
【図５】
2020101683.tif 000008
【図６】
2020101683.tif 000009
【図７】
2020101683.tif 000010
【図８】
2020101683.tif 000011
【図９】
2020101683.tif 000012
【図１０】
2020101683.tif 000013