(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１４５ｎｍ以下の間隔をもって所定の方向に延在する凹凸構造が形成された基材と、前記凹凸構造の凸部の一方側面に偏在するように設けられた導電体とを有するワイヤグリッド偏光板と、前記凹凸構造上及び前記凹凸構造の反対面に接着性物質を介してそれぞれ設けられた一対のプリズムとを具備する偏光ビームスプリッターであって、
前記基材の前記凹凸構造が延在する方向に対する垂直断面において、前記凹凸構造の凸部の最高部から高さ方向に１／１０下った位置における基材凸部の幅が、前記凹凸構造の凹部の最低部から高さ方向に１／１０上った位置における前記基材凸部の幅に対して０．３５倍以下であり、
前記垂直断面において、前記凹凸構造の凸部の最高部から高さ方向に１／３下った位置で、前記導電体の幅が、前記基材凸部の幅以上であり、
前記垂直断面において、前記凹凸構造の凸部の頂部より上方の導電体の側面が、前記高さ方向に対して傾斜すると共に、その形状の先端が尖鋭形状であり、
前記垂直断面において、前記凹凸構造の凸部の最高部から高さ方向に１／１０下った位置及び前記凹凸構造の凹部の最低部から高さ方向に１／１０上った位置において、前記基材表面の面内方向に引いた直線と前記導電体の輪郭との４つの交点のうち、前記凹凸構造の凸部と近接する２つの交点を結んだ直線及び残りの２つの交点を結んだ直線の傾きの符号が同じであり、
前記垂直断面において、前記凹凸構造が正弦波形状であることを特徴とする偏光ビームスプリッター。
【請求項２】
前記光学部材は、ＭＤ方向と前記ワイヤグリッド偏光板の透過軸方向が直交するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項３】
前記凹凸構造の凸部の頂部を通り凸部の立設方向に沿う凸部軸と、前記導電体の頂部を通り立設方向に沿う導電体軸とが異なり、前記導電体の少なくとも一部が前記凹凸構造の凸部の頂部より上方に存在することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項４】
前記基材が樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項５】
前記接着性物質が粘着シートであることを特徴とする請求項４に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項６】
前記偏光ビームスプリッターの、前記ワイヤグリッド偏光板を除くすべての構成部材の屈折率差が０．１以内であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項７】
前記一対のプリズムの屈折率が、前記凹凸構造上の接着性物質の屈折率よりも低いことを特徴とする請求項６に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項８】
前記凹凸構造上の接着性物質及び／又は前記凹凸構造の反対面の接着性物質が、粘着シートであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項９】
前記凹凸構造上の接着性物質及び／又は前記凹凸構造の反対面の接着性物質が、硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項１０】
前記一対のプリズムのうち少なくとも一方が、樹脂材料を含んでなることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項１１】
前記一対のプリズムのうち少なくとも一方が、ガラスを含んでなることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項１２】
表面に設けられた光学機能層を、少なくとも一面に備えたことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項１３】
前記プリズムの光弾性定数が１．５×１０−１１Ｐａ−１以下であることを特徴とする請求項８から請求項１５のいずれか１項に記載の偏光ビームスプリッター。
【請求項１４】
光源と、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の偏光ビームスプリッターと、反射型液晶表示素子と、を具備し、前記偏光ビームスプリッターは、前記光源から出光した光を透過及び反射して偏光分離し、前記偏光ビームスプリッターを透過または前記偏光ビームスプリッターで反射された偏光が前記反射型液晶表示素子に入光し、前記反射型液晶表示素子において変調された光を、前記偏光ビームスプリッターで透過または反射して映像を投影することを特徴とする投影型映像表示機器。
【請求項１５】
前記偏光ビームスプリッターへの入光角度範囲が、中心角度±１０度以上であることを特徴とする請求項１４に記載の投影型映像表示機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着性物質で導電体を包埋しても、光学特性の低下が小さいワイヤグリッド偏光板及びこれを用いた偏光ビームスプリッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
投影型映像表示機器であるプロジェクターとしては、反射型液晶表示素子を利用した反射型液晶プロジェクターがある。反射型液晶プロジェクターでは偏光を利用するため、光源光を偏光させる必要がある。このため、反射型液晶プロジェクターを構成する一偏光分離部材として、偏光ビームスプリッターが用いられている。
【０００３】
偏光ビームスプリッターとしては、２つの三角柱状のプリズムを接着して形成されるキューブ型偏光ビームスプリッターがある。従来のキューブ型偏光ビームスプリッターは、その接着面が多層の誘電体薄膜で積層された構造を有しており、ブリュースター角を利用することによって、偏光分離を行っていた。この偏光分離性能を決定する要素は、積層される誘電体間の屈折率差、及び各誘電体の膜厚であるが、キューブ型偏光ビームスプリッターの入光角度が変化すると、見かけ上の各誘電体の膜厚が変化することになるため、偏光分離性能が大きく変化してしまう。そのため、Ｆナンバーの大きな光、つまり平行光に近い光を偏光ビームスプリッターに入光させる必要があり、反射型液晶プロジェクターを構成する投射レンズとしては、Ｆナンバーが大きい、比較的暗いレンズしか使用することができなかった。
【０００４】
この偏光分離特性の入光角度依存性を改善する（小さくする）一つの方法として、ワイヤグリッド偏光板を用いたキューブ型偏光ビームスプリッターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、偏光分離特性が良好で、入光角度に対する偏光分離特性の変化が小さいワイヤグリッド偏光板をキューブ型偏光ビームスプリッターに用いるというものである。しかしながら、従来のワイヤグリッド偏光板の導電体を接着性物質で包埋すると、偏光分離特性は大きく低下してしまう。このため、特許文献１に記載されているような、接着性物質を介して三角柱状のプリズム２つとワイヤグリッド偏光板を接着し、作製したキューブ型偏光ビームスプリッターの偏光分離特性は悪く、それは偏光分離特性の入光角度依存性にも悪影響を与えていた。つまり、これまでは、偏光分離特性が良好で、且つ偏光分離特性の入光角度依存性が小さいというワイヤグリッド偏光板を用いたキューブ型偏光ビームスプリッターは、作製することができなかった。
【０００５】
また、基材表面に凹凸構造を有し、凹凸構造の凸部の一方側面に導電体が偏在するワイヤグリッド偏光板の導電体を接着性物質で包埋すると、平行透過率の著しい低下が生じてしまう。つまり、ワイヤグリッド偏光板の導電体を接着性物質で包埋すると、偏光分離特性と平行透過率の著しい低下が生じていた。
【０００６】
これに対し、ワイヤグリッド偏光板の導電体を接着性物質で包埋せずに三角プリズム等を含む光学部材をワイヤグリッド偏光板の導電体に重畳したワイヤグリッド偏光板が提案されている（例えば、特許文献２参照）。これは、ワイヤグリッド偏光板の導電体の先端部のみと粘着層を有した光学シートとを接着させるものである。つまり、粘着層の流動性及び粘着力を制御することで、粘着層によるワイヤグリッド偏光板の導電体の完全な包埋を防止し、その結果、偏光性能の低下を軽減できる。しかしながら、この方法では、温度及び湿度が変化する環境下で長期間使用する場合、光学シートは剥離してしまう可能性がある。粘着層の流動性及び粘着力を制御した粘着層によってワイヤグリッド偏光板の導電体の完全な包埋の防止を行う場合、粘着層は弱粘着性を示し易くなり、さらに、温度及び湿度が変化する環境下でのワイヤグリッド偏光板と光学シートの熱や水分に対する膨張性の違いにより、粘着層はワイヤグリッド偏光板の導電体から容易に剥離してしまう。つまり、長期信頼性に問題が生じる可能性は否定できずにいた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３１２１２号公報
【特許文献２】特開２００８−９６６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ワイヤグリッド偏光板の導電体を接着性物質で包埋しても平行透過率と偏光分離特性（偏光度）の低下を小さくすることができ、平行透過率と偏光分離特性（偏光度）が良好なワイヤグリッド偏光板及びこれを用いた偏光ビームスプリッターを提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の偏光ビームスプリッターは、１４５ｎｍ以下の間隔をもって所定の方向に延在する凹凸構造が形成された基材と、前記凹凸構造の凸部の一方側面に偏在するように設けられた導電体とを有するワイヤグリッド偏光板と、前記凹凸構造上及び前記凹凸構造の反対面に接着性物質を介してそれぞれ設けられた一対のプリズムとを具備する偏光ビームスプリッターであって、前記基材の前記凹凸構造が延在する方向に対する垂直断面において、前記凹凸構造の凸部の最高部から高さ方向に１／１０下った位置における基材凸部の幅が、前記凹凸構造の凹部の最低部から高さ方向に１／１０上った位置における前記基材凸部の幅に対して０．３５倍以下であり、前記垂直断面において、前記凹凸構造の凸部の最高部から高さ方向に１／３下った位置で、前記導電体の幅が、前記基材凸部の幅以上であり、前記垂直断面において、前記凹凸構造の凸部の頂部より上方の導電体の側面が、前記高さ方向に対して傾斜すると共に、その形状の先端が尖鋭形状であり、前記垂直断面において、前記凹凸構造の凸部の最高部から高さ方向に１／１０下った位置及び前記凹凸構造の凹部の最低部から高さ方向に１／１０上った位置において、前記基材表面の面内方向に引いた直線と前記導電体の輪郭との４つの交点のうち、前記凹凸構造の凸部と近接する２つの交点を結んだ直線及び残りの２つの交点を結んだ直線の傾きの符号が同じであり、前記垂直断面において、前記凹凸構造が正弦波形状であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記光学部材は、ＭＤ方向と前記ワイヤグリッド偏光板の透過軸方向が直交するように設けられることが好ましい。
【００１１】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記凹凸構造の凸部の頂部を通り凸部の立設方向に沿う凸部軸と、前記導電体の頂部を通り立設方向に沿う導電体軸とが異なり、前記導電体の少なくとも一部が前記凹凸構造の凸部の頂部より上方に存在することが好ましい。
【００１５】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記基材が樹脂であることが好ましい。
【００１８】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記接着性物質が粘着シートであることが好ましい。
【００２０】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記ワイヤグリッド偏光板を除くすべての構成部材の屈折率差が０．１以内であることが好ましい。
【００２１】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記一対のプリズムの屈折率が、前記凹凸構造上の接着性物質の屈折率よりも低いことが好ましい。
【００２２】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記凹凸構造上の接着性物質及び／又は前記凹凸構造の反対面の接着性物質が、粘着シートであることが好ましい。
【００２３】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記凹凸構造上の接着性物質及び／又は前記凹凸構造の反対面の接着性物質が、硬化型樹脂であることが好ましい。
【００２４】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記一対のプリズムのうち少なくとも一方が、樹脂材料を含んでなることが好ましい。
【００２５】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、前記一対のプリズムのうち少なくとも一方が、ガラスを含んでなることが好ましい。
【００２６】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、表面に設けられた光学機能層を、少なくとも一面に備えたことが好ましい。
【００２７】
本発明の偏光ビームスプリッターにおいては、プリズムの光弾性定数が１．５×１０−１１Ｐａ−１以下であることが好ましい。
【００２８】
本発明の投影型映像表示機器は、光源と、上記偏光ビームスプリッターと、反射型液晶表示素子と、を具備し、前記偏光ビームスプリッターは、前記光源から出光した光を透過及び反射して偏光分離し、前記偏光ビームスプリッターを透過または前記偏光ビームスプリッターで反射された偏光が前記反射型液晶表示素子に入光し、前記反射型液晶表示素子において変調された光を、前記偏光ビームスプリッターで透過または反射して映像を投影することを特徴とする。
【００２９】
本発明の投影型映像表示機器においては、前記偏光ビームスプリッターへの入光角度範囲が、中心角度±１０度以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ワイヤグリッド偏光板の導電体を接着性物質で包埋しても平行透過率と偏光分離特性（偏光度）の低下を小さくすることができ、平行透過率と偏光分離特性（偏光度）が良好なワイヤグリッド偏光板及びこれを用いた偏光ビームスプリッターを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る偏光ビームスプリッターの具体例の一態様を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の導電体の形状の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施の形態について、添付図面を参照して以下詳細に説明する。
【００３３】
＜ワイヤグリッド偏光板＞
本発明に係るワイヤグリッド偏光板は、１５０ｎｍ以下の間隔（ピッチ）をもって所定の方向に延在する凹凸構造を有する基材と、凹凸構造の凸部の一方側面に偏在するよう設けられた導電体を有する。また、基材の凹凸構造が延在する方向（以下、「延在方向」ともいう）に垂直断面（以下、単に「垂直断面」ともいう）において、凹凸構造の凸部の最高部から高さ方向に１／１０下った位置の基材凸部の幅は、基材表面の凹部の最低部から高さ方向に１／１０上った位置の基材凸部の幅に対して０．４５倍以下である。以下、図１を参照して本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の一例について説明する。
【００３４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板１の断面模式図である。なお、図１においては、ワイヤグリッド偏光板１の基材１１の凹凸構造の延在方向に対する垂直断面を模式的に示している。図１に示すように、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板１は、対向する一対の主面を有し、一方の主面に所定に間隔（ピッチＰ１）をもって所定の方向に延在する凹凸構造が形成された基材１１と、基材１１表面の凹凸構造の凸部１１ａの一方の側面１１ｂに偏在するように設けられた導電体１２とを有する。なお、基材１１の凹凸構造は、必ずしも基材１１の主面に設ける必要はなく、端面に設けてもよい。
【００３５】
基材１１の凸部１１ａは、１５０ｎｍ以下のピッチＰ１で設けられる。この基材１１の凸部１１ａは、基材１１の凸部１１ａの最高部１１ｃと凹部１１ｄの最低部１１ｅとの間の高さＨにおいて、凸部１１ａの最高部１１ｃから高さ方向に１／１０Ｈ下がった位置における幅Ｔｈが、凹部１１ｄの最低部１１ｅから１／１０Ｈ上った位置の幅Ｔｌに対して０．４５倍以下となっている。なお、導電体１２は、基材１１上に有する凹凸構造の凸部１１ａのいずれか一方の側面１１ｂに、選択的に設けることが好ましい。
【００３６】
基材１１表面の凹凸構造は、垂直断面において、正弦波形状であることが好ましい。正弦波形状とは、凹部１１ｄと凸部１１ａの繰り返しからなり、放物線のようになだらかに曲率が変化する曲線部を意味し、それは、台形形状、矩形形状、方形形状や、半円状などの正弦波形状であってもよい。これらの断面形状の曲線部は湾曲した曲線であればよく、例えば、凸部１１ａにくびれがある形状も正弦波形状に含む。凹凸構造の形状により、基材１１の表面にある凹凸形状の凸部１１ａの頂部から凹部１１ｄの底部にかけての凸部１１ａの一方の側面１１ｂに、斜め蒸着法で連続した導電体を形成することが容易となる。また、凹凸構造の形状に対して、斜め蒸着法と等方性エッチングで導電体１２を形成することにより、垂直断面における凸部１１ａの頂部より上方の導電体１２の側面１２ａは基材１１表面の垂直方向に対して傾斜する。このため、導電体１２は先細った形状とすることができ、先端形状が三角形に似た尖鋭形状の導電体１２を形成することが容易となる。このような導電体１２を形成することで、接着性物質で包埋した際の平行透過率及び偏光度の低下の抑制が可能となる。
【００３７】
また、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板１の導電体１２においては、上記凹凸構造の形状により、基材１１表面の垂直方向に対して傾斜させることもでき、傾斜入光時の平行透過率が優れるワイヤグリッド偏光板１を作製することで、好ましい特性を呈する偏光ビームスプリッターを提供することが可能となる。
【００３８】
また、上述の製法により、垂直断面における基材１１表面の凹凸構造の凸部１１ａの最高部１１ｃから高さ方向に１／３下った位置において、導電体１２の幅Ｔ（ここで幅Ｔとは、基材１１表面に平行な方向での導電体１２の厚みをいう）を、凸部１１ａの幅Ｔｍ（ここで幅Ｔｍとは、基材１１表面に平行な方向での基材１１の厚みをいう）以上とすることが容易となり、これにより、ワイヤグリッド偏光板１の導電体１２の体積を増加させることができる。接着性物質で包埋した場合の導電体の層の有効屈折率は、導電体の体積に応じて変化し、導電体の体積を増加させることで接着性物質、あるいは基材との屈折率差を大きくすることができるため、偏光特性の低下を抑制できる。なお、凸部１１ａの幅Ｔｍ及び導電体１２の幅Ｔは、垂直断面における基材１１表面の凹凸構造及び導電体１２の形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、任意に選択した３つの凸部１１ａに関する凸部１１ａ及び凸部１１ａに偏在する導電体１２の基材１１表面の平行方向の幅を測定し、その平均値を用いる。
【００３９】
また垂直断面において、凹凸構造の凸部１１ａの頂部を通り凸部１１ａの立設方向に沿う凸部軸Ａ１（図１の一点鎖線参照）と、導電体１２の頂部を通り立設方向に沿う導電体軸Ａ２（図１の二点鎖線参照）とは異なる（重畳しない）構成であることが好ましい。これにより、導電体１２と基材１１の接触面積を増やすことができるため、導電体１２の剥離を防止でき、また、高さが高い導電体１２を形成し易くなるため、ワイヤグリッド偏光板１の偏光分離特性を向上できる。
【００４０】
また、導電体１２の少なくとも一部が、凹凸構造の凸部１１ａの頂部より上方に存在する構成であることが好ましく、凸部１１ａの高さＨに対して１．１倍以上上方に導電体１２の頂部が存在することがさらに好ましい。導電体１２を基材１１の凸部１１ａの頂部より上方に、伸びるよう設けることで導電体１２の体積を増加させることができ、その結果、ワイヤグリッド偏光板１の偏光分離特性は向上し、光の損失を減らすことができる。なお、導電体１２の形状は、少なくとも基材１１の凸部１１ａの頂部から上方に突出する形状であればよく、導電体１２の体積を増加でき、偏光分離特性を向上できる範囲であれば適時変更可能である。
【００４１】
（基材）
基材１１としては、例えば、ガラスなどの無機材料や樹脂材料を用いることができる。中でも樹脂材料を用いて基材１１を形成することにより、ロールプロセスが可能になる、ワイヤグリッド偏光板１にフレキシブル性（屈曲性）を持たすことができる、等のメリットがあるため好ましい。基材１１として用いることができる樹脂としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ）、架橋ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂などの非晶性熱可塑性樹脂や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの結晶性熱可塑性樹脂や、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂や熱硬化型樹脂が挙げられる。また、ＵＶ硬化型樹脂や熱硬化型樹と、ガラスなどの無機基板、上記熱可塑性樹脂、トリアセテート樹脂、トリアセチルセルロース樹脂とを組み合わせたり、単独で用いて基材１１を構成させたりすることもできる。また、基材１１と導電体１２の密着性を向上させるための薄膜を、基材１１の表面に備えても構わない。
【００４２】
また、基材１１の垂直断面において、凹凸構造は正弦波形状であることが好ましい。また、基材１１は、目的とする波長領域において実質的に透明であればよい。なお、所定の方向に延在するとは、凹凸構造が所定の方向に実質的に延在していればよく、凹凸構造の凹部１１ｄと凸部１１ａの各々が厳密に平行に延在している必要はない。また凹凸構造の間隔は、１５０ｎｍ以下が好ましく、等間隔であることが好ましい。なお、等間隔であるとは、実質的に等間隔であればよく、±１０％程度までのばらつきは許容できる。
【００４３】
表面に凹凸構造を有する基材１１の製造方法は特に限定されない。例えば、本出願人の出願による特許第４１４７２４７号公報に記載の製造方法を挙げることができる。特許第４１４７２４７号公報によれば、干渉露光法を用いて作製した凹凸構造を有する金属スタンパを用いて、凹凸構造を熱可塑性樹脂に熱転写し、凹凸構造を付与した熱可塑性樹脂の凹凸構造の延在方向と平行な方向に自由端一軸延伸加工を施す。その結果、熱可塑性樹脂に転写された凹凸構造のピッチが縮小され、微細な凹凸構造を有する樹脂版（延伸済み）が得られる。続いて、得られた微細な凹凸構造を有する樹脂版（延伸済み）から、電解メッキ法などを用いて、微細な凹凸構造を有する金属スタンパを作製する。この金属スタンパにより、基材１１表面に微細な凹凸構造を転写、形成することで、凹凸構造を有する基材１１を得ることが可能となる。その他、微細な凹凸構造を半導体製造のフォトリソグラフィを応用して作製したシリコン系基板等を用いる方法がある。例えば、微細な凹凸構造を有するシリコン系基板を鋳型として、微細な凹凸構造を表面に有する樹脂版を作製する。樹脂版から、電解メッキ法などを用いて、微細な凹凸構造を有する金属スタンパを作製することも可能である。
【００４４】
垂直断面における凹凸構造の形状が矩形形状である金属スタンパを用いて、凹凸構造を熱可塑性樹脂に熱転写し、凹凸構造を付与した熱可塑性樹脂の凹凸構造の延在方向と平行な方向に自由端一軸延伸加工を施した場合、延伸加工による凹凸構造の変化に伴い、凹凸構造の断面形状を正弦波形状とすることができる。ここで、得られた微細な凹凸構造を有する樹脂版（延伸済み）から、電解メッキ法などを用いて、微細な凹凸構造を有する金属スタンパを作製した場合、それは、垂直断面における凹凸構造の形状が正弦波形状となる凹凸構造を転写、形成できる金属スタンパとすることができる。
【００４５】
垂直断面における凹凸構造の形状が正弦波形状であり、且つ垂直断面における凹凸構造の凸部１１ａの最高部１１ｃから高さ方向に１／１０Ｈ下った位置の基材１１の凸部１１ａの幅Ｔｈが、基材１１表面の凹部１１ｄの最低部１１ｅから高さ方向に１／１０Ｈ上った位置の基材１１の凸部１１ａの幅Ｔｌに対して０．４５倍以下とした凹凸構造の形状を転写、形成できる金属スタンパの作製方法としては、例えば、以下のような方法を挙げることができる。
【００４６】
まず、垂直断面における凹凸構造の形状が矩形形状である金属スタンパを用いて、凹凸構造を熱可塑性樹脂に熱転写し、凹凸構造を付与した熱可塑性樹脂の凹凸構造の延在方向と平行な方向に自由端一軸延伸加工を施す。次に、得られた微細な凹凸構造を有する樹脂版（延伸済み）表面の一方の主面（凹凸構造形成面）に、ＵＶ−オゾンによる表面処理を施し、電解メッキ法などを用いて、微細な凹凸構造を有する金属スタンパを作製する。このようにして、垂直断面における凹凸構造の形状が正弦波形状であり、且つ垂直断面における基材１１表面の凹凸構造の凸部１１ａの最高部１１ｃから高さ方向に１／１０Ｈ下った位置の凸部の幅Ｔｈが、凹部１１ｄの最低部１１ｅから高さ方向に１／１０Ｈ上った位置の凸部１１ａの幅Ｔｌに対して０．４５以下となる凹凸構造の形状を転写、形成できる金属スタンパを作製することができる。
【００４７】
なお、微細な凹凸構造を有する樹脂版（延伸済み）の凹凸構造形成面に表面処理を実施する方法としては制限がなく、ＵＶ−オゾン法、コロナ放電法、プラズマ法、ドライエッチング法等を用いることができる。なお、垂直断面における所望の凹凸構造を有する金属スタンパの作製方法は、前述した方法に限定されるものでなく、例えば、表面処理を実施する対象を微細な凹凸構造を有する樹脂版（延伸済み）から金属スタンパに変更し、金属スタンパの凹凸構造形成面を表面処理するといった方法や、フォトリソグラフィによる微細加工を用いて所望の凹凸形状を有した鋳型を作製し、表面処理を不要なものとするといった方法も容易に考案できる。
【００４８】
（導電体）
導電体１２は、基材１１の表面のうち、凹凸構造が形成された主面（以下、「凹凸構造形成面」ともいう）に設けられている。前述したように、表面に凹凸構造が形成された基材１１上に導電体１２を設ける場合には、凸部１１ａの一方の側面１１ｂに接し、上部が基材１１の凸部１１ａの頂部より上方に伸びるように設けることが好ましい。
【００４９】
導電体１２は、所定の方向に延在する基材１１表面の凹凸構造の凸部１１ａと概略平行に所定の間隔（周期）をもって直線状に形成されるが、この直線状の導電体１２の周期が可視光の波長よりも小さい場合、導電体１２に対して平行方向に振幅する偏光成分を反射し、垂直方向に振幅する偏光成分は透過する偏光分離部材となる。導電体１２としては、アルミニウム、銀、銅、白金、金またはこれらの各金属を主成分とする合金を使用することができ、斜めスパッタリング法や斜め蒸着法により形成することができる。特に、アルミニウムもしくは銀を用いて導電体を形成することにより、可視域光の吸収損失を小さくすることができるため、好ましい。
【００５０】
一般にワイヤグリッド構造を有する偏光板は、導電体１２の間隔（ピッチＰ２）が小さくなるほど幅広い波長帯域で良好な偏光特性を示す。導電体１２が空気（屈折率１．０）と接し、接着性物質で包埋されない場合には、導電体１２のピッチＰ２を対象とする光の波長の１／４〜１／３とすることで、実用的に十分な偏光特性を示すことになるが、導電体を接着性物質で包埋する場合、接着性物質の屈折率の影響を考慮して、対象とする光の波長の１／５〜１／４のピッチＰ２とすることがさらに好ましい。このため、可視光領域の光の利用を考慮する場合、ピッチＰ２を１５０ｎｍ以下とすることが好ましく、さらに好ましくは１３０ｎｍ以下とすることであり、最も好ましくは１００ｎｍ以下とすることである。
【００５１】
＜導電体形成方法＞
導電体１２の形成方法は、生産性や光学特性等を考慮し、凹凸構造を有した基材１１表面の垂直方向に対して傾斜した方向から蒸着を行う、斜め蒸着法を用いることが好ましい。斜め蒸着法とは、基材１１の垂直断面において、蒸着源が基材１１表面の垂直方向に対して、所定の入射角度を持ちながら金属を蒸着、積層させていく方法である。入射角度は、凹凸構造の凸部１１ａと作製する導電体１２の断面形状から好ましい範囲が決まり、一般には、５°〜４５°が好ましく、より好ましくは５°〜３５°である。さらに、蒸着中に積層した金属の射影効果を考慮しながら、入射角度を徐々に減少または増加させることは、導電体１２の高さなど断面形状を制御する上で好適である。なお、基材１１表面が湾曲している場合には、基材１１表面の法線方向に対して傾斜した方向から蒸着を行うこととしてもよい。
【００５２】
具体的には、特定方向に所定のピッチをもって概略平行に延在する凹凸構造を表面に有した基材１１表面の被蒸着領域の中心における垂直方向に対して５°以上４５°未満となる方向に蒸着源の中心を設け、凹凸構造上に導電体１２を形成する。さらに好ましくは、基材１１表面の被蒸着領域の中心における垂直方向に対して５°以上３５°未満となる角度方向に蒸着源の中心を設けることである。これにより、導電体１２を、基材１１表面の凹凸構造の凸部１１ａのいずれか一方側面１１ｂに選択的に設けることが可能となる。なお、基材１１を搬送しながら蒸着する場合には、ある瞬間における被蒸着領域の中心と蒸着源の中心が前述した条件となるように蒸着を行ってもよい。
【００５３】
前述した斜め蒸着法を用いた場合、基材１１表面の凹凸構造の凸部１１ａと導電体１２の延在方向は等しくなる。導電体１２の形状を達成するための金属蒸着量は、凹凸構造の凸部１１ａの形状によって決まるが、一般には、平均蒸着厚みは５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。ここでいう平均厚みとは、平滑ガラス基板上にガラス面に垂直方向から物質を蒸着させたと仮定した時の蒸着物の厚みのことを指し、金属蒸着量の目安として使用する。
【００５４】
また、光学特性の観点から、不要な導電体はエッチングにより除去することが好ましい。エッチング方法は、基材１１や誘電体層に悪影響を及ぼさず、導電体部分が選択的に除去できる方法であれば特に限定は無いが、生産性の観点及び導電体１２の形状制御の観点から、等方性エッチングが好ましく、例えば、アルカリ性の水溶液に浸漬させるエッチング方法が好ましい。
【００５５】
（誘電体）
本実施の形態で示すワイヤグリッド偏光板１において、基材１１を構成する材料と導電体１２との密着性向上のため、両者の間に両者と密着性が高い誘電体材料を含んでなる誘電体層を好適に用いることができる。例えば、二酸化珪素などの珪素（Ｓｉ）の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体またはその複合物（誘電体単体に他の元素、単体または化合物が混じった誘電体）や、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニア（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、バリウム（Ｂａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）などの金属の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体またはそれらの複合物を用いることができる。誘電体材料は、透過偏光性能を得ようとする波長領域において実質的に透明であればよい。誘電体材料の積層方法には特に限定は無く、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理的蒸着法を好適に用いることができる。
【００５６】
（基板）
凹凸構造を有する基材を保持するものとして、基板を用いることも可能である。基板としては、ガラスなどの無機材料や樹脂材料を用いることができるが、ロールプロセスによりワイヤグリッド偏光板１の製造が可能となり、また他光学部材との接着が容易となる平板状の樹脂材料を用いることが好ましい。また、基板により基材を保持する方法としては、特に限定はなく、例えば後述する接着性物質の使用や、加熱による融着などが挙げられる。
【００５７】
樹脂材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ）、架橋ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、トリアセチルセルロース樹脂（ＴＡＣ）等や、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂や熱硬化型樹脂が挙げられる。また、ＵＶ硬化型樹脂や熱硬化型樹脂と、ガラスなどの無機基板、熱可塑性樹脂等を組み合わせたり、単独で用いたりしてもよい。
【００５８】
基板の面内位相差は、偏光度低下を避けるため、所定の波長における面内位相差値を低くすることが好ましく、例えば可視光の利用を考えるのであれば、波長５５０ｎｍにおける位相差値を３０ｎｍ以下とすることが好ましい。さらに好ましくは、１５ｎｍ以下である。また、ワイヤグリッド偏光板１が与える偏光の偏光度の面内ムラ発生を防止するため、基板面内の任意の２点における位相差値管理が必要であり、例えば可視光の利用を考えるのであれば、波長５５０ｎｍにおける面内位相差値差が１０ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは位相差値差５ｎｍ以下である。このような特性を有する基板としては、トリアセチルセルロース樹脂（ＴＡＣ）、シクロオレフィンポリマー樹脂（ＣＯＰ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などがあり、これらの樹脂材料を用いることが好ましい。
【００５９】
（接着性物質）
本発明においては、接着性物質でワイヤグリッド偏光板１の基材１１表面に形成された導電体１２を包埋するために、ワイヤグリッド偏光板１の凹凸構造上に接着性物質を介して光学部材を設けることが好ましい。これにより、導電体１２の傷付き防止が可能になる等の効果が期待できる他、光学部材等とワイヤグリッド偏光板の重畳が可能になり、ワイヤグリッド偏光板を用いたキューブ型偏光ビームスプリッターの作製を容易とすることができる。また、ワイヤグリッド偏光板１の凹凸構造形成面及び凹凸構造形成面の反対面の少なくとも一方の面に、接着性物質を介して光学部材が設けることが好ましい。
【００６０】
なお、導電体１２を接着性物質で包埋するとは、実質的に導電体１２を接着性物質で包埋していればよく、例えば、導電体１２を非接着性物質で包埋した後に非接着性物質を接着性物質で覆っていれば、導電体１２を接着性物質で包埋していると見なすことができる。接着性物質としては、特に制限は無く、目的とする波長領域において実質的に透明であればよい。例えば、ＵＶの照射により硬化するＵＶ硬化型樹脂や、加熱処理によって硬化する熱硬化型樹脂、粘着剤をシート状にした粘着シートを用いることができる。その他、硬化処理前は粘着シートと同様の性状を示すが、硬化処理によって架橋密度が変化し、硬化する粘接着シートといった接着性物質を用いることもできる。
【００６１】
また、導電体構造面（凹凸構造）に接着性物質を設けて導電体１２を包埋する場合には、接着性物質に酸を極力含まない材料を用いることが好ましい。酸を極力含まない材料でワイヤグリッド偏光板１の導電体１２を被覆することにより、接着性物質に含まれる酸に起因した導電体１２の劣化が生じる可能性を小さくすることができる。あるいは、例えば、ワイヤグリッド偏光板の導電体構造面に透光性に優れるバリア層をあらかじめ形成し、接着性物質を設けることも有効である。
【００６２】
接着性物質を介してワイヤグリッド偏光板１の両主面と光学部材等とを接着する場合、少なくとも一方の接着性物質が粘着シートであることが好ましい。これは、粘着シートを用いることで接着時に発生する収縮等の応力を緩和させ、作製した接着体の複屈折率が上昇することを抑制するためである。粘着シートとしては、ガラスに対する粘着力が１．５Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましく、更に好ましくは、５．０Ｎ／２５ｍｍ以上である。これにより、温度及び湿度が変化する環境下での長期間の使用で粘着シートは剥離し難いものとなるため、十分な長期信頼性を得ることができる。また、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂等の樹脂からなる粘着シートは、光学特性や接着力、コストなどの観点から好ましい。
【００６３】
また、接着性物質を介してワイヤグリッド偏光板の一方の主面及び他方の主面と光学部材等とを接着する場合、少なくとも一方の接着性物質が硬化型樹脂であることが好ましい。これは、例えば、接着する光学部材が剛体同士の場合、液状である硬化型樹脂を塗布し、気泡が混入しないようにして剛体である光学部材を重畳した後に硬化型樹脂を硬化させるといった作業を通常環境下（大気圧下）で実施することができるため、作業性が向上する。なお硬化型樹脂としては、粘度と硬化処理方法の観点から、ＵＶ硬化型樹脂を用いることが好ましい。ＵＶ硬化型樹脂の硬化処理前後での体積収縮率は、１０％以下とすることが好ましく、より好ましい体積収縮率は５％以下である。また粘度は、５０００ｍＰａ・ｓ（温度２５度）以下が好ましく、更に好ましくは、１０００ｍＰａ・ｓ（温度２５度）以下である。
【００６４】
（光学部材）
接着性物質を介してワイヤグリッド偏光板と接着する光学部材としては、特に制限は無く、目的とする波長領域において実質的に透明であれば、例えば、平板、プリズム、レンズ、フィルム等を用いることができる。また、表面に凹凸構造を施すことで拡散性を発現させたフィルムや、表面に微細な凹凸構造や誘電体を積層することによって反射防止性を付与したフィルムなど、特殊な光学特性を付与する機能層を表面に有した光学部材を用いることも可能である。
【００６５】
（偏光ビームスプリッター）
次に、図２を参照して、本発明の実施の形態に係る偏光ビームスプリッターについて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るキューブ型偏光ビームスプリッターの模式図である。図２に示すように、本実施の形態に係るキューブ型偏光ビームスプリッター２は、上記実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板２２と、ワイヤグリッド偏光板２２上に設けられた一対のプリズム２１ａ、２１ｂと、を備える。ワイヤグリッド偏光板２２の凹凸構造上（一方の主面２２ａ）及び基材の他方の主面２２ｂには、それぞれ接着性物質（不図示）が設けられており、この接着性物質を介して基材１１の一方の主面２２ａとプリズム２１ａとが接着され、他方の主面２２ｂとプリズム２１ｂとが接着されている。このように、接着性物質を介してプリズム２１ａ、２１ｂとワイヤグリッド偏光板２２とを接着することで、ワイヤグリッド偏光板２２を用いた偏光ビームスプリッター２を作製することができる。ここで、プリズム２１ｂと接着される他方の主面２２ｂは、凹凸構造が形成されていない平坦面であってもよい。
【００６６】
プリズム２１ａ，２１ｂとしては、ワイヤグリッド偏光板２２の両主面に対して、それぞれ接着できるものであれば、特に限定されず、概略三角柱形状や概略四角柱形状などの角柱形状や、その他各種形状のものを用いることが可能である。これらの中でも、概略三角柱形状のプリズムを用いることが好ましく、上面及び底面が二等辺三角形の三角柱のプリズムを用いることがより好ましく、キューブ型偏光ビームスプリッターを作製する観点から、上面及び底面が直角二等辺三角形のプリズムを用いることがさらに好ましい。上面及び底面が直角二等辺三角形の三角柱形状のプリズムを用いる場合には、互いに直交する両側面と交差する斜面をワイヤグリッド偏光板２２の両主面に接着することが好ましい。例えば、図２に示した例では、一対のプリズム２１ａ，２１ｂは、一方のプリズム２１ａの斜面がワイヤグリッド偏光板２２の一方の主面に接着され、他方のプリズム２１ｂの斜面がワイヤグリッド偏光板２２の他方の主面に接着される。このように偏光ビームスプリッター２を構成することにより、平面視において、偏光ビームスプリッターの形状が概略矩形状となるので、キューブ型偏光ビームスプリッターを作製することが可能となる。なお、所望の形状を有する偏光ビームスプリッターを作製するために、用いるプリズムの形状は、適宜変更することが可能であり、また、用いる材料も自由に選択することができる。なお、キューブ型とは、ワイヤグリッド偏光板の一方の主面及び他方の主面とプリズムとが接着性物質を介して接着された形状を意味しており、必ずしも立方体形状を示すものではない。
【００６７】
一般に市販される立方体の偏光ビームスプリッターは、底面が直角二等辺三角形である三角柱状のプリズム２つと偏光分離層を形成する偏光材から構成され、偏光材はプリズムの上面と底面の斜辺と接する面に挟まれるが、本発明に係るワイヤグリッド偏光板２２を用いて同様の偏光ビームスプリッターを作製する場合、偏光材がワイヤグリッド偏光板２２となる。偏光材としてワイヤグリッド偏光板２２を用いる場合、ワイヤグリッド偏光板２２の導電体（不図示）の延在方向Ｄ１は自由に選択できるが、底面が直角二等辺三角形であるプリズムの底面に対して、ワイヤグリッド偏光板の導電体の延在方向Ｄ１が垂直の関係となるように配置することが、ワイヤグリッド偏光板２２およびこれを用いたキューブ型偏光ビームスプリッターの偏光透過特性及び偏光反射特性の観点から、好ましい。
【００６８】
本実施の形態に係るキューブ型偏光ビームスプリッター２においては、ワイヤグリッド偏光板２２を除くすべての構成部材の屈折率差を０．１以内にすることが好ましい。これにより、界面反射による透過率の低下を防止でき、偏光分離のできる入光角度範囲を広範囲なものとすることができる。
【００６９】
ワイヤグリッド偏光板は、特定方向に延在する導電体によって、偏光分離を行うため、入光角度の変化による偏光分離性能の変化は小さい。そのため、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板２２を偏光分離層に使用することで、入光角度の変化による偏光分離性能の変化が小さいキューブ型偏光ビームスプリッターとすることができる。
【００７０】
一般に、キューブ型偏光ビームスプリッターにおいては、プリズムに誘電体積層膜を成膜する。このため、誘電体の成膜時に、プリズムに加わる熱の影響を考慮すると、光弾性定数が１．５×１０−１１Ｐａ−１以下のプリズムを用いることが好ましい。しかしながら、このようなプリズムの多くは、屈折率が１．８０以上であり、また高価である。これに対して、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板２２を用いたキューブ型偏光ビームスプリッター２においては、誘電体積層膜のプリズムへの成膜といった工程が不要であり、またプリズム２１ａ，２１ｂとワイヤグリッド偏光板２２とを接着する接着性物質に粘着シートを用いるなど、接着時の応力を緩和した構成とすることも可能である。このため、光弾性定数が１．５×１０−１１Ｐａ−１以上のプリズムを用いることが可能となり、屈折率が１．８０以下の安価なプリズムも使用できる。
【００７１】
本実施の形態に係るキューブ型ビームスプリッター２においては、偏光分離にブリュースター角を利用せず、プリズムに誘電体積層膜を成膜しない。これにより、プリズム２１ａ、２１ｂ以外の構成部材の屈折率も自由に調整することが可能となり、構成部材の屈折率差を小さくすることができる。この結果、ワイヤグリッド偏光板２２を除くすべての構成部材の屈折率差を０．１以内とすることが可能となり、界面反射による透過率の低下防止や、偏光分離ができる入光角度範囲を広範囲なものとすることができる。
【００７２】
また、本実施の形態に係るキューブ型偏光ビームスプリッターにおいては、プリズムの屈折率が、ワイヤグリッド偏光板の凹凸構造上の接着性物質の屈折率よりも低いことが好ましい。これにより、入光角度を平行透過率が最大となる前記入光角度範囲に近づけることができ、平行透過率の向上が可能となる。
【００７３】
本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板２２においては、凹凸構造の凸部１１ａの最高部から高さ方向に１／１０下った位置の基材凸部１１ａの幅が、基材１１表面の凹部の最低部から高さ方向に１／１０上った位置の基材凸部１１ａの幅に対して０．４５倍以下となっているため、導電体１２を凹凸構造表面に対して相対的に傾斜させることが可能である。このため、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板２２を用いたキューブ型偏光ビームスプリッター２においては、導電体１２のこのような傾斜の影響によって、平行透過率は偏光分離層への入光角度が３５度から４０度でピークとなる入光角度依存性を持つ傾向がある。
【００７４】
通常、キューブ型偏光ビームスプリッター２においては、界面反射や偏光分離可能な入光角度範囲の影響を考慮すると、構成部材の屈折率差をできる限り０に近づけることが好ましい。一方で、本実施の形態に係るキューブ型偏光ビームスプリッター２においては、入光角度依存性の影響により、ワイヤグリッド偏光板２２を除くすべての構成部材の屈折率差を０．１以内とした場合は、屈折率差を０に近づけるよりも、入光角度を最適化するように屈折率を調整することで、偏光分離可能な入光角度範囲を損なうことなく、平行透過率をより向上できる。ここで、本実施の形態に係るキューブ型偏光ビームスプリッター２においては、一対のプリズム２１ａ，２１ｂ及び一対のプリズム２１ａ，２１ｂ間の構成部材の屈折率を自由に調整できるため、プリズム２１ａ，２１ｂの屈折率をワイヤグリッド偏光板２２の一方の主面２２ａを接着する接着性物質の屈折率よりも低くすることで、入光角度を平行透過率が最大となる入光角度範囲に近づけることができ、平行透過率の向上が可能となる。
【００７５】
なお、ワイヤグリッド偏光板２２を三角柱状のプリズムに接着する際、ワイヤグリッド偏光板２２の導電体（不図示）を包埋する接着性物質の屈折率は低いことが好ましい。これにより、ワイヤグリッド偏光板２２を用いたキューブ型偏光ビームスプリッターの偏光分離特性を向上させることができる。また、ワイヤグリッド偏光板２２の導電体を包埋する接着性物質は、架橋密度の低い樹脂、あるいは粘着シートからなることが好ましい。これにより、接着時等に発生しやすいワイヤグリッド偏光板の導電体の破壊を防止することができる。
【００７６】
上述した通り、本発明に係る偏光ビームスプリッター２の偏光分離層は、ワイヤグリッド偏光板２２により形成される。ワイヤグリッド偏光板２２の垂直断面において、隣り合う導電体（不図示）の形状は互いに近似し合い、一列で等間隔に整列することが、偏光分離特性上、好ましい。偏光ビームスプリッター２の偏光分離層は、ワイヤグリッド偏光板２２の導電体に由来する導電性物質が概略同一面上を概略同一方向に延在することとなるため、同様に、導電性物質が延在する方向と垂直な面において、隣り合う導電性物質の形状が互いに近似し合い、一列で等間隔に導電体を整列させることが可能となる。
【００７７】
また、ワイヤグリッド偏光板の垂直断面における基材表面の凹凸構造の凸部の最高部から凸部の高さ方向に１／１０下った位置及び凹凸構造の凹部の最低部から凸部の高さ方向に１／１０上った位置において、基材表面の面内方向（基材表面に対する平行方向）の直線を引くことで生じる導電体の輪郭との４つの交点のうち、凹凸構造の凸部と近接する２つの交点を結んだ直線及び残りの２つの交点を結んだ直線の傾きの符号は、同じであることが好ましい。なお傾きとは、垂直断面をｘ−ｙ平面座標系として取り扱い、その基材表面と平行の方向をｘ軸方向、その垂直方向をｙ軸方向とした場合、交点を結んだ各直線は、ｘ−ｙ平面座標系上の一次関数として表現できるが、この各直線を表現する一次関数の傾きのことを意味する。以下、図３を参照して本発明の実施の形態に係る偏光ビームスプリッターに用いられるワイヤグリッド偏光板の導電体の形状について詳細に説明する。
【００７８】
図３は、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の導電体の形状の説明図である。図３においては、ワイヤグリッド偏光板の凹凸構造の延在方向に対する垂直断面のＳＥＭ写真を示している。図３に示すように、凹凸構造の凸部と近接する２つの交点を結んだ直線Ｌ１及び残りの２つの交点を結んだ直線Ｌ２の２直線の方向から、垂直断面におけるワイヤグリッド偏光板の基材表面にある導電体が、基材表面に対する平行方向に対して、相対的に垂直方向へ伸びているのか、あるいは相対的に傾斜しているのかを理解することができる。つまり、直線Ｌ１と直線Ｌ２の傾きの符号が一致している場合、垂直断面における導電体は相対的に傾斜していて、その傾斜方向は、２つの直線Ｌ１、Ｌ２が示す方向となる。
【００７９】
本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板は、垂直断面において、基材表面にある凹凸構造の凸部が先細る形状であることが好ましいが、凸部の一方側面に偏在する導電体は、基材表面に対する平行方向に対して、相対的に傾斜し易い。ワイヤグリッド偏光板は、表面の導電体に入光する光の入光角度に応じて導電体の見かけ上の高さ（厚み）が変化し、導電体の高さ（厚み）が高く（厚く）なる方向から入光する場合の平行透過率と偏光特性は、相対的に高くなる。したがって、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板は、垂直断面における基材の垂直方向に対して、凹凸構造の凸部と近接する２つの交点及び残りの２つの交点を結んだ２つの直線Ｌ１、Ｌ２の方向から傾斜入光する光の平行透過率と偏光特性を高くすることができ、偏光層に傾斜入光する偏光ビームスプリッターに好ましく用いることができる。
【００８０】
また、本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板においては、垂直断面において導電体の形状が、凹凸構造の凸部の頂部における基材表面と平行な方向の導電体の幅に対して、凹部の最低部から凸部の高さ方向に１／１０上った位置における基材表面と平行な方向の導電体の幅を０．９倍以上とすることが好ましい。これにより、基材表面に対して傾斜した角度から入光する光の平行透過率及び偏光特性を高くできるため、偏光ビームスプリッターにより好ましく用いることができる。
【００８１】
逆に、表面の導電体に入光する光の入光角度に応じて導電体の見かけ上の高さ（厚み）が低く（薄く）なる方向から入光する場合の平行透過率と偏光特性は、相対的に低くなる。つまり、ワイヤグリッド偏光板の垂直断面において、導電体が相対的に傾斜する場合、基材表面に対する垂直方向（入光角度０度）を中心としたワイヤグリッド偏光板の平行透過率の角度依存性は、非対称性を示すこととなる。例えば、ワイヤグリッド偏光板の垂直断面において、基材表面に対する垂直方向を入光角度０度として、任意に設定した＋４５度から入光した場合の平行透過率と、−４５度から入光した場合の平行透過率は、異なる。
【００８２】
以上から、例えば、底面が直角二等辺三角形である三角柱状のプリズム２つとワイヤグリッド偏光板とを、接着性物質を介して接着することで作製したキューブ型偏光ビームスプリッターは、偏光ビームスプリッターが有する面のうち、入光した光を偏光分離することが可能な任意の面に対して、垂直方向から入光する所定の波長の光の平行透過率と、隣接する面に垂直方向から入光する所定の波長の光の平行透過率とは異なるといった特性を呈することとなる。
【００８３】
また、偏光ビームスプリッターの偏光層を形成するワイヤグリッド偏光板の凹凸構造の凸部と近接する２つの交点及び残りの２つの交点を結んだ２つの直線Ｌ１、Ｌ２の方向と、偏光層に入光する光の入光方向が、偏光層の垂直方向に対して同様の方向となるように偏光ビームスプリッターを配置することが、透過光の平行透過率と偏光特性の観点から、好ましい。
【００８４】
また、偏光ビームスプリッターは、光が入光あるいは出光する面にワイヤグリッド偏光板を設けることができる。反射型プロジェクターの光学系では、光源と偏光ビームスプリッターの間にプレ偏光板を、偏光ビームスプリッターと投射レンズの間にクリーンアップ偏光板を備えることがある。ワイヤグリッド偏光板を偏光ビームスプリッターの入出光面の表面に備えることで、入出光面の反射防止層が不要となる他、偏光ビームスプリッターを透過しない光のリサイクル率が向上する。
【００８５】
また、偏光ビームスプリッターは、光が入光する、または出光する面に光学機能層を備えることができる。光学機能層としては、レンズ効果の発現する凹凸構造、入出光する光の反射防止層、不要な光を吸収する光吸収層、吸収した光の波長を変換し発光する発光層、非透過光を吸収する偏光板等であり、偏光ビームスプリッターの使用方法に応じて、これらの機能を選択したり、複合的に用いたりすることができる。これにより、偏光ビームスプリッターを用いた反射型プロジェクターの映像光の明るさ、コントラストを改善でき、反射型プロジェクターの光学系を小型化することが可能となる。
【００８６】
また、偏光ビームスプリッターを構成するプリズムの材料に制限はなく、ガラス、樹脂等を用いることが可能である。ただし、光弾性定数は、温度変化等による複屈折性変化を抑制するため、１．５×１０−１１Ｐａ−１以下であることが好ましく、プリズムの面内及び厚み方向の位相差値は小さいことが好ましい。
【００８７】
（投影型映像表示機器）
投影型映像表示機器であるプロジェクターとしては、反射型液晶表示素子を利用した反射型液晶プロジェクターがある。反射型液晶プロジェクターとして、本発明に係る偏光ビームスプリッターが好適に用いられる。本発明に係る反射型液晶プロジェクターは、光源と、上記実施の形態に係る偏光ビームスプリッターと、反射型液晶表示素子と、を具備する。偏光ビームスプリッターは、光源から出光した光を透過及び反射して偏光分離した偏光を出光すると共に、反射型液晶表示素子において変調された光を透過または反射して出光する。本実施の形態に係る反射型液晶プロジェクターにおいては、偏光ビームスプリッターは、光源から出光した光を透過及び反射して偏光分離した偏光を出光し、反射型液晶表示素子が、偏光を変調した光を出光してから、偏光ビームスプリッターが、変調された光を透過または反射して出光することで映像を投影する。この偏光ビームスプリッターとして、本発明に係るワイヤグリッド偏光板を用いて作製されたキューブ型の偏光ビームスプリッターを用いることができる。
【００８８】
偏光ビームスプリッターは、ワイヤグリッド偏光板の垂直断面における基材表面の凹凸構造の凸部の最高部から凸部の高さ方向に１／１０下った位置及び凹凸構造の凹部の最低部から凸部の高さ方向に１／１０上った位置に水平方向の直線を引くことで生じる導電体の輪郭との４つの交点のうち、凹凸構造の凸部と近接する２つの交点を結んだ直線及び残りの２つの交点を結んだ直線の傾きの符号と、偏光ビームスプリッターの偏光層に入光する光の入光方向の傾きの符号が、同じとなるように配置することが好ましい。これは、ワイヤグリッド偏光板の垂直断面をｘ−ｙ平面座標系として取り扱い、その基材表面と平行の方向をｘ軸方向、その垂直方向をｙ軸方向とし、交点を結んだ各直線と光の入光方向を一次関数で表現した場合における各一次関数の傾きを同じとすることで、透過光の平行透過率と偏光特性を高くすることができる。
【００８９】
また、偏光ビームスプリッターを用いて反射型液晶プロジェクターを作製する場合、反射型偏光液晶表示素子から出光した光が偏光ビームスプリッターを透過することで映像を投影するように光学系を設計することが、投影する映像の品位向上の観点から、好ましい。
【００９０】
また、本発明に係るワイヤグリッド偏光板は、接着性物質で導電体を包埋しても光学特性の低下が小さいため、偏光ビームスプリッターは偏光分離特性に優れ、且つ偏光分離特性を低角度依存性とすることができる。したがって、偏光ビームスプリッターへの光の入光角度範囲を中心角度±１０度以上の広角としても、偏光分離特性の低下が生じることはない。偏光ビームスプリッターへの光の入光角度範囲を広角とすることにより、反射型液晶プロジェクターの投影レンズの選択肢は多くなり、反射型液晶プロジェクターの光学系の設計の自由度を高くすることが可能となる。なお入射角度範囲とは、入光する光の強度が最も高い入光角度における光の強度を１００とした際に、強度が５０以上である角度範囲をいう。
【００９１】
なお、本発明に係るワイヤグリッド偏光板は、可視光、近赤外光、そして赤外光の領域において、光学特性を損なうことなく用いることができるため、領域を用いる映像表示用途、ピックアップ用途やセンサー用途等において好ましく用いられる。ただし、上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。また、上記実施の形態における材質、数量などについては一例であり、適宜変更することができる。その他、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。
【実施例】
【００９２】
以下、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。まず、実施例中の測定値の測定方法について説明する。
【００９３】
＜透過率の測定及び偏光度の算出方法＞
平行透過率及び直交透過率は、日本分光社製ＶＡＰ−７０７０を用いて測定した。測定装置は光源近傍に測定用偏光子を備えるものとし、ワイヤグリッド偏光板の平行透過率及び直交透過率を測定する際は、ワイヤグリッド偏光板の凹凸構造を有する基材表面から入光するように配置した。
【００９４】
波長λにおける偏光度Ｐ’（λ）は、導電体に対して平行に振動する波長λの光の透過率をＩｍｉｎ、直交方向に振動する波長λの光の透過率をＩｍａｘとし、以下の関係式（１）から求めた。
Ｐ’（λ）＝［（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）］×１００  ％  （１）
【００９５】
＜面内位相差値の測定＞
面内位相差値の測定機器として、平行ニコル法を利用した偏光解析装置である王子計測機器社製ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用いた。測定光の波長を５５０ｎｍとし、入光角度が０度の場合の位相差値を面内位相差値とした。
【００９６】
＜粘着シートの接着強度測定方法＞
粘着シートの接着強度は、試験板をＳＵＳ鋼板からガラス板へと変更した以外は、ＪＩＳ−Ｚ−０２３７に則って測定した。両面に剥離フィルムを有する粘着シートを幅２５ｍｍに切り出し、その一方の面をＰＥＴフィルムに貼合して作製した試験片を、試験板であるガラス板に貼合した。試験板に貼合し、２０分間室温放置後、引張試験機（剥離速度３００ｍｍ／分、剥離角度１８０°の条件）を用いてガラスと粘着剤の接着力を測定した。
【００９７】
＜屈折率の測定方法＞
屈折率の測定は、メトリコン社製レーザー屈折計モデル２０１０を用いて、測定対象のサンプルを２４時間、２５度の恒温室で養生した後、屈折率を測定した。同装置による波長５３２ｎｍ、６３２．８ｎｍ及び８２４ｎｍの屈折率の測定結果からコーシーの分散式を利用して屈折率の波長分散図を求め、波長５８９ｎｍの屈折率を求めた。なお、硬化型樹脂につては、硬化型樹脂を硬化させた後、屈折率測定を行った。
【００９８】
（ワイヤグリッド偏光子の作製方法）
次に、本実施例で用いたワイヤグリッド偏光板の作製方法について以下に説明する。
【００９９】
（金型の作製）
凹凸構造が一方向に延在し、垂直断面における凹凸構造が矩形形状であり、ピッチが１６０ｎｍ、１４５ｎｍ、１３０ｎｍ、１００ｎｍの各シリコン系基板を、半導体製造のフォトリソグラフィを応用して作製した。ＰＥＴフィルム（Ａ−４３００：東洋紡社製）上にアクリル系ＵＶ硬化型樹脂（屈折率１．５２）を約３μｍ塗布し、シリコン系基板の凹凸構造形成面がＵＶ硬化型樹脂と接するようにして、重畳した。中心波長が３６５ｎｍであるＵＶランプを操作して、ＰＥＴフィルム側から１０００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ照射を行い、シリコン系基板の凹凸構造をＰＥＴフィルム上に転写した。得られたＰＥＴフィルムの凹凸構造形成面に、導電化処理として、スパッタリングにより白金パラジウムで凹凸構造を被覆した後、それぞれにニッケルを電気メッキし、凹凸構造を表面に有するニッケルスタンパを作製した。下記表１に作製したニッケルスタンパを記載する。
【０１００】
【表１】
0006006479.tif 000002
【０１０１】
上記表１におけるニッケルスタンパのうち、ニッケルスタンパＡとニッケルスタンパＤは、凹凸構造を表面に有する転写フィルムを作製するための金型Ａ、金型Ｄとする。また、ニッケルスタンパＢ、Ｃ、Ｅ及びＦを用いて、熱プレス法により厚さ０．５ｍｍのシクロオレフィン樹脂（以下、ＣＯＰと略す）板の表面に凹凸構造を転写し、表面に凹凸構造を有したＣＯＰ板を作製した。
【０１０２】
ＣＯＰ板は、延伸によるピッチの縮小を行うため、ＣＯＰ板の表面にシリコーンオイルを塗布し、約８０℃の循環式空気オーブン中に３０分放置した。次いで、凹凸構造の延在方向が延伸方向となるようにしてＣＯＰ板を延伸機のチャックで固定し、その状態で１１３±１℃に温度調節された循環式空気オーブン中に延伸用ＣＯＰ板を１０分間放置した。その後、２５０ｍｍ／分の速度で、凹凸構造の間隔（ピッチ）が下記表２に示す所定のピッチとなるように延伸した。延伸終了後、延伸済みＣＯＰ板を室温雰囲気下に取り出し、チャック間の距離を維持したまま、延伸済みＣＯＰ板を冷却した。
【０１０３】
続いて、ニッケルスタンパＢ、Ｃ及びＦの表面の凹凸構造を転写し、表面に凹凸構造を有したＣＯＰ板を延伸して得られた延伸済みＣＯＰ板については、その凹凸構造形成面にＵＶ―オゾンによる表面処理を行った。紫外線表面処理装置（Ｐｈｏｔｏ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、型式：ＰＭ９０６Ｎ−２、セン特殊光源社製）を用いて、凹凸構造形成面に波長２５４ｎｍの照度が３４ｍＷ／ｃｍ２であるＵＶを３０秒間照射した。
【０１０４】
以上の延伸済みＣＯＰ板の表面と垂直断面における凹凸構造をＳＥＭで観察したところ、各ＣＯＰ板Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦの凹凸構造のピッチは下記表２に記載のようであった。
【０１０５】
【表２】
0006006479.tif 000003
【０１０６】
続いて、ＣＯＰ板表面Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦの凹凸構造形成面に、導電化処理として、スパッタリングにより白金パラジウムで凹凸構造を被覆した後、それぞれにニッケルを電気メッキし、凹凸構造を表面に有するニッケルスタンパを作製した。これを金型Ｂ、金型Ｃ、金型Ｅ及び金型Ｆとした。
【０１０７】
（ＵＶ硬化型樹脂を用いた表面に凹凸構造を有する転写フィルムの作製）
前述した各金型ＡからＦを用いて、表面に凹凸構造を有する転写フィルムの作製を行った。基材は、厚み８０μｍのトリアセチルセルロース系樹脂からなるＴＡＣフィルム（ＴＤ８０ＵＬ−Ｈ：富士フイルム社製）とし、ＴＡＣフィルムの波長５５０ｎｍにおける面内位相差値は３．５ｎｍであった。ＴＡＣフィルムにアクリル系ＵＶ硬化型樹脂（屈折率１．５２）を約３μｍ塗布し、ＴＡＣフィルムのＭＤ方向（フィルムの巻き取り方向、あるいは流れ方向）と金型の凹凸構造の延在方向が直交するようにして、ＴＡＣフィルム上に金型を重畳した。中心波長が３６５ｎｍであるＵＶランプを操作して、ＴＡＣフィルム側から１０００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ照射を行い、金型の凹凸構造をＵＶ硬化型樹脂上に転写した。ＴＡＣフィルムを金型から剥離し、ＵＶ硬化型樹脂からなる基材表面に凹凸構造を転写した転写フィルムを作製した。以上の操作を各金型に関して行い、下記表３に示す転写フィルムＡからＦを作製した。下記表３は、各転写フィルムの表面と垂直断面における凹凸構造をＳＥＭで観察した結果であり、下記表３における「凹凸構造」は、垂直断面における凹凸構造の形状を示す。「ピッチ」は凹凸構造の間隔（ピッチ）であり、「（ア）」は、垂直断面おいて、（基材表面の凹凸構造の凸部の最高部から高さ方向へ１／１０下った位置の凸部の幅）／（凹凸構造の凹部の最低部から高さ方向へ１／１０上った位置の凸部の幅）である。
【０１０８】
【表３】
0006006479.tif 000004
【０１０９】
（スパッタリング法を用いた誘電体層の形成）
次に各転写フィルムの凹凸構造を有する基材表面に、スパッタリング法により誘電体層として二酸化珪素を成膜した。スパッタリング装置条件は、Ａｒガス圧力０．２Ｐａ、スパッタリングパワー７７０Ｗ／ｃｍ２、被覆速度０．１ｎｍ／ｓとし、転写フィルム上の誘電体厚みが平膜換算で３ｎｍとなるように成膜した。
【０１１０】
（斜め蒸着法を用いた導電体の形成）
次に、各転写フィルムの凹凸構造を有する基材表面に、真空蒸着によりアルミニウム（Ａｌ）を成膜した。Ａｌの蒸着条件は、常温下、真空度２．０×１０−３Ｐａ、蒸着速度４０ｎｍ／ｓとした。Ａｌの厚みを測定するため、表面が平滑なガラス基板を転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板上のＡｌ厚みをＡｌ平均厚みとした。基材の凹凸構造の延在方向と垂直に交わる平面内において、凹凸構造を有した基材表面の法線に対して蒸着角を２０度とし、転写フィルムＡ及びＢはＡｌ平均厚みが１２０ｎｍとなるように、転写フィルムＣはＡｌ平均厚みが１００ｎｍとなるように、転写フィルムＤ、Ｅ及びＦはＡｌ平均厚みが９０ｎｍとなるように、各転写フィルムにＡｌを蒸着した。なお、ここでいう平均厚みとは、平滑ガラス基板上にガラス面に垂直方向から物質を蒸着させたと仮定した時の蒸着物の厚みのことを指し、蒸着量の目安として使用している。
【０１１１】
（不要Ａｌの除去）
次に不要Ａｌの除去を目的として、Ａｌを蒸着した各転写フィルムを０．１重量％水酸化ナトリウム水溶液に室温下で７０秒間浸漬させ、その後すぐに水洗し、フィルムを乾燥させた。このようにして各転写フィルムから得られたワイヤグリッド偏光板を、ワイヤグリッド偏光板ＡからＦとし、下記表４に示す。
【０１１２】
各ワイヤグリッド偏光板の垂直断面における凹凸構造及び導電体の形状を、ＳＥＭにて観察したところ、導電体は、基材上の凹凸構造の凸部の一方側面に偏在し、凹凸構造の凸部の頂部より導電体の一部が上方に存在していて、基材上の凹凸構造の凸部の頂部を通り、凸部の立設方向に沿う凸部軸と、導電体の頂部を通り、立設方向に沿う導電体軸は異なっていた。また、下記表４は、ＳＥＭで観察した各ワイヤグリッド偏光板の垂直断面における凹凸構造及び導電体の形状を記載した表である。下記表４における「凹凸構造」は、垂直断面における凹凸構造の形状、「ピッチ」は凹凸構造の間隔（ピッチ）、「（ア）」は、垂直断面おいて、基材表面の凹凸構造の凸部の最高部から凸部の高さの１／１０下った位置の凸部の幅に対する凹凸構造の凹部の最低部から凸部の高さの１／１０上った位置の凸部の幅の比であり、「（イ）」は、垂直断面おいて、基材表面の凹凸構造の凸部の最高部から凸部の高さの１／３下った位置の凸部の幅に対する導電体の幅である。
【０１１３】
【表４】
0006006479.tif 000005
【０１１４】
なお、ワイヤグリッド偏光板Ｂ、Ｃ及びＦの垂直断面における基材表面の凹凸構造の凸部の頂部より上方の導電体の形状は、凸部の頂部より上方の導電体の側面が基材の垂直方向に対して傾斜していて、その形状は先細りし、三角形に似た尖鋭形状であった。
【０１１５】
（実施例１、実施例２、比較例１〜比較例３）
垂直断面における凹凸構造の間隔が１４５ｎｍであるワイヤグリッド偏光板Ａ及びＢと、凹凸構造の間隔が１００ｎｍであるワイヤグリッド偏光板Ｄ、Ｅ及びＦを用いて、接着性物質による導電体の包埋前後の平行透過率及び直交透過率を測定した。なお、ワイヤグリッド偏光板への測定光の入光角度は、ワイヤグリッド偏光板に対して垂直方向とした。まず、各ワイヤグリッド偏光板の平行透過率及び直交透過率を測定後、ワイヤグリッド偏光板の一方の主面（導電体形成面）にアクリル系粘着シート（ＲＡ−６００Ｎ：スミロン社製）を貼合し、ＴＡＣフィルムのＭＤ方向とワイヤグリッド偏光板の透過軸方向が直交関係となるようにして、貼り合わせた。その後、室温２５度環境下で１日保管し、貼合したＴＡＣフィルムから測定光が入光するようにＶＡＰ−７０７０の測定台に備え、平行透過率及び直交透過率を測定した。なお、アクリル系粘着シート（ＲＡ−６００Ｎ：スミロン社製）の屈折率は１．４７であり、粘着力は６．８Ｎ／２５ｍｍであった。また、測定波長は、人間の目が光を強く感じるとされる波長５５５ｎｍとした。
【０１１６】
下記表５は、凹凸構造の間隔が１４５ｎｍであるワイヤグリッド偏光板Ａ及びＢの、粘着シート及びＴＡＣフィルムの貼合前後の平行透過率及び算出した偏光度の増減率である。下記表５における「平行透過率」は、粘着シートとＴＡＣフィルムの貼合前に対する貼合後の平行透過率の増減率（％）、「偏光度」は、粘着シートとＴＡＣフィルムの貼合前に対する貼合後の偏光度の増減率（％）を示す。ワイヤグリッド偏光板Ｂは、ワイヤグリッド偏光板Ａに比較して、導電体を接着性物質で包埋した場合の平行透過率及び偏光度の低下幅を小さくすることができた。
【０１１７】
【表５】
0006006479.tif 000006
【０１１８】
下記表６は、凹凸構造の間隔が１００ｎｍであるワイヤグリッド偏光板Ｄ、Ｅ及びＦの、粘着シート及びＴＡＣフィルムの貼合前後の平行透過率及び算出した偏光度の増減率である。ワイヤグリッド偏光板Ｅ及びＦは、ワイヤグリッド偏光板Ｄに比較して、導電体を接着性物質で包埋した場合の平行透過率の低下幅を小さくすることができた。しかし、ワイヤグリッド偏光板Ｅでは偏光度の低下を抑制できなかったが、ワイヤグリッド偏光板Ｆは偏光度の低下幅も小さくすることができた。
【０１１９】
【表６】
0006006479.tif 000007
【０１２０】
ワイヤグリッド偏光板ＢとＦの垂直断面における基材表面の凹凸構造は正弦波形状で、好ましい「（ア）」（０．４５以下）と好ましい「（イ）」（厚い、あるいは同等の幅）を有していた。また、垂直断面における基材表面の凹凸構造の凸部の頂部より上方の導電体の形状は、凸部の頂部より上方の導電体の側面が基材の垂直方向に対して傾斜していて、その形状は先細りし、三角形に似た尖鋭形状であった。以上のように、ワイヤグリッド偏光板ＢとＦは好ましい凹凸構造及び導電体の形状を有していたため、接着性物質による導電体の包埋による平行透過率及び偏光度の低下を抑制することができた。
【０１２１】
なお、ワイヤグリッド偏光板Ｂの凹凸構造の間隔（ピッチ）は１４５ｎｍであり、ワイヤグリッド偏光板Ｄのピッチは１００ｎｍであった。粘着シート及びＴＡＣフィルム貼合後の波長５５５ｎｍにおける偏光度は、ワイヤグリッド偏光板Ｂは９９．２％であったが、ワイヤグリッド偏光板Ｄは９９．０％であり、凹凸構造のピッチの大きなワイヤグリッド偏光板Ｂの偏光度が、ピッチの小さいワイヤグリッド偏光板Ｄより優れていた。従来、ワイヤグリッド構造を有する偏光板の偏光特性は、導電体の間隔（ピッチ）の効果が大きく、ピッチが小さくなるほど良好な偏光特性を示すとされてきたが、導電体の包埋時には、ピッチだけでなく、凹凸構造及び導電体の形状も重要な要素となることが、本結果より理解でき、本発明に係るワイヤグリッド偏光板の垂直断面における凹凸構造及び導電体の形状を調整し（ア）を０．４５以下とすることで、偏光度の低下を抑止する顕著な効果を得ることができた。
【０１２２】
（実施例３、実施例４、実施例５）
ワイヤグリッド偏光板Ｂ、Ｃ、またはＦと、底面が直角二等辺三角形である三角柱状のＰＭＭＡ樹脂からなるプリズムを用いて、偏光ビームスプリッターを作製し、その平行透過率及び直交透過率の測定結果から偏光度を算出した。底面が直角二等辺三角形である三角柱状のプリズム２つとワイヤグリッド偏光板のうち一つを用い、ワイヤグリッド偏光板の一方の主面（凹凸構造形成面）にはアクリル系粘着シート（ＲＡ−６００Ｎ：スミロン社製）を介して、ワイヤグリッド偏光板の基板面（凹凸構造形成面の反対面）にはＵＶ硬化型樹脂（ＬＣＲ０６４３：東亜合成社製）を介してプリズムの互いに直交する両側面と交差する斜面を接着し、キューブ型偏光ビームスプリッターを作製した。なお、底面が直角二等辺三角形であるプリズムはＰＭＭＡ樹脂板（カナセライト１３００クリア：カナセ工業社製）を切削して作製し、その底面（直角二等辺三角形形状面）に対して、ワイヤグリッド偏光板の導電体の延在方向が、垂直の関係となるように配置した。また、ＵＶ硬化型樹脂（ＬＣＲ０６４３：東亜合成社製）の屈折率は１．４９であった。
【０１２３】
作製したキューブ型偏光ビームスプリッターのうち、ワイヤグリッド偏光板Ｂを用いた偏光ビームスプリッターを偏光ビームスプリッターＢ、ワイヤグリッド偏光板Ｃを用いたものを偏光ビームスプリッターＣ、ワイヤグリッド偏光板Ｆを用いたものを偏光ビームスプリッターＦとした。
【０１２４】
下記表７は、各偏光ビームスプリッターの波長４６５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６３０ｎｍにおける平行透過率及び直交透過率を測定し、各偏光ビームスプリッターを透過する各波長の光の偏光度を算出した結果である。なお、偏光ビームスプリッターの偏光層への測定光の入光角度は概略４５度であった。以下表７において、「ピッチ」は偏光ビームスプリッターに用いられたワイヤグリッド偏光板の垂直断面における凹凸構造の間隔（ピッチ）であり、「４６５ｎｍ」は波長４６５ｎｍの偏光度、「５５５ｎｍ」は波長５５５ｎｍの偏光度、「６３０ｎｍ」は波長６３０ｎｍの偏光度である。
【０１２５】
【表７】
0006006479.tif 000008
【０１２６】
偏光ビームスプリッターＢ、Ｃ、またはＦに用いられた各ワイヤグリッド偏光板の垂直断面における凹凸構造及び導電体は、接着性物質によるワイヤグリッド偏光板の導電体の包埋に適した形状であったが、ピッチは異なっていた。上記表７のように、ピッチの大小で、波長４６５ｎｍという短波長側の光の偏光特性は大きな差を示し、ピッチ１４５ｎｍとピッチ１３０ｎｍの間には偏光特性の大きな差があり、また、ピッチ１３０ｎｍとピッチ１００ｎｍの間にも偏光特性の大きな差があるといえる。ピッチが１４５ｎｍである本発明に係るワイヤグリッド偏光板を用いた偏光ビームスプリッターの、人間の目が光を強く感じるとされる光の波長５５５ｎｍの偏光分離特性は良好であるため、偏光ビームスプリッターを用いることは可能であるが、好ましくは、ピッチが１３０ｎｍ以下である本発明に係るワイヤグリッド偏光板を用いることであり、さらに好ましくは、ピッチが１００ｎｍ以下である本発明に係るワイヤグリッド偏光板を用いることである。ピッチを１００ｎｍ以下とすると、接着性物質による波長４６５ｎｍの偏光度の低下はほぼ完全に抑止できた。
【０１２７】
（実施例６、比較例４）
ワイヤグリッド偏光板Ｂ、及び底面が直角二等辺三角形である三角柱形状のプリズム２つを用いてキューブ型偏光ビームスプリッターを作製した。プリズムとしては、硼珪酸ガラス（ＢＫ７：屈折率１．５２：実施例６）、もしくは光学用ガラス（Ｓ−ＦＰＬ５３：オハラ社製：屈折率１．４４：比較例４）からなるプリズムを用い、互いに直交する両側面に反射防止コートを施して使用した。ワイヤグリッド偏光板Ｂの一方の主面（凹凸構造形成面）にはＵＶ硬化型樹脂（ＯＰ−１０４５Ｋ：電気化学工業社製）（屈折率１．５５）を介して一方のプリズムの斜面を接着し、ワイヤグリッド偏光板Ｂの基板面（凹凸構造形成面の反対面）にはアクリル系粘着シート（ＲＡ−６００Ｎ：スミロン社製：屈折率１．４７）を介して他方のプリズムの斜面を接着した。なお、それぞれのプリズムに施した反射防止コートは、コート面の垂直方向より入光する場合に、同等の反射率となるよう設計した。合成石英もしくはＢＫ７のプリズムを用いたキューブ型偏光ビームスプリッターを、それぞれキューブ型偏光ビームスプリッターＢ２（ＢＫ７プリズム使用）、キューブ型偏光ビームスプリッターＢ３（Ｓ−ＦＰＬ５３プリズム使用）とした。なお、プリズムの底面（直角二等辺三角形形状面）に対して、ワイヤグリッド偏光板Ｂの導電体の延在方向が、垂直の関係となるように配置した。表８は、プリズムとプリズム間に存在するワイヤグリッド偏光板以外の構成部材における屈折率差の最大値および、波長４６５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６３０ｎｍにおける平行透過率を測定した結果である。
【０１２８】
【表８】
0006006479.tif 000009
【０１２９】
表８より、キューブ型偏光ビームスプリッターＢ２が、すべての波長でキューブ型偏光ビームスプリッターＢ３よりも高い透過率を示した。本結果から、キューブ型偏光ビームスプリッターのワイヤグリッド偏光板を除くすべての構成部材の屈折率差を０．１以下としたことで、界面反射による平行透過率の低下を抑制することができた。
【０１３０】
（実施例７、実施例８）
ワイヤグリッド偏光板Ｂ、及び底面が直角二等辺三角形である三角柱形状のプリズム２つを用いてキューブ型偏光ビームスプリッターを作製した。プリズムとしては、合成石英（屈折率１．４６：実施例７）もしくは、硼珪酸ガラス（ＢＫ７：屈折率１．５２：実施例８）からなるプリズムを用い、互いに直交する両側面に反射防止コートを施して使用した。ワイヤグリッド偏光板Ｂの一方の主面（凹凸構造形成面）にはＵＶ硬化型樹脂（ＬＣＲ０６４３：東亜合成社製：屈折率１．４９）を介して一方のプリズムの斜面を接着し、ワイヤグリッド偏光板Ｂの基板面（導電体構造の反対面）にはアクリル系粘着シート（ＲＡ−６００Ｎ：スミロン社製：屈折率１．４７）を介して他方のプリズムの斜面を接着した。なお、それぞれのプリズムに施した反射防止コートは、コート面の垂直方向より入光する場合に、同等の反射率となるよう設計した。合成石英もしくはＢＫ７のプリズムを用いたキューブ型偏光ビームスプリッターを、それぞれキューブ型偏光ビームスプリッターＢ４（合成石英プリズム使用）、キューブ型偏光ビームスプリッターＢ５（ＢＫ７プリズム使用）とした。なお、プリズムの底面（直角二等辺三角形形状面）に対して、ワイヤグリッド偏光板Ｂの導電体の延在方向が、垂直の関係となるように配置した。表９は、各偏光ビームスプリッターの偏光層への入光角度および、凹凸構造上の接着性物質の屈折率に対するプリズムの屈折率の高低、そして、波長４６５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６３０ｎｍにおける平行透過率を測定した結果である。
【０１３１】
【表９】
0006006479.tif 000010
【０１３２】
表９より、偏光層への入光角度が４３．９度となるキューブ型偏光ビームスプリッターＢ４が、すべての波長でキューブ型偏光ビームスプリッターＢ５よりも高い透過率を示した。特に４６５ｎｍでは、透過率が顕著に向上している。よって本結果より、本発明に係るワイヤグリッド偏光板を用いて、屈折率差を０．１以下とした場合は、プリズムの屈折率を、その一方の主面（導電体形成面）を包埋した接着性物質の屈折率よりも低くすることで、平行透過率の向上を達成できたと言える。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、導電体を接着性物質で包埋しても平行透過率と偏光分離特性（偏光度）の低下を小さくすることができ、平行透過率と偏光分離特性（偏光度）が良好なワイヤグリッド偏光板を実現できるという効果を有し、例えば、反射型液晶プロジェクターとして好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１３４】
１、２２  ワイヤグリッド偏光板
２  偏光ビームスプリッター
１１  基材
１１ａ  凸部
１１ｂ、１２ａ  側面
１１ｃ  最高部
１１ｄ  凹部
１１ｅ  最低部
１２  導電体
２１ａ、２１ｂ  プリズム
２２ａ  一方の主面
２２ｂ  他方の主面
【図１】
0006006479.tif 000011
【図２】
0006006479.tif 000012
【図３】
0006006479.tif 000013