(57)【要約】【課題】本発明は、製造工程を簡易化することができる偏光子およびその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】偏光子１は、光の照射によりポリマーＰに変化するモノマー１１ａと、金属微粒子１１ｂとを含んで構成される記録層１１を備えている。そして、記録層１１には、ポリマーＰが形成されるポリマー領域Ａ１と、ポリマー領域Ａ１よりも金属微粒子１１ｂが高濃度となる高濃度領域Ａ２とが交互に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の照射によりポリマーに変化するモノマーと、金属微粒子とを含んで構成される記録層を備え、
前記記録層に、前記ポリマーが形成されるポリマー領域と、前記ポリマー領域よりも前記金属微粒子が高濃度となる高濃度領域とが交互に配置されていることを特徴とする偏光子。
【請求項２】
光の照射によりポリマーに変化するモノマーと、金属微粒子とを含んで構成される記録層に、少なくとも２本の光の照射により干渉縞を形成することで、前記ポリマーが形成されるポリマー領域と、前記ポリマー領域よりも前記金属微粒子が高濃度となる高濃度領域とを交互に配置することを特徴とする偏光子の製造方法。
【請求項３】
前記偏光子に対し、所定形状の孔が形成されたマスクを通して、前記光の照射を行うことで、前記干渉縞を所定のパターンで形成することを特徴とする偏光子の製造方法。
【請求項４】
前記偏光子の一部に対して前記光を照射し、かつ、前記光を光軸とは異なる方向に前記偏光子に対して相対移動させることで、前記干渉縞を所定のパターンで前記記録層内に形成することを特徴とする請求項２に記載の偏光子の製造方法。
【請求項５】
前記光の照射による前記干渉縞の形成後に、光または熱による定着処理を行うことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の偏光子の製造方法。
【請求項６】
前記定着処理において、インコヒーレントな光を用いることを特徴とする請求項５に記載の偏光子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向に振動する光を透過し、一方向とは直交する他方向に振動する光を吸収する偏光子とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方向に振動する光を透過し、一方向とは直交する他方向に振動する光を吸収する偏光子として、ストライプ状に配列された光吸収体や金属薄膜などを備えた構造複屈折体を具備してなるものが知られている（特許文献１〜３参照）。そして、このような偏光子におけるストライプ状の光吸収体や金属薄膜などは、例えばフォトリソグラフィ技術によるパターニングやエッチングにより形成されるのが一般的であった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７９７３４号公報
【特許文献２】特開２００５−３３１６６６号公報
【特許文献３】特開２００６−１３３４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の偏光子は、パターニングやエッチングで光吸収体や金属薄膜などをストライプ状に形成するので、製造工程が複雑であるという問題があった。また、従来の偏光子は、ヨウ素等光異方性吸収体を配列して構成されることから、光を半分吸収してしまい、光量が低くなるため、任意の場所に任意の偏光能力を実現するのは困難であった。なお、金属をパターニングすることで製造される偏光子では、特定の偏光成分を反射するため、この反射された光の偏光方向を変えて再度偏光子を通すことで、光量アップの効果が得られるが、波長オーダーのパターニングを行うのは困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、製造工程を簡易化することができ、かつ、光量アップの効果が得られるとともに、波長オーダーのパターニングも行うことができる偏光子およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明に係る偏光子は、光の照射によりポリマーに変化するモノマーと、金属微粒子とを含んで構成される記録層を備え、前記記録層に、前記ポリマーが形成されるポリマー領域と、前記ポリマー領域よりも前記金属微粒子が高濃度となる高濃度領域とが交互に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
また、この偏光子の製造方法としては、光の照射によりポリマーに変化するモノマーと、金属微粒子とを含んで構成される記録層に、少なくとも２本の光の照射により干渉縞を形成することで、前記ポリマーが形成されるポリマー領域と、前記ポリマー領域よりも前記金属微粒子が高濃度となる高濃度領域とを交互に配置する方法を採用できる。ここで、ポリマー領域よりも金属微粒子が高濃度となる高濃度領域とは、正確には、ポリマー領域における金属微粒子の濃度よりも金属微粒子の濃度が高い領域をいう。
【０００８】
本発明によれば、記録層に少なくとも２本の光を照射すると、２本の光が干渉して強まった部分（干渉縞の明るい部分）に存在するモノマーが重合反応し、ポリマーに変化する。これにより、ポリマーが形成されたポリマー領域においては、モノマー濃度が低くなる。このように、モノマー濃度がポリマー領域において低くなると、記録層全体でモノマー濃度が均一になるように、低濃度となったポリマー領域に他の部分からモノマーが移動する。すると、今度は、ポリマー領域における各粒子（ポリマー、モノマーおよび金属微粒子）の濃度が高くなるため、この濃度が記録層全体で均一になるように、金属微粒子がポリマーに隣接する別領域に移動し、この領域が金属微粒子の高濃度領域となる。以上により、光を記録層に照射するだけで、金属微粒子の高濃度領域とポリマー領域とが交互に配置された偏光子が製造できるので、製造工程を簡易化することができる。また、金属微粒子でパターニングされるので、金属微粒子のパターンで反射された光を再利用でき、光量アップの効果を得ることができる。さらに、光の干渉を利用してパターニングを行うので、波長オーダーのパターニングも可能となる。
【０００９】
前記した製造方法においては、前記偏光子に対し、所定形状の孔が形成されたマスクを通して、前記光の照射を行うことで、前記干渉縞を所定のパターンで形成してもよい。また、前記偏光子の一部に対して前記光を照射し、かつ、前記光を光軸とは異なる方向に前記偏光子に対して相対移動させることで、前記干渉縞を所定のパターンで前記記録層内に形成してもよい。
【００１０】
これによれば、偏光子に所定のパターンで所望の偏光能力を有する部位を形成することができる。
【００１１】
また、前記した製造方法においては、前記光の照射による前記干渉縞の形成後に、光または熱による定着処理を行うのが望ましい。さらに、この定着処理においては、インコヒーレントな光を用いるのが望ましい。
【００１２】
ここで、定着処理とは、記録層中における未反応のモノマーを均等に変化させ、記録層全体を不感化させる処理をいう。また、インコヒーレントな光とは、波長分布が分散された干渉性の低い光をいう。
【００１３】
これによれば、偏光子の使用時において、光を偏光子に通した際に、その光と偏光子中のモノマーとが反応することがなくなるので、偏光子の能力を良好に保つことができる。また、定着処理にインコヒーレントな光を採用した場合には、新たな干渉縞が形成されないので、偏光子の能力をより良好に保つことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光を記録層に照射するだけで、金属微粒子の高濃度領域とポリマー領域とが交互に配置された偏光子が製造できるので、製造工程を簡易化することができる。また、金属微粒子でパターニングされるので、金属微粒子のパターンで反射された光を再利用でき、光量アップの効果を得ることができる。さらに、光の干渉を利用してパターニングを行うので、波長オーダーのパターニングも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、本発明の一実施形態に係る偏光子を示す斜視図（ａ）と、図１（ａ）のＸ−Ｘ断面を一部拡大して示す拡大断面図（ｂ）である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、偏光子１は、四角い板状に形成されており、主に記録層１１およびガラス基板１２を備えて構成されている。
【００１７】
記録層１１は、図１（ｂ）に示すように、光の照射によりポリマーＰに変化するモノマー１１ａと、金属微粒子１１ｂとを含んで構成されている。そして、この記録層１１中においては、ポリマーＰが形成されているポリマー領域Ａ１と、ポリマー領域Ａ１よりも金属微粒子１１ｂが高濃度となっている高濃度領域Ａ２とが、偏光子１の長手方向（横方向）へ交互に配置されている。これにより、図１（ａ）に示すように、横長の偏光子１に対して、各高濃度領域Ａ２によって縦縞が形成されて、この偏光子１が構造複屈折体として構成されるようになっている。すなわち、この偏光子１は、横方向に振動する光を透過し、縦方向に振動する光を吸収するように構成されている。
【００１８】
ここで、「構造複屈折体」とは、「入射する光の偏光方向により、有効屈折率が異なる構造体」のことを言い、構造複屈折体に入射する光の偏光方向により有効屈折率が異なることを利用し、特定の偏光のみを透過させ、特定の偏光のみを反射させることができる。
【００１９】
次に、本実施形態に係る偏光子１の製造方法について説明する。参照する図面において、図２は、偏光子に２本のレーザ光を出射する工程を示す説明図（ａ）と、定着処理の工程を示す説明図（ｂ）である。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、偏光子１に対して、２方向からレーザ光を照射し、これらのレーザ光を記録層１１中において干渉させ、記録層１１に干渉縞を形成する。ここで、光を照射する装置としては、どのようなものを用いてもよいが、例えば、図示するような、レーザ光を出射する光源２１と、光源２１から出射されるレーザ光を平行な光束に変換するレンズ２２とを備えた光出射装置２を利用できる。なお、各光出射装置２は、偏光子１を基準にして対称となる位置であって、各光出射装置２から出射する各レーザ光が記録層１１の面に対して同じ角度αで入射される向きで配置する。さらに、各光出射装置２から出射する各レーザ光のなす角βは、３０°以上がよく、好ましくは９０°以上、さらに好ましくは１３５°以上とするのが望ましい。このように各レーザ光のなす角βを、３０°以上とすると、干渉縞のピッチが小さくなるので、良好な構造複屈折体を実現できる。
【００２１】
また、レーザ光の波長は、２００〜７００ｎｍとするのがよく、好ましくは２５０〜５５０ｎｍ、より好ましくは３００〜５００ｎｍ、さらに好ましくは３５０〜４５０ｎｍ、最も好ましくは４００〜４５０ｎｍとするのがよい。
【００２２】
また、レーザ光は、パルスでも連続光でも構わない。ただし、パルスであると、干渉縞の記録時に偏光子１が少々振動しても良好に干渉縞が形成されるといったメリットがある。さらに、レーザ光の照射の回数は、１回でもよいし、複数回行ってもよい。複数回行う際には、毎回同じ波長で照射を行ってもよいし、異なる波長に適宜切り替えて行ってもよい。
【００２３】
そして、前記したように記録層１１に干渉縞を形成すると、記録層１１は図３（ａ）〜（ｄ）に示すように変化する。以下に、記録層１１の変化の状態を詳細に説明する。参照する図面において、図３は、記録層の状態を示す図であり、レーザ光の入射前の状態を示す拡大断面図（ａ）と、ポリマーが形成された状態を示す拡大断面図（ｂ）と、モノマーがポリマー領域に移動する状態を示す拡大断面図（ｃ）と、金属微粒子がモノマー領域に移動する状態を示す拡大断面図（ｄ）である。
【００２４】
レーザ光の入射前においては、図３（ａ）に示すように、モノマー１１ａと金属微粒子１１ｂは、記録層１１中において略均等に分散されている。そして、この記録層１１に２本のレーザ光が入射されると、図３（ｂ）に示すように、２本のレーザ光が干渉して強まった部分（干渉縞の明るい部分）に存在するモノマー１１ａが重合反応して、ポリマーＰに変化する。これにより、記録層１１中において、ポリマーＰが形成されたポリマー領域Ａ１と、ポリマーＰが形成されていないモノマー領域Ａ３とが交互に形成されることとなる。ここで、ポリマー領域Ａ１においては、モノマー１１ａがポリマーＰに変化することで、モノマー濃度が低くなっている。
【００２５】
このようにモノマー濃度がポリマー領域Ａ１において低くなると、記録層１１全体でモノマー濃度が均一になるように、低濃度となったポリマー領域Ａ１にモノマー領域Ａ３からモノマー１１ａが移動する（図３（ｃ）参照）。すると、今度は、ポリマー領域Ａ１における各粒子（ポリマーＰ、モノマー１１ａおよび金属微粒子１１ｂ）の濃度が高くなるため、この濃度が記録層１１全体で均一になるように、金属微粒子１１ｂがモノマー領域Ａ３に移動する（図３（ｄ）参照）。これにより、このモノマー領域Ａ３の金属微粒子１１ｂの濃度が高くなり、このモノマー領域Ａ３が前記した金属微粒子１１ｂの高濃度領域Ａ２となる。
【００２６】
そして、このように記録層１１中にポリマー領域Ａ１と高濃度領域Ａ２が縞状に形成された後は、図２（ｂ）に示すように、偏光子１に対してインコヒーレントな光を照射することで定着処理を行う。ここで、インコヒーレントな光を出射する装置としては、図示のような、レーザ光を出射する光源３１と、光源３１から出射されるレーザ光を平行な光束に変換するレンズ３２と、レンズ３２を透過したレーザ光をインコヒーレントな光に変換する変換装置３３とを備えた定着光照射装置３を利用できる。なお、変換装置３３としては、図示のような、すりガラス３３ａを面方向に沿って回転または往復動（移動）させるものを採用できる。ここで、回転または往復動するすりガラス３３ａを透過したレーザ光は、波長が分散されてインコヒーレントな光となる。
【００２７】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
レーザ光を記録層１１に照射するだけで、ポリマー領域Ａ１と高濃度領域Ａ２とが交互に配置された偏光子１が製造できるので、製造工程を簡易化することができる。また、金属微粒子１１ｂでパターニングされるので、金属微粒子１１ｂのパターンで反射された光を再利用でき、光量アップの効果を得ることができる。さらに、光の干渉を利用してパターニングを行うので、波長オーダーのパターニングも可能となる。
【００２８】
偏光子１を定着処理することで、偏光子１の使用時において、光を偏光子１に通した際に、その光と偏光子１中のモノマー１１ａとが反応することがなくなるので、偏光子１の能力を良好に保つことができる。また、定着処理にインコヒーレントな光を採用することで、新たな干渉縞が記録層１１中に形成されないので、偏光子１の能力をより良好に保つことができる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、記録層１１の略全面に高濃度領域Ａ２の縞を形成したが、本発明はこれに限定されず、部分的に高濃度領域Ａ２の縞を形成してもよい。なお、このような部分的な縞の形成には、例えば、図４（ａ）に示すように、所定形状の孔４１が形成されたマスク４を、偏光子１の表面に密着させることで行えばよい。また、図４（ｂ）に示すように、偏光子１の一部に光をレンズ５で集光してスポット状に照射し、かつ、この光を光軸とは異なる方向（偏光子１の面に沿った方向）へ偏光子１に対して相対移動させることで、高濃度領域Ａ２の縞を所定のパターンＰＴに合うように形成してもよい。なお、光と偏光子１との相対移動は、偏光子１を支持する台座または光を出射する装置を移動させればよい。
【００３０】
前記実施形態では、インコヒーレントな光を定着処理に利用したが、本発明はこれに限定されず、コヒーレントな光（レーザ光）を定着処理に利用してもよい。また、インコヒーレントな光を得る装置として、すりガラス３３ａを往復動させる装置を採用したが、本発明はこれに限定されず、インコヒーレントな光を出射する光源（例えば、ＬＥＤなど）を採用してもよい。また、定着処理は、光による処理に限らず、熱を利用して行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る偏光子を示す斜視図（ａ）と、図１（ａ）のＸ−Ｘ断面を一部拡大して示す拡大断面図（ｂ）である。
【図２】偏光子に２本のレーザ光を出射する工程を示す説明図（ａ）と、定着処理の工程を示す説明図（ｂ）である。
【図３】記録層の状態を示す図であり、レーザ光の入射前の状態を示す拡大断面図（ａ）と、ポリマーが形成された状態を示す拡大断面図（ｂ）と、モノマーがポリマー領域に移動する状態を示す拡大断面図（ｃ）と、金属微粒子がモノマー領域に移動する状態を示す拡大断面図（ｄ）である。
【図４】干渉縞を部分的に形成する方法を示す図であり、マスクを用いた方法を示す斜視図（ａ）と、スポット状にレーザ光を当てる方法を示す斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００３２】
１      偏光子
１１    記録層
１１ａ  モノマー
１１ｂ  金属微粒子
Ａ１    ポリマー領域
Ａ２    高濃度領域
Ａ３    モノマー領域
Ｐ      ポリマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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