(57)【要約】【課題】充分な耐擦傷性および光学特性を有するワイヤグリッド型偏光子および充分な輝度およびコントラストを有する液晶表示装置を提供する。【解決手段】光透過性基板１０内に、互いに平行に、所定のピッチＰｐで、光透過性基板１０の主表面から露出することなく埋設された複数の金属細線２０を有するワイヤグリッド型偏光子１であって、金属細線２０の最大幅Ｄｍ１が金属細線２０の高さＨｍの半分の位置から光透過性基板１０の第１の主表面１８側に存在し、金属細線２０の最小幅Ｄｍ２が金属細線２０の高さＨｍの半分の位置から光透過性基板１０の第２の主表面１９側に存在し、Ｈｍ、Ｄｍ１、Ｄｍ２が式（１）、（２）の関係を満足する。Ｄｍ２／Ｄｍ１＜１・・・（１）、Ｈｍ／Ｄｍ１＝７〜３０・・・（２）。【選択図】図２
2012073484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板と、
前記光透過性基板内に、互いに平行に、所定のピッチＰｐで、かつ前記光透過性基板の主表面から露出することなく埋設された複数の金属細線と
を有するワイヤグリッド型偏光子であって、
前記光透過性基板の厚さ方向の前記金属細線の高さをＨｍとし、前記金属細線の長さ方向に直交する断面における前記金属細線の最大幅をＤｍ１とし、前記金属細線の長さ方向に直交する断面における前記金属細線の最小幅をＤｍ２としたとき、
前記金属細線の最大幅Ｄｍ１が、前記金属細線の高さＨｍの半分の位置から前記光透過性基板の第１の主表面側に存在し、
前記金属細線の最小幅Ｄｍ２が、前記金属細線の高さＨｍの半分の位置から前記光透過性基板の第２の主表面側に存在し、かつ
前記金属細線の高さＨｍ、最大幅Ｄｍ１および最小幅Ｄｍ２が、下式（１）および下式（２）の関係を満足する、ワイヤグリッド型偏光子。
Ｄｍ２／Ｄｍ１＜１  ・・・（１）、
Ｈｍ／Ｄｍ１＝７〜３０  ・・・（２）。
【請求項２】
前記ピッチＰｐが、１００〜１２０ｎｍである、請求項１に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項３】
前記光透過性基板を構成する材料の屈折率が、１．１０〜１．６である、請求項１または２に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項４】
一対の基板間に液晶層を挟持した液晶パネルと、
バックライトユニットと、
請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤグリッド型偏光子と
を有する、液晶表示装置。
【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および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置、リアプロジェクションテレビ、フロントプロジェクター等の画像表示装置に用いられる、可視光領域で偏光分離能を示す偏光子（偏光素子、偏光分離素子ともいう。）として、ワイヤグリッド型偏光子が知られている。
【０００３】
ワイヤグリッド型偏光子は、光透過性基板上に複数の金属細線が互いに平行に配列した構造を有する。金属細線のピッチが入射光の波長よりも充分に短い場合、入射光のうち、金属細線に直交する電場ベクトルを有する成分（すなわちｐ偏光）は透過し、金属細線と平行な電場ベクトルを有する成分（すなわちｓ偏光）は反射される。
【０００４】
該ワイヤグリッド型偏光子においては、金属細線が非常に微細であるため、金属細線の耐擦傷性が低い。そのため、ワイヤグリッド型偏光子の表面に対する物理的接触等によって金属細線が破損しやすい。ワイヤグリッド型偏光子においては、金属細線がわずかに破損しただけでもワイヤグリッド型偏光子の性能に影響する。
【０００５】
そこで、金属細線の破損を抑えるために、テトラエトキシシランおよび酸素ガスを用いたＣＶＤ法によって形成された保護膜によって金属細線を被覆することが提案されている（特許文献１）。
【０００６】
しかし、該保護膜は、高エネルギーの蒸発粒子を蒸着対象に衝突させるＰＶＤ法（スパッタ法、真空蒸着法等）ではなく、ＣＶＤ法によって形成されているため、金属細線と保護膜との密着性が乏しく、物理的接触等によって保護膜が剥離しやすい。そのため、保護膜の厚さを比較的厚く（約２００ｎｍ程度に）する必要がある。その結果、金属細線間の空隙に保護膜が侵入しやすくなり、該空隙が保護膜で埋まってしまうため、ワイヤグリッド型偏光子の光学特性（特に、短波長領域（４５０ｎｍ以下）におけるｐ偏光透過率および消光比）が低下する。そして、ワイヤグリッド型偏光子の光学特性が低下すると、該ワイヤグリッド型偏光子を備えた液晶表示装置の輝度やコントラストが低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０６９３８２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、充分な耐擦傷性および光学特性を有するワイヤグリッド型偏光子および充分な輝度およびコントラストを有する液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のワイヤグリッド型偏光子は、光透過性基板と、前記光透過性基板内に、互いに平行に、所定のピッチＰｐで、かつ前記光透過性基板の主表面から露出することなく埋設された複数の金属細線とを有するワイヤグリッド型偏光子であって、前記光透過性基板の厚さ方向の前記金属細線の高さをＨｍとし、前記金属細線の長さ方向に直交する断面における前記金属細線の最大幅をＤｍ１とし、前記金属細線の長さ方向に直交する断面における前記金属細線の最小幅をＤｍ２としたとき、前記金属細線の最大幅Ｄｍ１が、前記金属細線の高さＨｍの半分の位置から前記光透過性基板の第１の主表面側に存在し、前記金属細線の最小幅Ｄｍ２が、前記金属細線の高さＨｍの半分の位置から前記光透過性基板の第２の主表面側に存在し、かつ前記金属細線の高さＨｍ、最大幅Ｄｍ１および最小幅Ｄｍ２が、下式（１）および下式（２）の関係を満足することを特徴とする。
Ｄｍ２／Ｄｍ１＜１  ・・・（１）、
Ｈｍ／Ｄｍ１＝７〜３０  ・・・（２）。
【００１０】
前記ピッチＰｐは、１００〜１２０ｎｍであることが好ましい。
前記光透過性基板を構成する材料の屈折率は、１．１０〜１．６であることが好ましい。
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層を挟持した液晶パネルと、バックライトユニットと、本発明のワイヤグリッド型偏光子とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のワイヤグリッド型偏光子は、充分な耐擦傷性および光学特性を有する。
本発明の液晶表示装置は、充分な輝度およびコントラストを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のワイヤグリッド型偏光子の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図３】本発明のワイヤグリッド型偏光子の製造工程の一例を示す図である。
【図４】本発明のワイヤグリッド型偏光子の製造工程の他の例を示す図である。
【図５】本発明のワイヤグリッド型偏光子の製造工程の他の例を示す図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図７】例１のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図８】例２のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図９】例３のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図１０】例４のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図１１】例５のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図１２】例６のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図１３】例７のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図１４】例８のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図１５】例９のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【図１６】例１０のワイヤグリッド型偏光子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜ワイヤグリッド型偏光子＞
以下、本発明のワイヤグリッド型偏光子の実施形態を、図を用いて説明する。以下の図は模式図であり、実際のワイヤグリッド型偏光子は、図示したような理論的かつ理想的形状を有するものではない。たとえば、実際のワイヤグリッド型偏光子においては、金属細線等の形状の崩れが多少ある。
なお、本発明における各寸法は、ワイヤグリッド型偏光子の断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）像、または原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）像において、３箇所の各寸法を測定し、平均した値とする。
【００１５】
図１は、本発明のワイヤグリッド型偏光子の一実施形態を示す断面図である。ワイヤグリッド型偏光子１は、平坦な光透過性基板１０と；光透過性基板１０内に、互いに平行に、所定のピッチＰｐで、かつ光透過性基板１０の主表面から露出することなく埋設された複数の金属細線２０とを有する。
なお、金属細線２０の長さ方向の端面は、光透過性基板１０の側面から露出していても構わない。
【００１６】
（光透過性基板）
光透過性基板１０は、ワイヤグリッド型偏光子の使用波長範囲において光透過性を有する基板である。光透過性とは、光を透過することを意味し、使用波長範囲は、具体的には、４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲である。
【００１７】
光透過性基板１０は、図２に示すような、断面形状が三角形（または台形）である複数の凸条１２が、該凸条１２間に形成される溝の平坦部を介して互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで表面に形成された下層１４と；凸条１２の第１の側面の全部を被覆する金属細線２０と凸条１２との間の溝に充填され、かつ凸条１２の頂部および金属細線２０を完全に被覆する上層１６とを有する積層体であってもよい。
【００１８】
本発明において凸条１２とは、下層１４の主表面から立ち上がり、かつその立ち上がりが一方向に伸びている部分をいう。凸条１２は下層１４の主表面と一体で下層１４の主表面部分と同じ材料からなっていてもよく、下層１４の主表面部分と異なる光透過性材料からなっていてもよい。凸条１２は下層１４の主表面と一体で、かつ下層１４の主表面部分と同じ材料からなっていることが好ましい。
【００１９】
凸条１２は、その長さ方向に直交する断面の形状が長さ方向にわたってほぼ一定であり、複数の凸条１２においてもそれらの断面形状はすべてほぼ一定であることが好ましい。凸条１２の断面形状は、底部（下層１４の主表面）から頂部に向かうにしたがって幅がしだいに狭くなる形状である。具体的な断面形状としては、たとえば、三角形、台形等が挙げられる。該断面形状は、角や辺（側面）が曲線状であってもよい。
【００２０】
本発明において凸条１２の頂部とは、前記断面形状の最も高い部分が長さ方向に連なった部分をいう。凸条１２の頂部は面であっても線であってもよい。たとえば、断面形状が台形の場合には頂部は面をなし、断面形状が三角形の場合には頂部は線をなす。本発明において凸条１２の頂部以外の表面を凸条１２の側面という。なお、隣接する２つの凸条１２間の溝の平坦部は凸条１２の表面ではなく、下層１４の主表面とみなす。
【００２１】
光透過性基板１０の材料としては、光硬化樹脂、熱可塑性樹脂、ガラス等が挙げられ、後述するインプリント法にて凸条を形成できる点および金属細線を光透過性基板内に埋設しやすい点から、光硬化樹脂または熱可塑性樹脂が好ましく、光インプリント法にて凸条を形成できる点および耐熱性および耐久性に優れる点から、光硬化樹脂が特に好ましい。光硬化樹脂としては、生産性の点から、光ラジカル重合により光硬化し得る光硬化性組成物を光硬化して得られる光硬化樹脂が好ましい。
【００２２】
光透過性基板１０を構成する材料の屈折率は、１．１０〜１．６が好ましく、１．２０〜１．６がより好ましく、１．２５〜１．６がさらに好ましい。屈折率が１．１０以上であれば、短波長領域（４５０ｎｍ以下）におけるｐ偏光透過率が、埋設されてない場合に比べ高くなる。屈折率が１．６以下であれば、埋設されてない場合と比べた場合の消光比の低下の程度が小さくなる。本発明における屈折率は、波長４５０ｎｍにおける屈折率である。
【００２３】
上層１６の屈折率は、（下層１４の屈折率＋０．０５）以下であることが好ましく、（下層１４の屈折率＋０．０５）以下（下層１４の屈折率−０．５）以上であることがより好ましい。上層１６の屈折率が（下層１４の屈折率＋０．０５）以下であれば、埋設された後の短波長領域（４５０ｎｍ以下）におけるｐ偏光透過率が高くなり、また、埋設された後の消光比が充分な値を示す。
【００２４】
（金属細線）
金属細線２０は、その長さ方向に直交する方向の断面の形状が長さ方向にわたってほぼ一定であり、複数の金属細線２０においてもそれらの断面形状はすべてほぼ一定であることが好ましい。
複数の金属細線２０は、実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。また、各金属細線２０は、面内において光学的な異方性を最も発現しやすい直線が好ましいが、隣接する金属細線が接触しない範囲で曲線または折れ線であってもよい。
【００２５】
凸条１２の表面に金属細線２０を形成した場合、金属細線２０は凸条１２の長さ方向に延びる金属層から構成される。金属細線２０は、凸条１２の表面の少なくとも一部を被覆すればよい。凸条１２の断面形状が三角形または台形の場合、金属細線２０は、凸条１２の第１の側面を完全に被覆することが好ましい。この際、金属細線２０は、凸条１２の頂部の一部もしくは全部を被覆してもよく、または、凸条の頂部の全部および凸条の第２の側面の一部もしくは全部を被覆してもよい。また、金属細線２０は、隣接する２つの凸条１２間の平坦部の一部を被覆していてもよい。
【００２６】
以下、光透過性基板１０の厚さ方向の金属細線２０の高さをＨｍとする。
また、金属細線２０の長さ方向に直交する断面における金属細線２０の最大幅をＤｍ１とする。
また、金属細線２０の長さ方向に直交する断面における金属細線２０の最小幅をＤｍ２とする。
【００２７】
本発明においては、Ｄｍ１は、金属細線２０の高さＨｍの半分の位置から光透過性基板１０の第１の主表面１８側に存在し、Ｄｍ２は、金属細線２０の高さＨｍの半分の位置から光透過性基板１０の第２の主表面１９側に存在する。そして、Ｄｍ１およびＤｍ２は、下式（１）を満足する、すなわち、金属細線２０の幅は、光透過性基板１０の第１の主表面１８側で広く、第２の主表面１９側で狭くされている。
Ｄｍ２／Ｄｍ１＜１  ・・・（１）。
【００２８】
金属細線２０の幅が、光透過性基板１０の第１の主表面１８側で広く、第２の主表面１９側で狭くされていることによって、金属細線２０が光透過性基板１０内に完全に埋設されているにも関わらず、第１の主表面１８側から入射するｐ偏光の短波長領域（４５０ｎｍ以下）における透過率が、埋設されてない場合に比べ高くなる。また、第１の主表面１８側のｓ偏光反射率が高くなり、第２の主表面１９側のｓ偏光反射率が低くなる。Ｄｍ２／Ｄｍ１は、第１の主表面１８側から入射するｐ偏光の短波長領域（４５０ｎｍ以下）における透過率がさらに高くなる点、および第１の主表面１８側のｓ偏光反射率がさらに高くなり、第２の主表面１９側のｓ偏光反射率がさらに低くなる点から、０〜０．４が好ましく、０〜０．２５がより好ましい。
また、Ｄｍ２は、０〜２０ｎｍが好ましく、０〜１０ｎｍがより好ましい。Ｄｍ１は、２０〜５０ｎｍが好ましく、２５〜４０ｎｍがより好ましい。
【００２９】
また、第１の主表面１８側から入射するｐ偏光の短波長領域（４５０ｎｍ以下）における透過率がさらに高くなる点から、Ｄｍ１は、金属細線２０の光透過性基板１０の第１の主表面１８に最も近い部分に存在し、Ｄｍ２は、金属細線２０の光透過性基板１０の第２の主表面１９に最も近い部分に存在することがさらに好ましく、この際、金属細線２０の幅は、光透過性基板１０の第１の主表面１８側（Ｄｍ１）から第２の主表面１９側（Ｄｍ２）に向かうにしたがってしだいに狭くなる、すなわち、金属細線２０の断面形状は、台形（Ｄｍ２＞０の場合）または三角形（Ｄｍ２＝０の場合）であることが特に好ましい。
【００３０】
なお、金属細線２０の幅を、光透過性基板１０の第１の主表面１８側で広く、第２の主表面１９側で狭くしても、光透過性基板１０内への金属細線２０の埋設による消光比の低下が避けられない。そこで、本発明においては、金属細線２０の断面のアスペクト比を極端に高くする、すなわちＨｍおよびＤｍ１は、下式（２）を満足する。
Ｈｍ／Ｄｍ１＝７〜３０・・（２）。
【００３１】
Ｈｍ／Ｄｍ１が７以上であれば、金属細線２０が光透過性基板１０内に完全に埋設されているにも関わらず、消光比が高くなる。Ｈｍ／Ｄｍ１が３０以下であれば、消光比が高く、また金属細線２０を形成しやすい。Ｈｍ／Ｄｍ１は、１１〜２７が好ましく、１２〜２５がより好ましい。
【００３２】
ピッチＰｐは、金属細線２０の断面の左端（または右端）から、これに隣接する金属細線２０の断面の左端（または右端）までの距離である。Ｐｐは、１００〜１２０ｎｍが好ましい。Ｐｐが１２０ｎｍ以下であれば、短波長領域（４５０ｎｍ以下）におけるｐ偏光透過率がさらに高くなり、また、消光比がさらに高くなる。また、Ｐｐが１００ｎｍ以上であれば、金属細線２０を形成しやすい。
【００３３】
Ｄｍ２とＰｐの比（Ｄｍ２／Ｐｐ）は、０〜０．１が好ましく、０〜０．０５がより好ましい。Ｄｍ２／Ｐｐが０以上であれば、高い偏光度を示す。Ｄｍ２／Ｐｐを０．１より小さくすることにより、干渉による透過光の着色が抑えられる。
【００３４】
金属細線２０の材料としては、金属または金属化合物が挙げられる。金属としては、金属単体、合金、ドーパントまたは不純物を含む金属等が挙げられる。具体的には、アルミニウム、銀、クロム、マグネシウム、アルミニウム系合金、銀系合金等が挙げられる。
金属細線２０の材料としては、可視光に対する反射率が高く、可視光の吸収が少なく、かつ高い導電率を有する点から、アルミニウム、アルミニウム系合金、銀、クロム、マグネシウムが好ましく、アルミニウム、アルミニウム系合金が特に好ましい。
【００３５】
（支持体）
ワイヤグリッド型偏光子１は、光透過性基板１０の表面に、熱可塑性樹脂、ガラス等からなる支持体（図示略）を有していてもよい。
支持体は、ワイヤグリッド型偏光子１の光学特性の点から、光透過性基板１０の第２の主表面側に設けられることが好ましい。
【００３６】
支持体と光透過性基板１０との屈折率の差（絶対値）は、０．１以下が好ましく、０．０５以下がより好ましい。支持体と光透過性基板１０との屈折率の差が０．１以下であれば、ｐ偏光透過率の低下、ｓ偏光反射率の低下が抑えられる。
【００３７】
（ワイヤグリッド型偏光子の製造方法）
ワイヤグリッド型偏光子１の製造方法としては、たとえば、下記の方法（α）が挙げられる。
【００３８】
方法（α）：下記の工程（Ｉ）〜（III）を有する方法。
（Ｉ）図３に示すように、インプリント法にてモールド３０の溝を支持体１１上の樹脂に転写することによって、表面に複数の凸条１２が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成された下層１４を支持体１１の上に作製する工程。
（II）図３に示すように、下層１４の凸条１２の表面に選択的に金属または金属化合物を蒸着して、互いに平行に配列した複数の金属層からなる金属細線２０を形成する工程。
（III）図３に示すように、金属細線２０が形成された側の下層１４上に、樹脂を塗布して上層１６を形成する工程。
【００３９】
工程（Ｉ）：
下層１４の作製方法としては、インプリント法（光インプリント法、熱インプリント法）、リソグラフィ法等が挙げられ、凸条１２を生産性よく形成できる点および下層１４を大面積化できる点から、インプリント法が好ましく、凸条１２をより生産性よく形成できる点およびモールド３０の溝を精度よく転写できる点から、光インプリント法が特に好ましい。
【００４０】
光インプリント法は、たとえば、電子線描画とエッチングとの組み合わせ等により、複数の溝が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成されたモールド３０を作製し、該モールド３０の溝を、任意の支持体１１の表面に塗布された光硬化性組成物に転写し、同時に該光硬化性組成物を光硬化させる方法である。
【００４１】
光インプリント法による下層１４の作製は、具体的には下記の工程（ｉ）〜（iv）を経て行われることが好ましい。
（ｉ）光硬化性組成物を支持体１１の表面に塗布する工程。
（ii）複数の溝が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成されたモールド３０を、溝が光硬化性組成物に接するように、光硬化性組成物に押しつける工程。
（iii）モールド３０を光硬化性組成物に押しつけた状態で放射線（紫外線、電子線等）を照射して光硬化性組成物を硬化させて、モールド３０の溝に対応する複数の凸条１２を有する下層１４を作製する工程。
（iv）下層１４からモールド３０を分離する工程。
【００４２】
熱インプリント法による下層１４の作製は、具体的には下記の工程（ｉ）〜（iii）を経て行われることが好ましい。
（ｉ）支持体１１の表面に熱可塑性樹脂の被転写膜を形成する工程、または熱可塑性樹脂の被転写フィルムを作製する工程。
（ii）複数の溝が互いに平行にかつ一定のピッチＰｐで形成されたモールド３０を、溝が被転写膜または被転写フィルムに接するように、熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）以上に加熱した被転写膜または被転写フィルムに押しつけ、モールド３０の溝に対応する複数の凸条１２を有する下層１４を作製する工程。
（iii）下層１４をＴｇまたはＴｍより低い温度に冷却して下層１４からモールド３０を分離する工程。
【００４３】
インプリント法に用いられるモールド３０の材料としては、シリコン、ニッケル、石英ガラス、樹脂等が挙げられ、転写精度の点から、石英ガラス、樹脂が好ましい。樹脂としては、フッ素系樹脂（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等）、環状オレフィン、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられ、モールド３０の精度の点から、光硬化性のアクリル樹脂が好ましい。樹脂モールドは、転写の繰り返し耐久性の点から、表面に厚さ２〜１０ｎｍの無機膜を有することが好ましい。無機膜としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム等の酸化膜が好ましい。
【００４４】
ガラス板を支持体１１に用いた場合は、インプリント法は毎葉式で行うことができ、フィルムを支持体１１に用いた場合は、インプリント法は、ロールツウロール方式で行うことができる。
【００４５】
工程（II）：
金属細線２０は、下層１４の凸条１２の表面に選択的に金属または金属化合物を蒸着して形成される。
【００４６】
蒸着法としては、ＰＶＤまたはＣＶＤが挙げられ、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法が好ましく、真空蒸着法が特に好ましい。蒸着法としては、蒸発粒子の光透過性基板に対する入射方向を制御でき、凸条の表面に選択的に金属または金属化合物を蒸着できる点から、真空蒸着法による斜方蒸着法が最も好ましい。
【００４７】
斜方蒸着法による金属細線２０の形成は、たとえば、下記のように行う。
まず、凸条１２の長さ方向に対して略直交し、かつ凸条１２の高さ方向に対して第１の側面の側に下式（ａ）を満たす角度θＲ１（°）をなす方向Ｖ１から金属または金属化合物を蒸着する工程（１Ｒ１）を実施することによって、凸条１２の第１の側面の全体を被覆する第１の金属層を形成する。
ｔａｎ（θＲ１±１０）＝（Ｐｐ−Ｄｐｂ／２）／Ｈｐ  ・・・（ａ）。
【００４８】
式（ａ）の角度θＲ１（°）は、隣の凸条１２に遮られることなく、凸条１２の底部側の表面まで金属または金属化合物を蒸着するための角度を表わし、凸条１２の底部の表面から隣の凸条１２の底部の中心までの距離、すなわち凸条１２のピッチＰｐから凸条１２の底部の幅Ｄｐｂの半分を引いた距離（Ｐｐ−Ｄｐｂ／２）と、隣の凸条１２の高さＨｐとから決まる。「±１０」は振れ幅である。
角度θＲ１（°）は、ｔａｎ（θＲ１±７）＝（Ｐｐ−Ｄｐｂ／２）／Ｈｐを満たすことが好ましく、ｔａｎ（θＲ１±５）＝（Ｐｐ−Ｄｐｂ／２）／Ｈｐを満たすことがより好ましい。
【００４９】
ついで、Ｄｍ１＞Ｄｍ２となるように、凸条１２の高さＨｐの半分の位置から上半分に金属または金属化合物を蒸着させて第２の金属層を形成する。第２の金属層は、工程（１Ｒ１）の後、凸条１２の長さ方向に対して略直交し、かつ凸条１２の高さ方向に対して第１の側面の側に下式（ｂ）を満たす角度θＲ２（°）をなす方向Ｖ１から金属または金属化合物を、工程（１Ｒ１）より多い蒸着量となる条件で蒸着する工程（１Ｒ２）を実施することによって形成される。
θＲ１＋３≦θＲ２≦θＲ１＋３０  ・・・（ｂ）。
角度θＲ２（°）は、θＲ１＋６≦θＲ２≦θＲ１＋２５を満たすことが好ましく、θＲ１＋１０≦θＲ２≦θＲ１＋２０を満たすことがより好ましい。
【００５０】
工程（III）：
上層１６は、たとえば、金属細線２０が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に放射線（紫外線、電子線等）を照射して光硬化性組成物を硬化させて形成される。
【００５１】
（他の製造方法）
ワイヤグリッド型偏光子１の他の製造方法としては、たとえば、下記の方法（β）、方法（γ）等も挙げられる。
【００５２】
方法（β）：下記の工程（Ｉ）〜（IV）を有する方法。
（Ｉ）図４に示すように、インプリント法にてモールド３０の凸条を支持体１１上の樹脂に転写することによって、表面に複数のＶ溝３２が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成された下層１４を支持体１１の上に作製する工程。
（II）図４に示すように、下層１４上に金属または金属化合物を蒸着し、金属層３４で完全に被覆する工程。
（III）図４に示すように、エッチング等によって、Ｖ溝３２内の金属層のみが残るように下層１４の表面の金属層を除去し、互いに平行に配列した複数の金属層からなる金属細線２０を形成する工程。
（IV）図４に示すように、金属細線２０が形成された側の下層１４上に、樹脂を塗布して上層１６を形成する工程。
【００５３】
方法（γ）：下記の工程（Ｉ）〜（IV）を有する方法。
（Ｉ）図５に示すように、平坦な上層１６上に金属または金属化合物を蒸着し、金属層３４を形成した後、金属層３４上にレジスト膜３６を形成する工程。
（II）図５に示すように、フォトリソグラフィ等によってレジスト膜３６をパターニングし、互いに平行に配列した断面形状が三角形の複数のレジストパターン３８を形成する工程。
（III）図５に示すように、エッチング等によって、レジストパターン３８に対応した金属層のみが残るように金属層を除去し、互いに平行に配列した複数の金属層からなる金属細線２０を形成する工程。
（IV）図５に示すように、金属細線２０が形成された側の上層１６上に、樹脂を塗布して下層１４を形成する工程。
【００５４】
（他の実施形態）
本発明のワイヤグリッド型偏光子は、光透過性基板と、光透過性基板内に、互いに平行に、所定のピッチＰｐで、かつ光透過性基板の主表面から露出することなく埋設された複数の金属細線とを有するワイヤグリッド型偏光子であって、金属細線の最大幅Ｄｍ１が、金属細線の高さＨｍの半分の位置から光透過性基板の第１の主表面側に存在し、金属細線の最小幅Ｄｍ２が、金属細線の高さＨｍの半分の位置から光透過性基板の第２の主表面側に存在し、かつＨｍ、Ｄｍ１およびＤｍ２が、式（１）および式（２）の関係を満足するものであればよく、図示例のものに限定はされない。
たとえば、下層１４と金属細線２０との間に、無機酸化物層（酸化アルミニウム等）を有するものであってもよい。
【００５５】
（作用効果）
以上説明した本発明のワイヤグリッド型偏光子にあっては、光透過性基板内に、光透過性基板の主表面から露出することなく複数の金属細線が埋設されているため、充分な耐擦傷性を有する。ワイヤグリッド型偏光子となる。
また、金属細線の幅が、光透過性基板の第１の主表面側で広く、第２の主表面側で狭くされているため、金属細線が光透過性基板内に完全に埋設されているにも関わらず、第１の主表面側から入射するｐ偏光の短波長領域（４５０ｎｍ以下）における透過率が、埋設されてない場合に比べ高くなる。また、第１の主表面側のｓ偏光反射率が高くなり、第２の主表面側のｓ偏光反射率が低くなる。
また、金属細線の断面のアスペクト比が極端に高い、すなわちＨｍ／Ｄｍ１が７以上であるので、金属細線が光透過性基板内に完全に埋設されているにも関わらず、消光比が高くなる。
【００５６】
＜液晶表示装置＞
本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層を挟持した液晶パネルと、バックライトユニットと、本発明のワイヤグリッド型偏光子とを有する。
【００５７】
本発明のワイヤグリッド型偏光子は、液晶パネルとバックライトユニットとの間に配置されることが好ましく、液晶パネルの一対の基板のうちのバックライトユニット側の基板と一体化されていてもよく、液晶パネルの一対の基板のうちのバックライトユニット側の基板の液晶層側、すなわち液晶パネルの内部に配置されていてもよい。
【００５８】
本発明の液晶表示装置は、薄型化の点から、本発明のワイヤグリッド型偏光子が配置された側とは反対側の液晶パネルの表面に吸収型偏光子を有することが好ましい。
【００５９】
図６は、本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図である。液晶表示装置４０は、一対の基板４１、基板４２間に液晶層４３を挟持した液晶パネル４４と、バックライトユニット４５と、第１の主表面側がバックライトユニット４５側となり、第２の主表面側が液晶表示装置４０の視認側となるようにバックライトユニット４５側の液晶パネル４４の表面に貼着された本発明のワイヤグリッド型偏光子１と、バックライトユニット４５側とは反対側の液晶パネル４４の表面に貼着された吸収型偏光子４６とを有する。
【００６０】
以上説明した本発明の液晶表示装置にあっては、充分な耐擦傷性および光学特性を有する本発明のワイヤグリッド型偏光子を有するため、充分な輝度およびコントラストを有する。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
例１０、１２〜１９、２１〜２７は実施例であり、例１〜９、１１、２０は比較例である。
【００６２】
（耐擦傷性）
ワイヤグリッド型偏光子を往復式摩耗試験機（ケイエヌテー社製）にセットした。直径１０ｍｍの円柱状の金属製棒の先端にエタノールで湿らせたネル布（３００番）を巻きつけたものによって、荷重：２００ｇ、速度：１４０ｃｍ／ｍｉｎの条件にて、ワイヤグリッド型偏光子の金属細線が形成された側の表面を、２０回擦った。試験後のワイヤグリッド型偏光子について、市販偏光板とクロスニコル下、ヘーズメーター（東洋精機社製、ＨＡＺＥ−ＧＡＲＤII）にて全光線透過率を測定し、（擦った後の全光線透過率）−（擦る前の全光線透過率）をΔＴ（光漏れ）と定義し、下記の基準にて評価した。
○：ΔＴが０．１％以上。
×：ΔＴが０．１％未満。
【００６３】
（ｐ偏光透過率）
紫外可視分光光度計（ＪＡＳＣＯ社製、Ｖ−７２００）に、ワイヤグリッド型偏光子および紫外可視分光光度計に付属の偏光子をセットした。この際、ワイヤグリッド型偏光子の金属細線の長軸に付属の偏光子の吸収軸が平行な向きとなるように、光源とワイヤグリッド型偏光子との間に付属の偏光子を配置した。ワイヤグリッド型偏光子の第１の主表面側から偏光を入射してｐ偏光透過率を測定した。測定波長は、４５０ｎｍとした。下記の基準にて評価した。
○：ｐ偏光透過率が７０％以上。
△：ｐ偏光透過率が５０％以上７０％未満。
×：ｐ偏光透過率が５０％未満。
【００６４】
（ΔＴｐ）
上層１６の形成前後のｐ偏光透過率の差を求め、下記の基準にて評価した。
○：上層１６の形成後、ｐ偏光透過率が５％以上増加。
△：上層１６の形成後、ｐ偏光透過率が０％以上５％未満増加。
×：上層１６の形成後、ｐ偏光透過率が減少。
【００６５】
（消光比）
紫外可視分光光度計（ＪＡＳＣＯ社製、Ｖ−７２００）に、ワイヤグリッド型偏光子および紫外可視分光光度計に付属の偏光子をセットした。この際、ワイヤグリッド型偏光子の金属細線の長軸に付属の偏光子の吸収軸が平行な向きとなるように、光源とワイヤグリッド型偏光子との間に付属の偏光子を配置した。ワイヤグリッド型偏光子の第１の主表面側から偏光を入射してｐ偏光透過率を測定した。次に同じ配置のまま偏光子を９０度回転させて、ワイヤグリッド型偏光子の金属細線の長軸に付属の偏光子の吸収軸が直交する向きとなるようにした。ワイヤグリッド型偏光子の第１の主表面側から偏光を入射してｓ偏光透過率を測定した。ｐ偏光透過率をs偏光透過率で割ることにより、消光比を求めた。下記の基準にて評価した。測定波長は、４５０ｎｍとした。
○：消光比が１０００以上。
×：消光比が１０００未満。
【００６６】
（ΔＲｓ）
紫外可視分光光度計（ＪＡＳＣＯ社製、Ｖ−７２００）に、ワイヤグリッド型偏光子および紫外可視分光光度計に付属の偏光子をセットした。この際、ワイヤグリッド型偏光子の金属細線の長軸に付属の偏光子の吸収軸が直交する向きとなるようにした。ワイヤグリッド型偏光子の第１の主表面側から入射角５度で偏光を入射して正反射光をｓ偏光反射率（１）として測定した。次に同じ配置のままワイヤグリッド型偏光子を１８０度回転させて、ワイヤグリッド型偏光子の第２の主表面側から入射角５度で偏光を入射して正反射光をｓ偏光反射率（２）として測定した。ｓ偏光反射率（１）からｓ偏光反射率（２）を引くことによりΔＲｓを下記の基準にて評価した。測定波長は、４５０ｎｍとした。
○：ΔＲｓが５％以上増加。
△：ΔＲｓが０％以上５％未満増加。
×：ΔＲｓが減少。  
【００６７】
（光硬化性樹脂組成物の調製）
撹拌機および冷却管を装着した３００ｍＬの４つ口フラスコに、
単量体１（新中村化学工業社製、ＮＫ  エステル  Ａ−ＤＰＨ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）の６０ｇ、
単量体２（新中村化学工業社製、ＮＫ  エステル  Ａ−ＮＰＧ、ネオペンチルグリコールジアクリレート）の４０ｇ、
光重合開始剤１（チバスペシャリティーケミカルズ社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）の４．０ｇ、
を入れた。フラスコ内を常温および遮光にした状態で、１時間撹拌して均一化し、粘度が１４０ｍＰａ・ｓである光硬化性樹脂組成物を得た。
光硬化性樹脂組成物の硬化物の、波長４５０ｎｍにおける屈折率は、１．５である。
【００６８】
〔例１〕
平坦な下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の上に、フォトリソグラフィによって、図７に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０をピッチＰｐで形成した。金属細線２０が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００６９】
〔例２〕
平坦な下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の上に、フォトリソグラフィによって、図８に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０をピッチＰｐで形成した。金属細線２０が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７０】
〔例３〕
平坦な下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の上に、国際公開第２００８／０８４８５６号パンフレットの実施例１−３にしたがい、図９に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０およびアルミニウム酸化物からなる黒色層２２をピッチＰｐで形成した。金属細線２０等が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７１】
〔例４〕
図１０に示す断面形状、寸法を有する複数の凸条１２がピッチＰｐで形成された下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の凸条１２上に、国際公開第２００８／０８４８５６号パンフレットの実施例１−９にしたがい、図１０に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０およびクロム酸化物からなる黒色層２２をピッチＰｐで形成した。金属細線２０等が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７２】
〔例５〕
平坦な下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の上に、特開２００８−２１６９５６号公報の実施例２にしたがい、図１１に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０、酸化ケイ素からなる無機酸化物層２４およびゲルマニウム微粒子からなる無機微粒子層２６をピッチＰｐで形成した。金属細線２０等が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７３】
〔例６〕
平坦な下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の上に、特開２００６−３３０１７８号公報の第１の実施形態にしたがい、図１２に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０および酸化ケイ素からなる無機酸化物層２４をピッチＰｐで形成した。金属細線２０等が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７４】
〔例７〕
図１３に示す断面形状、寸法を有する複数の凸条１２がピッチＰｐで形成された下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の凸条１２上に、特許第４２７５６９１号公報の実施例４にしたがい、図１３に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０をピッチＰｐで形成した。金属細線２０が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７５】
〔例８〕
図１４に示す断面形状、寸法を有する複数の凸条１２がピッチＰｐで形成された下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の凸条１２の頂部および第１の側面に、特開２００９−３００６５５号公報の実施例２にしたがい、図１４に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０をピッチＰｐで形成した。金属細線２０が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７６】
〔例９〕
平坦な下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の上に、フォトリソグラフィによって、図１５に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０をピッチＰｐで形成した。金属細線２０が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７７】
〔例１０〕
図１６に示す断面形状、寸法を有する複数の凸条１２がピッチＰｐで形成された下層１４（波長４５０ｎｍにおける屈折率：１．５）の凸条１２の第１の側面に、図１６に示す断面形状、寸法を有する、アルミニウムからなる複数の金属細線２０をピッチＰｐで形成した。金属細線２０が形成された側の下層１４上に、光硬化性組成物を塗布し、光硬化性組成物に紫外線を照射して光硬化性組成物を硬化させ、上層１６を形成した。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７８】
〔例１１、１２〕
Ｄｍ１を１０ｎｍ（例１１）または３５ｎｍ（例１２）に変更した以外は、例１０と同様にしてワイヤグリッド型偏光子を得た。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
2012073484.tif 000003
【００８０】
〔例１３〜２７〕
Ｄｍ１、Ｄｍ２、Ｈｍ、下層１４の屈折率および上層１６の屈折率を表２および表３に示すように変更した以外は、例１０と同様にしてワイヤグリッド型偏光子を得た。
上層１６の形成前後のワイヤグリッド型偏光子について、各種測定、評価を行った。結果を表２および表３に示す。
【００８１】
【表２】
2012073484.tif 000004
【００８２】
【表３】
2012073484.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明のワイヤグリッド型偏光子は、液晶表示装置、リアプロジェクションテレビ、フロントプロジェクター等の画像表示装置の偏光子として有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１  ワイヤグリッド型偏光子
１０  光透過性基板
２０  金属細線
４０  液晶表示装置
４４  液晶パネル
４５  バックライトユニット
【図１】
2012073484.tif 000006
【図２】
2012073484.tif 000007
【図３】
2012073484.tif 000008
【図４】
2012073484.tif 000009
【図５】
2012073484.tif 000010
【図６】
2012073484.tif 000011
【図７】
2012073484.tif 000012
【図８】
2012073484.tif 000013
【図９】
2012073484.tif 000014
【図１０】
2012073484.tif 000015
【図１１】
2012073484.tif 000016
【図１２】
2012073484.tif 000017
【図１３】
2012073484.tif 000018
【図１４】
2012073484.tif 000019
【図１５】
2012073484.tif 000020
【図１６】
2012073484.tif 000021