(57)【要約】【課題】被転写材の外縁部に生じる不使用領域を削減でき、被転写材の利用効率を向上できる円筒状モールドを提供すること。【解決手段】本発明の円筒状モールド（１０）は、一対角が鈍角であり他対角が鋭角である平行四辺形状の基材（１１）の一対の斜辺（１１ｃ，１１ｄ）を接合して円筒状にしてなる円筒状モールド（１０）であって、一対の対辺（１１ｃ，１１ｄ）が接合された接合辺部（１１ｃ）は、基材（１１）上において、円筒状モールド（１０）の筒軸方向（Ｄ１）に対して所定の角度（θ１）を持つことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対角が鈍角であり他対角が鋭角である平行四辺形状の基材の一対の対辺を接合して円筒状にしてなる円筒状モールドであって、前記一対の対辺が接合された接合辺部は、前記基材上において、前記円筒状モールドの筒軸方向に対して所定の角度を持つことを特徴とする円筒状モールド。
【請求項２】
前記所定の角度が５°〜８５°の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の円筒状モールド。
【請求項３】
表面にグリッド構造が設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の円筒状モールド。
【請求項４】
前記グリッド構造が、前記筒軸方向に対して０°〜±３５°の角度をなすことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の円筒状モールド。
【請求項５】
表面に微細構造が設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の円筒状モールド。
【請求項６】
請求項３又は請求項４記載の円筒状モールドを用いて得られたことを特徴とする凹凸基材。
【請求項７】
請求項５記載の円筒状モールドを用いて得られたことを特徴とする凹凸基材。
【請求項８】
請求項６記載の凹凸基材と、前記凹凸基材上に設けられた金属ワイヤとを備えたことを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
【請求項９】
凹凸構造が設けられた原版から、一対角が鈍角であり他対角が鋭角であって一対の対辺を有する平行四辺形状の基材を切り出す切り出し工程と、前記基材の一対の対辺を接合して前記基材を円筒状にする接合工程と、を含むことを特徴とする円筒状モールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状モールドに関するものである。更に詳しくは、凹凸基材の製造に用いられる円筒状モールド、この円筒状モールドを用いて得られた凹凸基材、ワイヤグリッド偏光板、及び円筒状モールドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、偏光を利用する光学装置の一つとして、液晶表示素子を利用した液晶ディスプレイが用いられている。多くの液晶ディスプレイの形状は長方形であり、液晶ディスプレイに用いられる偏光板の形状もまた長方形である。液晶ディスプレイによっては、用いる偏光板の任意の辺に対して、透過軸の方向が斜めとなるように設計する場合がある。特に、携帯型機器に用いられる中小型の液晶ディスプレイは、偏光サングラスを着用した視聴者が様々な方向から液晶ディスプレイを視聴することを考慮して、液晶ディスプレイに用いられる偏光板の透過軸の方向が、偏光板の任意の辺に対し、５°から８５°の範囲で斜めになるように設計されている。液晶ディスプレイに用いられる偏光板としては、特定方向に延在する凹凸構造が形成された凹凸基材と、この凹凸基材上に設けられた金属ワイヤとを備え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１参照）。
【０００３】
ワイヤグリッド偏光板の製造方法としては、外周面に凹凸構造が形成された円筒状モールドを使用するロール・ツー・ロール方式による製造方法が提案されている。このワイヤグリッド偏光板の製造方法においては、繰り出しロールから繰り出されたフィルム上に光硬化樹脂を塗布し、この光硬化樹脂に円筒状モールド（スタンパ）の外周面上に形成された凹凸構造を転写し、凹凸構造が転写されたフィルムを巻き取りロールで巻き取ることによりシート状の凹凸基材（以下、「被転写材」ともいう）を製造する。そして、シート状の被転写材の凹凸構造に対して特定の方向から金属を蒸着して金属ワイヤを形成した後、長方形のワイヤグリッド偏光板を、その任意の辺がシート状の被転写の長手方向に対して平行となるようにシート状の被転写材から切り出すことによりワイヤグリッド偏光板を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８３６５６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、上述したロール・ツー・ロール方式の製造方法を用いて製造されたシート状の被転写材は、凹凸構造の延在方向がシート状の被転写材の短手方向と一致する。このシート状の被転写材を用いて製造されたワイヤグリッド偏光板においては、透過軸の方向がシート状の被転写材の長手方向と略一致する。このため、長方形のワイヤグリッド偏光板を、その透過軸の方向が任意の辺に対して斜めとなるようにシート状の被転写材から切り出すためには、シート状の被転写材の長手方向に対して斜めに長方形のワイヤグリッド偏光板を切り出す必要がある。
【０００６】
しかしながら、長方形のワイヤグリッド偏光板を、その任意の各辺がシート状の被転写材の長手方向に対して斜めとなるように切り出す場合、シート状の被転写材の外縁部に長方形のワイヤグリッド偏光板を切り出すことができない不使用領域が生じる問題がある。このため、上述したロール・ツー・ロール方式のワイヤグリッド偏光板の製造方法においては、凹凸基材の製造に使用したフィルムの総面積に対して、不使用領域の面積に応じて被転写材の利用効率が低下する場合があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被転写材の外縁部に生じる不使用領域を削減でき、被転写材の利用効率を向上できる円筒状モールド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】
【０００８】
本発明の円筒状モールドは、一対角が鈍角であり他対角が鋭角である平行四辺形状の基材の一対の対辺を接合して円筒状にしてなる円筒状モールドであって、前記一対の対辺が接合された接合辺部は、前記基材上において、前記円筒状モールドの筒軸方向に対して所定の角度を持つことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、接合辺部が基材上において円筒状モールドの筒軸方向に対して所定の角度をなすので、略矩形形状の被転写材を、その一対の対辺が接合辺部に対して平行になるように切り出すことができる。これにより、被転写材の外周縁部に生じる不使用領域を削減できるので、被転写材の利用効率を向上できる。
【００１０】
本発明の円筒状モールドにおいては、前記所定の角度が５°〜８５°の範囲内であることが好ましい。
【００１１】
本発明の円筒状モールドにおいては、表面にグリッド構造が設けられたことが好ましい。
【００１２】
本発明の円筒状モールドにおいては、前記グリッド構造が、前記筒軸方向に対して０°〜±３５°の角度をなすことが好ましい。
【００１３】
本発明の円筒状モールドにおいては、表面に微細構造が設けられたことが好ましい。
【００１４】
本発明の凹凸基材は、上記円筒状モールドを用いて得られたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の凹凸基材は、上記円筒状モールドを用いて得られたことを特徴とする。
【００１６】
本発明のワイヤグリッド偏光板は、上記凹凸基材と、前記凹凸基材上に設けられた金属ワイヤとを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の円筒状モールドの製造方法は、凹凸構造が設けられた原版から、一対角が鈍角であり他対角が鋭角であって一対の対辺を有する平行四辺形状の基材を切り出す切り出し工程と、前記基材の一対の対辺を接合して前記基材を円筒状にする接合工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被転写材の外縁部に生じる不使用領域を削減でき、被転写材の利用効率を向上できる円筒状モールドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態に係る円筒状モールドの模式図である。
【図２】本実施の形態に係る円筒状モールドの展開図である。
【図３】本実施の形態に係る円筒状モールドの製造工程の概略を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る円筒状モールドの製造工程の概略を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る転写装置の一例を示す図である。
【図６】実施例に係るワイヤグリッド偏光板シートの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明者らは、ロール・ツー・ロール方式で製造されたシート状の被転写材を用いて長方形のワイヤグリッド偏光板を作製する場合、透過軸がその任意の辺に対して斜めとなるように切り出す際に、シート状の被転写材の外縁部に不使用領域が生じ、この不使用領域がワイヤグリッド偏光板の収率を低下させる要因となることに着目した。そして、本発明者らは、平行四辺形状の基材の一対の斜辺を接合して円筒状とし、その一対の斜辺を接合した接合辺部を筒軸方向に対して所定の角度を持つようにした円筒状モールドにより、シート状の被転写材の外縁部に生じる不使用領域を削減でき、シート状の被転写材の利用効率を向上できることを見出し、本発明を完成させるに至った。以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（円筒状モールド）
図１は、本発明の一実施の形態に係る円筒状モールド１０の模式図である。図１Ａは、本実施の形態に係る円筒状モールド１０の外観模式図であり、図１Ｂは、本実施の形態に係る円筒状モールド１０の平面模式図である。
【００２２】
図１Ａ，図１Ｂに示すように、本実施の形態に係る円筒状モールド１０は、一対角が鈍角であり他対角が鋭角である平行四辺形状の基材１１（図１において不図示、図２参照）の一対の対辺を接合して円筒状にすることで作製される。この円筒状モールド１０は、筒軸方向Ｄ１における一方端１０ａから他方端１０ｂに向けて設けられた円弧状の接合辺部１０ｃ（図１Ａ及び図１Ｂの一点鎖線参照）を有する。この接合辺部１０ｃは、基材１１の一対の対辺（斜辺１１ｃ，１１ｄ、図１において不図示、図２参照）が接合されたものであり、基材１１上において、円筒状モールド１０の筒軸方向Ｄ１に対して所定の角度θ１を持つように、斜めに設けられる。この円筒状モールド１０の表面（外周面上）には、筒軸方向Ｄ１に延在する凹凸構造が設けられている。この円筒状モールド１０においては、周方向Ｄ２に回転しながら外周面上に設けられた凹凸構造を被転写材に転写する。
【００２３】
図２は、本実施の形態に係る円筒状モールド１０の展開図である。図２Ａは、接合辺部１０ｃに沿う直線で円筒状モールド１０を切断した展開図を示し、図２Ｂは、筒軸方向Ｄ１に沿う直線Ｘ（図１の二点鎖線参照）で円筒状モールド１０を切断した展開図を示している。
【００２４】
図２Ａに示すように、本実施の形態に係る円筒状モールド１０においては、一対角が鈍角であり他対角が鋭角である平行四辺形状の基材１１が用いられる。この基材１１は、略平行な一対の対辺１１ａ，１１ｂと、この一対の対辺１１ａ，１１ｂに対して所定の角度θ１（図２Ａの例では、４５°）をなす略平行な一対の対辺（斜辺１１ｃ，１１ｄ）と、を有する。基材１１の一方の表面には、一対の対辺１１ａ，１１ｂに対して直交する方向に延在する凹凸構造が形成される。この凹凸構造は、シート状の被転写材の搬送方向（ＭＤ方向）に対して略直交する方向（ＴＤ方向）に延在するように形成されている。円筒状モールド１０は、凹凸構造が形成された表面が外周面となるように折り曲げ加工した状態で、基材１１の略平行な一対の斜辺１１ｃ，１１ｄを互いに接合することにより作製される。一対の斜辺１１ｃ，１１ｄの接合部分は、円筒状モールド１０の接合辺部１０ｃとなる（図１Ａ，図１Ｂ参照）。
【００２５】
本実施の形態に係る円筒状モールド１０においては、平行四辺形状の基材１１を用いるので、一対の斜辺１１ｃ，１１ｄに対して凹凸構造の延在方向（ＴＤ方向）が斜めとなる。このため、略矩形形状の領域Ａを、その一対の対辺が一対の斜辺１１ｃ，１１ｄに対して、平行となるように設けることにより、凹凸構造の延在方向（ＴＤ方向）が領域Ａの任意の辺に対して斜めとなる。このため、本実施の形態に係る円筒状モールド１０を用いて得られたシート状の被転写材においては、略矩形形状の領域Ａを切り出すことにより、その凹凸構造の延在方向が任意の各辺に対して斜めとなる略矩形形状の被転写材を領域Ａの数に応じて切り出すことができる。
【００２６】
一方で、図２Ｂに示すように、筒軸方向Ｄ１に沿う直線Ｘで円筒状モールド１０を切断して展開した場合、基材１１の形状は、平面視にて略矩形形状となる。このような略矩形形状の基材１１においては、図２Ａに示した例と同様に、凹凸構造の延在方向（ＴＤ方向）が任意の辺に対して斜めとなるように略矩形形状の複数の特定領域Ａを設けた場合、シート状の被転写材の搬送方向（ＭＤ）における両端部における不使用領域が増大する。
【００２７】
このように、本実施の形態に係る円筒状モールド１０においては、一対角が鈍角であり他対角が鋭角である平行四辺形状の基材１１のこの基材１１の一対の斜辺１１ｃ，１１ｄを接合して円筒状にすることにより、円筒状モールド１０を作製する。このように円筒状モールド１０を作製することにより、略矩形形状の被転写材を、その凹凸構造の延在方向が任意の辺に対して斜めとなるように切り出す場合であっても、シート状の被転写材の外縁部における不使用領域を削減できるので、被転写材の利用効率を向上できる。
【００２８】
また、本実施の形態に係る円筒状モールド１０においては、基材１１上において、円筒状モールド１０の筒軸方向Ｄ１に対して所定の角度θ１を持つように接合辺部１０ｃを設けるので、円筒状モールド１０を周方向Ｄ２に回転させて使用する際に、被転写材の搬送方向（ＭＤ方向）に対して接合辺部１０ｃが斜めに延在する。これにより、円筒状モールド１０により強い力を印加しても、円筒状モールド１０が破断しにくくなるので、円筒状モールド１０の張り出しを強くすることが可能となり、真円度の高い円筒状モールド１０を作製することが可能となる。このように真円度が高い円筒状モールド１０を作製できるので、転写後の被転写体の膜厚のバラつきを低減することが可能となり、その結果、製品の光学性能のバラつきを低減することができる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態においては、所定の角度θ１が４５°である場合について説明したが、所定の角度θ１は、製造する偏光板の偏光特性に応じて、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更することが可能である。これらの中でも、所定の角度θ１としては、５°〜８５°の範囲内であることが好ましい。
【００３０】
本実施の形態に係る円筒状モールド１０においては、表面に設けられた凹凸構造が、特定方向に延在するグリッド構造であることが好ましい。これにより、ワイヤグリッド偏光板に用いられる凹凸基材を高収率で製造することが可能となる。なお、グリッド構造としては、図２Ａに示したように、円筒状モールド１０の筒軸方向（ＴＤ方向）に対して略平行に設けてもよく、図２Ｃに示すように、円筒状モールド１０の筒軸方向に対して所定の角度θ２をなすように設けてもよい。この場合、所定の角度θ２としては、得られるワイヤグリッド偏光板の光学性能の観点から、０°〜±３５°の範囲内であることが好ましく、０°〜±１０°の範囲内であることが更に好ましい。
【００３１】
また、本実施の形態に係る円筒状モールド１０においては、表面に設けられた凹凸構造が、微細構造であることが好ましい。これにより、光学素子などに用いられる微細構造を有する凹凸基材を高収率で製造することが可能となる。
【００３２】
（モールドの製造方法）
次に、本実施の形態に係る円筒状モールド１０の製造方法について説明する。本実施の形態に係る円筒状モールド１０の製造方法は、凹凸構造が設けられた原版から一対角が鈍角であり他対角が鋭角であって一対の斜辺１１ｃ，１１ｄを有する平行四辺形状の基材を切り出す切り出し工程と、この基材１１の一対の斜辺１１ｃ，１１ｄを接合して基材１１を円筒状にする接合工程と、を含む。
【００３３】
図３，図４は、本実施の形態に係る円筒状モールド１０の製造方法の概略を示す図である。切り出し工程では、原版１２としては、例えば、マスター型から無電解Ｎｉ電解などにより凹凸構造が転写されたＮｉ電鋳薄板を用いる（図３Ａ参照）。このＮｉ電鋳薄板から凹凸構造が設けられた原版から一対角が鈍角であり他対角が鋭角である平行四辺形状の基材１１を切り出す（図３Ｂ参照）。転写する凹凸構造の高さが１μｍ以下の場合には、Ｎｉ電鋳薄板に代えて、Ｎｉ／Ｂ、Ｎｉ／Ｐ、Ｎｉ／ＣｏなどのＮｉ合金を用いることができる。
【００３４】
接合工程では、切り出した平行四辺形状の基材１１を折り曲げ加工して一対の斜辺１１ｃ，１１ｄを溶接により接合して基材１１を円筒状にする。このとき、図４Ａ，図４Ｂに示すように、基材１１上に設けられた凹凸構造が外周面側に位置すると共に、一対の斜辺１１ｃ，１１ｄを同一平面内で重ね合わせるように折り曲げ加工してから、一対の斜辺１１ｃ，１１ｄを溶接して接合辺部１０ｃを形成する。溶接方法としては、例えば、レーザー溶接法や、マイクロプラズマ溶接法を用いることができる。マイクロプラズマ溶接法を用いる場合においては、電流値、プラズマガス、シールドガス、電極径、ノズル径、キャップ径、トーチ角度、アーク長さ、溶接スピードなどを微調整することにより、基材１１の一対の斜辺１１，１１ｄを溶接でき、接合辺部１０ｃを形成することができる。次に、図４Ｃに示すように、一対の斜辺１１ｃ，１１ｄを接合した基材１１を真円状に加工することにより、円筒状モールド１０が作製される。
【００３５】
ここで、マイクロプラズマ溶接法とは、水冷ノズル内で発生させた低電流（３Ａ程度）のアーク（非移行型プラズマアーク）をノズル先端の細穴を通し、熱ピンチ効果によりさらに細くなったアーク柱を発生させ、そのアーク柱を細いままで溶接ワークに届かせるためシールドガスに少量のＨ（水素）を加え、その乖離熱でアーク柱表面に冷却ピンチ効果を持続させる溶接方法である。そして、この溶接方法で得られるアーク柱は極めて低電流でも発生可能で、０．１Ａといった極小電流でも安定したアークが得られるものである。このようなマイクロプラズマ溶接法を用いれば、その溶接熱によってその基材１１が溶け落ちてしまうようなことがなく、確実に突き合わせ溶接することが可能となる。基材１１として、ステンレス鋼や耐熱耐蝕合金鋼、チタン鋼を用いる場合には、板厚が０．０１ｍｍ（１０μｍ）程度でも溶接が可能である。
【００３６】
＜凹凸基材＞
本実施の形態に係る凹凸基材は、上記実施の形態に係る円筒状モールド１０を用いて得られる。表面にグリッド構造が設けられた円筒状モールド１０を用いて得られた凹凸基材は、ワイヤグリッド偏光板の基材として好適に用いることができる。特に、上記実施の形態に係る円筒状モールド１０においては、円筒状モールド１０の張り出しを強くすることができるので、円筒状モールド１０のグリッド構造を精度良く転写することが可能となる。
【００３７】
また、表面に微細構造が設けられた円筒状モールド１０を用いて得られた凹凸基材は、光学素子として好適に用いることができる。この場合、微細構造としては、例えば、凹凸構造の周期が可視光の波長以下に制御された微細な凹凸パターンが表面に形成されたモスアイ構造などを用いることができる。
【００３８】
凹凸基材の材料としては、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）硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等が挙げられる。また、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂と、無機材料、上記熱可塑性樹脂等とを組み合わせて用いてもよく、単独で用いてもよい。これらの中でも、トリアセチルセルロース系樹脂からなるＴＡＣフィルムやシクロオレフィン系樹脂からなるＣＯＰ、ＣＯＣ樹脂フィルムは、低複屈折性にでき、高透過率であることから、凹凸基材をワイヤグリッド偏光板の基板として用いる場合に好適に用いることができる。
【００３９】
＜凹凸基材の製造方法＞
次に、上記実施の形態に係る円筒状モールド１０を用いた凹凸基材の製造方法について説明する。図５は、本実施の形態に係る円筒状モールド１０を備えた転写装置１００の模式図である。この転写装置１００においては、円筒状モールド１０の外周面に形成された凹凸構造を被転写材に転写して凹凸基材を製造する。
【００４０】
図５に示すように、この転写装置１００は、ロール状に巻き付けられたフィルム状の基材Ｆ１を連続して繰り出す繰り出しロール１０１と、この基材Ｆ１を巻き取る巻き取りロール１０２とを備えている。繰り出しロール１０１と巻き取りロール１０２との間には、基材Ｆ１の搬送方向の上流側から下流側に向けて、基材Ｆ１の一方の面に転写用の樹脂Ｊを塗布する塗工部１０３と、外周面に上記実施の形態に係る円筒状モールド１０が配置され、塗工部１０３によって塗布された転写用の光硬化性樹脂Ｊに凹凸構造を連続して転写する賦形ロール１０４と、この賦形ロール１０４で凹凸構造が転写された光硬化性樹脂を光硬化する光源１０５と、が複数の搬送ロール１０６を介して設けられている。
【００４１】
次に、転写装置１００による凹凸基材の製造工程の概略について説明する。繰り出しロール１０１は、合紙Ｐを介して巻き取られた光透過性の基材Ｆ１を繰り出す。繰り出しロール１０１から繰り出された基材Ｆ１は、合紙Ｐが巻き取りロール１０７によって巻き取られると共に、複数の搬送ロール１０６を介して塗工部１０３に搬送され、基材Ｆ１の片面に光硬化性樹脂（例えば、紫外線硬化樹脂）が塗布される。次に、基材Ｆ１は、光硬化性樹脂が塗布された片面が賦形ロール１０４の外周面（円筒状モールド１０の外周面）と接触するように搬送され、光硬化性樹脂に円筒状モールド１０の表面に設けられた凹凸構造が押圧される。ここで、上述したように、円筒状モールド１０においては、円筒状モールド１０を接合辺部１０ｃが、基材１１上において、円筒状モールド１０の筒軸方向Ｄ１に対して所定の角度θ１を持つように設けているので、基材Ｆ１を円筒状モールド１０の外周面に強く押し当てた場合にも、円筒状モールド１０の破損を抑制できる。これにより、凹凸構造を精度良く転写することができる。
【００４２】
次に、円筒状モールド１０表面の凹凸構造が基材Ｆ１上の光硬化性樹脂に押し当てられた状態で、光源１０５から円筒状モールド１０の外周面に対して露光し、光硬化樹脂を光硬化する。ここで、上述したように、円筒状モールド１０においては、張り出しを強くでき、真円度を高めることができるので、凹凸構造が転写された光硬化性樹脂の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。これにより、光学性能のバラつきの小さい凹凸基材が得られる。
【００４３】
次に、凹凸構造が転写された基材Ｆ１は、繰り出しロール１０８から繰り出されたフィルム状の保護層Ｆ２が凹凸構造上に貼着された後、巻き取りロール１０２に巻き取られる。以上のようにして凹凸基材が製造される。
【００４４】
＜ワイヤグリッド偏光板＞
本実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板は、上記実施の形態に係る円筒状モールド１０を用いて得られた凹凸基材と、この凹凸基材上に設けられた金属ワイヤと、を備える。このワイヤグリッド偏光板は、円筒状モールド１０を用いて作成されたグリッド構造の凹凸構造を有する凹凸基材上にＡｌなどの金属を蒸着し、不要な金属をエッチングにより除去して金属ワイヤを形成することにより製造される。なお、必要に応じて、凹凸基材と金属ワイヤとの間に、凹凸基材と金属ワイヤとの間の接着性を向上する誘電体層を設けてもよい。
【００４５】
金属ワイヤの形成方法としては、例えば、生産性や光学特性等を考慮し、凹凸基材の凹凸構造形成面の表面に対して傾斜した方向から蒸着を行う、斜め蒸着法などを用いることができる。斜め蒸着法を用いることにより、生産効率の良いロール・ツー・ロール方式でワイヤグリッド偏光板を製造することができる。
【００４６】
エッチング方法は、凹凸基材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、生産性の観点からアルカリ性の水溶液に浸漬させる方法が好ましい。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例及び比較例について説明する。なお、本発明は、これらの実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。
【００４８】
以下の実施例及び比較例においては、円筒状モールドを作製し、作製した円筒状モールドをロールスタンパとして使用してワイヤグリッド偏光板シートを作製した。そして、作製したワイヤグリッド偏光板シートから液晶ディスプレイなどに使用される略矩形形状のワイヤグリッド偏光板を切り出し、その収量及び光学性能を評価した。  
【００４９】
（実施例）
（円筒状モールドの作製）
まず、ピッチ１４０ｎｍのＬ／Ｓの微細凹凸パターンを有するＮｉ電鋳金型を用い、微細凹凸パターンをシクロオレフィン樹脂板(ＣＯＰ樹脂板)に熱転写した。この樹脂板の表面に導電化処理としてＮｉをスパッタリングした後、Ｎｉを電気めっきし、幅２１０ｍｍ×長さ５００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの原版（Ｎｉ電鋳板）を作製した。次に、このＮｉ電鋳板を幅２１０ｍｍ×長さ４７０ｍｍの平行四辺形に裁断して基材を切り出した。次に、基材を筒状に曲げ加工すると共に、両端部（斜辺）をマイクロプラズマ溶接によって突き合わせ溶接して、内径８２．５ｍｍの円筒状モールド（ロールスタンパ）を作製した。このとき、凹凸パターンの延在方向はロールスタンパのＴＤ方向（筒軸方向）と略平行であり、ロールスタンパの接合辺部は、基材上においてロールスタンパの筒軸方向（凹凸パターンの延在方向）から４５度傾いた状態であった。
【００５０】
（凹凸基材の作製）
作製したロールスタンパを、その外径が８０ｍｍ〜８５ｍｍの範囲で拡縮自在な回転軸上に挿着し、回転軸を拡径してロールスタンパをその回転軸上に固定した。回転軸は拡径時外径が８２．５ｍｍで、固定後のロールスタンパの真円度が１５μｍになるように加工した。これを図５で表される転写装置１００の賦形ロール１０４としてセットし、連続ＵＶ転写により格子状凸部を転写して凹凸基材を作製した。基材フィルムＦ１として、膜厚８０μｍのＴＡＣフィルム（ＴＤ８０ＵＬ−Ｈ：富士フイルム社製）を用い、＃２２５斜線、パターン部幅１８０ｍｍのグラビアロール（塗工部１０３）によってその片面にアクリル系紫外線硬化樹脂（屈折率１．５２）を幅１８０ｍｍ×塗布厚２μｍ−３μｍとなるように塗布した。アクリル系紫外線硬化樹脂を硬化させるための装置としてＵＶランプ（光源１０５）を用い、これを回転軸上に固定したロールスタンパの頂点（基材フィルムＦ１再接近時）に配置し、２００ｍＷ／ｃｍ２の照度で照射した。作製したフィルム状の凹凸基材は、巻き取りロール１０２によってロール状に巻き取った。
【００５１】
（凹凸基材の乾燥）
以上のようにして得られた凹凸基材に含まれる水分を乾燥するために、ロール状の凹凸基材を２００Ｗの赤外線ヒーターが３台設けられた真空槽に移し、ロール状の凹凸基材のフィルムを真空中でほどきながら２ｍ／分で走行させ、加熱後、ロール状に巻き取った。フィルム走行停止時の真空度は０．０３Ｐａであり、フィルム走行中（乾燥中）の真空度は０．１５Ｐａであった。また、赤外線ヒーター通過後の凹凸基材のＴＡＣフィルムの表面温度を知るためにＴＡＣフィルム上には予めサーモラベルを貼っておいた。ヒーター通過後のＴＡＣフィルムの表面温度は６０℃から１１０℃の間であった。
【００５２】
（スパッタリング法を用いた誘電体層の形成）
乾燥後の凹凸基材を乾燥機の真空槽中に１２時間放置し、凹凸基材のＴＡＣフィルムの温度を２３℃まで下げた。その後、凹凸基材を誘電体層形成及び金属ワイヤ形成用の真空槽へと移し、格子状凸部の転写面に誘電体層及び金属ワイヤを設けた。誘電体層の形成には反応性ＡＣマグネトロンスパッタリング法を用いた。ターゲットサイズ１２７ｍｍ×７５０ｍｍ×１０ｍｍｔのシリコンターゲットを２枚並べ、基板〜ターゲット距離８０ｍｍ、アルゴンガス流量２００ｓｃｃｍ、窒素ガス流量３００ｓｃｃｍ、出力１１ｋＷ、周波数３７．５ｋＨｚ、走行速度５ｍ／分の条件下、ロール状の凹凸基材をほどきながら、フィルム搬送用ロール（メインローラー）で巻き取りロール側に搬送して誘電体層としての窒化珪素層を設けた。その後、誘電体層を設けた凹凸基材をロール状に巻き取った。スパッタリングの際の張力は３０Ｎ、メインローラー温度は３０℃、スパッタリング開始前のバックグラウンドの真空度は０．００５Ｐａ、スパッタリング中の真空度は０．３８Ｐａであった。同じ条件でＳｉチップに窒化珪素を成膜し、エリプソメーターにて窒化珪素層の厚みを算出したところ、厚みは３ｎｍであった。
【００５３】
（アルミニウム蒸着）
凹凸基材の格子状凸部の転写面に誘電体層として窒化珪素層をスパッタリング法にて形成した後、凹凸基材のフィルムを窒化珪素層のスパッタリング時と逆方向にメインローラーで送り、抵抗加熱蒸着法にて金属ワイヤを形成し、金属ワイヤを形成した凹凸基材をロール状に巻き取った。なお、本実施例では、金属としてアルミニウム（Ａｌ）を用いた。
【００５４】
アルミニウムの蒸着には斜め蒸着法を用い、格子の長手方向と垂直に交わる平面内において基材面の法線蒸着源とのなす角が３２°（θｄ）からはじまり１５°（θｓ）で終わるようにマスクを配置して行った。マスクの開口幅は６０ｍｍであり、マスク開口部の中心と蒸着ボート（蒸着材）との距離は４００ｍｍであった。蒸着ボート加熱前の真空度は０．００５Ｐａであった。張力は３０Ｎ、メインローラーの温度は３０℃とした。以上のような条件にて、フィルム送り速度３．５ｍ／分で格子状凸部を転写した凹凸基材のフィルムを走行させながら、加熱されたボート上に純度９９．９％以上、線径１．７ｍｍのアルミワイヤを送り速度２００ｍｍ／分でフィードし、アルミニウムを蒸着した。その後、アルミニウムを蒸着した凹凸基材をロール状に巻き取った。得られた凹凸基材について、蒸着後期のフィルム部を切り出し、アルミニウムの膜厚を蛍光Ｘ線の発光強度より換算したところ、１３０ｎｍであった。
【００５５】
（アルミニウムのエッチング）
窒化珪素層及び金属ワイヤ（アルミニウム）が成膜された格子状凸部を転写した凹凸基材のフィルムロールを、凹凸基材のフィルムをほどきながら温度２３℃の０．５重量％のＮａＯＨ水溶液槽内を６５秒間走行させた。次に、水洗・風乾し、目的とするワイヤグリッド偏光板のロールを得た。
【００５６】
（ワイヤグリッド偏光板の製造）
ワイヤグリッド偏光板のロールから液晶ディスプレイに用いられる略矩形形状のワイヤグリッド偏光板の切り出しに用いられるワイヤグリッド偏光板シートを作製し、作製したワイヤグリッド偏光板から略矩形形状のワイヤグリッド偏光板を切り出して収率（理論値）を計算した。液晶ディスプレイに用いられるワイヤグリッド偏光板の透過軸の方向は、ワイヤグリッド偏光板の幅方向に対して４５度傾いたものとした。液晶ディスプレイに用いられるワイヤグリッド偏光板の大きさは、長さ２００ｍｍ、幅４０ｍｍとした。
【００５７】
ロールスタンパの筒軸方向（ＴＤ方向）に対して、ロールスタンパの接合辺部となる一対の斜辺が４５度傾いた平行四辺形状のワイヤグリッド偏光板シートを用い、液晶ディスプレイに用いられる略矩形形状のワイヤグリッド偏光板の作製を行った。まず、図６Ａに示すように、ワイヤグリッド偏光板のロールから、幅２１０ｍｍ、長さ４７０ｍｍの平行四辺形状のワイヤグリッド偏光板シート２００を切り出した。なお、ワイヤグリッド偏光板シート２００の一対の斜辺の方向は、ＭＤ方向から４５度（θ１参照）傾いた方向とした。続いて、ワイヤグリッド偏光板シート２００から、長さ２００ｍｍ、幅４０ｍｍの液晶ディスプレイに用いられる略矩形形状のワイヤグリッド偏光板２０１を切り出したところ、４個の液晶ディスプレイに用いられる略矩形形状のワイヤグリッド偏光板２０１が得られた。得られた略矩形形状のワイヤグリッド偏光板２０１の光学特性を下記表１に示す。
【００５８】
（比較例）
ロールスタンパの筒軸方向（ＴＤ方向）に対して、接合辺部となる一対の対辺が略平行であるロールスタンパを用いてワイヤグリッド偏光板シートを作製し、作製したワイヤグリッド偏光板シートから液晶ディスプレイに用いられるワイヤグリッド偏光板を切り出した。実施例と同様にして、ワイヤグリッド偏光板のロールから、長さ２６０ｍｍ、幅２１０ｍｍのワイヤグリッド偏光板シート３００を作製し、このワイヤグリッド偏光板シート３００から、長さ２００ｍｍ、幅４０ｍｍの液晶ディスプレイに用いられる略矩形形状のワイヤグリッド偏光板２０１を切り出した。なお、比較例においては、図６Ｂに示すように、ワイヤグリッド偏光板シート３００の長手方向は、ＭＤ方向と一致するようにし、ワイヤグリッド偏光板シート３００の面積は実施例に係るワイヤグリッド偏光板シート２００と同じとなるようにした。ワイヤグリッド偏光板シート３００からは、３個の液晶ディスプレイに用いられる略矩形形状のワイヤグリッド偏光板２０１が得られた。得られたワイヤグリッド偏光板２０１の光学特性を下記表１に示す。
【００５９】
【表１】
2013097286.tif 000003
【００６０】
表１から分かるように、シートサイズ２６０ｍｍ×２１０ｍｍという単位面積あたりから切り出すことが可能な液晶ディスプレイに用いられる略矩形形状のワイヤグリッド偏光板２０１の数量を比較すると、実施例に係るワイヤグリッド偏光板シート２００を用いた場合には４個であり、比較例に係るワイヤグリッド偏光板シート３００を用いた場合には３個であった。ワイヤグリッド偏光板シート２００は、ＭＤ方向に対してロールスタンパの接合辺部が斜めに設けられており、液晶ディスプレイに用いられるワイヤグリッド偏光板２０１の一辺と平行に切り出すことが可能なため、切り出し時に発生する不使用部分を大幅に減少することができ、ワイヤグリッド偏光板シート２００の製造量に対する製品（ワイヤグリッド偏光板２０１）の高収量化が達成できた。また、実施例及び比較例に係るワイヤグリッド偏光板の光学特性に関しては、略同等であり、有意差は見られなかった。
【００６１】
なお、本発明は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可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態においては、平面視にて平行四辺形状の基材を円筒形状に接合した例について説明したが、基材としては、本発明の効果を奏する範囲で異なる形状のものを用いてもよい。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、凹凸基材の収率を向上できるモールド及びそれを用いた凹凸基材を実現できるという効果を有し、例えば、液晶ディスプレイ、偏光ビームスプリッター、赤外線通信機器、センサー、医療関連の検査装置などに用いられるワイヤグリッド偏光板や、ディスプレイ装置、太陽電池、各種照明、複写機などの反射防止フィルムとして用いられる光学素子などの製造に好適に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  円筒状モールド
１０ａ  一方端
１０ｂ  他方端
１０ｃ  接合辺部
１１  基材
１１ａ，１１ｂ  対辺
１１ｃ，１１ｄ  斜辺
１２  原版
１００  転写装置
１０１，１０８  繰り出しロール
１０２，１０７  巻き取りロール
１０３  塗工部
１０４  賦形ロール
１０５  光源
１０６  搬送ロール
２００  ワイヤグリッド偏光板シート
２０１  ワイヤグリッド偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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