(57)【要約】【課題】ワイヤーグリッド型偏光子に関して、ワイヤーグリッド型偏光子に関して、高い生産効率により大面積の製品を大量生産できるようにする。【解決手段】入射する電磁波の透過を偏光面に応じて制限する偏光子４において、透過を制限する波長帯域の最短波長以下の溝幅による凹状溝が、前記凹状溝の幅方向に繰り返し作製された、前記波長帯域の電磁波に対して透明な固体誘電体による透明固体誘電体部１２と、前記凹状溝（１２）に配置された金属材料による金属線状部１１とを備える。前記透明固体誘電体部１２の表面から深さ方向の金属線状部１１の先端までの長さｈが、１００ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であり、透明固体誘電体部１２の表面から突出する金属線状部１１の先端までの長さをｘの、金属線状部全体の厚み（ｈ＋ｘ）に対する割合ｘ／（ｈ＋ｘ）が、０以上０．５６以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する電磁波の透過を偏光面に応じて制限する偏光子において、
透過を制限する波長帯域の最短波長以下の溝幅による凹状溝が、前記凹状溝の幅方向に繰り返し作製された、前記波長帯域の電磁波に対して透明な固体誘電体による透明固体誘電体部と、
前記凹状溝に配置された金属材料による金属線状部とを備え、
前記透明固体誘電体部の表面から深さ方向の前記金属線状部の先端までの長さｈが、１００ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であり、
前記透明固体誘電体部の表面から突出する前記金属線状部の先端までの長さｘの、前記金属線状部全体の厚み（ｈ＋ｘ）に対する割合ｘ／（ｈ＋ｘ）が、０以上０．５６以下である
偏光子。
【請求項２】
前記金属線状部の金属材料が、アルミニウム、ニッケル、クロム、銀の何れかを含む
請求項１に記載の偏光子。
【請求項３】
バックライトと、偏光子により液晶セルを挟持してなる液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置において、
前記バックライトと前記液晶表示パネルとの間に、請求項１又は請求項２に記載の偏光子が配置された
液晶表示装置。
【請求項４】
バックライトと、偏光子により液晶セルを挟持してなる液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置において、
前記バックライト側の前記偏光子が、請求項１又は請求項２に記載の偏光子である
液晶表示装置。
【請求項５】
入射する電磁波の透過を偏光面に応じて制限する偏光子の製造方法において、
前記透過を制限する波長帯域の電磁波に対して透明の基材に、前記波長帯域の最短波長以下の溝幅による凹状溝を、前記溝幅の方向に複数配置してなる凹凸形状を作製する凹凸形状作製工程と、
前記凹状溝に金属材料を配置する金属材料の配置工程と、
少なくとも前記凹状溝間の金属材料を除去する金属材料の除去工程と、
前記凹状溝に残る金属材料に金属材料を堆積させて、前記最短波長以下の線幅による線状の金属線状部を形成する金属堆積工程とを備える
偏光子の製造方法。
【請求項６】
前記凹凸形状作製工程は、
賦型用金型を使用した賦型処理により、前記基材に前記凹凸形状を作製する
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、ワイヤーグリッド型偏光子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像表示装置等では、偏光子を使用する構成が種々に提案されている。すなわち例えば、液晶表示装置では、透明電極を配置したガラス板により液晶材料を挟持して液晶セルが形成され、この液晶セルの両面に偏光子である直線偏光板が配置されて液晶表示パネルが構成される。また近年、この液晶表示パネルの入射面（バックライト側面）に、反射型の直線偏光板を配置してバックライトによる照明光の利用効率を向上する工夫が図られている。
【０００３】
このような偏光子には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素等を含浸させた後、延伸して作製する構成（いわゆるシート・ポラライザーである）、ワイヤーグリッド型偏光子等が利用されている。特許文献１，２には、ワイヤーグリッド型偏光子に関する工夫が提案されている。これらの文献に開示のワイヤーグリッド型偏光子は、フォトリソグラフィーの技術を利用したパターニングにより作製されている。
【０００４】
このような偏光子において、シート・ポラライザーは、耐熱性が劣り、さらに厚みを薄くすることが困難な欠点がある。これによりシート・ポラライザーに代えてワイヤーグリッド型偏光子の利用が考えられる。しかしながらワイヤーグリッド型偏光子は、高い生産効率により大面積の製品を大量生産できない問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３０５２１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２７２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ワイヤーグリッド型偏光子に関して、高い生産効率により大面積の製品を大量生産できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、透明の固体誘電体により凹状溝を作製し、この凹状溝に選択的に金属材料を配置すると共に、この凹状溝に配置した金属材料に金属材料を堆積させる構成を採用し、この構成を有効に利用して生産効率を向上させる、との着想に至り、本発明を完成するに至った。
【０００８】
具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
【０００９】
（１）  入射する電磁波の透過を偏光面に応じて制限する偏光子において、
透過を制限する波長帯域の最短波長以下の溝幅による凹状溝が、前記凹状溝の幅方向に繰り返し作製された、前記波長帯域の電磁波に対して透明な固体誘電体による透明固体誘電体部と、
前記凹状溝に配置された金属材料による金属線状部とを備え、
前記透明固体誘電体部の表面から深さ方向の前記金属線状部の先端までの長さｈが、１００ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であり、
前記透明固体誘電体部の表面から突出する前記金属線状部の先端までの長さをｘの、前記金属線状部全体の厚み（ｈ＋ｘ）に対する割合ｘ／（ｈ＋ｘ）が、０以上０．５６以下である。
【００１０】
（１）によれば、隣接する金属線状部の間に、透明の固体誘電体による透明固体誘電体部が設けられていることにより、金属線状部の損傷を従来に比して低減することができ、これにより従来に比して耐摩耗性を向上することができる。またこのように隣接する金属線状部の間に透明固体誘電体部を設ける構成は、金属線状部に対応する凹状溝による凹凸形状を作製した後、この凹状溝に金属線状部に係る材料を充填して作製することができ、これにより大面積の偏光子を効率良く生産することができ、従来に比して生産性を向上することができる。またこのようにして作製可能であることにより、深さ方向に係る金属線状部の先端までの長さｈを１００ｎｍ以上１６０ｎｍ以下とし、割合ｘ／（ｈ＋ｘ）を０以上０．５６以下とすることにより、バラツキによる歩留まりの低下を防止し、充分な性能を確保することができ、これにより生産効率を向上することができる。これらにより高い生産効率により大面積の製品を大量生産することができる。
【００１１】
（２）  （１）において、
前記金属線状部の金属材料が、アルミニウム、ニッケル、クロム、銀の何れかを含む偏光子。
【００１２】
（２）によれば、特定偏光面の入射光等を効率良く反射、又は吸収することができる偏光子を提供することができる。
【００１３】
（３）  バックライトと、偏光子により液晶セルを挟持してなる液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置において、
前記バックライトと前記液晶表示パネルとの間に、（１）又は（２）の偏光子が配置された液晶表示装置。
【００１４】
（３）によれば、液晶表示パネルで遮光される偏光面による液晶表示パネルの入射光をバックライトに反射して再利用することができ、バックライトの出射光について、利用効率を向上することができる。
【００１５】
（４）  バックライトと、偏光子により液晶セルを挟持してなる液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置において、
前記バックライト側の前記偏光子が、（１）又は（２）に記載の偏光子である液晶表示装置。
【００１６】
（４）によれば、従来構成における液晶表示装置における、液晶セルの入射面側直線偏光板と、この直線偏光板のバックライト側に配置される反射型直線偏光板とに適用して、全体構成を簡略化することができる。
【００１７】
（５）  入射する電磁波の透過を偏光面に応じて制限する偏光子の製造方法において、
前記透過を制限する波長帯域の電磁波に対して透明の基材に、前記波長帯域の最短波長以下の溝幅による凹状溝を、前記溝幅の方向に複数配置してなる凹凸形状を作製する凹凸形状作製工程と、
前記凹状溝に金属材料を配置する金属材料の配置工程と、
少なくとも前記凹状溝間の金属材料を除去する金属材料の除去工程と、
前記凹状溝に残る金属材料に金属材料を堆積させて、前記最短波長以下の線幅による線状の金属線状部を形成する金属堆積工程とを備える偏光子の製造方法。
【００１８】
（５）によれば、隣接する金属線状部の間に、凹状溝に係る部材を設けることができることにより、金属線状部の損傷を従来に比して低減することができ、これにより従来に比して耐摩耗性を向上することができる。また金属線状部に対応する凹状溝による凹凸形状を作製した後、この凹状溝に金属線状部に係る材料を充填して作製することができ、これにより大面積の偏光子を効率良く生産することもでき、従来に比して量産性を向上することができる。またこのようにして作製可能であることにより、金属線状部の作製精度も向上することができ、その結果、作製精度も向上することができる。またさらに金属堆積工程により凹状溝に残る金属材料に金属材料を堆積させることにより、固体誘電体表面からの金属線状部の突出量を制御して歩留まりを向上し、充分な性能を確保し、これにより生産効率を向上することができる。これらにより高い生産効率により大面積の製品を大量生産することができる。
【００１９】
（６）  （５）において、
前記凹凸形状作製工程は、
賦型用金型を使用した賦型処理により、前記基材に前記凹凸形状を作製する偏光子の製造方法。
【００２０】
（５）によれば、賦型処理により効率良く凹凸形状を作製することができ、一段と量産性を向上し、作製精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ワイヤーグリッド型偏光子に関して、高い生産効率により大面積の製品を大量生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す断面図である。
【図２】図１の画像表示装置に係る偏光子の構成を示す図である。
【図３】偏光子層の断面形状を示す図である。
【図４】長さｈを１３０ｎｍとした場合の特性の変化を示す図表である。
【図５】図４におけるＰ波透過率及び消光比のグラフである。
【図６】長さｈを１００ｎｍとした場合の特性の変化を示す図表である。
【図７】図６におけるＰ波透過率及び消光比のグラフである。
【図８】長さｈを１６０ｎｍとした場合の特性の変化を示す図表である。
【図９】図８におけるＰ波透過率及び消光比のグラフである。
【図１０】長さｈを５０ｎｍとした場合の特性の変化を示す図表である。
【図１１】図１０におけるＰ波透過率及び消光比のグラフである。
【図１２】長さｈを２００ｎｍとした場合の特性の変化を示す図表である。
【図１３】図１２におけるＰ波透過率及び消光比のグラフである。
【図１４】偏光子の製造工程を示すフローチャートである。
【図１５】図１４の各工程の説明に供する図である。
【図１６】ロール版の説明に供する図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係るロール版の製造方法の説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔第１実施形態〕
〔画像表示装置〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す断面図である。この画像表示装置１は、液晶表示装置であり、液晶表示パネル２の背面にバックライト３が配置され、この液晶表示パネル２のバックライト３側に偏光子４が配置される。ここでバックライト３は、エッジライト型、直射型等、種々の構成の面光源装置を広く適用することができる。液晶表示パネル２は、偏光子である直線偏光板６、７により液晶セル５を挟持して構成され、液晶セル５は、透明電極を形成したガラス基板により液晶材料を挟持して形成される。これにより画像表示装置１は、液晶セル５に設けられた透明電極への印加電圧により画素単位で透過光を光強度変調して出力し、所望の画像を表示する。
【００２４】
偏光子４は、ワイヤーグリッド型偏光子であり、透過軸方向と直交する偏光面による入射光を選択的に効率良く反射するいわゆる反射型の偏光子である。偏光子４は、液晶セル５の入射面側（バックライト３側）に配置された直線偏光板７の透過軸方向と、透過軸方向が一致するように配置され、これにより画像表示装置１は、バックライト３からの照明光の利用効率を向上する。この実施形態において、偏光子４は、事前に、直線偏光板７と一体化された後、液晶表示パネル２の製造工程に提供され、これにより画像表示装置１は、偏光子４に係る組み立て作業を簡略化することができる。
【００２５】
なおこの一体化は、偏光子４と直線偏光板７とを紫外線硬化性樹脂等による接着剤により貼り合せて実行されるものの、偏光子としての光学的機能を担う層である偏光子層のみを転写法により転写して実行するようにしてもよい。なお転写法とは、例えば基材の上に所望の層を形成する場合に、この層を直接当該基材上に形成するのでは無く、一旦、離型性の支持体上に剥離可能に該層を積層形成して転写体を作製した後、工程、需要等に応じて、該支持体上に形成した層を、最終的に該層を積層すべき基材（被転写基材）上に接着、積層し、その後、該支持体を剥離除去することにより、該基材上に所望の層を形成する方法である。なおこの転写法による偏光子層の配置に関して、この実施形態では、後述する賦型樹脂層による透明樹脂層と一体に配置される。
【００２６】
なお偏光子４は、直線偏光板７の機能をも併せ持つことにより、直線偏光板７を省略して、直線偏光板７に代えて液晶セル５の入射面に配置するようにしても良い（以下、直線偏光板との兼用の構成と呼ぶ）。また直線偏光板７に代えて配置するようにしても良い（以下、直線偏光板代替えの構成と呼ぶ）。
【００２７】
〔偏光子〕
図２は、偏光子４の構成を示す図である。偏光子４は、入射する電磁波である入射光の透過を偏光面に応じて制限する偏光子であり、偏光子としての光学的機能を担う偏光子層１３が設けられる。偏光子４は、この偏光子層１３に、金属線状部１１が、線幅の方向に離間して複数配置される。ここで金属線状部１１は、透過を制限する電磁波の波長帯域の最短波長λｍｉｎ以下の線幅Ｗｍによる金属材料により形成される。また金属線状部１１は、この最短波長λｍｉｎ以下のピッチＰにより、規則的に又は不規則に繰り返し配置される。なおこれにより隣接する金属線状部１１間の間隔Ｗｔ（後述する透明固体誘電体部１２の幅である）は、デューティー比Ｄ（＝Ｗｍ／Ｐ＝Ｗｍ／（Ｗｍ＋Ｗｔ））が０．２以上０．８以下、好ましくは０．３以上０．７以下になるように作製される。なお偏光子層１３の表面が曲面形状の場合もあることにより、線幅Ｗｍは、金属線状部１１の延長方向と、金属線状部１１の繰り返し方向とに直交する方向から見た幅により定義される。なお最短波長λｍｉｎは、この実施形態のように画像表示装置に適用して可視光域の全波長帯域に対してその透過を制限する場合、可視光域の最短波長３８０ｎｍ以下とすればよいものの、例えば紫外線による露光装置に適用して露光に供する紫外線の透過を制限する場合等においては、適宜、３８０ｎｍとは異なる波長が適用される。
【００２８】
また金属線状部１１は、この最短波長λｍｉｎに対して、厚みＨがλｍｉｎ以下になるように形成され、この実施形態では断面略矩形形状により形成される。これらにより偏光子４は、ワイヤーグリッド型偏光子として機能するように構成される。なお偏光子４では、例えば可視光域の波長帯域において、最短波長３８０ｎｍ、中心波長５５０ｎｍ、最長波長７８０ｎｍ等の複数波長を設計基準波長に設定し、これらの設計基準波長で所望する光学特性（例えば消光比）を確保することができるように、金属材料及び透明誘電体材料の屈折率ｎ及び減衰係数ｋを元に、シミュレーションによってピッチＰ、線幅Ｗｍ、厚みＨに対応するＰ波透過率、Ｓ波透過率、消光比を算出することで、必要なピッチＰ、線幅Ｗｍ、厚みＨの好適値が導きだされる。これにより、例えば波長５５０ｎｍにおいて十分な消光比を確保する場合には、金属層にアルミニウム、透明誘電体に一般的な紫外線硬化樹脂（ｎ＝１．５、ｋ＝０  ａｔ５５０ｎｍ）を用いる場合、ピッチＰは７５ｎｍ以上１７５ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が望ましい。
【００２９】
さらに偏光子層１３は、隣接する金属線状部１１の間に、透過の制限を図る波長帯域の電磁波に対して透明な固体誘電体による透明固体誘電体部１２が設けられる。このように隣接する金属線状部１１の間に透明固体誘電体部１２を設けることにより、偏光子４は、各種部材の接触等による金属線状部１１の損傷を低減することができ、従来に比して耐摩耗性を向上することができる。またこのように隣接する金属線状部１１の間に透明固体誘電体部１２を設けた構成は、金属線状部１１に対応する凹状溝による凹凸形状を作製した後、この凹状溝に金属線状部１１に係る材料を充填して作製することができ、これにより大面積の偏光子を効率良く生産することができ、従来に比して量産性を向上することができる。またこのようにして作製可能であることにより、金属線状部１１の作製精度も向上することができ、その結果、偏光子４としての作製精度も向上することができる。なお充填により金属線状部１１を作製する際に、必要に応じて凹状溝上に密着性や表面保護のための機能層を設けても良い。機能層については特に制限されないが、主としてＳｉまたはその化合物である、ＳｉＯ２、ＳｉＣなどが好ましい。
【００３０】
ここで図３に線幅方向の断面形状を示すように、金属線状部１１は、充分な深さｈにより透明固体誘電体部１２に埋め込まれた状態により作製され、必要に応じて、隣接する透明固体誘電体部１２の端面より先端が突出するように形成される。これにより金属線状部１１は、金属線状部１１に対応する凹状溝による凹凸形状を作製した後、この凹状溝に金属線状部１１に係る金属材料を選択的に配置し、この金属材料にさらに金属材料を堆積して作製される。なお偏光子４では、これによりこの突出した部位は、隣接する金属線状部１１との間が屈折率ｎ＝１による空気により満たされるように構成される。従ってこの突出した部位は、透明固体誘電体部１２の凹状溝内に作製された部位に比して、機械的強度が弱いと考えられるものの、実質的にこの突出した部位は、後述するように高さｘが、最大でも１３０ｎｍ程度であることにより、充分に偏光子４としての光学的機能を損なわない程度の強度を確保することができる。また必要に応じて、突出した部位の先端を保護するように、この突出した部位を、その先端の包絡線形状により覆う保護フィルム材を配置し、この突出した部位の損傷を防止するようにしてもよい。
【００３１】
この実施形態においては、このように透明の固体誘電体により凹状溝を作製し、この凹状溝に選択的に金属材料を配置すると共に、この凹状溝に配置した金属材料に金属材料を堆積させるようにして、透明固体誘電体部１２の凹状溝の深さ（透明固体誘電体部１２の表面から深さ方向の前記金属線状部の先端までの長さである）ｈが、１００ｎｍ以上１６０ｎｍ以下により作製される。また金属線状部１１の全体の厚み（ｈ＋ｘ）に対する突出した部位の高さｘ（透明固体誘電体部の表面から突出する前記金属線状部の先端までの長さである）の割合（ｘ／（ｈ＋ｘ））が、０以上０．５６以下により作製される。また金属線状部１１の全体の高さ（ｈ＋ｘ）が１６０ｎｍ以上により、作製される。なおこの高さ（ｈ＋ｘ）の上限値は上述したように、透過の制限を図る波長帯域の最短波長である。これによりこの実施形態では、高い生産効率により、かつさらには充分な性能により偏光子４を作製することができる。なおｈ及びｘの値は、複数のサンプリング点における計測結果を平均値化して求められる。
【００３２】
すなわち図４は、深さｈを上述した範囲の中心値である１３０ｎｍ、金属線状部１１の幅Ｗｍを４０ｎｍ、金属線状部１１間の間隔Ｗｔを９５ｎｍとし、突出した部位の高さｘを変化させた場合のＰ波透過率Ｔｐ、Ｓ波透過率Ｔｓ、消光比Ｔｐ／Ｔｓ、偏光度（Ｔｐ−Ｔｓ／Ｔｐ＋Ｔｓ）を示す図である。なおここでＰ波及びＳ波は、この種の偏光子（ワイヤ―グリッド型偏光子）における記述に基づき、金属線状部１１の繰り返し方向が偏光面である入射光をＰ波とし、これと直交する偏光面による入射光をＳ波とした。また透明固体誘電体部１２の屈折率ｎは１．５である。
【００３３】
この実施形態のように、液晶セルの入射面側に配置してバックライト３からの入射光の利用効率を向上する場合、Ｐ波透過率Ｔｐは５０％以上であることが望まれるものの、好ましくは８０％以上であることが望まれ、より好ましくは８６％以上であることが望まれる。この図４では、金属線状部１１の突出量ｘが０〜１３０ｎｍの範囲で、Ｐ波透過率Ｔｐが８６％以上の条件を満足することができる。ここでこの図４の例では、ｈ＝１３０ｎｍであることにより、金属線状部１１の全体の厚み（ｈ＋ｘ）に対する突出した部位の高さｘの割合（ｘ／（ｈ＋ｘ））は、０〜０．５である。
【００３４】
なお偏光子４と直線偏光板７との積層体においては、Ｐ波透過率Ｔｐは５０％以上であることが望まれるものの、好ましくは８０％以上であることが望まれ、より好ましくは８６％以上であることが望まれる。さらに消光比Ｔｐ／Ｔｓが１００００以上であること、偏光度（Ｔｐ−Ｔｓ／Ｔｐ＋Ｔｓ）が９９．９８％以上であることが望まれ、これによりこの条件を満足する場合、直線偏光板７を省略して、直線偏光板との兼用の構成により画像表示装置１を構成することができる。図４においては、金属線状部１１の突出量ｘが１００〜１３０ｎｍの範囲で、これらの条件を満足することができ、この場合、金属線状部１１の全体の厚み（ｈ＋ｘ）に対する突出した部位の高さｘの割合（ｘ／（ｈ＋ｘ））は、０．４３〜０．５である。
【００３５】
これに対して金属線状部１１の突出量ｘが１３０ｎｍを超える１４０ｎｍ、１５０ｎｍでは、Ｐ波透過率Ｔｐが若干低下するものの、偏光度（Ｔｐ−Ｔｓ／Ｔｐ＋Ｔｓ）が９９．９８％以上であることにより、バックライト３側直線偏光板７に代えて偏光子４を使用して、直線偏光板代替えの構成により画像表示装置１を構成することができる。
【００３６】
これによりこのように深さｈを１３０ｎｍに設定した場合にあって、突出量ｘが製造バラツキによりばらつく場合であっても、充分に直線偏光板７のバックライト３側に配置して入射光の利用効率を向上することができ、さらには特性の良いものを選択して、直線偏光板との兼用の構成により画像表示装置１を構成することができる。また仮に著しく突出量ｘが変化した場合にあっては、バックライト３側直線偏光板７に代えて偏光子４を使用して、直線偏光板代替えの構成により画像表示装置１を構成することができる。これにより歩留まり良く偏光子４を生産して生産効率を向上することができる。
【００３７】
なお図５は、この図４におけるＰ波透過率Ｔｐ、消光比Ｔｐ／Ｔｓをグラフ化した図である。この図５によれば、直線偏光板代替えの構成、直線偏光板との兼用の構成における境界値を視覚的に把握することができる。なおこの図５において、符号ＡＲにより示す範囲は、液晶表示パネル２とバックライト３との間に配置して好適な範囲であり、この図５では割合ｘ／（ｈ＋ｘ）が、０以上０．５６以下の範囲である。
【００３８】
図６は、図４との対比により、深さｈを上述した範囲の下限値である１００ｎｍとした場合の光学特性を示す図である。なおこの図６の計測結果では、深さｈが異なる点を除いて、図４の例と同一に偏光子４を構成した。
【００３９】
この図６では、金属線状部１１の突出量ｘが９０〜１２０ｎｍの範囲でＰ波透過率Ｔｐが８６％以上であり、この突出量ｘにおける割合（ｘ／（ｈ＋ｘ））は、０．４５〜０．５４であり、また金属線状部１１の全体の高さ（ｈ＋ｘ）は、１９０ｎｍ〜２２０ｎｍである。金属線状部１１の突出量ｘが０ｎｍの場合、５０ｎｍの場合には、それぞれ割合（ｘ／（ｈ＋ｘ））が、０、０．３３であるものの、全体の高さ（ｈ＋ｘ）は、１００ｎｍ、１５０ｎｍであり、８６％以上のＰ波透過率Ｔｐを確保できないことが判った。
【００４０】
また金属線状部１１の突出量ｘが１３０〜１５０ｎｍの範囲では、偏光度（Ｔｐ−Ｔｓ／Ｔｐ＋Ｔｓ）が９９．９８％以上であることにより、偏光子４は、直線偏光板代替えの構成により画像表示装置１を構成することができる。
【００４１】
これにより製造バラツキにより、凹状溝の深さｈが浅くなる方向にばらつき、さらには突出量ｘがｓばらつく場合であっても、充分に直線偏光板７のバックライト３側に配置して入射光の利用効率を向上することができ、さらには特性の良いものを選択して、直線偏光板代替えの構成により画像表示装置１を構成することができる。これにより歩留まり良く偏光子４を生産して生産効率を向上することができる。
【００４２】
図７は、この図６におけるＰ波透過率Ｔｐ、消光比Ｔｐ／Ｔｓをグラフ化した図である。この図７によれば、直線偏光板代替えの構成との境界値を視覚的に把握することができる。
【００４３】
図８は、図４及び図６との対比により、深さｈを上述した範囲の上限値である１６０ｎｍとした場合の光学特性を示す図である。なおこの図８の計測結果では、深さｈが異なる点を除いて、図４の例と同一に偏光子４を構成した。
【００４４】
この図８では、金属線状部１１の突出量ｘが０ｎｍ、９０〜１５０ｎｍの範囲でＰ波透過率Ｔｐが８６％以上であり、この突出量ｘにおける割合（ｘ／（ｈ＋ｘ））は、０、０．２７〜０．４８である。金属線状部１１の突出量ｘが５０ｎｍの場合には、Ｐ波透過率Ｔｐは、８５．９２％であるものの、概ね８６％であると言え、これにより（ｘ／（ｈ＋ｘ））が０〜０．４８において、充分にＰ波透過率を確保して反射型偏光子として機能することが判る。
【００４５】
また金属線状部１１の突出量ｘが９０〜１５０ｎｍの範囲では、偏光度（Ｔｐ−Ｔｓ／Ｔｐ＋Ｔｓ）が９９．９８％以上であることにより、偏光子４は、直線偏光板代替えの構成により画像表示装置１を構成することができる。
【００４６】
これにより製造バラツキにより、凹状溝の深さｈが深くなる方向にばらつき、さらには突出量ｘがｓばらつく場合であっても、直線偏光板７のバックライト３側に配置して充分に入射光の利用効率を向上することができ、さらには特性の良いものを選択して、直線偏光板との兼用の構成により画像表示装置１を構成することができる。また仮に著しく突出量ｘが変化した場合にあっては、バックライト３側直線偏光板７に代えて偏光子４を使用して、直線偏光板代替えの構成により画像表示装置１を構成することができる。これにより歩留まり良く偏光子４を生産して生産効率を向上することができる。
【００４７】
図９は、この図８におけるＰ波透過率Ｔｐ、消光比Ｔｐ／Ｔｓをグラフ化した図である。この図９によれば、直線偏光板代替えの構成等との境界値を視覚的に把握することができる。
【００４８】
図１０は、図４、図６、図８との対比により、深さｈを上述した範囲の下限値を超える値５０ｎｍとした場合の光学特性を示す図である。この図１０の計測結果では、深さｈが異なる点を除いて、図４の例と同一に偏光子４を構成した。また図１１は、この図１０の計測結果をグラフ化した図である。
【００４９】
この図１０及び図１１では、充分な値によりＰ波透過率Ｔｐを確保できる範囲、直線偏光板代替えの構成に係る範囲が極めて狭く、またこれらの範囲が離散的である。これによりこの場合、金属線状部１１の高さがばらつくと歩留まりが低下することが判る。
【００５０】
これに対して図１２及び図１３は、図４〜図１１との対比により、深さｈを上述した範囲の上限値を超える値２００ｎｍとした場合の光学特性を示す図である。この図１２及び図１３の計測結果では、深さｈが異なる点を除いて、図４の例と同一に偏光子４を構成した。また図１３は、この図１２の計測結果をグラフ化した図である。
【００５１】
この図１２及び図１３では、充分な値によりＰ波透過率Ｔｐを確保できる範囲は殆んどなく、結局、偏光子４は、直線偏光板７に係る直線偏光板代替えの構成によれなければ使用できないことが判る。
【００５２】
〔各部の詳細構成〕
ここで金属線状部１１に係る金属材料は、例えば各種の導体に係る金属、合金、金属化合物等を広く適用することができるものの、アルミニウム、ニッケル、クロム、銀の何れかによる金属、これら何れかの金属による合金、これら金属の化合物を適用することが望ましい。なお透過を制限する電磁波を効率良く反射する観点からは、アルミニウム、ニッケル、銀等の反射率の高い金属、合金、化合物を適用することが望ましく、可視光に対しては特にアルミニウムが好ましい。またこれとは逆に、透過を制限する電磁波の反射を抑圧する観点からは、クロム等の反射率の低い金属、合金、化合物を適用することが望ましい。
【００５３】
金属線状部１１は、複数の層構造により作製するようにしても良い。このような層構造により作製することにより、例えば偏光子層１３の両面から入射する入射光に対して特性を異ならせ、偏光子層１３の両面の色合いを異ならせたりすることができる。
【００５４】
偏光子４（図２）は、透明フィルム材による基材１５に、賦型樹脂層１６が設けられ、この賦型樹脂層１６の賦型処理により微細凹凸形状が作製されて透明固体誘電体部１２が作製される。また微細凹凸形状が作製されてなる面に、蒸着、スパッタリング、電界メッキ、無電解メッキ等により金属層が作製されて金属線状部１１が作製される。偏光子４は、所望する金属線状部１１の上端面の形状に応じて、その後、エッチング、切削、研磨等の処理により透明固体誘電体部１２の端面が露出するように、金属線状部間である透明固体誘電体部１２の端面の金属層が除去される。またさらにこのように金属層を除去して凹状溝に残存する金属材料に、金属材料を堆積して透明固体誘電体部１２が作製される。
【００５５】
なお金属線状部１１の作製においては、化学気相成長、原子層堆積法、酸化還元反応法、ナノ粒子の堆積法等の適用も可能である。ここで酸化還元反応法とは、酸化した金属材料を還元剤により還元して金属層を作製する金属層作製手法を意味し、例えば銀鏡反応で代表される金属層作製手法である。ここで還元剤は凹凸形状を形成する透明固体誘電体部に含まれていても良い。またナノ粒子の堆積法とは、アルミニウム等の金属によるナノ粒子を凹凸形状面に堆積させて金属層を作製する手法、又は凹状溝に選択的に堆積させて金属線状部を作製する手法であり、必要に応じて、ナノ粒子を堆積させた後、焼成等の工程を設けて堆積したナノ粒子を凹状溝に固定する。
【００５６】
偏光子４は、この基材１５に種々の透明部材を適用することができるものの、光学的異方性の小さなフィルム材が好ましく、この実施形態ではＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）やＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムが適用される。但し、製造工程でエッチング等のＷｅｔプロセスを適用する場合は、吸水による体積変化が大きいことによりＴＡＣフィルムは好ましくない。またこの実施形態のように、バックライト３と直線偏光板７との間に配置してバックライト３からの光の利用効率を向上する場合のように、入射光が偏光でなくても良い場合には、入射面側が基材となるように配置することを条件に、ＰＥＴ（ポリエステルテレフタレート）等の光学的異方性を有したフィルムも適用可能である。また他の基材に転写層を転写する場合、ＰＥＴフィルムやポリオレフィンフィルム、離型層つきフィルム等、製造工程での意図しない剥離が生じない範囲で各種基材を適用可能である。賦型樹脂層１６は、賦型処理可能な各種の硬化性樹脂を適用することができるものの、この実施形態では紫外線硬化性樹脂が適用される。なお基材１５を加熱して軟化させた状態で賦型用金型に押圧して賦型処理しても良く、この場合、賦型樹脂層１６は、基材１５により構成されることになる。
【００５７】
これにより偏光子４は、基材１５と賦型樹脂層１６との積層により、偏光子層１３の一方の面に、透過を制限する波長帯域の電磁波に対して透明な透明層が設けられる。偏光子４は、偏光子層１３の基材１５側とは逆側面に、必要に応じて、透過を制限する波長帯域の電磁波に対して透明な透明層により、ハードコート層等の保護層を設けるようにしてもよい。
【００５８】
なお偏光子４は、石英ガラス等の透明部材を基材１５に適用することもでき、この場合、賦型用樹脂を使用した賦型処理により透明固体誘電体部１２に係る微細凹凸形状を作製することができるものの、例えばエッチング処理により凹状溝を作製して透明固体誘電体部１２に係る微細構造体凹凸形状を作製するようにしてもよい。なおこの場合、偏光子４は、基材１５と賦型樹脂層１６との積層による透明層に代えて、石英ガラス等の基材による透明層が偏光子層１３に設けられることになる。
【００５９】
〔製造工程〕
図１４は、偏光子４の製造工程を示すフローチャートである。この製造工程は、ロールに巻き取った形態により長尺透明フィルム材による基材１５が提供される。この製造工程は、ロールより基材１５を引き出して搬送しながら、凹凸形状作製工程ＳＰ２により、基材１５の表面に凹凸形状を作製する。
【００６０】
より具体的に、この凹凸形状作製工程では、図１５（Ａ）に示すように、始めに、基材１５に紫外線硬化性樹脂の塗工液を塗工した後、周側面に微細凹凸形状が作製されている賦型用金型であるロール版の周側面に基材１５を押圧して搬送しながら、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させ、その後、硬化した紫外線硬化性樹脂を基材１５と一体にロール版より剥離する。これにより図１５（Ｂ）に示すように、この工程では、ロール版の周側面に形成された微細凹凸形状を転写して、基材１５の表面に、金属線状部１１に対応する凹状溝２１を作製してなる賦型樹脂層１６を作製する。なおこれによりこの凹状溝２１は、透過を制限する波長帯域の最短波長以下の、金属線状部１１の線幅Ｗｍに対応する溝幅により、また金属線状部１１の繰り返しピッチＰに対応するピッチにより作製されることになる。
【００６１】
続いて偏光子４の製造工程は、金属線状部作製工程ＳＰ３において、凹状溝２１に金属材料を配置して金属線状部１１を形成する。より具体的に、この実施形態では、蒸着、スパッタリング、電界メッキ、無電解メッキ等により、図１５（Ｃ）に示すように、凹状溝２１が作製されてなる凹凸形状面の全面に、金属層２２を作製する。
【００６２】
続いてこの製造工程は、金属除去工程ＳＰ４において、エッチング、研磨、切削等により、図１５（Ｄ）に示すように、余分な金属層を削除する。続いて製造工程は、このように余分な金属層を除去して残る凹状溝の金属材料に、金属材料を選択的に堆積させ（ステップＳＰ５、図１５（Ｅ））、これにより金属線状部１１を所望の厚みにより作製する。ここでこの金属材料の選択的な堆積にあっては、凹状溝に配置された金属材料を電極に使用した電鋳処理等を適用することができる。
【００６３】
この実施形態では、これら各工程ＳＰ２〜ＳＰ５が、基材１５を搬送しながら順次実行された後、ロールに巻き取って続く処理工程に搬送される。
【００６４】
このように最短波長以下の溝幅による凹状溝を複数配置してなる凹凸形状を作製した後、金属線状部を形成することにより、偏光子は、隣接する金属線状部の間に透明固体誘電体部を備えた構造とすることができ、これにより従来に比して耐擦傷性を向上することができる。また量産性、作製精度を向上することができる。
【００６５】
また全体に金属層を作製した後、透明固体誘電体部に係る金属層を除去することにより、大面積の偏光子を効率良く量産することができ、一段と量産性を向上することができる。また賦型処理により凹状溝を複数配置してなる凹凸形状を作製することによって、大面積の偏光子を効率良く量産することができ、一段と量産性を向上することができる。
【００６６】
またこのように量産性、耐摩耗性、作製精度を向上した上で、金属材料を堆積するようにして、透明固体誘電体部１２に埋め込まれる部位の深さｈの選定、透明固体誘電体部１２の表面から突出する部位の高さｘに係る割合ｈ／（ｈ＋ｘ）の選定により、このように凹状溝に配置した金属材料に金属材料を堆積させる構成を有効に利用して生産効率を向上させることができる。
【００６７】
偏光子の製造工程は、このようにして長尺フィルム形態により偏光子４を作製してロールに巻き取って直線偏光板７との積層工程に搬送する。ここで直線偏光板７は、ロールに巻き取った長尺フィルム形状により提供され、この長尺フィルム形状による長尺方向が吸収軸方向となるように作成されている。これにより一体化の工程では、偏光子４及び直線偏光板７をそれぞれロールから引き出して搬送しながら、紫外線硬化性樹脂等を間に挟んで積層、一体化し、所望の大きさに切断する。
【００６８】
〔ロール版〕
図１６は、ロール版の説明に供する図である。ロール版３０は、周側面に微細凹凸形状が作製された賦型用金型であり、凹状溝２１に対応する凸条による微細凹凸形状が周側面に形成されている。この実施形態において、この凸条は、円周方向に延長するように形成され、これにより賦型処理して基材１５の長手方向に延長するように凹状溝２１が作製される。
【００６９】
ロール版３０は、切削加工が容易な金属材料による円筒形状又は円柱形状により母材３１が形成され、この実施形態では、銅のパイプ材が母材３１に適用される。この製造工程は、平滑化工程において、バイトを使用した母材３１の周側面の切削処理により母材３１の周側面を平滑化した後、電解溶出作用と、砥粒による擦過作用の複合による電解複合研磨法により母材３１の周側面を超鏡面化する。
【００７０】
続いてこの製造工程は、切削工程において、母材３１を切削装置に装着した後、バイト３２の先端を母材３１の周側面に押し当て、この状態で矢印Ｂにより示すように母材３１を回転させながら、矢印Ｃにより示すようにバイト３２を母材３１の管軸に沿った方向に移動させ、これにより母材３１の周側面をらせん状に切削加工する。これによりこの製造工程は、円周方向に延長する断面矩形形状による、凹状溝２１に対応する凸条を母材３１の周側面に作製する。なおバイト３２は、同時並列的に複数の凸条を作製可能に、先端が櫛歯状に形成されており、これによりこの工程では、ロール版の作製に要する時間を短縮する。
【００７１】
なお凸条の延長方向にあっては、必要に応じて回転軸の延長方向としてもよく、回転軸方向に対して斜めに傾くようにしてもよい。
【００７２】
〔第２実施形態〕
図１７は、第２実施形態に係るロール版の製造方法の説明に供する図である。この実施形態では、このロール版の製造方法が異なる点を除いて、上述の実施形態と同一に構成される。
【００７３】
この実施形態の製造工程は、平板の賦型版を使用した賦型処理により、凹状溝２１による凹凸形状を形成してなる平版による複製版４１を作製する。この製造工程は、この複製版４１を定盤４２に密接して、又は一定の間隔により隔てて、複数配置する（図１７（Ａ））。またその後、ニッケル等による電鋳処理により、表面に所望の厚みにより金属層４３を作製し（図１７（Ｂ））、その後、この金属層４３を剥離する（図１７（Ｃ））。
【００７４】
これによりこの工程は、１つの原版を使用して複数の複製版を作製し、この複数の複製版のタイリングにより、表面に微細凹凸形状を作製してなる大面積によるシート状版（４３）を作製する。
【００７５】
この製造工程は、全体が筒形状となるようにこのシート状版（４３）の両端部を接続し、これによりスリーブ版を形成する。この実施形態は、円筒形状又は円柱形状による心材をこのスリーブ版に差し込んでこの心材の周側面にスリーブ版を配置し、これにより賦型処理に係る微細凹凸形状を周側面に作製してなるロール版を作製する。
【００７６】
この実施形態のように１つの原版を使用して作製した複製版のタイリングによりスリーブ版を作製してロール版を作製するようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。またこの場合、タイリングに供する賦型版を傾けて配置すること等により、ロール版の周側面に形成される凸条の傾きを種々に設定することができ、簡易に所望の傾きによるロール版を作製することができる。
【００７７】
なおこれに代えて、簡易的に、シート状版（４３）から更に樹脂で再賦型した樹脂シートを心材に巻きつけて固定し、ロール版としてもよく、あるいは、電鋳処理により金属層４３を作成する代わりに（図１５（Ｂ），（Ｃ））、直接樹脂で再賦型したシートをそのままシート状版（４３）として心材に巻きつけて固定しロール版としてもよい。
【００７８】
〔第３実施形態〕
この実施形態では、１／４波長板と直線偏光板とを積層して作製される円偏光板による反射防止フィルムを画像表示パネルのパネル面に配置して画像表示装置を構成する。この実施形態の画像表示装置は、この反射防止フィルムを構成する直線偏光板に上述の実施形態に係る偏光子が適用される。
【００７９】
この実施形態のように、１／４波長板と直線偏光板との積層による円偏光板を画像表示パネルのパネル面に配置して反射防止を図るようにして、この直線偏光板に偏光子を適用するようにしても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、この場合偏光子の出光面（観察者側）の反射率を抑制する必要があるため、光吸収性の金属材料が好適に用いられる。あるいは必要に応じて金属の黒化処理や、金属層の多層構造（観察者側を光吸収性材料にする）なども適用可能である。
【００８０】
〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々に組み合わせ、さらには上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。
【００８１】
すなわち上述の実施形態では、本発明を画像表示装置に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば露光装置、プロジェクタ、照明、サングラス、調光シート等、種々の光学装置や調光装置に広く適用することができる。
【００８２】
また上述の実施形態ではロール版による賦型用金型を使用した長尺フィルム材の賦型処理により偏光子を作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、平板による金型を使用した枚葉の処理により作製する場合にも広く適用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  画像表示装置
２  液晶表示パネル
３  バックライト
４  偏光子
５  液晶セル
６、７  直線偏光板
１１  金属線状部
１２  透明固体誘電体部
１３  偏光子層
１５  基材
１６  賦型樹脂層
２１  凹状溝
２２、４３  金属層
３０  ロール版
３１  母材
３２  バイト
４１  複製版
４２  定盤
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2016191805.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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