(57)【要約】【課題】液晶表示装置のような表示装置に配設した場合に、十分な色再現性や黒表示を実現できるワイヤグリッド型偏光素子を提供すること。【解決手段】本発明のワイヤグリッド型偏光素子は、所定の間隔で格子状凸部１ａが並設されてなる基材１と、前記格子状凸部１ａ上に形成された光反射材料ワイヤ４と、光反射材料ワイヤ４上に形成され、内部に入射した光を減衰させる中間層３と、中間層３上に形成され、光の一部を内部に透過させる半透過層２と、を具備することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に所定の間隔をおいて格子状に形成され、カーボンを含む材料で構成された光吸収層と、前記光吸収層上に形成され、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層と、前記接着層上に形成された光反射材料ワイヤと、を具備することを特徴とするワイヤグリッド型偏光素子。
【請求項２】
基材と、前記基材上に所定の間隔をおいて格子状に形成された光反射材料ワイヤと、前記光反射材料ワイヤ上に形成され、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層と、前記接着層上に形成され、カーボンを含む材料で構成された光吸収層と、を具備することを特徴とするワイヤグリッド型偏光素子。
【請求項３】
前記光反射材料ワイヤがカーボンとの接着性が良好である材料で構成されており、前記接着層を兼ねていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のワイヤグリッド型偏光素子。
【請求項４】
前記カーボンとの接着性が良好である材料は、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、ニッケル、銅、アルミニウム、シリコン、及びそれぞれの元素の化合物からなる群より選ばれたものであることを特徴とする請求項３記載のワイヤグリッド型偏光素子。
【請求項５】
前記光反射材料ワイヤは、クロム、チタン、タンタル、アルミニウム、銀及びそれぞれの元素の化合物からなる群より選ばれたもので構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のワイヤグリッド型偏光素子。
【請求項６】
所定の間隔をおいて並設された格子状凸部を有する基材を得る工程と、前記基材上にカーボンを含む材料で構成された光吸収層を形成する工程と、前記格子状凸部の上及び側面に形成した前記光吸収層上に、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層を形成する工程と、前記接着層上に光反射材料ワイヤを形成する工程と、前記光反射材料ワイヤをマスクとして前記格子状凸部間に形成された光吸収層をエッチングする工程と、を具備することを特徴とするワイヤグリッド型偏光素子の製造方法。
【請求項７】
所定の間隔をおいて並設された格子状凸部を有する基材を得る工程と、前記基材上にカーボンを含む材料で構成された光吸収層を形成する工程と、前記格子状凸部の上及び側面に形成した前記光吸収層上に、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された光反射材料ワイヤを形成する工程と、前記光反射材料ワイヤをマスクとして前記格子状凸部間に形成された光吸収層をドライエッチングする工程と、を具備することを特徴とするワイヤグリッド型偏光素子の製造方法。
【請求項８】
表示デバイスと、前記表示デバイスを照光する照光手段と、請求項１から請求項５のいずれかに記載のワイヤグリッド型偏光素子と、を具備し、前記ワイヤグリッド型偏光素子は、前記光反射材料ワイヤ面が前記照光手段側に配置されることを特徴とする表示装置。
【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素子及びそれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のフォトリソグラフィー技術の発達により、光の波長レベルのピッチを有する微細構造パターンを形成することができるようになってきた。この様に非常に小さいピッチのパターンを有する部材や製品は、半導体分野だけでなく、光学分野において利用範囲が広く有用である。
【０００３】
例えば、金属などで構成された導電体線が特定のピッチで格子状に配列してなるワイヤグリッドは、そのピッチが入射光（例えば、可視光の波長４００ｎｍから８００ｎｍ）に比べてかなり小さいピッチ（例えば、２分の１以下）であれば、導電体線に対して平行に振動する電場ベクトル成分の光をほとんど反射し、導電体線に対して垂直な電場ベクトル成分の光をほとんど透過させるため、単一偏光を作り出す偏光板として使用できる。ワイヤグリッド型偏光素子は、透過しない光を反射し再利用することができるので、光の有効利用の観点からも望ましいものである。
【０００４】
このようなワイヤグリッド型偏光素子としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。このワイヤグリッド偏光子は、入射光の波長より小さいグリッド周期で間隔が置かれた光反射材料ワイヤを備えている。
【特許文献１】特開２００２−３２８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている構成においては、光反射材料ワイヤがバックライト側からの光だけでなく、外光側からの光も反射するので、ワイヤグリッド偏光子を液晶表示装置のような表示装置に配設した場合に、十分な色再現性や黒表示を行うことができないという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置のような表示装置に配設した場合に、十分な色再現性や黒表示を実現できるワイヤグリッド型偏光素子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】
【０００７】
本発明のワイヤグリッド型偏光素子は、基材と、前記基材上に所定の間隔をおいて格子状に形成され、カーボンを含む材料で構成された光吸収層と、前記光吸収層上に形成され、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層と、前記接着層上に形成された光反射材料ワイヤと、を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明のワイヤグリッド型偏光素子は、基材と、前記基材上に所定の間隔をおいて格子状に形成された光反射材料ワイヤと、前記光反射材料ワイヤ上に形成され、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層と、前記接着層上に形成され、カーボンを含む材料で構成された光吸収層と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明のワイヤグリッド型偏光素子においては、前記光反射材料ワイヤがカーボンとの接着性が良好である材料で構成されており、前記接着層を兼ねていることが好ましい。
【００１０】
本発明のワイヤグリッド型偏光素子においては、前記カーボンとの接着性が良好である材料は、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、ニッケル、銅、アルミニウム、シリコン、及びそれぞれの元素の化合物からなる群より選ばれたものであることが好ましい。
【００１１】
本発明のワイヤグリッド型偏光素子においては、前記光反射材料ワイヤは、クロム、チタン、タンタル、アルミニウム、銀及びそれぞれの元素の化合物からなる群より選ばれたもので構成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明のワイヤグリッド型偏光素子の製造方法は、所定の間隔をおいて並設された格子状凸部を有する基材を得る工程と、前記基材上にカーボンを含む材料で構成された光吸収層を形成する工程と、前記格子状凸部の上及び側面に形成した前記光吸収層上に、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層を形成する工程と、前記接着層上に光反射材料ワイヤを形成する工程と、前記光反射材料ワイヤをマスクとして前記格子状凸部間に形成された光吸収層をエッチングする工程と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明のワイヤグリッド型偏光素子の製造方法は、所定の間隔をおいて並設された格子状凸部を有する基材を得る工程と、前記基材上にカーボンを含む材料で構成された光吸収層を形成する工程と、前記格子状凸部の上及び側面に形成した前記光吸収層上に、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された光反射材料ワイヤを形成する工程と、前記光反射材料ワイヤをマスクとして前記格子状凸部間に形成された光吸収層をドライエッチングする工程と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の表示装置は、表示デバイスと、前記表示デバイスを照光する照光手段と、上記ワイヤグリッド型偏光素子と、を具備し、前記ワイヤグリッド型偏光素子は、前記光反射材料ワイヤ面が前記照光手段側に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のワイヤグリッド型偏光素子は、基材と、前記基材上に所定の間隔をおいて格子状に形成され、カーボンを含む材料で構成された光吸収層と、前記光吸収層上に形成され、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層と、前記接着層上に形成された光反射材料ワイヤと、を具備する、あるいは、基材と、前記基材上に所定の間隔をおいて格子状に形成された光反射材料ワイヤと、前記光反射材料ワイヤ上に形成され、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層と、前記接着層上に形成され、カーボンを含む材料で構成された光吸収層と、を具備するので、液晶表示装置のような表示装置に配設した場合に、十分な色再現性や黒表示を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の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。
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子の一部を示す概略図である。図１（ａ）に示すワイヤグリッド型偏光素子は、所定の間隔で格子状凸部１ａが並設されてなる基材１と、基材１の格子状凸部１ａ上に設けられたカーボンを含む材料で構成された光吸収層２と、光吸収層２上に形成され、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層３と、接着層３上に形成された光反射材料ワイヤ４と、から主に構成されている。なお、格子状凸部１ａ上に設けられる光吸収層２は、格子状凸部１ａの側面の少なくとも一部を覆うように設けられていても良い。このワイヤグリッド型偏光素子は、バックライトのような照光手段を備えた表示装置に装着した場合に、基材１が外光側に位置し、光反射材料ワイヤ４がバックライト側に位置するように配設される。なお、ワイヤグリッド型偏光素子の形態は、フィルム状体でも良く、板状体でも良い。
【００１７】
また、図１（ｂ）に示すワイヤグリッド型偏光素子は、所定の間隔で格子状凸部１ａが並設されてなる基材１と、基材１の格子状凸部１ａ上に設けられた光反射材料ワイヤ４と、光反射材料ワイヤ４上に形成され、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層３と、接着層３上に形成され、カーボンを含む材料で構成された光吸収層２と、から主に構成されている。このワイヤグリッド型偏光素子は、バックライトのような照光手段を備えた表示装置に装着した場合に、光吸収層２が外光側に位置し、基材１がバックライト側に位置するように配設される。なお、ワイヤグリッド型偏光素子の形態は、フィルム状体でも良く、板状体でも良い。
【００１８】
基材１を構成する材料としては、対象とする光に対して実質的に透明な樹脂であればよい。例えば、ガラスなどの無機材料や、樹脂などの有機材料として、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が挙げられる。また、基材として樹脂基材１である紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂と、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とを組み合せた構成とすることもできる。
【００１９】
基材１の格子状凸部１ａのピッチは、対象とする光の偏光特性から決まり、一般には光の波長の１／２以下である。ピッチが小さくなるほど偏光特性が良くなり、例えば可視光に対しては８０ｎｍ〜１５０ｎｍで良好な偏光特性が得られる。
【００２０】
格子状凸部１ａや、複数の格子状凸部によって形成される微細凹凸格子の凹部の断面形状に制限はない。例えば、これらの断面形状は、台形、矩形、方形、プリズム状や、半円状などの正弦波状であってもよい。ここで、正弦波状とは凹部と凸部の繰り返しからなる曲線部をもつことを意味する。なお、曲線部は湾曲した曲線であればよく、例えば、凸部にくびれがある形状も正弦波状に含める。
【００２１】
本発明の格子状凸部を有する基材を得る方法に特に限定はないが、本出願人の特開２００６−２２４６５９号公報に記載の方法を用いることが好ましい。
【００２２】
具体的には、本発明において、格子状凸部を有する基材を得る方法Iとして、表面に１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する被延伸部材を、前記凹凸格子の長手方向（格子状凸部の格子と平行な方向）と略直交する方向の前記被延伸部材の幅を自由にした状態で前記長手方向と略平行な方向に自由端一軸延伸加工することにより作製することが好ましい。この結果、前記被延伸部材の凹凸格子の凸部のピッチが縮小され、微細凹凸格子を有する基材（延伸済み部材）が得られる。凹凸格子のピッチは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲に設定するが、要求する微細凹凸格子のピッチや延伸倍率に応じて適宜変更することができる。
【００２３】
ここで、被延伸部材とは、本発明に用いる基材として非晶性熱可塑性樹脂や結晶性熱可塑性樹脂で構成された板状体、フィルム状体、シート状体などの透明な基材を挙げることができる。この被延伸部材の厚さや大きさなどについては、一軸延伸処理が可能な範囲であれば特に制限はない。
【００２４】
また、表面に１００ｎｍから１００μｍピッチの凹凸格子を有する被延伸部材を得るには、レーザ光を用いた干渉露光法や切削法などで形成した、１００ｎｍから１００μｍピッチの凹凸格子を有する型を用いて、被延伸部材にその凹凸格子形状を熱プレスなどの方法で転写すれば良い。なお、干渉露光法とは、特定の波長のレーザ光を角度θ’の２つの方向から照射して形成される干渉縞を利用した露光法であり、角度θ’を変化させることで、使用するレーザの波長の範囲内で色々なピッチを有する凹凸格子の構造を得ることができる。干渉露光に使用できるレーザとしては、ＴＥＭ００モードのレーザに限定され、ＴＥＭ００モードのレーザ発振できる紫外光レーザとしては、アルゴンレーザ（波長３６４ｎｍ，３５１ｎｍ，３３３ｎｍ）や、ＹＡＧレーザの４倍波（波長２６６ｎｍ）などが挙げられる。
【００２５】
本発明における一軸延伸処理は、先ず前記被延伸部材の幅方向（凹凸格子の長手方向と直交する方向）は自由にした状態で、前記被延伸部材の凹凸格子の長手方向を一軸延伸処理装置に固定する。続いて、被延伸部材が軟化する適当な温度まで加熱し、その状態で適当な時間保持した後、前記長手方向と略平行な一方向に適当な延伸速度で、目標とする微細凹凸格子のピッチに対応する延伸倍率まで延伸処理する。最後に、延伸状態を保持した状態で材料が硬化する温度まで被延伸部材を冷却することにより、格子状凸部を有する基材を得る方法である。この一軸延伸処理を行う装置としては、通常の一軸延伸処理を行う装置を用いることができる。また、加熱条件や冷却条件については被延伸部材を構成する材料に応じて適宜決定する。
【００２６】
また、本発明において、格子状凸部を有する基材を得る方法IIは、表面に微細凹凸格子を有する型を用いて、本発明で用いる前記基材の表面に微細凹凸格子を転写し、成型する方法である。ここで表面に微細凹凸格子を有する型は、前記方法Iにより得た、格子状凸部を有する基材を、順に導電化処理、メッキ処理、樹脂基材の除去処理を施すことで作製することができる。
【００２７】
この方法によれば、既に格子状凸部を有する型を用いるので、複雑な延伸工程を経ることなく、本発明で用いる格子状凸部を有する基材を量産することが可能となる。更に、方法I、方法IIを適当に組み合わせ、繰り返し用いることで、比較的大きなピッチを持つ凹凸格子から、より微細な凹凸格子を作製することも可能となる。
【００２８】
光吸収層２は、カーボンを含む材料で構成されており、外光側から入射する光の垂直反射率を低下させる機能を発揮する。ここで、カーボンを含む材料としては、カーボン単体、カーボン単体と金属、あるいは誘電体など、他の材料との混合物、炭化物などを挙げることができる。特に、カーボン単体を含んでなる場合は不要な部分を酸素プラズマによるドライエッチングで容易に除去できるので好ましい。光吸収層２の厚さは、外光を十分に吸収できる厚さであれば特に制限はない。また、光吸収層２を形成する方法としては、例えば、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や炭素を含むガスを原料としたプラズマＣＶＤ法などを好適に用いることができる。
【００２９】
接着層３は、カーボンとの接着性が良好である材料で構成されており、カーボンを含む材料で構成された光吸収層２と光反射材料ワイヤ４との間の接着性を向上させる機能を発揮する。カーボンとの接着性が良好である材料としては、具体的には、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、ニッケル、銅、シリコン、又はそれぞれの元素の化合物などが挙げられる。
【００３０】
また、接着層３を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリ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。
【００３１】
光反射材料ワイヤ４を構成する光反射材料は、所望の波長領域で光の反射率が高いものであることが好ましい。例えば、クロム、チタン、タンタル、アルミニウム、銀又はそれぞれの元素の化合物などが挙げられる。また、光反射材料ワイヤ４を形成する方法としては、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。
【００３２】
このような構成を有する本発明のワイヤグリッド型偏光素子においては、図１（ａ），（ｂ）に示すように、バックライト側からの光を光反射材料ワイヤ４で反射し、外光側からの光を光吸収層２で吸収する。これにより、外光側からの光の垂直反射率を２０％以下とすることができる。ここで、垂直反射率とは、入射光をワイヤグリッド型偏光素子に対して垂直に入射させた場合の反射率を指す。
【００３３】
本発明のワイヤグリッド型偏光素子においては、光吸収層２がカーボンを含む材料で構成されており、光反射材料ワイヤ４との間にカーボンとの接着性が良好である材料で構成された接着層３を設けている。本発明はこの態様に限定されず、光反射材料ワイヤ４がカーボンとの接着性が良好である材料で構成されていれば、接着層３なしで構成することもできる。すなわち、ワイヤグリッド型偏光素子が、図２（ａ）に示すように、所定の間隔で格子状凸部１ａが並設されてなる基材１と、基材１の格子状凸部１ａ上に設けられたカーボンを含む材料で構成された光吸収層２と、光吸収層２上に形成され、カーボンとの接着性が良好である材料で構成された光反射材料ワイヤ５と、から主に構成されていても良く、図２（ｂ）に示すように、所定の間隔で格子状凸部１ａが並設されてなる基材１と、基材１の格子状凸部１ａ上に設けられた光反射材料ワイヤ５と、光反射材料ワイヤ５上に形成され、カーボンを含む材料で構成された光吸収層２と、から主に構成されていていても良い。図２（ａ），（ｂ）における光反射材料ワイヤ５は、カーボンとの接着性が良好である材料で構成されているので、カーボンを含む材料で構成された光吸収層２の接着層を兼ねる。
【００３４】
図２（ａ）に示すワイヤグリッド型偏光素子は、バックライトのような照光手段を備えた表示装置に装着した場合に、基材１が外光側に位置し、光反射材料ワイヤ５がバックライト側に位置するように配設され、図２（ｂ）に示すワイヤグリッド型偏光素子は、バックライトのような照光手段を備えた表示装置に装着した場合に、光吸収層２が外光側に位置し、基材１がバックライト側に位置するように配設される。なお、この場合もワイヤグリッド型偏光素子の形態は、フィルム状体でも良く、板状体でも良い。
【００３５】
このように、上記構成を有するワイヤグリッド型偏光素子は、バックライトのような照光手段を備えた表示装置に配設した場合に、バックライト側からの光を光反射材料ワイヤ４で十分に反射すると共に、外光を光吸収層２で吸収して外光による反射をできる限り抑えることができる。これにより、表示装置において十分な色再現性や黒表示を実現することができる。
【００３６】
図１（ａ）に示す構成を有するワイヤグリッド型偏光素子を製造する場合には、まず、上述した方法により作製した、微細凹凸格子を持つ（所定の間隔をおいて並設された格子状凸部を有する）基材１を準備し、図３（ａ）に示すように、その微細凹凸格子の格子状凸部１ａ上及び側面に、カーボンを含む材料で構成された光吸収材料を成膜して光吸収層２を形成し、さらに、図３（ｂ）に示すように、光吸収層２上に、カーボンとの接着性が良好である材料を成膜して接着層３を形成する。その後、図３（ｃ）に示すように、接着層３上に光反射材料を成膜して光反射材料ワイヤ４を形成する。この場合、接着層３及び光反射材料ワイヤ４の形成においては、横断面視において光反射材料ワイヤ４の立設方向に対して所定の角度から成膜を行う（矢印方向）。その後、格子状凸部間に形成された光反射材料ワイヤ４をウェットエッチングなどのエッチングで除去し、さらに、この光反射材料ワイヤ４をマスクとして格子状凸部間に形成された光吸収層２をエッチングする。光吸収層のエッチングには、酸素プラズマによるリアクティブエッチング（ＲＩＥ）などのドライエッチングが好ましい。ドライエッチングによれば、光反射材料ワイヤと直下の光吸収層を損なうことなく、露出したカーボン単体を含んでなる不要な光吸収層のみを除去できる。
【００３７】
図２（ａ）に示す構成を有するワイヤグリッド型偏光素子を製造する場合には、まず、上述した方法により作製した、微細凹凸格子を持つ（所定の間隔をおいて並設された格子状凸部を有する）基材１を準備し、図４（ａ）に示すように、その微細凹凸格子の格子状凸部１ａ上及び側面に、カーボンを含む材料で構成された光吸収材料を成膜して光吸収層２を形成し、さらに、図４（ｂ）に示すように、光吸収層２上に、カーボンとの接着性が良好である材料を成膜して光反射材料ワイヤ５を形成する。この場合、光反射材料ワイヤ５の形成においては、横断面視において光反射材料ワイヤ５の立設方向に対して所定の角度から成膜を行う（矢印方向）。その後、格子状凸部間に形成された光反射材料ワイヤ５をウェットエッチングなどのエッチングで除去し、この光反射材料ワイヤ５をマスクとして格子状凸部間に形成された光吸収層２をエッチングする。光吸収層のエッチングには酸素プラズマによるリアクティブエッチング（ＲＩＥ）などのドライエッチングが好ましい。ドライエッチングによれば、光反射材料ワイヤと直下の光吸収層を損なうことなく、露出したカーボン単体を含んでなる不要な光吸収層のみを除去できる。
【００３８】
また、図１（ａ）、図２（ａ）においてカーボンを含む材料で構成された光吸収材料を成膜して光吸収層２を形成する場合にも、横断面視において光反射材料ワイヤ４の立設方向に対して所定の角度から成膜を行う（矢印方向）ことも可能である。この場合、凸部間への光吸収材料の付着を低減、あるいは抑制し、後工程でのエッチングを低減、あるいは省略できる。
【００３９】
図１（ｂ）に示す構成を有するワイヤグリッド型偏光素子を製造する場合には、まず、上述した方法により作製した、微細凹凸格子を持つ（所定の間隔をおいて並設された格子状凸部を有する）基材１を準備し、その微細凹凸格子の格子状凸部１ａ上及び側面に光反射材料を成膜して光反射材料ワイヤ４を形成し、格子状凸部間に形成された光反射材料ワイヤ４をエッチングする。次いで、光反射材料ワイヤ４上に、カーボンとの接着性が良好である材料を成膜して接着層３を形成する。その後、接着層３上に、カーボンを含む材料で構成された光吸収材料を成膜して光吸収層２を形成する。この場合、接着層３及び光吸収層２の形成においては、横断面視において光反射材料ワイヤ４の立設方向に対して所定の角度から成膜を行う。
【００４０】
図２（ｂ）に示す構成を有するワイヤグリッド型偏光素子を製造する場合には、まず、上述した方法により作製した、微細凹凸格子を持つ（所定の間隔をおいて並設された格子状凸部を有する）基材１を準備し、その微細凹凸格子の格子状凸部１ａ上及び側面に、カーボンとの接着性が良好である材料を成膜して光反射材料ワイヤ５を形成し、格子状凸部間に形成された光反射材料ワイヤ５をエッチングする。次いで、光反射材料ワイヤ５上に、カーボンとの接着性が良好である材料を成膜して光吸収層２を形成する。この場合、光吸収層２の形成においては、横断面視において光反射材料ワイヤ５の立設方向に対して所定の角度から成膜を行う。
【００４１】
次に、本発明に係るワイヤグリッド型偏光素子を液晶表示装置に用いた場合について説明する。図５は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子を備えた液晶表示装置を示す図である。
【００４２】
図５に示す液晶表示装置は、光を発光するバックライトのような照光装置１１と、この照光装置１１上に配置されたワイヤグリッド型偏光素子１２と、ワイヤグリッド型偏光素子１２上に配置された液晶セル１３とから主に構成される。すなわち、本発明に係るワイヤグリッド型偏光素子１２は、液晶セル１３と照光装置１１との間に配置される。液晶セル１３は、一対の基板で液晶層を挟持して構成されている。液晶セル１３は、透過型液晶セルであり、ガラスや透明樹脂基板間に液晶材料などを挟持して構成されている。なお、図５の液晶表示装置中において、通常使用されている偏光板保護フィルム、位相差フィルム、拡散板、配向膜、透明電極、カラーフィルターなどの各種光学素子については説明を省略する。
【００４３】
図５において、ワイヤグリッド型偏光素子１２が図１（ａ）、図２（ａ）に示す構成の場合、ワイヤグリッド型偏光素子１２の光反射材料ワイヤ４が照光装置１１側に、基材１が液晶セル１３側に向けて配設され、ワイヤグリッド型偏光素子１２が図１（ｂ），図２（ｂ）に示す構成の場合、ワイヤグリッド型偏光素子１２の基材１が照光装置１１側に、光吸収層２が液晶セル１３側に向けて配設される。
【００４４】
このような構成の液晶表示装置（図１（ａ）に示すワイヤグリッド型偏光素子を備える場合）においては、照光装置１１から出射された光がワイヤグリッド型偏光素子１２の光反射材料ワイヤ４側から入射し、基材１側から液晶セル１３を通過して外界に出射される（図中の矢印方向）。この場合において、ワイヤグリッド型偏光素子１２が可視光領域において優れた偏光度を発揮するので、コントラストの高い表示を得ることが可能となる。一方、外光の一部は、液晶セル１３を通過してワイヤグリッド型偏光素子１２の光吸収層２で吸収される。このため、ワイヤグリッド型偏光素子１２で反射する外光が弱くなる。したがって、このワイヤグリッド型偏光素子により、照光装置１１からの光を効率良く反射させ、外光を効率良く吸収するので、液晶表示装置において、十分な色再現性や黒表示を実現することができる。
【００４５】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（実施例１）
上述した方法により、ＴＡＣ（Triacetylcellulose）基材の片面上にＵＶ転写でピッチ１４０ｎｍ、高さ約１５０ｎｍ、１／２高さにおける幅が約６０ｎｍで凸部先端が先細りになった波型断面形状を有する微細凹凸格子を設けたフィルムを用意し、このフィルム上にＤＣマグネトロンスパッタ法により、カーボンを厚さ５０ｎｍ成膜して光吸収層を形成した。次いで、この微細凹凸格子の格子状凸部上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、鉛直方向より３０°傾けた上方からクロムを厚さ３０ｎｍで成膜して接着層を形成し、その後、接着層上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、鉛直方向より３０°傾けた上方からアルミニウムを厚さ３０ｎｍ成膜して光反射材料ワイヤを形成した。その後、希釈した水酸化ナトリウム水溶液にフィルムを浸漬して、格子状凸部間に付着した余分なアルミニウムをウェットエッチングで除去した。これにより、光吸収層上にワイヤグリッドが形成された。
【００４６】
得られたワイヤグリッドについて、分光光度計を用い透過率を測定した。ここでは、直線偏光に対する平行ニコル、直交ニコル状態での透過光強度を測定し、透過率は下記式より算出した。
光線透過率＝（Ｉmax＋Ｉmin）／２  ×１００  ％
ここで、Ｉmaxは平行ニコル時の透過光強度であり、Ｉminは直交ニコル時の透過光強度である。
その結果、透過率が８．７％であった。
【００４７】
次いで、フィルムを酸素雰囲気中でドライエッチングし、露出した光吸収層（主に格子状凸部間の光吸収層）を取り去った。このようにして実施例１のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。
【００４８】
得られた実施例１のワイヤグリッド型偏光素子について、外光に対する垂直反射率を調べた。それぞれの垂直反射率は、分光光度計により測定した。その結果、外光（波長５５０ｎｍ）に対する垂直反射率は１４％であった。
【００４９】
また、得られた実施例１のワイヤグリッド型偏光素子について、分光光度計を用い偏光度及び透過率を測定した。ここでは、直線偏光に対する平行ニコル、直交ニコル状態での透過光強度を測定し、偏光度は下記式より算出した。また、透過率は上記式より算出した。
偏光度＝（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）×１００  ％
ここで、Ｉmaxは平行ニコル時の透過光強度であり、Ｉminは直交ニコル時の透過光強度である。
その結果、偏光度が９８．３％であり、透過率が１８．４％であった。
【００５０】
（実施例２）
アルミニウムの光反射材料ワイヤの厚さを８０ｎｍにすること以外は実施例１と同様にして実施例２のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。得られた実施例２のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして外光に対する垂直反射率を調べた。それぞれの垂直反射率は、分光光度計により測定した。その結果、外光（波長５５０ｎｍ）に対する垂直反射率は１４％であった。さらに、得られた実施例２のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして偏光度及び透過率を測定した。その結果、偏光度が９７．５％であり、透過率が２５．６％であった。
【００５１】
（実施例３）
上述した方法により、ＴＡＣ基材の片面上にＵＶ転写で微細凹凸格子を設けたフィルムを用意し、このフィルム上にＤＣマグネトロンスパッタ法により、カーボンを厚さ５０ｎｍ成膜して光吸収層を形成した。次いで、この微細凹凸格子の格子状凸部上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、鉛直方向より３０°傾けた上方からクロムを厚さ５０ｎｍで成膜して接着層兼光反射材料ワイヤを形成した。次いで、フィルムを酸素雰囲気中でドライエッチングし、露出した光吸収層（主に格子状凸部間の光吸収層）を取り去った。このようにして実施例３のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。
【００５２】
得られた実施例３のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして外光に対する垂直反射率を調べた。それぞれの垂直反射率は、分光光度計により測定した。その結果、外光（波長５５０ｎｍ）に対する垂直反射率は１４％であった。さらに、得られた実施例３のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして偏光度及び透過率を測定した。その結果、偏光度が６７．２％であり、透過率が４１％であった。
【００５３】
（実施例４）
上述した方法により、ＴＡＣ基材の片面上にＵＶ転写で微細凹凸格子を設けたフィルムを用意し、このフィルム上にＤＣマグネトロンスパッタ法により、カーボンを厚さ５０ｎｍ成膜して光吸収層を形成した。次いで、この微細凹凸格子の格子状凸部上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、鉛直方向より３０°傾けた上方からアルミニウムを厚さ５０ｎｍで成膜して接着層兼光反射材料ワイヤを形成した。次いで、フィルムを酸素雰囲気中でドライエッチングし、露出した光吸収層（主に格子状凸部間の光吸収層）を取り去った。このようにして実施例４のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。
【００５４】
得られた実施例４のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして外光に対する垂直反射率を調べた。それぞれの垂直反射率は、分光光度計により測定した。その結果、外光（波長５５０ｎｍ）に対する垂直反射率は１４％であった。さらに、得られた実施例４のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして透過率を測定した。その結果、ドライエッチング前の透過率が１８％、ドライエッチング後の透過率が２３％であった
【００５５】
（比較例）
上述した方法により、ＴＡＣ基材の片面上にＵＶ転写で微細凹凸格子を設けたフィルムを用意し、このフィルム上に、鉛直方向より３０°傾いた上方からアルミニウムを厚さ１５０ｎｍで蒸着して光反射材料ワイヤを形成した。その後、希釈した水酸化ナトリウム水溶液にフィルムを浸漬して、格子状凸部間に付着した余分なアルミニウムをウェットエッチングで除去した。このようにして比較例のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。
【００５６】
得られた比較例のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして外光に対する垂直反射率を調べた。それぞれの垂直反射率は、分光光度計により測定した。その結果、外光（波長５１０ｎｍ）に対する垂直反射率は６０％であった。さらに、得られた比較例のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして偏光度及び透過率を測定した。その結果、偏光度が９９．４％であり、透過率が３８％であった。
【００５７】
このように、実施例１〜４のワイヤグリッド型偏光素子は、外光側に光吸収層が配設されるので、外光の反射を抑えることができるが、比較例のワイヤグリッド型偏光素子は、光吸収層を備えていないので、外光の反射が大きいものであった。
【００５８】
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。例えば、上記実施の形態においては、所定の間隔で格子状凸部が並設されてなる基材の格子状凸部上に光反射材料ワイヤを形成した場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、格子状凸部を設けない基材上に所定の間隔で光反射材料ワイヤを形成した場合にも同様に適用することができる。また、上記実施の形態における寸法、材質などは例示的なものであり、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子を製造する工程を説明するための図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子を製造する工程を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子を装着した液晶表示装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  基材
１ａ  格子状凸部
２  光吸収層
３  接着層
４，５  光反射材料ワイヤ
１１  照光装置
１２  ワイヤグリッド型偏光素子
１３  液晶セル
【図１】
2009192586.tif 000003
【図２】
2009192586.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009192586.tif 000006
【図５】
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