(57)【要約】  このワイヤグリッド型偏光子は、表面に、互いに平行な凸条が形成された光透過性基板と、凸条の側面を被覆する金属層を有し、凸条の長さ方向に直交する断面において、凸条の底部から頂部までの高さが８０〜１２５ｎｍであり、金属層の厚さの最小値をＷｍ、凸条の高さの１／２の位置より底部側の金属層の厚さの最大値をＷｂ、凸条の頂部より底部側とは反対側に存在する金属層の厚さの最大値をＷｈとするとき、Ｗｈ／Ｗｍの比が２．２〜３．０であり、Ｗｂ／Ｗｍの比が１．５〜２．１である。
2020071257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に、互いに平行な凸条が所定のピッチで形成された光透過性基板と、前記光透過性基板の表面上に設けられた、金属又は金属化合物からなる金属層とを有し、
前記凸条の、長さ方向に直交する断面形状は、頂部に向かって幅が漸次縮小し、前記凸条の頂部を挟む第１の側面及び第２の側面のうち、少なくとも前記第１の側面の全面は前記金属層で被覆されており、かつ前記第２の側面には前記金属層で被覆されていない露出面が存在し、
前記凸条の長さ方向に直交する断面において、
前記凸条の底部から頂部までの高さが８０〜１２５ｎｍであり、
前記第１の側面を覆う前記金属層の前記凸条の幅方向における厚さの最小値をＷｍ、
前記凸条の底部から頂部までの高さの１／２の位置より底部側の前記第１の側面を覆う前記金属層の前記凸条の幅方向における厚さの最大値をＷｂ、
前記凸条の頂部より前記底部側とは反対側に存在する前記金属層の前記凸条の幅方向における厚さの最大値をＷｈとするとき、
前記Ｗｍに対する前記Ｗｈの比が２．２〜３．０であり、かつ前記Ｗｍに対する前記Ｗｂの比が１．５〜２．１である、ワイヤグリッド型偏光子。
【請求項２】
前記Ｗｂに対する前記Ｗｈの比が１．４以下である、請求項１に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項３】
前記光透過性基板及び前記金属層を覆う樹脂層を有する、請求項１又は２に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項４】
前記凸条の底部から頂部までの高さＨｇ、及び前記樹脂層の波長５８９．３ｎｍにおける屈折率ｎが、下式１を満たす、請求項３に記載のワイヤグリッド型偏光子。
４５０≦４×ｎ×Ｈｇ≦６５０  式１
【請求項５】
下記の測定方法で得られる、ｘ軸が波長、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフにおいて、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝４５１ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝１で表される４つの直線で囲まれた四角形の面積を１とするとき、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝６５０ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される４つの線で囲まれた領域の相対面積Ｓ１が７０００以上である、請求項３又は４に記載のワイヤグリッド型偏光子。
測定方法：ワイヤグリッド型偏光子を、波長４５０〜６５０ｎｍにおける反射率が０．７％以下である２枚の反射防止基材で挟み、入射角度５°、測定波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ、波長間隔１ｎｍの条件で、ｓ偏光反射率及びｐ偏光反射率をそれぞれ測定し、ｐ偏光反射率に対するｓ偏光反射率の比であるＲｓ／Ｒｐを求め、ｘ軸が波長、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフを作成する。
【請求項６】
表面に、互いに平行な凸条が所定のピッチで形成された光透過性基板と、前記光透過性基板の表面上に設けられた、金属又は金属化合物からなる金属層とを有し、
前記凸条の、長さ方向に直交する断面形状は、頂部に向かって幅が漸次縮小し、前記凸条の頂部を挟む第１の側面及び第２の側面のうち、少なくとも前記第１の側面の全面は前記金属層で被覆されており、かつ前記第２の側面には前記金属層で被覆されていない露出面が存在し、
前記光透過性基板及び前記金属層を覆う樹脂層を有し、
下記の測定方法で得られる、ｘ軸が波長、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフにおいて、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝４５１ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝１で表される４つの直線で囲まれた四角形の面積を１とするとき、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝６５０ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される４つの線で囲まれた領域の相対面積Ｓ１が７０００以上である、ワイヤグリッド型偏光子。
測定方法：ワイヤグリッド型偏光子を、波長４５０〜６５０ｎｍにおける反射率が０．７％以下である２枚の反射防止基材で挟み、入射角度５°、測定波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ、波長間隔１ｎｍの条件で、ｓ偏光反射率及びｐ偏光反射率をそれぞれ測定し、ｐ偏光反射率に対するｓ偏光反射率の比であるＲｓ／Ｒｐを求め、ｘ軸が波長、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフを作成する。
【請求項７】
前記光透過性基板の裏面上に第１の支持体を有し、かつ前記樹脂層の前記光透過性基板側とは反対側の面上に粘着剤を介して第２の支持体を有する、請求項３〜６のいずれか一項に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項８】
前記光透過性基板の裏面上に第１の支持体を有し、かつ前記樹脂層の前記光透過性基板側とは反対側の面上に屈折率調整層を有する、請求項３〜６のいずれか一項に記載のワイヤグリッド型偏光子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のワイヤグリッド型偏光子を含む偏光板。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のワイヤグリッド型偏光子を含む映像表示装置。
【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、前記ワイヤグリッド型偏光子を含む偏光板及び映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）は反射する。【０００３】
ワイヤグリッド型偏光子でｐ偏光とｓ偏光に分離する場合、得られる光は所望の偏光以外の成分を含まないことが望ましい。例えば、プロジェクタ内の偏光ビームスプリッタにおいては、ｐ偏光の反射率Ｒｐに対するｓ偏光の反射率Ｒｓの比であるＲｓ／Ｒｐが高いことが求められる。反射光に含まれるｓ偏光をより多くし、ｐ偏光をより少なくすることで、Ｒｓ／Ｒｐをより高くできる。【０００４】
特許文献１、２には、基材表面に凸条と凹溝を交互に設け、凸条の一方向側の側面と凸条の頂部とを覆うように金属ワイヤを設けたワイヤグリッド型偏光板が記載されている。
特許文献１は凸条の断面形状が略矩形である。特許文献２は凹溝の断面形状が略矩形であり、凸条の側面上の金属ワイヤの幅が略均一である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特許第５７１０１５１号公報
【特許文献２】日本国特許第５４４２３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２の構造では、Ｒｓ／Ｒｐの高さが不充分な場合がある。
本発明の一態様は、Ｒｓ／Ｒｐの比が高いワイヤグリッド型偏光子、前記ワイヤグリッド型偏光子を含む偏光板及び映像表示装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下記の態様を有する。
［１］  表面に、互いに平行な凸条が所定のピッチで形成された光透過性基板と、前記光透過性基板の表面上に設けられた、金属又は金属化合物からなる金属層とを有し、前記凸条の、長さ方向に直交する断面形状は、頂部に向かって幅が漸次縮小し、前記凸条の頂部を挟む第１の側面及び第２の側面のうち、少なくとも前記第１の側面の全面は前記金属層で被覆されており、かつ前記第２の側面には前記金属層で被覆されていない露出面が存在し、前記凸条の長さ方向に直交する断面において、前記凸条の底部から頂部までの高さが８０〜１２５ｎｍであり、前記第１の側面を覆う前記金属層の前記凸条の幅方向における厚さの最小値をＷｍ、前記凸条の底部から頂部までの高さの１／２の位置より底部側の前記第１の側面を覆う前記金属層の前記凸条の幅方向における厚さの最大値をＷｂ、前記凸条の頂部より前記底部側とは反対側に存在する前記金属層の前記凸条の幅方向における厚さの最大値をＷｈとするとき、前記Ｗｍに対する前記Ｗｈの比が２．２〜３．０であり、かつ前記Ｗｍに対する前記Ｗｂの比が１．５〜２．１である、ワイヤグリッド型偏光子。
［２］  前記Ｗｂに対する前記Ｗｈの比が１．４以下である、［１］のワイヤグリッド型偏光子。
［３］  前記光透過性基板及び前記金属層を覆う樹脂層を有する、［１］又は［２］のワイヤグリッド型偏光子。
［４］  前記凸条の底部から頂部までの高さＨｇ、及び前記樹脂層の波長５８９．３ｎｍにおける屈折率ｎが、下式１を満たす、［３］のワイヤグリッド型偏光子。
４５０≦４×ｎ×Ｈｇ≦６５０  式１
［５］  下記の測定方法で得られる、ｘ軸が波長、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフにおいて、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝４５１ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝１で表される４つの直線で囲まれた四角形の面積を１とするとき、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝６５０ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される４つの線で囲まれた領域の相対面積Ｓ１が７０００以上である、［３］又は［４］のワイヤグリッド型偏光子。
測定方法：ワイヤグリッド型偏光子を、波長４５０〜６５０ｎｍにおける反射率が０．７％以下である２枚の反射防止基材で挟み、入射角度５°、測定波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ、波長間隔１ｎｍの条件で、ｓ偏光反射率及びｐ偏光反射率をそれぞれ測定し、ｐ偏光反射率に対するｓ偏光反射率の比であるＲｓ／Ｒｐを求め、ｘ軸が波長、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフを作成する。
［６］  表面に、互いに平行な凸条が所定のピッチで形成された光透過性基板と、前記光透過性基板の表面上に設けられた、金属又は金属化合物からなる金属層とを有し、前記凸条の、長さ方向に直交する断面形状は、頂部に向かって幅が漸次縮小し、前記凸条の頂部を挟む第１の側面及び第２の側面のうち、少なくとも前記第１の側面の全面は前記金属層で被覆されており、かつ前記第２の側面には前記金属層で被覆されていない露出面が存在し、前記光透過性基板及び前記金属層を覆う樹脂層を有し、下記の測定方法で得られる、ｘ軸が波長、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフにおいて、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝４５１ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝１で表される４つの直線で囲まれた四角形の面積を１とするとき、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝６５０ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される４つの線で囲まれた領域の相対面積Ｓ１が７０００以上である、ワイヤグリッド型偏光子。
測定方法：ワイヤグリッド型偏光子を、波長４５０〜６５０ｎｍにおける反射率が０．７％以下である２枚の反射防止基材で挟み、入射角度５°、測定波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ、波長間隔１ｎｍの条件で、ｓ偏光反射率及びｐ偏光反射率をそれぞれ測定し、ｐ偏光反射率に対するｓ偏光反射率の比であるＲｓ／Ｒｐを求め、ｘ軸が波長、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフを作成する。
［７］  前記光透過性基板の裏面上に第１の支持体を有し、かつ前記樹脂層の前記光透過性基板側とは反対側の面上に粘着剤を介して第２の支持体を有する、［３］〜［６］のいずれかのワイヤグリッド型偏光子。
［８］  前記光透過性基板の裏面上に第１の支持体を有し、かつ前記樹脂層の前記光透過性基板側とは反対側の面上に屈折率調整層を有する、［３］〜［６］のいずれかのワイヤグリッド型偏光子。
［９］  ［１］〜［８］のいずれかのワイヤグリッド型偏光子を含む偏光板。
［１０］  ［１］〜［８］のいずれかのワイヤグリッド型偏光子を含む映像表示装置。【０００８】
［１１］表面に、互いに平行な凸条と凹溝が所定のピッチで交互に形成された光透過性基板と、前記光透過性基板の表面上に設けられた、金属又は金属化合物からなる金属層とを有し、
前記凸条の、長さ方向に直交する断面形状は、頂部に向かって幅が漸次縮小し、
前記凸条の頂部を挟む第１の側面及び第２の側面のうち、少なくとも前記第１の側面の全面は前記金属層で被覆されており、かつ前記第２の側面には前記金属層で被覆されていない露出面が存在する、ワイヤグリッド型偏光子。
［１２］前記凹溝の、長さ方向に直交する断面形状は、底部に向かって溝幅が漸次縮小するテーパ面を有する、［１１］のワイヤグリッド型偏光子。
［１３］前記凸条の、長さ方向に直交する断面形状は、接線の傾きが一定である主側面を有する、［１１］又は［１２］のワイヤグリッド型偏光子。
［１４］前記光透過性基板及び前記金属層を覆う樹脂層を有する、［１１］〜［１３］のいずれかのワイヤグリッド型偏光子。
［１５］隣り合う前記凸条間の空間の一部又は全部に、前記樹脂層が充填されている、［１４］のワイヤグリッド型偏光子。
［１６］  前記光透過性基板の裏面上に第１の支持体を有し、かつ前記樹脂層の前記光透過性基板側とは反対側の面上に粘着剤を介して第２の支持体を有する、［１４］又は［１５］のワイヤグリッド型偏光子。
［１７］  前記光透過性基板の裏面上に第１の支持体を有し、かつ前記樹脂層の前記光透過性基板側とは反対側の面上に屈折率調整層を有する、［１４］又は［１５］のワイヤグリッド型偏光子。
［１８］  ［１１］〜［１７］のいずれかのワイヤグリッド型偏光子を含む偏光板。
［１９］  ［１１］〜［１７］のいずれかのワイヤグリッド型偏光子を含む映像表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様のワイヤグリッド型偏光子は、Ｒｓ／Ｒｐの比が高い。
上記態様の偏光板は、Ｒｓ／Ｒｐの比が高い。
上記態様の映像表示装置は、Ｒｓ／Ｒｐの比が高い偏光子を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】ワイヤグリッド型偏光子の第１の実施形態を模式的に示す上面図である。
【図１Ｂ】ワイヤグリッド型偏光子の第１の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】ｓ偏光反射率及びｐ偏光反射率の測定方法を説明する断面図である。
【図３】相対面積Ｓ１の測定方法を説明する図である。
【図４】ワイヤグリッド型偏光子の第２の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図５Ａ】ワイヤグリッド型偏光子の製造工程の一例を示す断面図である。
【図５Ｂ】ワイヤグリッド型偏光子の製造工程の一例を示す断面図である。
【図６Ａ】ワイヤグリッド型偏光子の製造工程の他の例を示す断面図である。
【図６Ｂ】ワイヤグリッド型偏光子の製造工程の他の例を示す断面図である。
【図６Ｃ】ワイヤグリッド型偏光子の製造工程の他の例を示す断面図である。
【図７】ワイヤグリッド型偏光子の第３の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図８】ワイヤグリッド型偏光子の第４の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図９】ワイヤグリッド型偏光子の第５の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１０】ワイヤグリッド型偏光子の第６の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１１】ＴＥＭ画像におけるＨｇ、Ｗｈ、Ｗｍ、Ｗｂの測長方法の説明図である。
【図１２】例１〜７におけるＲｓ／Ｒｐの測定結果を示すグラフである。
【図１３】例１０のワイヤグリッド型偏光子を模式的に示す断面図である。
【図１４】参考例におけるＲｐのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１５】参考例におけるＲｓのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１６】参考例におけるＲｐのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１７】参考例におけるＲｓのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１８】参考例におけるＲｐのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１９】参考例におけるＲｓのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図２０】参考例におけるＲｐのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図２１】参考例におけるＲｓのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図２２】製造例１で得た光透過性基板の断面の走査型電子顕微鏡像である。
【図２３】製造例１で得たワイヤグリッド型偏光子の断面の走査型電子顕微鏡像である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「〜」で表される数値範囲は、〜の前後の数値を下限値及び上限値とする数値範囲を意味する。
「屈折率」は、波長５８９．３ｎｍの光に対する屈折率を意味する。
【００１２】
＜第１の実施形態＞
図１Ａは、本発明に係るワイヤグリッド型偏光子の第１の実施形態を模式的に示す上面図である。図１Ｂは、図１ＡのＰ−Ｑ線に沿う断面図である。図１Ａ及び図１Ｂ中符号１は光透過性基板、２は金属層、１１は凸条、１１ａは凸条１１の頂部である。図１Ａでは頂部１１ａの稜線のみを示し、他の部材は省略する。以下、凸条１１の長さ方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する面内における凸条１１の幅方向をＸ方向、Ｚ方向に直交する面内における凸条１１の高さ方向をＹ方向という。Ｘ方向とＹ方向とは直交する。
【００１３】
なお、図１Ａ及び図１Ｂは設計値に基づく模式図であり、実際のワイヤグリッド型偏光子には、製造上不可避の形状の崩れや金属層の厚みの不均一が生じている。本明細書においてワイヤグリッド型偏光子の各部の寸法は、Ｚ方向に直交する断面の走査型電子顕微鏡像又は透過型電子顕微鏡像における、任意の５箇所の測定値の平均値とする。
【００１４】
光透過性基板１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である。光透過性とは、透過率が８０％以上を意味する。
【００１５】
ワイヤグリッド型偏光子の使用波長範囲は、３００〜２０００ｎｍの範囲内が好ましく、４００〜１５００ｎｍがより好ましく、４００〜１０００ｎｍがさらに好ましい。
【００１６】
光透過性基板１の材料としては、光硬化樹脂、熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂、ガラスが例示できる。インプリント法で凸条１１を形成できる点から、光硬化樹脂又は熱硬化樹脂が好ましい。特に加工性、耐熱性及び耐久性に優れる点から光硬化樹脂が好ましい。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うる光硬化性組成物を光硬化した硬化物が好ましい。
【００１７】
光透過性基板１の屈折率は１．１〜１．６が好ましく、１．２〜１．５９がより好ましく、１．２５〜１．５８がさらに好ましい。
【００１８】
光硬化性組成物は、例えば、単量体、光重合開始剤、溶剤、及び必要に応じた添加剤（例えば界面活性剤、重合禁止剤）を含む組成物である。例えば国際公開第２００７／１１６９７２号の段落００２９〜００７４に記載されている光硬化性組成物を使用できる。
【００１９】
金属層２の材料は、導電性の金属材料であればよく、耐蝕性の材料が好ましい。金属又は金属化合物が例示できる。
【００２０】
例えば、金属単体、合金、ドーパント又は不純物を含む金属が挙げられる。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、銀系合金が例示できる。これらは１種又は２種以上使用できる。
【００２１】
金属層２の材料は、可視光に対する反射率が高く、可視光の吸収が少なく、かつ導電率が高い点から、アルミニウム、アルミニウム系合金、銀、銀系合金、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、銀系合金がより好ましい。これらは１種又は２種以上使用できる。
【００２２】
本実施形態において、光透過性基板１の表面には、複数の凸条１１が形成されている。複数の凸条１１はＺ方向に延在し互いに平行である。
【００２３】
凸条１１の、Ｚ方向に直交する断面における形状（断面形状）は、頂部１１ａに向かって幅が漸次縮小する三角形又は略三角形である。凸条１１の頂部１１ａは、Ｙ方向の高さが最も高い部分であり、Ｚ方向に連なって線（稜線）をなしている。頂部１１ａを含む頂角は鋭角でもよく、丸みを有する角でもよい。
【００２４】
複数の凸条１１の断面形状において、隣り合う頂部１１ａの間の、Ｙ方向における位置が頂部１１ａから最も遠い部分が底部１２ａである。底部１２ａに接しＹ方向に直交する面を基準面Ｂとするとき、前記基準面Ｂにおける凸条１１のＸ方向のピッチｐ、及び凸条１１の底部１２ａ（基準面Ｂ）から凸条１１の頂部１１ａまでのＹ方向の高さＨｇの設計値はそれぞれ均一である。
【００２５】
なお、本明細書において、設計値が均一であっても、実際のワイヤグリッド型偏光子においては、製造上不可避の形状の崩れが生じており、例えば、２ｎｍ〜最大２０ｎｍ程度のばらつきは生じうる。
【００２６】
凸条１１の底部１２ａから頂部１１ａまでの面を、凸条１１の側面とし、凸条１１の頂部１１ａを挟む２つの側面を、第１の側面１１ｂ１及び第２の側面１１ｂ２とする。
【００２７】
金属層２は、凸条１１の第１の側面１１ｂ１及び第２の側面１１ｂ２のうち、少なくとも第１の側面１１ｂ１の全面を被覆するように設けられる。凸条１１の第１の側面１１ｂ１を金属層で被覆する際に、凸条１１の頂部１１ａ近傍の第２の側面１１ｂ２が金属層２で被覆されてもよい。
【００２８】
凸条１１の第２の側面１１ｂ２は、その全面が金属層２で被覆されることはなく、光透過性基板１が露出している露出面が存在する。
【００２９】
本実施形態のワイヤグリッド型偏光子は、後述の光インプリント法（図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ〜図６Ｃの説明に準じる方法）を用いて、前記光硬化性組成物の層に凸条を形成して光透過性基板１を作製し、蒸着法で金属層２を設ける方法で製造できる。
【００３０】
例えば、真空蒸着法を用いて、凸条１１の第１の側面１１ｂ１の全面とその近傍に、金属層２を形成できる。真空蒸着する際、光透過性基板１を蒸着源に対して斜めに配置する斜方蒸着法を用いてもよい。斜方蒸着する際、蒸着方向が経時的に変化してもよい。
【００３１】
例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、Ｚ方向に対して直行又は略直交し、かつＹ方向に対して第１の側面１１ｂ１側に所定の蒸着角度（例えばθ１、θ２、単位は「°」）で傾斜した方向（蒸着方向）から金属又は金属化合物を蒸着して金属層２を形成する。蒸着角度を経時的に増大させることで、図１Ａ及び図１Ｂに示すような、第１の側面１１ｂ１の頂部１１ａ近傍及び底部１２ａ近傍の金属層２が厚く、それらの間に金属層２が薄い部分が存在する形状の金属層２が得られる。例えば、蒸着源を固定し、光透過性基板１をＸ０方向に移動させながら蒸着する方法で、蒸着角度（θ１、θ２）を連続的に変化させることができる。蒸着角度（θ１、θ２）の変化量の絶対値は３０°以下が好ましい。
【００３２】
Ｚ方向に直交する断面において、第１の側面１１ｂ１を覆う金属層２のＸ方向における厚さの最小値をＷｍとする。凸条１１の高さＨｇの１／２の位置より底部１２ａ側の第１の側面１１ｂ１を覆う金属層２のＸ方向における厚さの最大値をＷｂとする。凸条１１の頂部１１ａより上側（底部１２ａ側とは反対側）に存在する金属層２のＸ方向における厚さの最大値をＷｈとする。
【００３３】
本実施形態において、Ｗｍに対するＷｈの比を表すＷｈ／Ｗｍは２．２〜３．０であり、かつＷｍに対するＷｂの比を表すＷｂ／Ｗｍは１．５〜２．１である。好ましくはＷｈ／Ｗｍが２．２〜２．５であり、より好ましくはＷｈ／Ｗｍが２．２〜２．４である。好ましくはＷｂ／Ｗｍが１．６〜２．１であり、より好ましくはＷｂ／Ｗｍが１．９〜２．１である。
【００３４】
上記範囲内であると、高いＲｓ／Ｒｐが得られやすいと考えられる。頂部１１ａ近傍の金属層２で反射する偏光と、底部１２ａ近傍の金属層２で反射する偏光との相互作用によるものと考えられる。
【００３５】
本実施の形態において、Ｗｂに対するＷｈの比を表すＷｈ／Ｗｂは１．４以下が好ましく、１．２以下がより好ましく、１．１以下がさらに好ましい。前記上限値以下であると、高いＲｓ／Ｒｐが得られる。
【００３６】
本実施形態において、Ｗｈは３０〜５５ｎｍがより好ましく、３５〜５０ｎｍがさらに好ましい。
【００３７】
Ｗｍは１０〜３０ｎｍがより好ましく、１５〜２５ｎｍがさらに好ましい。
【００３８】
Ｗｂは２０〜５０ｎｍがより好ましく、２５〜４５ｎｍがさらに好ましい。
【００３９】
ＷｈとＷｍの差は１５〜３５ｎｍがより好ましく、２０〜３０ｎｍがさらに好ましい。
【００４０】
ＷｂとＷｍの差は５〜３０ｎｍがより好ましく、６〜２５ｎｍがさらに好ましい。
【００４１】
ＷｈとＷｂの差は１〜２５ｎｍがより好ましく、２〜２０ｎｍがさらに好ましい。
【００４２】
凸条１１のＹ方向の高さＨｇは８０〜１２５ｎｍが好ましく、８５〜１２０ｎｍがより好ましく、９０〜１１５ｎｍがさらに好ましい。
【００４３】
Ｘ方向における凸条１１のピッチｐは６０〜１５０ｎｍが好ましく、７０〜１３０ｎｍがより好ましく、８０〜１１０ｎｍがさらに好ましい。
【００４４】
本実施形態において、後述の第３〜５の実施形態と同様に、光透過性基板１及び金属層２を覆う樹脂層３１、３２又は３３を設けてもよい（図７〜９参照）。
【００４５】
本実施形態において、樹脂層３１、３２又は３３の波長５８９．３ｎｍにおける屈折率ｎは１．１０〜１．５０が好ましく、１．１５〜１．４５がより好ましく、１．２０〜１．４０がさらに好ましい。
【００４６】
樹脂層３１、３２又は３３を有する場合、凸条１１のＹ方向の高さＨｇ、及び樹脂層の波長５８９．３ｎｍにおける屈折率ｎが、下式１を満たすことが好ましい。
４５０≦４×ｎ×Ｈｇ≦６５０  式１
【００４７】
上式１を満たすと、可視光領域においてより高いＲｓ／Ｒｐが得られる。前記「４×ｎ×Ｈｇ」の値は、４５１〜６４９であってもよく、４５２〜６４８であってもよく、４８０〜６４０であってもよい。
【００４８】
樹脂層３１、３２又は３３を有する実施形態によれば、可視光領域において高いＲｓ／Ｒｐが得られやすい。
【００４９】
具体的には、下記の測定方法で得られる、ｘ軸が波長（単位：ｎｍ）、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフにおいて、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝６５０ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される４つの線で囲まれた領域の相対面積Ｓ１が７０００以上であるワイヤグリッド型偏光子が得られる。Ｓ１は８０００以上が好ましく、１００００以上がより好ましい。
【００５０】
好ましくは、前記グラフにおいて、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝６５０ｎｍ、ｙ＝３０及びｙ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される４つの線で囲まれた領域の相対面積Ｓ２が２０００以上であるワイヤグリッド型偏光子が得られる。Ｓ２は４０００以上がより好ましく、１００００以上がさらに好ましい。
【００５１】
相対面積Ｓ１、Ｓ２は、ｘ軸が波長（単位：ｎｍ）、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフにおいて、ｘ＝４５０ｎｍ、ｘ＝４５１ｎｍ、ｙ＝０及びｙ＝１で表される４つの直線で囲まれた四角形の面積を１とするときの相対面積である。
【００５２】
相対面積Ｓ１、Ｓ２の値が大きいほど、可視光領域における反射光の偏光分離能に優れることを意味する。
【００５３】
相対面積Ｓ１、Ｓ２の測定方法を、図２、３を用いて説明する。図２は、光透過性基板１及び金属層２が樹脂層３２で覆われており、かつ樹脂層３２の一部が隣り合う凸条１１間の空間の全部に充填されているワイヤグリッド型偏光子の例である。
【００５４】
図２に示すように、ワイヤグリッド型偏光子を、波長４５０〜６５０ｎｍにおける反射率が０．７％以下となるように反射防止処理された２枚の反射防止基材４２で挟んだ状態で、ｓ偏光反射率及びｐ偏光反射率をそれぞれ測定する。反射防止基材４２としては、反射防止処理された面に対する、波長４５０〜６５０ｎｍにおけるｐ偏光の反射率が０．７％以下のガラスまたはフィルムを用いることができる。
【００５５】
ｓ偏光反射率及びｐ偏光反射率の測定条件は、入射角度θ３が５°、測定波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ、波長間隔１ｎｍとする。各波長におけるＲｓ／Ｒｐを求め、ｘ軸が波長（単位：ｎｍ）、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフを作成する。図３はグラフの例である。
【００５６】
得られたグラフに基づき、下記の方法で相対面積Ｓ１、Ｓ２を求める。
【００５７】
（１）図３に示すように、ｘ＝４５０、ｘ＝６５０、ｙ＝０及びｙ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される４つの線で囲まれた領域を、ｘ軸方向の幅が１ｎｍである長方形の集合に変換する。
【００５８】
具体的には、波長がλ（ｎｍ）のときのＲｓ／Ｒｐの値をｒ１、波長がλ＋１（ｎｍ）のときのＲｓ／Ｒｐの値をｒ２とすると、ｘ＝λ、ｘ＝λ＋１、ｙ＝０及びｙ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される４つの線で囲まれる領域を、ｘ＝λ、ｘ＝λ＋１、ｙ＝０及びｙ＝（ｒ１＋ｒ２）／２で表される４つの直線で囲まれる長方形に変換する。λが４５０〜６４９である長方形の面積を合計して相対面積Ｓ１とする。
【００５９】
（２）前記（１）において、ｙ＝０をｙ＝３０に変更して相対面積Ｓ２を求める。
【００６０】
すなわち、ｘ＝４５０、ｘ＝６５０、ｙ＝３０及びｙ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される４つの線で囲まれた領域を、同様にしてｘ＝λ、ｘ＝λ＋１、ｙ＝３０及びｙ＝（ｒ１＋ｒ２）／２で表される４つの直線で囲まれる長方形に変換する。λが４５０〜６４９である長方形の面積を合計して相対面積Ｓ２とする。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
図４は、本発明のワイヤグリッド型偏光子の第２の実施形態を模式的に示す断面図である。図４中符号１は光透過性基板、２は金属層、１１は凸条、１２は凹溝である。
【００６２】
なお、図４は設計値に基づく模式図であり、実際のワイヤグリッド型偏光子には、製造上不可避の形状の崩れや金属層の厚みの不均一が生じている。
【００６３】
本実施形態において、光透過性基板１の表面には、複数の凸条１１と複数の凹溝１２が交互に形成されている。複数の凸条１１はＺ方向に延在し互いに平行である。複数の凹溝１２はＺ方向に延在し互いに平行である。
【００６４】
凸条１１の、Ｚ方向に直交する断面における形状（断面形状）は、頂部１１ａに向かって幅が漸次縮小する三角形又は略三角形である。凸条１１の頂部１１ａは、Ｙ方向の高さが最も高い部分であり、Ｚ方向に連なって線をなしている。頂部１１ａを含む頂角は鋭角でもよく、丸みを有する角でもよい。
【００６５】
複数の凸条１１の断面形状は均一である。凸条１１の下端１１ｃを通りＹ方向に直交する面を基準面Ｃとするとき、前記基準面Ｃにおける凸条１１のＸ方向の幅ａ、前記基準面Ｃにおける凸条１１のＸ方向のピッチｂ、及び基準面Ｃから凸条１１の頂部１１ａまでのＹ方向の高さｃの設計値はそれぞれ均一である。
【００６６】
Ｘ方向において、隣り合う凸条１１の間には凹溝１２が存在する。凸条１１の下端１１ｃより下の部分が凹溝１２である。凹溝１２のＺ方向に直交する断面における形状（断面形状）は、底部１２ａに向かって溝幅が漸次縮小するテーパ面１２ｂを有する。Ｙ方向における位置が最も低い部分が底部１２ａである。
【００６７】
前記基準面Ｃから凹溝１２の底部１２ａから前記基準面ＣまでのＹ方向の高さを、凹溝の深さｄとする。
【００６８】
本実施形態において、凹溝１２の前記断面形状は、テーパ面１２ｂの接線の傾きが一定又は略一定であるＶ字状である。底部１２ａは鋭角でもよく、丸みを有する角でもよい。本実施形態において底部１２ａはＺ方向に連なって線をなしている。
【００６９】
複数の凹溝１２の断面形状は均一であり、凹溝１２の深さｄは均一である。
【００７０】
凸条１１の下端１１ｃから凸条１１の頂部１１ａまでの面を、凸条１１の側面とする。凸条１１の頂部１１ａを挟む２つの側面を、第１の側面１１ｂ１及び第２の側面１１ｂ２とする。凸条１１の下端１１ｃから凹溝１２の底部１２ａまでの面を凹溝１２の側面とする。
【００７１】
本実施形態において、凸条１１と凹溝１２は一体の光透過性基板１の表面に形成されている。すなわち凸条１１の頂部１１ａ、凸条１１の側面、凹溝１２の側面及び凹溝１２の底部１２ａは同じ材料からなる。
【００７２】
金属層２は、凸条１１の第１の側面１１ｂ１及び第２の側面１１ｂ２のうち、少なくとも第１の側面１１ｂ１の全面を被覆するように設けられる。凸条１１の第１の側面１１ｂ１を金属層で被覆する際に、凸条１１の頂部１１ａ近傍の第２の側面１１ｂ２、及び凸条１１の下端１１ｃ近傍の凹溝１２側面が金属層２で被覆されてもよい。
【００７３】
凸条１１の第２の側面１１ｂ２は、その全面が金属層２で被覆されることはなく、光透過性基板１が露出している露出面が存在する。
【００７４】
本実施形態のワイヤグリッド型偏光子は以下の方法で製造できる。
【００７５】
まず、光透過性の基材の表面に光硬化性組成物を塗布し、光インプリント法を用いて、前記光硬化性組成物の層に凸条及び凹溝を形成して光透過性基板を作製する。光インプリント法の後に、必要に応じてエッチングを行ってもよい。
【００７６】
光インプリント法は、例えば、電子線描画とエッチングとの組み合わせにより、複数の溝が互いに平行にかつ所定のピッチで形成されたモールドを作製し、前記モールドの溝を、基材の表面に塗布された光硬化性組成物に転写し、同時に前記光硬化性組成物を光硬化させる方法である。
【００７７】
例えば電子線描画及びエッチングにより作製したモールドを親モールド（マスターモールド）として、光インプリント法で複製した子モールドや孫モールドを、前記光硬化性組成物への転写に使用してもよい。
【００７８】
光透過性の基材としては、ガラス板（石英ガラス板、無アルカリガラス板等）、樹脂（環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ポリイミド樹脂、ポリジメチルシロキサン、透明フッ素樹脂）からなるフィルムが例示できる。
【００７９】
例えば、まず、図５Ａに示すように、基材２１の表面に、未硬化の光硬化性組成物２２を塗布し、得ようとする凸条１１及び凹溝１２に対応する形状の凹凸が形成されたモールド２３を、光硬化性組成物２２に押しつける。この状態で放射線（例えば紫外線、電子線）を照射して光硬化性組成物を硬化させた後、図５Ｂに示すように、モールド２３を離型して、光透過性基板１を得る。
【００８０】
光透過性基板１は基材２１と一体のまま金属層を形成できる。基材２１を後述の支持体としてもよい。必要により金属層の形成前又は形成後に、光透過性基板１と基材２１を分離してもよい。
【００８１】
または、図６Ａ、図６Ｂに示すように、前記モールド２３とは形状が異なるモールド２４を用いる方法でも光透過性基板１を製造できる。具体的には、まず、基材２１上の光硬化性組成物２２にモールド２４を押し付けて光硬化させることにより、得ようとする凸条１１よりも大きい矩形の凸条１０が形成された硬化物を得る。この後、図６Ｃに示すように、硬化物の凸条１０をエッチングして、目的の形状の凸条１１に加工して光透過性基板１を得る。
【００８２】
このようにして作製した光透過性基板１に金属層２を設けることにより、本実施形態のワイヤグリッド型偏光子が得られる。
【００８３】
金属層２の形成方法は蒸着法が好ましい。蒸着法としては、物理蒸着法（ＰＶＤ）又は化学蒸着法（ＣＶＤ）が挙げられる。真空蒸着法、スパッタ法、又はイオンプレーティング法が好ましい。特に、付着させる微粒子の光透過性基板１に対する入射方向の制御が容易である点で、真空蒸着法が好ましい。
【００８４】
本実施形態では、真空蒸着法による斜方蒸着法を用いて、凸条１１の第１の側面１１ｂ１の全面とその近傍に、金属層２を蒸着させることが好ましい。
【００８５】
具体的には、図４に示すように、Ｚ方向に対して直交又は略直交し、かつＹ方向に対して第１の側面１１ｂ１の側にθ（単位は「°」）の角度（蒸着角度）をなす方向（蒸着方向）から金属又は金属化合物を蒸着して金属層２を形成する。
【００８６】
蒸着量は、所定の金属層２の厚みが得られるように制御する。具体的には、光透過性基板１と同じ成膜環境下にテストピースを置き、テストピース上に成膜される金属層の厚みが目標値となるように蒸着量を制御する。テストピースとしては例えばガラス基板を使用する。膜厚は例えば触針式接触膜厚計で測定する。
【００８７】
本実施形態のワイヤグリッド型偏光子によれば、Ｒｓ／Ｒｐを高くできる。例えばＲｓが５０％以上、Ｒｐが１０％以下、かつＲｓ／Ｒｐが５以上であるワイヤグリッド型偏光子を実現できる。
【００８８】
本実施形態のワイヤグリッド型偏光子は、凸条１１の断面形状を三角形又は略三角形とし、かつ隣り合う凸条１１の間に、テーパ面１２ｂを有する凹溝１２を設けたことにより、前記図５Ａ及び図５Ｂに示す製造方法で光透過性基板１を製造する場合の、モールドの形状が形成容易となる。
【００８９】
Ｘ方向における凸条１１のピッチｂは１５０ｎｍ以下が好ましく、１３０ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以下がさらに好ましい。ピッチｂの下限は６０ｎｍ以上が好ましい。ピッチｂは６０〜１５０ｎｍが好ましく、７０〜１３０ｎｍがより好ましく、８０〜１１０ｎｍがさらに好ましい。
【００９０】
前記ピッチｂに対する前記幅ａの比を表すａ／ｂは、０．８以下が好ましく、０．７以下がより好ましく、０．５以下がさらに好ましい。ａ／ｂの下限は０．２以上が好ましい。ａ／ｂは０．２〜０．８が好ましく、０．２〜０．７がより好ましく、０．２〜０．５がさらに好ましい。
【００９１】
凸条１１のＹ方向の高さｃは１２５ｎｍ以下が好ましく、１２０ｎｍ以下がより好ましく、１１５ｎｍ以下がさらに好ましい。高さｃの下限は８０ｎｍ以上が好ましい。高さｃは８０〜１２５ｎｍが好ましく、８５〜１２０ｎｍがより好ましく、９０〜１１５ｎｍがさらに好ましい。
【００９２】
凹溝１２の深さｄはゼロ超、１００ｎｍ以下が好ましい。
【００９３】
斜方蒸着法で金属層を形成する際の、蒸着角度θは１０〜４０°が好ましく、１５〜３５°がより好ましく、２０〜３０°がさらに好ましい。
【００９４】
前記高さ（ｃ＋ｄ）の１／２の位置における、金属層２のＸ方向の厚みｅは２０〜６０ｎｍが好ましく、２５〜５５ｎｍがより好ましく、３０〜５０ｎｍがさらに好ましい。
【００９５】
前記高さ（ｃ＋ｄ）の１／２の位置における、凸条１１のＸ方向の幅ａ’に対する金属層２のＸ方向の厚みｅの比（ａ’／ｅ）は０．５〜２が好ましい。
Ｚ方向に直交する断面における、金属層２の断面積をＱｍ、凹溝１２の底部１２ａより上方の光透過性基板１の断面積をＱｓとしたとき、Ｑｍ／Ｑｓは０．２〜５が好ましい。
【００９６】
＜第３〜５の実施形態＞
図７〜９は、ワイヤグリッド型偏光子の第３〜５の実施形態を模式的に示す断面図である。図４と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【００９７】
図７に示す第３の実施形態において、光透過性基板１及び金属層２は樹脂層３１で覆われており、かつ樹脂層３１の一部が隣り合う凸条１１間の空間の一部に充填されている。前記空間内の、樹脂層３１が充填されていない部分は空気層である。
【００９８】
以下、Ｙ方向における、凹溝１２の底部１２ａから凸条１１の頂部１１ａまでの高さ（ｃ＋ｄ）に対して、凹溝１２の底部１２ａから樹脂層３１の下端３１ａまでの高さｆの割合を「埋め込み度（単位は％）」という。
【００９９】
なお、図７〜９は設計値に基づく模式図である。実際のワイヤグリッド型偏光子において、凹溝１２の底部１２ａから樹脂層３１の下端３１ａまでの高さｆが不均一である場合は、隣り合う２つの凸条間における前記高さｆの最小値を測定値とし、任意の５箇所の測定値の平均値を、ワイヤグリッド型偏光子における前記高さｆとする。
【０１００】
図８に示す第４の実施形態において、光透過性基板１及び金属層２は樹脂層３２で覆われており、かつ樹脂層３２の一部が隣り合う凸条１１間の空間の全部に充填されている。本実施形態における埋め込み度は０％である。
【０１０１】
図９に示す第５の実施形態において、光透過性基板１及び金属層２を覆う樹脂層３３の下端３３ａは、Ｙ方向において凸条１１の頂部１１ａと同じ位置にあり、ｆ＝（ｃ＋ｄ）である。本実施形態における埋め込み度は１００％である。隣り合う凸条１１間の空間に樹脂層３３は充填されていない。
【０１０２】
図７〜９に示すように、樹脂層３１、３２、３３と、その上に積層される部材（図示略）との界面における反射を低減するために、これらの間に屈折率調整層４１を設けてもよい。
【０１０３】
樹脂層３１、３２、３３は光透過性を有する。樹脂層３１、３２、３３の波長５８９．３ｎｍにおける屈折率は１．１０〜１．５０が好ましく、１．１５〜１．４０がより好ましく、１．２０〜１．３９がさらに好ましい。樹脂層３１、３２、３３の屈折率が前記範囲の下限値以上であるとインプリントプロセスなどへの良好な耐性が得られやすい。上限値以下であると良好な光学特性が得られやすい。
【０１０４】
第３〜５の実施形態のワイヤグリッド型偏光子は、光透過性基板１を作製し、金属層２を設けた後、樹脂層３１、３２、３３で被覆し、さらに屈折率調整層４１を積層する方法で製造できる。
【０１０５】
例えば、まず、第２の実施形態と同様にして、光透過性基板１及び金属層２を作製する。
【０１０６】
次に、例えば樹脂を含む溶液を塗布して乾燥させる方法、又は樹脂を含む溶液を塗布し乾燥させた後に、ＵＶ硬化または熱硬化する方法などにより、樹脂層３１、３２、３３を形成する。このとき、例えば事前にコロナ処理などで金属層表面を清浄にする方法、樹脂の分子量を低くして分子サイズを低くする方法などによって埋め込み度を調整できる。
【０１０７】
この後、別のガラス基板上に、樹脂を含む溶液を塗布し、乾燥させて塗膜（屈折率調整層）を形成し、前記塗膜を金属層２上に転写する方法などで屈折率調整層４１を形成する。凸条１１の頂部１１ａから樹脂層３１の上端までの高さｇは特に限定されない。
【０１０８】
＜第６の実施形態＞
第１〜５の実施形態において凸条１１の断面形状は三角形又は略三角形あるが、図１０に示すような、頂部１１ａがＹ方向に直交する平坦面である台形でもよい。この場合、頂部１１ａはＺ方向に延びる帯状をなす。頂部１１ａの平坦面のＸ方向の幅ｗが小さければ、第１〜５の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０９】
頂部１１ａの平坦面のＸ方向の幅ｗは、凸条のピッチｂに対して４０％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２５％以下がさらに好ましい。前記幅ｗがゼロ、すなわち凸条１１の断面形状は三角形又は略三角形が最も好ましい。
【０１１０】
なお、第２〜６の実施形態において凹溝１２の断面形状はＶ字状であるが、テーパ面１２ｂとテーパ面１２ｂの間の底部にＹ方向に直交する平坦面が存在しても、第２〜６の実施形態と同様の効果が得られる。この場合、底部はＺ方向に延びる帯状をなす。底部の平坦面のＸ方向の幅は、凸条のピッチｂに対して２０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましい。
【０１１１】
また、第１の実施形態において、凸条と凸条の間は、第２の実施形態と同様に凹溝になっていてもよい。
【０１１２】
第１〜６の実施形態において、光透過性基板１の裏面（凸条及び凹溝が設けられている表面とは反対側の面）に、熱可塑性樹脂、ガラス等からなる支持体（図示略）を有してもよい。
【０１１３】
ワイヤグリッド型偏光子の光学特性の点から、光透過性基板１の裏面上に支持体（以下、第１の支持体ともいう。）を有することが好ましい。支持体と光透過性基板１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１との屈折率の差が０．１以下であれば、前記界面での反射による光量の損失を軽減しやすい。
【０１１４】
さらに樹脂層３１、３２、３３を設ける場合には、樹脂層の表面（光透過性基板１側とは反対側の面）上に支持体（以下、第２の支持体ともいう。）を設けてもよい。樹脂層と支持体（第２の支持体）は粘着剤で貼り付けてもよい。第１の支持体と第２の支持体は、材質が同じであってもよく、異なってもよい。
【０１１５】
＜用途＞
本発明のワイヤグリッド型偏光子の好適な用途として、例えば、映像表示装置、偏光板が挙げられる。映像表示装置としては、例えば液晶表示装置、ヘッドアップディスプレイ装置等が挙げられる。
【実施例】
【０１１６】
以下に実施例を用いて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。【０１１７】
＜測定方法＞
以下の測定方法を用いた。【０１１８】
［ＴＥＭ画像におけるＨｇ、Ｗｈ、Ｗｍ、Ｗｂの測長方法］
図１１を参照して説明する。【０１１９】
（１）各例で製造したワイヤグリッド型偏光子をトリミングし、エポキシ樹脂で包埋して硬化させた。硬化後の試料（常温）を、ウルトラミクロトーム（ライカマイクロシステムズ社製品名ウルトラカット  ＥＭ  ＵＣ  ６、ダイヤモンドナイフ使用）で切削して、超薄切片を作製した。超薄切片の厚み（設定値）は５０ｎｍとした。
作製した超薄切片を、透過型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製品名ＨＴ７７００）を用い、下記の条件で観察して画像を得た。図１１はＴＥＭ画像の例である。
加速電圧：１００ｋＶ、フィラメント電圧：２７．２Ｖ、エミッション電流：８．５μＡ、収束レンズ可動絞り：２、対物可動絞り：３、制限視野絞り：０、撮影モード：ＨＲ（高分解能）。【０１２０】
（２）ＴＥＭ画像上で、任意の連続する５個の凸条を測長対象とし、各凸条について、それぞれ基準線を定めた。基準線は測長対象の凸条を挟む２つの底部に接触し、かつ底部と基準線とが接触する部分の長さが最小となる直線とした。各凸条について、基準線に対して平行方向をＸ方向、直交方向をＹ方向とした。
例えば、図１１において、Ｂ１は第１の凸条の基準線であり、Ｂ４は第４の凸条の基準線である。各凸条の基準線は互いに平行でなくてもよい。基準線Ｂ１に対して平行方向をＸ１方向、直交方向をＹ１方向とする。基準線Ｂ４に対して平行方向をＸ４方向、直交方向をＹ４方向とする。【０１２１】
（３）以下の方法で、５個の凸条のそれぞれについて、Ｙ方向における凸条の高さを求め、その平均をＨｇ（単位：ｎｍ）とした。平均値は小数点以下を切り上げた（以下、同様）。
例えば、第１の凸条の高さＨｇ１を以下の手順で求めた。Ｘ１方向と平行な直線であって、凸条の頂部に接触し、かつ頂部と接触する部分の長さが最小となる直線を設け、Ｙ１方向における基準線Ｂ１から前記直線までの距離を、凸条の高さＨｇ１として計測した。
他の凸条についても、同様にして凸条の高さを求めた。例えば、第４の凸条については、Ｘ４方向と平行な直線であって、凸条の頂部に接触し、かつ頂部と接触する部分の長さが最小となる直線を設け、Ｙ４方向における基準線Ｂ４から前記直線までの距離を、凸条の高さＨｇ４として計測した。【０１２２】
（４）以下の方法で、５個の凸条のそれぞれについて、凸条の頂部より上側（底部側とは反対側）における金属層の厚さの最大値（以下、上側最大値という。）を求め、その平均をＷｈ（単位：ｎｍ）とした。
例えば、第１の凸条の上側最大値Ｗｈ１を以下の手順で求めた。凸条の頂部より上側の金属層において、Ｘ１方向における金属層の両端をそれぞれ通り、Ｙ１方向に平行な２本の直線を設けた。Ｘ１方向における前記２本の直線間の距離の最大値を、上側最大値Ｗｈ１として計測した。
他の凸条についても、同様にして上側最大値を求めた。例えば、第４の凸条については、凸条の頂部より上側の金属層において、Ｘ４方向における金属層の両端をそれぞれ通り、Ｙ４方向に平行な２本の直線を設けた。Ｘ４方向における前記２本の直線間の距離の最大値を、上側最大値Ｗｈ４として計測した。【０１２３】
（５）以下の方法で、５個の凸条のそれぞれについて、金属層の厚さの最小値を求め、その平均をＷｍ（単位：ｎｍ）とした。
例えば、第１の凸条の前記厚さの最小値Ｗｍ１を以下の手順で求めた。Ｘ１方向における金属層の両端をそれぞれ通り、Ｙ１方向に平行な２本の直線を設けた。Ｘ１方向における前記２本の直線間の距離の最小値を、前記厚さの最小値Ｗｍ１として計測した。
他の凸条についても、同様にして前記厚さの最小値を求めた。例えば、第４の凸条については、Ｘ４方向における金属層の両端をそれぞれ通り、Ｙ４方向に平行な２本の直線を設けた。Ｘ４方向における前記２本の直線間の距離の最小値を、前記厚さの最小値Ｗｍ４として計測した。【０１２４】
（６）以下の方法で、５個の凸条のそれぞれについて、凸条の底部から頂部までの高さの１／２の位置より底部側における金属層の厚さの最大値（以下、底部側最大値という。）を求め、その平均をＷｂ（単位：ｎｍ）とした。
例えば、第１の凸条の底部側最大値Ｗｂ１を以下の手順で求めた。凸条の底部から頂部までの高さの１／２の位置より底部側の金属層において、Ｘ１方向における金属層の両端をそれぞれ通り、Ｙ１方向に平行な２本の直線を設けた。Ｘ１方向における前記２本の直線間の距離の最大値を、底部側最大値Ｗｂ１として計測した。
他の凸条についても、同様にして底部側最大値を求めた。例えば、第４の凸条については、凸条の底部から頂部までの高さの１／２の位置より底部側の金属層において、Ｘ４方向における金属層の両端をそれぞれ通り、Ｙ４方向に平行な２本の直線を設けた。Ｘ４方向における前記２本の直線間の距離の最大値を、底部側最大値Ｗｂ４として計測した。【０１２５】
［Ｒｓ／Ｒｐ、面積Ｓ１、Ｓ２の測定方法］
（１）各例で製造したワイヤグリッド型偏光子を、図２に示すように、空気に接する面が反射防止処理された２枚の反射防止基材４２で挟んだ状態で、ｓ偏光反射率（単位：％）及びｐ偏光反射率（単位：％）をそれぞれ測定した。本例では、偏光を入射させる側に設ける反射防止基材４２として、反射防止処理されたガラス（以下、反射防止ガラスとする）を用い、偏光が出射する側（透過する側）に設ける反射防止基材４２として、反射防止処理されたフィルム（以下、反射防止フィルムとする）を用いた。
なお予め、反射防止ガラスおよび反射防止フィルムの反射率を以下の方法で測定し、反射率が０．７％以下であることを確認した。
反射防止ガラスの裏面に黒色塗料層を形成して、裏面からの反射を抑えた状態で、表面に入射角度５°で波長４５０〜６５０ｎｍのｐ偏光を入射して反射率を測定した。測定装置は、紫外可視分光光度計（株式会社日立ハイテクサイエンス社製品名ＵＨ−４１５０）を用いた。測定波長は４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ、波長間隔は１ｎｍ、スリットは４ｎｍ固定、スキャンスピードは３００ｎｍ／分とした。
反射防止フィルムについては、裏面に粘着層を介してガラスを貼り合わせ、フィルムを平坦にした。前記ガラスの露出面（粘着層と反対側）に黒色塗料層を形成して、裏面からの反射を抑えた状態とした。得られた反射防止フィルムとガラスの積層体について、反射防止ガラスと同じ条件で反射防止フィルム表面の反射率を測定した。【０１２６】
（２）ｓ偏光反射率（Ｒｓ）は、紫外可視分光光度計（株式会社日立ハイテクサイエンス社製品名ＵＨ−４１５０）を用いて測定した。具体的には、測定対象のワイヤグリッド型偏光子と光源との間に、付属の偏光子を、ワイヤグリッド型偏光子の凸条の長さ方向（Ｚ方向）と、偏光子の吸収軸とが直交する向きにセットした。ワイヤグリッド型偏光子の表面側（凸条が形成された側）から偏光を入射して、ｓ偏光反射率を測定した。入射角度θ３は５°とした。測定波長は４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ、波長間隔は１ｎｍ、スリットは４ｎｍ固定、スキャンスピードは３００ｎｍ／分とした。【０１２７】
（３）前記（２）において、付属の偏光子の向きを、Ｚ方向と偏光子の吸収軸とが平行となる向きに変更した。それ以外は同様にしてｐ偏光反射率（Ｒｐ）を測定した。【０１２８】
（４）各波長におけるＲｓ／Ｒｐを算出し、ｘ軸が波長（単位：ｎｍ）、ｙ軸がＲｓ／Ｒｐであるグラフを作成した。【０１２９】
（５）得られたグラフに基づき、前述の方法で相対面積Ｓ１、Ｓ２を求めた。【０１３０】
＜調製例１：光硬化性組成物の調製＞
以下の（１）〜（４）を混合して光硬化性組成物を調製した。
（１）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）を４０ｇ、
（２）単量体２（新中村化学工業社製、ＮＫ  エステル  Ａ−ＨＤ−Ｎ、ヘキサンジオールジアクリレート）を６０ｇ、
（３）光重合開始剤（チバスペシャリティーケミカルズ社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）を４．０ｇ、及び
（４）含フッ素界面活性剤（旭硝子社製、フルオロアクリレート（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２（ＣＦ２）８Ｆ）とブチルアクリレートとのコオリゴマー、フッ素含有量：約３０質量％、質量平均分子量：約３０００）を０．１ｇ。【０１３１】
＜例１〜７＞
例１〜４は実施例、例５〜７は比較例である。
光インプリント法を用いて光透過性基板１を作製し、斜方蒸着法を用いて金属層２を形成して、ワイヤグリッド型偏光子を製造した。【０１３２】
具体的には、図５Ａ、図５Ｂに例示する方法を用いて、図１Ａ及び図１Ｂ、図２に示す構成を有する光透過性基板を作製した。
基材２１として、厚さ１００μｍの環状ポリオレフィンフィルム（日本ゼオン社製、ゼオノアフィルム、１００ｍｍ×１００ｍｍ）を用いた。
基材２１の表面に、調製例１で得た光硬化性組成物２２をスピンコート法により塗布し、厚さ５μｍの塗膜を形成した。
得ようとする凸条に対応する形状の凹部が形成された石英製モールド２３を、凹部の全面が光硬化性組成物２２に接するように、２５℃にて０．５ＭＰａ（ゲージ圧）の押圧力で、光硬化性組成物２２の塗膜に押しつけた。
この状態を保持したまま、基材２１側から高圧水銀灯（周波数：１．５ｋＨｚ〜２．０ｋＨｚ、主波長光：２５５ｎｍ、３１５ｎｍ及び３６５ｎｍ、３６５ｎｍにおける照射エネルギー：１０００ｍＪ。）の光を１５秒間照射し、光硬化性組成物２２を硬化させた後、石英製モールドをゆっくり分離して、基材２１上に光透過性基板１を作製した。【０１３３】
真空蒸着装置（昭和真空社製、ＳＥＣ−１６ＣＭ）を用い、光透過性基板１の凸条１１の第１の側面１１ｂ１の全面とその近傍に、アルミニウムを蒸着し、金属層２を形成した。蒸着角度（θ１、θ２）が連続的に増大するように、蒸着源と光透過性基板１を相対的に移動させた。
光透過性基板１の凸条１１の高さＨｇ、蒸着角度の範囲、及び蒸着量（基準の蒸着角度及び蒸着膜厚）を表１に示すとおりに変化させて、金属層２の形状が異なるワイヤグリッド型偏光子を製造した。蒸着量は、蒸着面がＹ方向に対して垂直となるように固定したテストピースに対して、基準の蒸着角度で成膜したときに、基準の蒸着膜厚となるように設定した。凸条１１のピッチｐは９０ｎｍで一定とした。蒸着後は、図１１の例で示されるように、第１の側面１１ｂ１の全面は金属層２で被覆され、第２の側面１１ｂ２には金属層２で被覆されていない露出面が存在した。【０１３４】
さらに樹脂層３２を設けた。各例の樹脂層３２の波長５８９．３ｎｍにおける屈折率（ｎ）を表１に示す。
各例で得られたワイヤグリッド型偏光子について、上記の方法で、Ｈｇ、Ｗｈ、Ｗｍ、Ｗｂを測長し、表１に示す各項目の値を求めた。上記の方法でＲｓ／Ｒｐを測定して図１２に示すグラフを得た。得られたグラフに基づき、上記の方法で面積Ｓ１、Ｓ２を求めた。これらの結果を表１に示す。【０１３５】
【表１】
2020071257.tif 000003
【０１３６】
表１の結果に示されるように、例１〜４は例５〜７と比較して、波長４５０〜６５０における面積Ｓ１及び面積Ｓ２が大きく、可視光領域におけるＲｓ／Ｒｐの比が高かった。【０１３７】
以下の例８〜２５は、ワイヤグリッド型偏光子の設計値に基づいて、性能をシミュレーションした参考例である。【０１３８】
各例のワイヤグリッド型偏光子について、厳密結合波解析計算（Ｒｉｇｏｒｏｕｓ  ｃｏｕｐｌｅｄ−ｗａｖｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ：ＲＣＷＡ）により性能をシミュレーションした。
入射光の波長は４００〜１０００ｎｍ、入射方向はＹ方向とし、ｐ偏光の反射率（以下、「Ｒｐ」ともいう。）及びｓ偏光の反射率（以下、「Ｒｓ」ともいう。）を計算により求めた。
金属層の材料はアルミニウムとし、金属層２の厚みｅは３０ｎｍとした。前記計算において金属層の屈折率及び消衰係数は、以下の実測値を用いた。フィルム基材上に光硬化性樹脂を塗布した。前記光硬化性樹脂の上にアルミニウムを４０°斜方蒸着し、厚さが３０ｎｍの平坦膜を作成した。前記平坦膜をエリプソメーターで測定・解析して屈折率及び消衰係数を求めた。【０１３９】
＜例８〜１０＞
本例では、図８に示すような、樹脂層を有し埋め込み度が０％であるワイヤグリッド型偏光子において、凸条の形状を変化させてシミュレーションした。ただし屈折率調整層４１は設けない（以下、同様）。
凸条の断面形状は、例８が図８に示す三角形、例９が図１０に示す台形（頂部の平坦面のＸ方向の幅ｗは１０ｎｍ）、例１０が図１３に示す矩形とした。設計値を表２、３に示す。表２は以下の例においても共通の設計値である。図１４はＲｐの結果、図１５はＲｓの結果である。
これらの結果に示されるように、凸条の断面形状が三角形又は台形であると、矩形の場合に比べて、４００〜１０００ｎｍの全波長域でＲｐを低くできる。またＲｓの波長依存性に対する断面形状の影響は小さい。したがって、凸条の断面形状が三角形又は台形であるとＲｓを高く維持しつつ、Ｒｐを低減でき、その結果Ｒｓ／Ｒｐの比を高くできる。【０１４０】
＜例１１〜１５＞
本例では、図７〜９に示すような、樹脂層を有するワイヤグリッド型偏光子において、樹脂層の埋め込み度（ｆ／（ｃ＋ｄ）×１００、単位％）を変化させてシミュレーションした。設計値を表２、３に示す。例１１〜１５において、ａ’／ｅは１．２１、Ｑｍ／Ｑｓは０．３５である。図１６はＲｐの結果、図１７はＲｓの結果である。
これらの結果に示されるように、埋め込み度によってＲｐの波長依存性を調整できる。Ｒｓの波長依存性に対する埋め込み度の影響は小さい。全波長域において埋め込み度がゼロに近いほどＲｓが高い傾向がある。
特に、埋め込み度が０％付近又は１００％付近であると、４００〜１０００ｎｍの全波長域でＲｐが低く維持される。また、埋め込み度が２５〜７５％であると、波長が長くなるにしたがってＲｐが低くなり、特に７００ｎｍ以上の長波長側でのＲｐ低減効果に優れる。【０１４１】
＜例１６〜２０＞
本例では、図８に示すような、樹脂層を有し埋め込み度が０％であるワイヤグリッド型偏光子において、樹脂層の屈折率（ｎ）を変化させてシミュレーションした。設計値を表２、３に示す。図１８はＲｐの結果、図１９はＲｓの結果である。
これらの結果に示されるように、５５０〜７５０ｎｍの波長域において樹脂層の屈折率（ｎ）が１に近いほどＲｐが低くなる。Ｒｓの波長依存性に対する樹脂層の屈折率の影響は小さい。全波長域において屈折率（ｎ）が１に近いほどＲｓが高い傾向がある。【０１４２】
＜例２１〜２５＞
本例では、図８に示すような、樹脂層を有し埋め込み度が０％であるワイヤグリッド型偏光子において、凸条のピッチｂを変化させてシミュレーションした。ａ／ｂが０．４５となるようにａの値も変化させた。設計値を表２、３に示す。図２０はＲｐの結果、図２１はＲｓの結果である。
これらの結果に示されるように、４００ｎｍに近い短波長域ではピッチが狭いほどＲｐが低く、５００ｎｍ以上の波長域ではピッチが広いほどＲｐが低くなる。Ｒｓの波長依存性に対するピッチの影響は小さい。全波長域においてピッチが狭いほどＲｓが高い傾向がある。【０１４３】
【表２】
2020071257.tif 000004
【０１４４】
【表３】
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【０１４５】
＜製造例１：ワイヤグリッド型偏光子の製造＞
例１と同様の手順で基材２１上に光透過性基板１を作製した後、下記の方法で金属層を形成し、裏面上に基材２１を有するワイヤグリッド型偏光子を得た。
蒸着源に対向する光透過性基板１の傾きを変更可能な真空蒸着装置（昭和真空社製、ＳＥＣ−１６ＣＭ）を用い、光透過性基板１の凸条に斜方蒸着法にてアルミニウムを蒸着させ、金属層を形成した。蒸着角度θは２７°とした。
金属層を蒸着する前の光透過性基板１の断面の走査型電子顕微鏡像を図２２に示す。
得られたワイヤグリッド型偏光子の断面の走査型電子顕微鏡像を図２３に示す。【０１４６】
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更及び変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお本出願は、２０１８年１０月１日付で出願された日本特許出願（特願２０１８−１８６７８０）に基づいており、その全体が引用により援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
Ｒｓ／Ｒｐが高いワイヤグリッド型偏光子は、反射光に含まれるｓ偏光を利用する光学系を備えた映像表示装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１４８】
１  光透過性基板
２  金属層
１０  凸条（エッチング前）
１１  凸条
１１ａ  頂部
１１ｂ１  第１の側面
１１ｂ２  第２の側面
１１ｃ  凸条の下端
１２  凹溝
１２ａ  底部
２１  基材
２２  光硬化性組成物
２３、２４  モールド
３１、３２、３３  樹脂層
３１ａ、３３ａ  下端
４１  屈折率調整層
４２  反射防止基材
【図１Ａ】
2020071257.tif 000006
【図１Ｂ】
2020071257.tif 000007
【図２】
2020071257.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2020071257.tif 000011
【図５Ｂ】
2020071257.tif 000012
【図６Ａ】
2020071257.tif 000013
【図６Ｂ】
2020071257.tif 000014
【図６Ｃ】
2020071257.tif 000015
【図７】
2020071257.tif 000016
【図８】
2020071257.tif 000017
【図９】
2020071257.tif 000018
【図１０】
2020071257.tif 000019
【図１１】
2020071257.tif 000020
【図１２】
2020071257.tif 000021
【図１３】
2020071257.tif 000022
【図１４】
2020071257.tif 000023
【図１５】
2020071257.tif 000024
【図１６】
2020071257.tif 000025
【図１７】
2020071257.tif 000026
【図１８】
2020071257.tif 000027
【図１９】
2020071257.tif 000028
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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