JP2009192586A - Wire grid polarizer and display device using the same - Google Patents

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JP2009192586A
JP2009192586A JP2008030235A JP2008030235A JP2009192586A JP 2009192586 A JP2009192586 A JP 2009192586A JP 2008030235 A JP2008030235 A JP 2008030235A JP 2008030235 A JP2008030235 A JP 2008030235A JP 2009192586 A JP2009192586 A JP 2009192586A
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Keigo Takeguchi
圭吾 竹口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire grid polarizer capable of having sufficient color reproducibility and providing black display when disposed in a display device such as a liquid crystal display device. <P>SOLUTION: The wire grid polarizer comprises a base material 1 having lattice-shaped projections 1a provided successively at predetermined intervals, a light-reflecting material wire 4 formed on the lattice-shaped projections 1a, an intermediate layer 3 formed on the light-reflecting material wire 4 and attenuating light entering the inside, and a half-transmission layer 2 formed on the intermediate layer 3 and transmits part of light inside. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a wire grid type polarizing element and a display device using the same.

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。   With the recent development of photolithography technology, it has become possible to form a fine structure pattern having a pitch at the wavelength level of light. Such a member or product having a pattern with a very small pitch is useful in a wide range of applications not only in the semiconductor field but also in the optical field.

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。   For example, a wire grid in which conductor wires made of metal or the like are arranged in a lattice pattern at a specific pitch has a pitch that is considerably smaller than incident light (for example, visible light wavelength 400 nm to 800 nm). For example, if it is less than half, most of the electric field vector component light that oscillates in parallel to the conductor line is reflected, and almost no electric field vector component light perpendicular to the electric conductor line is transmitted. It can be used as a polarizing plate that produces a single polarized light. The wire grid type polarizing element is desirable from the viewpoint of effective use of light because it can reflect and reuse light that does not pass through.

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。
特開2002−328234号公報
An example of such a wire grid type polarizing element is disclosed in Patent Document 1. The wire grid polarizer includes light reflecting material wires spaced at a grid period smaller than the wavelength of incident light.
JP 2002-328234 A

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。   However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the light reflecting material wire reflects not only the light from the backlight side but also the light from the outside light side, so that the wire grid polarizer is like a liquid crystal display device. When it is provided in a display device, there is a problem that sufficient color reproducibility and black display cannot be performed.

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。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a wire grid type polarizing element capable of realizing sufficient color reproducibility and black display when disposed in a display device such as a liquid crystal display device. Objective.

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。   The wire grid type polarizing element of the present invention includes a base material, a light absorption layer formed on the base material in a lattice shape at a predetermined interval and made of a material containing carbon, and the light absorption layer on the light absorption layer. It is characterized by comprising an adhesive layer formed of a material having good adhesion to carbon, and a light reflecting material wire formed on the adhesive layer.

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。   The wire grid type polarizing element of the present invention includes a base material, a light reflecting material wire formed in a lattice shape on the base material at a predetermined interval, and formed on the light reflecting material wire, It is characterized by comprising: an adhesive layer made of a material having good adhesiveness; and a light absorption layer formed on the adhesive layer and made of a material containing carbon.

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。   In the wire grid type polarizing element of the present invention, it is preferable that the light reflecting material wire is made of a material having good adhesion to carbon and also serves as the adhesive layer.

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。   In the wire grid type polarizing element of the present invention, the material having good adhesion to carbon is chromium, molybdenum, tungsten, titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, nickel, copper, aluminum, silicon, and each. It is preferably selected from the group consisting of compounds of these elements.

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。   In the wire grid type polarizing element of the present invention, it is preferable that the light reflecting material wire is made of a material selected from the group consisting of chromium, titanium, tantalum, aluminum, silver and a compound of each element.

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。   The manufacturing method of the wire grid type polarizing element of the present invention includes a step of obtaining a base material having lattice-like convex portions arranged in parallel at a predetermined interval, and light composed of a material containing carbon on the base material. A step of forming an absorption layer, a step of forming an adhesive layer made of a material having good adhesion to carbon on the light absorption layer formed on the lattice-shaped convex portions and on the side surfaces, And a step of forming a light reflecting material wire on the adhesive layer, and a step of etching the light absorbing layer formed between the lattice-shaped convex portions using the light reflecting material wire as a mask.

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。   The manufacturing method of the wire grid type polarizing element of the present invention includes a step of obtaining a base material having lattice-like convex portions arranged in parallel at a predetermined interval, and light composed of a material containing carbon on the base material. A step of forming an absorption layer, and a step of forming a light-reflecting material wire made of a material having good adhesion to carbon on the light absorption layer formed on the lattice-shaped convex portions and on the side surfaces; And a step of dry-etching the light absorption layer formed between the lattice-shaped convex portions using the light reflecting material wire as a mask.

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。   The display device of the present invention comprises a display device, an illuminating means for illuminating the display device, and the wire grid type polarizing element, wherein the light reflecting material wire surface is illuminated with the light reflecting material wire surface. It is arranged on the means side.

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。   The wire grid type polarizing element of the present invention includes a base material, a light absorption layer formed on the base material in a lattice shape at a predetermined interval and made of a material containing carbon, and the light absorption layer on the light absorption layer. An adhesive layer formed of a material having good adhesion to carbon, and a light-reflective material wire formed on the adhesive layer, or a base material, on the base material A light-reflective material wire formed in a grid pattern at a predetermined interval; an adhesive layer formed on the light-reflective material wire and made of a material having good adhesion to carbon; and the adhesive layer And a light absorption layer made of a material containing carbon, so that when arranged in a display device such as a liquid crystal display device, sufficient color reproducibility and black display can be realized. it can.

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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIGS. 1A and 1B are schematic views showing a part of a wire grid type polarizing element according to an embodiment of the present invention. The wire grid type polarizing element shown in FIG. 1A includes a base material 1 in which grid-like convex portions 1a are arranged in parallel at predetermined intervals, and carbon provided on the grid-like convex portions 1a of the base material 1. A light-absorbing layer 2 made of a material including the adhesive layer 3 formed on the light-absorbing layer 2 and made of a material having good adhesion to carbon, and a light reflection formed on the adhesive layer 3. The material wire 4 is mainly composed of. In addition, the light absorption layer 2 provided on the grid | lattice-like convex part 1a may be provided so that at least one part of the side surface of the grid | lattice-like convex part 1a may be covered. When this wire grid type polarizing element is mounted on a display device having illumination means such as a backlight, the base material 1 is positioned on the outside light side, and the light reflecting material wire 4 is positioned on the backlight side. It is arranged. The form of the wire grid type polarizing element may be a film-like body or a plate-like body.

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。   Further, the wire grid type polarizing element shown in FIG. 1B is provided on a base material 1 in which grid-like convex portions 1a are arranged in parallel at predetermined intervals and on the grid-like convex portions 1a of the base material 1. The light reflecting material wire 4, the adhesive layer 3 formed on the light reflecting material wire 4 and made of a material having good adhesion to carbon, and the material formed on the adhesive layer 3 and containing carbon The light absorption layer 2 is mainly composed of. When this wire grid type polarization element is mounted on a display device having illumination means such as a backlight, the light absorption layer 2 is positioned on the outside light side, and the substrate 1 is positioned on the backlight side. Arranged. The form of the wire grid type polarizing element may be a film-like body or a plate-like body.

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。   As a material which comprises the base material 1, what is necessary is just a resin substantially transparent with respect to the light made into object. For example, inorganic materials such as glass and organic materials such as resins include polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, cycloolefin resin (COP), cross-linked polyethylene resin, polyvinyl chloride resin, polyarylate resin, polyphenylene ether Amorphous thermoplastic resins such as resins, modified polyphenylene ether resins, polyetherimide resins, polyether sulfone resins, polysulfone resins, polyether ketone resins, polyethylene terephthalate (PET) resins, polyethylene naphthalate resins, polyethylene resins, Crystalline thermoplastic resins such as polypropylene resin, polybutylene terephthalate resin, aromatic polyester resin, polyacetal resin, polyamide resin, acrylic, epoxy, urethane, etc. They include ultraviolet (UV) curable resin or thermosetting resin. Moreover, it can also be set as the structure which combined the ultraviolet curable resin and thermosetting resin which are the resin base materials 1 as a base material, inorganic board | substrates, such as glass, the said thermoplastic resin, and a triacetate resin.

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。   The pitch of the grid-like convex portions 1a of the substrate 1 is determined by the polarization characteristics of the target light, and is generally ½ or less of the wavelength of the light. The smaller the pitch, the better the polarization characteristics. For example, good polarization characteristics can be obtained at 80 to 150 nm for visible light.

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。   There is no limitation on the cross-sectional shape of the concave portions of the fine concavo-convex lattice formed by the lattice-like convex portions 1a and the plurality of lattice-like convex portions. For example, these cross-sectional shapes may be a sine wave shape such as a trapezoidal shape, a rectangular shape, a square shape, a prism shape, or a semicircular shape. Here, the sinusoidal shape means that it has a curved portion formed by repetition of a concave portion and a convex portion. In addition, the curved part should just be a curved curve, for example, the shape which has a constriction in a convex part is also included in a sine wave form.

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。   Although there is no particular limitation on the method for obtaining the substrate having the lattice-shaped convex portions of the present invention, it is preferable to use the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-224659 by the present applicant.

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。   Specifically, in the present invention, as a method I for obtaining a substrate having a lattice-shaped convex portion, a stretched member having a concave-convex lattice with a pitch of 100 nm to 100 μm on the surface is used as a longitudinal direction of the concave-convex lattice (lattice-shaped convex portion). It is preferable to fabricate the stretched member by free end uniaxial stretching in a direction substantially parallel to the longitudinal direction in a state in which the width of the stretched member in a direction substantially orthogonal to the lattice is free. As a result, the pitch of the convex portions of the concavo-convex grid of the stretched member is reduced, and a substrate (stretched member) having a fine concavo-convex grid is obtained. The pitch of the concavo-convex grid is set in the range of 100 nm to 100 μm, but can be appropriately changed according to the required pitch of the fine concavo-convex grid and the draw ratio.

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。   Here, the stretched member refers to a transparent substrate such as a plate-like body, a film-like body, or a sheet-like body composed of an amorphous thermoplastic resin or a crystalline thermoplastic resin as a base material used in the present invention. Can be mentioned. The thickness and size of the stretched member are not particularly limited as long as the uniaxial stretching process is possible.

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。 In addition, in order to obtain a stretched member having a concavo-convex lattice with a pitch of 100 nm to 100 μm on the surface, a mold having a concavo-convex lattice with a pitch of 100 nm to 100 μm formed by an interference exposure method using laser light or a cutting method is used. The concavo-convex lattice shape may be transferred to the stretched member by a method such as hot pressing. The interference exposure method is an exposure method using interference fringes formed by irradiating laser light of a specific wavelength from two directions of angle θ ′, and is used by changing the angle θ ′. It is possible to obtain an uneven grating structure having various pitches within the laser wavelength range. As the laser that can be used for the interference exposure, limited to laser TEM 00 mode, as the ultraviolet light laser capable lasing of TEM 00 mode, an argon laser (wavelength 364 nm, 351 nm, 333 nm) and, of YAG laser fourth harmonic ( Wavelength 266 nm).

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。   In the uniaxial stretching treatment in the present invention, first, the width direction of the stretched member (direction perpendicular to the longitudinal direction of the concavo-convex lattice) is set free, and the longitudinal direction of the concavo-convex lattice of the stretched member is changed to a uniaxial stretch treatment apparatus. Fix it. Subsequently, after heating to an appropriate temperature at which the stretched member softens and holding it for an appropriate period of time, the pitch of the target fine concavo-convex lattice is set at an appropriate drawing speed in one direction substantially parallel to the longitudinal direction. Stretching is performed up to a stretching ratio corresponding to. Finally, the member to be stretched is cooled to a temperature at which the material is cured in a state where the stretched state is maintained, thereby obtaining a base material having lattice-shaped convex portions. As an apparatus for performing this uniaxial stretching process, an apparatus for performing a normal uniaxial stretching process can be used. Further, the heating condition and the cooling condition are appropriately determined according to the material constituting the stretched member.

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。   Further, in the present invention, the method II for obtaining a substrate having a lattice-like convex portion is a method of transferring a fine concavo-convex lattice onto the surface of the substrate used in the present invention using a mold having a fine concavo-convex lattice on the surface, and molding It is a method to do. Here, a mold having a fine concavo-convex lattice on the surface is prepared by sequentially performing a conductive treatment, a plating treatment, and a resin base material removal treatment on a base material having a lattice-like convex portion obtained by Method I. Can do.

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。   According to this method, since the mold having the lattice-shaped convex portions is used, it is possible to mass-produce the substrate having the lattice-shaped convex portions used in the present invention without going through a complicated stretching process. Furthermore, by appropriately combining and repeatedly using Method I and Method II, it becomes possible to produce a finer concavo-convex grid from a concavo-convex grid having a relatively large pitch.

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。   The light absorption layer 2 is made of a material containing carbon and exhibits a function of reducing the vertical reflectance of light incident from the outside light side. Here, examples of the material containing carbon include carbon alone, a mixture of carbon alone and metal, a dielectric, and other materials, and carbide. In particular, it is preferable that carbon alone is included because unnecessary portions can be easily removed by dry etching using oxygen plasma. The thickness of the light absorption layer 2 is not particularly limited as long as it is a thickness that can sufficiently absorb external light. As a method for forming the light absorption layer 2, for example, a physical vapor deposition method such as a sputtering method or an ion plating method or a plasma CVD method using a gas containing carbon as a raw material can be suitably used.

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。   The adhesive layer 3 is made of a material having good adhesion to carbon, and has a function of improving the adhesion between the light absorbing layer 2 made of a material containing carbon and the light reflecting material wire 4. Demonstrate. Specific examples of materials having good adhesion to carbon include chromium, molybdenum, tungsten, titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, nickel, copper, silicon, and compounds of the respective elements. .

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。   Moreover, as a method of forming the adhesive layer 3, for example, a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method or a sputtering method can be suitably used.

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。   It is preferable that the light reflecting material constituting the light reflecting material wire 4 has a high light reflectance in a desired wavelength region. For example, chromium, titanium, tantalum, aluminum, silver, or a compound of each element can be used. Moreover, as a method of forming the light reflecting material wire 4, for example, a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, or an ion plating method can be suitably used.

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。   In the wire grid type polarizing element of the present invention having such a configuration, the light from the backlight side is reflected by the light reflecting material wire 4 as shown in FIGS. Is absorbed by the light absorption layer 2. Thereby, the vertical reflectance of the light from the outside light side can be 20% or less. Here, the vertical reflectance refers to the reflectance when incident light is incident perpendicularly to the wire grid type polarizing element.

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。   In the wire grid type polarizing element of the present invention, the light absorbing layer 2 is made of a material containing carbon, and the light reflecting material wire 4 is bonded to the light reflecting material wire 4 with a material having good adhesion to carbon. Layer 3 is provided. The present invention is not limited to this embodiment, and can be configured without the adhesive layer 3 as long as the light reflecting material wire 4 is made of a material having good adhesion to carbon. That is, as shown in FIG. 2A, the wire grid type polarizing element is formed on a base material 1 in which grid-like convex portions 1a are arranged in parallel at predetermined intervals, and on the grid-like convex portions 1a of the base material 1. The light absorption layer 2 made of a material containing carbon and the light reflecting material wire 5 made of a material that is formed on the light absorption layer 2 and has good adhesion to carbon. As shown in FIG. 2 (b), the substrate 1 is provided with the lattice-like convex portions 1a arranged in parallel at predetermined intervals, and is provided on the lattice-like convex portions 1a of the substrate 1. The light reflecting material wire 5 and the light absorbing layer 2 formed on the light reflecting material wire 5 and made of a material containing carbon may be mainly configured. Since the light reflecting material wire 5 in FIGS. 2 (a) and 2 (b) is made of a material having good adhesion to carbon, an adhesive layer of the light absorbing layer 2 made of a material containing carbon is used. I also serve.

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。   When the wire grid type polarizing element shown in FIG. 2A is mounted on a display device having illumination means such as a backlight, the substrate 1 is positioned on the outside light side, and the light reflecting material wire 5 is back. The wire grid type polarizing element shown in FIG. 2B is disposed so as to be positioned on the light side, and when the light absorption layer 2 is attached to a display device having an illuminating means such as a backlight, the light absorption layer 2 is external light. The base material 1 is disposed on the backlight side. In this case as well, the wire grid type polarizing element may be in the form of a film or a plate.

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。   As described above, the wire grid type polarizing element having the above configuration sufficiently reflects the light from the backlight side by the light reflecting material wire 4 when it is disposed in a display device having illumination means such as a backlight. In addition, external light can be absorbed by the light absorption layer 2 and reflection by external light can be suppressed as much as possible. Thereby, sufficient color reproducibility and black display can be realized in the display device.

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。   When manufacturing a wire grid type polarizing element having the configuration shown in FIG. 1A, first, a grid-like convex having a fine concavo-convex grating produced in parallel with a predetermined interval is manufactured. 3), a light-absorbing material made of a material containing carbon is formed on the lattice-shaped convex portions 1a of the fine concavo-convex lattice and on the side surfaces thereof, as shown in FIG. Then, the light absorption layer 2 is formed, and as shown in FIG. 3B, a material having good adhesion to carbon is formed on the light absorption layer 2 to form the adhesion layer 3. . Thereafter, as shown in FIG. 3C, a light reflecting material is formed on the adhesive layer 3 to form a light reflecting material wire 4. In this case, in forming the adhesive layer 3 and the light reflecting material wire 4, the film is formed from a predetermined angle with respect to the standing direction of the light reflecting material wire 4 in the cross sectional view (in the direction of the arrow). Thereafter, the light reflecting material wire 4 formed between the lattice-shaped convex portions is removed by etching such as wet etching, and the light absorbing layer 2 formed between the lattice-shaped convex portions using the light reflecting material wire 4 as a mask. Etch. For etching the light absorption layer, dry etching such as reactive etching (RIE) using oxygen plasma is preferable. According to the dry etching, it is possible to remove only the unnecessary light absorbing layer including the exposed carbon alone without damaging the light reflecting material wire and the light absorbing layer immediately below.

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。   When manufacturing a wire grid type polarizing element having the configuration shown in FIG. 2 (a), first, a grid-like convex having a fine concavo-convex lattice produced by the above-described method (arranged in parallel at a predetermined interval). 4), a light-absorbing material made of a material containing carbon is formed on the lattice-shaped convex portions 1a and the side surfaces of the fine concave-convex lattice as shown in FIG. Then, the light absorbing layer 2 is formed. Further, as shown in FIG. 4B, a material having good adhesion to carbon is formed on the light absorbing layer 2 to form the light reflecting material wire 5. Form. In this case, in the formation of the light reflecting material wire 5, the film is formed from a predetermined angle with respect to the standing direction of the light reflecting material wire 5 in a cross sectional view (in the direction of the arrow). Thereafter, the light reflecting material wire 5 formed between the lattice-shaped convex portions is removed by etching such as wet etching, and the light absorbing layer 2 formed between the lattice-shaped convex portions is etched using the light reflecting material wire 5 as a mask. To do. For etching the light absorption layer, dry etching such as reactive etching (RIE) using oxygen plasma is preferable. According to the dry etching, it is possible to remove only the unnecessary light absorbing layer including the exposed carbon alone without damaging the light reflecting material wire and the light absorbing layer immediately below.

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。   1A and 2A, when the light absorbing layer 2 is formed by forming a light absorbing material made of a material containing carbon, the light reflecting material wire 4 in a cross-sectional view. It is also possible to form a film from a predetermined angle with respect to the standing direction (arrow direction). In this case, adhesion of the light absorbing material between the convex portions can be reduced or suppressed, and etching in a later process can be reduced or omitted.

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。   When manufacturing a wire grid type polarizing element having the configuration shown in FIG. 1B, first, a grid-like convex having a fine concavo-convex grating produced in parallel with a predetermined interval is manufactured. The substrate 1 is prepared), and a light reflecting material wire 4 is formed by forming a light reflecting material on the lattice-shaped convex portions 1a and the side surfaces of the fine concavo-convex lattice, and is formed between the lattice-shaped convex portions. The light reflecting material wire 4 is etched. Next, a material having good adhesion to carbon is formed on the light reflecting material wire 4 to form the adhesive layer 3. Thereafter, a light absorbing material made of a material containing carbon is formed on the adhesive layer 3 to form the light absorbing layer 2. In this case, in the formation of the adhesive layer 3 and the light absorption layer 2, the film is formed from a predetermined angle with respect to the standing direction of the light reflecting material wire 4 in a cross sectional view.

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。   When manufacturing a wire grid type polarizing element having the configuration shown in FIG. 2B, first, a grid-like convex having a fine concavo-convex lattice produced by the above-described method (arranged in parallel at a predetermined interval). A material 1 having a good adhesion to carbon is formed on the lattice-like convex portions 1a and side surfaces of the fine concavo-convex lattice to form a light reflecting material wire 5; The light reflecting material wire 5 formed between the lattice-shaped convex portions is etched. Next, a material having good adhesion to carbon is formed on the light reflecting material wire 5 to form the light absorbing layer 2. In this case, in the formation of the light absorption layer 2, the film is formed from a predetermined angle with respect to the standing direction of the light reflecting material wire 5 in the cross sectional view.

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。   Next, the case where the wire grid type polarizing element according to the present invention is used in a liquid crystal display device will be described. FIG. 5 is a view showing a liquid crystal display device including the wire grid type polarizing element according to the embodiment of the present invention.

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。   The liquid crystal display device shown in FIG. 5 is arranged on an illumination device 11 such as a backlight that emits light, a wire grid polarization element 12 disposed on the illumination device 11, and the wire grid polarization element 12. The liquid crystal cell 13 is mainly composed. That is, the wire grid type polarizing element 12 according to the present invention is disposed between the liquid crystal cell 13 and the illumination device 11. The liquid crystal cell 13 is configured by sandwiching a liquid crystal layer between a pair of substrates. The liquid crystal cell 13 is a transmissive liquid crystal cell, and is configured by sandwiching a liquid crystal material or the like between glass and a transparent resin substrate. In the liquid crystal display device of FIG. 5, description of various optical elements such as a polarizing plate protective film, a retardation film, a diffusion plate, an alignment film, a transparent electrode, and a color filter that are usually used is omitted.

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。   In FIG. 5, when the wire grid type polarization element 12 has the configuration shown in FIGS. 1A and 2A, the light reflecting material wire 4 of the wire grid type polarization element 12 is placed on the illumination device 11 side, and the substrate 1. Is arranged toward the liquid crystal cell 13 side, and the wire grid type polarizing element 12 has the configuration shown in FIGS. 1B and 2B, the base material 1 of the wire grid type polarizing element 12 is the illumination device 11. On the side, the light absorption layer 2 is disposed toward the liquid crystal cell 13 side.

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。   In the liquid crystal display device having such a configuration (when the wire grid type polarizing element shown in FIG. 1A is provided), light emitted from the illumination device 11 is on the light reflecting material wire 4 side of the wire grid type polarizing element 12. From the base material 1 side, passes through the liquid crystal cell 13 and is emitted to the outside (in the direction of the arrow in the figure). In this case, since the wire grid type polarizing element 12 exhibits an excellent degree of polarization in the visible light region, a display with a high contrast can be obtained. On the other hand, part of the outside light passes through the liquid crystal cell 13 and is absorbed by the light absorption layer 2 of the wire grid type polarizing element 12. For this reason, the external light reflected by the wire grid type polarizing element 12 becomes weak. Therefore, since the light from the illumination device 11 is efficiently reflected and the external light is efficiently absorbed by the wire grid type polarizing element, sufficient color reproducibility and black display can be realized in the liquid crystal display device. .

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。
Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described.
(Example 1)
By the above-described method, a corrugated cross-sectional shape in which the convex tip is tapered on one side of a TAC (Triacetylcellulose) base material by UV transfer with a pitch of 140 nm, a height of about 150 nm, and a width at half height of about 60 nm. A film provided with a fine concavo-convex lattice was prepared, and a carbon was deposited to a thickness of 50 nm on this film by a DC magnetron sputtering method to form a light absorption layer. Next, on the lattice-shaped convex portion of the fine concavo-convex lattice, a DC magnetron sputtering method is used to form an adhesive layer by depositing chromium with a thickness of 30 nm from above, which is inclined by 30 ° from the vertical direction. Then, a light reflecting material wire was formed by depositing aluminum with a thickness of 30 nm from the upper side inclined by 30 ° from the vertical direction by a DC magnetron sputtering method. Then, the film was immersed in the diluted sodium hydroxide aqueous solution, and the excess aluminum adhering between lattice-shaped convex parts was removed by wet etching. Thereby, the wire grid was formed on the light absorption layer.

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。
About the obtained wire grid, the transmittance | permeability was measured using the spectrophotometer. Here, the transmitted light intensity in a parallel Nicols state and a crossed Nicols state with respect to linearly polarized light was measured, and the transmittance was calculated from the following equation.
Light transmittance = (Imax + Imin) / 2 × 100%
Here, Imax is the transmitted light intensity at the time of parallel Nicols, and Imin is the transmitted light intensity at the time of crossed Nicols.
As a result, the transmittance was 8.7%.

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。   Next, the film was dry-etched in an oxygen atmosphere to remove the exposed light absorption layer (mainly the light absorption layer between the lattice-shaped convex portions). Thus, the wire grid type polarizing element of Example 1 was produced.

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。   About the obtained wire grid type polarizing element of Example 1, the vertical reflectance with respect to external light was investigated. Each vertical reflectance was measured with a spectrophotometer. As a result, the vertical reflectance with respect to external light (wavelength 550 nm) was 14%.

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。
Moreover, about the obtained wire grid type polarizing element of Example 1, the degree of polarization and the transmittance | permeability were measured using the spectrophotometer. Here, the transmitted light intensity in a parallel Nicols state and a crossed Nicols state with respect to linearly polarized light was measured, and the degree of polarization was calculated from the following equation. The transmittance was calculated from the above formula.
Polarization degree = (Imax−Imin) / (Imax + Imin) × 100%
Here, Imax is the transmitted light intensity at the time of parallel Nicols, and Imin is the transmitted light intensity at the time of crossed Nicols.
As a result, the degree of polarization was 98.3% and the transmittance was 18.4%.

(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。
(Example 2)
A wire grid type polarizing element of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the aluminum light reflecting material wire was set to 80 nm. About the obtained wire grid type polarizing element of Example 2, the vertical reflectance with respect to external light was investigated in the same manner as in Example 1. Each vertical reflectance was measured with a spectrophotometer. As a result, the vertical reflectance with respect to external light (wavelength 550 nm) was 14%. Further, the degree of polarization and transmittance of the wire grid type polarizing element obtained in Example 2 were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the degree of polarization was 97.5% and the transmittance was 25.6%.

(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。
(Example 3)
Using the method described above, a film having a fine concavo-convex grid formed on one side of a TAC substrate by UV transfer is prepared, and a light absorption layer is formed on this film by DC magnetron sputtering to form a carbon film with a thickness of 50 nm. did. Next, on the lattice-shaped convex portions of the fine concavo-convex lattice, a film of chromium having a thickness of 50 nm was formed from above by tilting 30 ° from the vertical direction by a DC magnetron sputtering method to form an adhesive layer / light reflecting material wire. Next, the film was dry-etched in an oxygen atmosphere to remove the exposed light absorption layer (mainly the light absorption layer between the lattice-shaped convex portions). Thus, the wire grid type polarizing element of Example 3 was produced.

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。   With respect to the obtained wire grid type polarizing element of Example 3, the vertical reflectance with respect to external light was examined in the same manner as in Example 1. Each vertical reflectance was measured with a spectrophotometer. As a result, the vertical reflectance with respect to external light (wavelength 550 nm) was 14%. Further, the degree of polarization and the transmittance of the wire grid type polarizing element obtained in Example 3 were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the degree of polarization was 67.2%, and the transmittance was 41%.

(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。
Example 4
Using the method described above, a film having a fine concavo-convex grid formed on one side of a TAC substrate by UV transfer is prepared, and a light absorption layer is formed on this film by DC magnetron sputtering to form a carbon film with a thickness of 50 nm. did. Next, on the lattice-shaped convex portions of the fine concavo-convex lattice, aluminum was formed in a thickness of 50 nm from the upper side inclined by 30 ° from the vertical direction by a DC magnetron sputtering method to form an adhesive layer / light reflecting material wire. Next, the film was dry-etched in an oxygen atmosphere to remove the exposed light absorption layer (mainly the light absorption layer between the lattice-shaped convex portions). Thus, the wire grid type polarizing element of Example 4 was produced.

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   With respect to the obtained wire grid polarizing element of Example 4, the vertical reflectance with respect to external light was examined in the same manner as in Example 1. Each vertical reflectance was measured with a spectrophotometer. As a result, the vertical reflectance with respect to external light (wavelength 550 nm) was 14%. Further, the transmittance of the obtained wire grid type polarizing element of Example 4 was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the transmittance before dry etching was 18%, and the transmittance after dry etching was 23%.

(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。
(Comparative example)
By the above-described method, a film provided with a fine concavo-convex grid by UV transfer on one side of a TAC base material is prepared, and aluminum is vapor-deposited at a thickness of 150 nm on the film from above at an angle of 30 ° with respect to the vertical direction. A reflective material wire was formed. Then, the film was immersed in the diluted sodium hydroxide aqueous solution, and the excess aluminum adhering between lattice-shaped convex parts was removed by wet etching. Thus, the wire grid type polarizing element of the comparative example was produced.

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。   About the obtained wire grid type polarizing element of the comparative example, it carried out similarly to Example 1, and investigated the vertical reflectance with respect to external light. Each vertical reflectance was measured with a spectrophotometer. As a result, the vertical reflectance with respect to external light (wavelength: 510 nm) was 60%. Further, the degree of polarization and the transmittance of the obtained wire grid type polarizing element of the comparative example were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the degree of polarization was 99.4% and the transmittance was 38%.

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。   Thus, the wire grid type polarizing elements of Examples 1 to 4 can suppress reflection of external light because the light absorbing layer is disposed on the outside light side, but the wire grid type polarizing element of the comparative example Since no light absorption layer was provided, the reflection of outside light was large.

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。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. For example, in the above-described embodiment, the case where the light reflecting material wire is formed on the lattice-like convex portion of the base material in which the lattice-like convex portions are arranged in parallel at a predetermined interval is described. However, the present invention is not limited to this, and the same can be applied to the case where the light reflecting material wires are formed at predetermined intervals on a base material on which no grid-like convex portion is provided. In addition, the dimensions, materials, and the like in the above embodiment are illustrative, and can be implemented with appropriate changes. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

(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。(A), (b) is a figure which shows the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention. (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。(A), (b) is a figure which shows the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention. (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。(A)-(c) is a figure for demonstrating the process of manufacturing the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention. (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。(A), (b) is a figure for demonstrating the process of manufacturing the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the liquid crystal display device equipped with the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 1a Lattice-like convex part 2 Light absorption layer 3 Adhesive layer 4,5 Light reflection material wire 11 Illumination device 12 Wire grid type polarizing element 13 Liquid crystal cell

Claims (8)

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。   A base material, a light absorption layer formed on the base material at a predetermined interval in a lattice shape and composed of a material containing carbon, and formed on the light absorption layer, has good adhesion to carbon A wire grid type polarizing element, comprising: an adhesive layer made of a material that is a light reflecting material wire formed on the adhesive layer. 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。   A base material, a light reflecting material wire formed in a lattice shape at a predetermined interval on the base material, and a material formed on the light reflecting material wire and having good adhesion to carbon. A wire grid type polarizing element comprising: an adhesive layer; and a light absorption layer formed on the adhesive layer and made of a material containing carbon. 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。   3. The wire grid type polarizing element according to claim 1, wherein the light reflecting material wire is made of a material having good adhesion to carbon and also serves as the adhesive layer. 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。   The material having good adhesion to carbon was selected from the group consisting of chromium, molybdenum, tungsten, titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, nickel, copper, aluminum, silicon, and compounds of the respective elements. 4. The wire grid type polarizing element according to claim 3, wherein the polarizing element is a wire grid type polarizing element. 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。   5. The light reflecting material wire is composed of a material selected from the group consisting of chromium, titanium, tantalum, aluminum, silver, and a compound of each element. The wire grid type polarizing element as described in 2. 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。   A step of obtaining a base material having lattice-like convex portions arranged in parallel at a predetermined interval, a step of forming a light absorption layer made of a material containing carbon on the base material, and the lattice-like convex portion Forming an adhesive layer made of a material having good adhesion to carbon on the light absorbing layer formed on the upper and side surfaces, and forming a light reflecting material wire on the adhesive layer; And a step of etching a light absorption layer formed between the lattice-shaped convex portions using the light reflecting material wire as a mask. 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。   A step of obtaining a base material having lattice-like convex portions arranged in parallel at a predetermined interval, a step of forming a light absorption layer made of a material containing carbon on the base material, and the lattice-like convex portion Forming a light-reflective material wire made of a material having good adhesion to carbon on the light-absorbing layer formed on the upper and side surfaces, and the lattice-like convex using the light-reflective material wire as a mask. And a step of dry-etching the light absorption layer formed between the sections. A method of manufacturing a wire grid type polarizing element. 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。   A display device, illumination means for illuminating the display device, and the wire grid type polarizing element according to any one of claims 1 to 5, wherein the wire grid type polarizing element is the light reflecting material. A display device, wherein a wire surface is disposed on the illumination means side.
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