JP2010061124A - ワイヤグリッド偏光板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透過率及びコントラストの高いワイヤグリッド偏光板を得ることができるワイヤグリッド偏光板及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】真空槽において、表面に格子状凸部を有する基材フィルム６がロール状に巻かれてなる原反ロール５から、搬送用ロール７を介して基材フィルム６を巻取ロール８に搬送する間に基材フィルム６に蒸着ボート１１から金属を被着する方法であって、金属の被着は、蒸着ボート１１と基材フィルム６との間に配置され、金属を通過させる開口部を有するマスク１０を介して行われ、金属被着中の真空槽内の不活性ガス類以外のガス分圧の和をＰｄ（Ｐａ）とし、金属の平均成膜速度をｖ（ｎｍ／ｓ）とし、蒸着ボート１１と開口部９との間の距離をＴＳ（ｍｍ）としたときに、ｖ／（Ｐｄ・ＴＳ）＞１５を満たすことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤグリッド偏光板の透過率及びコントラストの向上に関する。

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。このように非常に狭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。

例えば、基板上に金属などの導電体線が特定のピッチで格子状に配列したワイヤグリッドは、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場合（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をほとんど反射し、垂直な電場ベクトル成分をほとんど透過させるため、単一偏光を作り出すワイヤグリッド偏光板として使用できる。このようなワイヤグリッド偏光板は、透過しない光を反射して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。

従来、このようなワイヤグリッド偏光板は、例えば、特許文献１に開示されているように、凹凸格子を有する基材に対して斜め蒸着法を用いて金属を被着することにより製造していた。

特開２００６−２０１７８２号公報

凹凸格子を有する基材に対して斜め蒸着法を用いて金属を被着するワイヤグリッド偏光板の製造方法においては、蒸着条件によっては、ワイヤグリッド偏光板の重要な光学特性である透過率及びコントラストが十分な値とならないという問題がある。また、ワイヤグリッドを構成する金属自体の抵抗が高くなると透過率及びコントラストが低下する問題がある。仮に、ワイヤグリッドを構成する金属を厚く形成して抵抗値を低くしたとしても、透過率が低下してしまうという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、透過率及びコントラストの高いワイヤグリッド偏光板、及び該ワイヤグリッド偏光板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明のワイヤグリッド偏光板の一態様は、凹凸格子を有する樹脂基材と金属ワイヤからなるワイヤグリッド偏光板において、金属ワイヤの結晶子サイズが３０ｎｍ以上であることを特徴としている。

本発明のワイヤグリッド偏光板の一態様において、金属ワイヤの抵抗値が１１Ω以下であることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の一態様において、金属ワイヤが、凹凸格子を有する樹脂基材の一方向側の側面に接し、かつ基材凸部頂部より上方に伸びるよう設けられていることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の一態様において、自然光に対する透過率が２５％以上、コントラストが５０以上であることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法は、真空槽において、表面に格子状凸部を有する基材フィルムがロール状に巻かれてなる原反ロールから、搬送用ロールを介して前記基材フィルムを巻取ロールに搬送する間に前記基材フィルムに金属供給源から金属を被着するロール・ツー・ロール方式のワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、前記金属の被着は、前記金属供給源と前記基材フィルムとの間に配置され、前記金属を通過させる開口部を有するマスク部材を介して行われ、前記金属被着中の前記真空槽内の被着金属を侵食するガスの分圧の和をＰｄ（Ｐａ）とし、前記金属の平均成膜速度をｖ（ｎｍ／ｓ）とし、前記金属供給源と前記開口部との間の距離をＴＳ（ｍｍ）としたときに、ｖ／（Ｐｄ・ＴＳ）＞１５を満たすことを特徴としている。

本発明のワイヤグリッド偏光板によれば、透過率及びコントラストの高いワイヤグリッド偏光板を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る真空蒸着装置を用いて得られたワイヤグリッド偏光板の一部を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の製造の原理を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る真空蒸着装置を説明するための図である。

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は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の一部を示す概略断面図である。このワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部１ａを有する基材１（凹凸格子を有する樹脂基材）と、基材１上に設けられた誘電体層２と、誘電体層２上に立設された金属ワイヤ３とから主に構成されている。なお、誘電体層２は必ずしも設けなくても良い。

図１に示したワイヤグリッド偏光板においては、金属ワイヤ３の抵抗率を低くすることが重要となる。金属ワイヤ３の抵抗率を低くすることにより、金属ワイヤ３内の自由電子が動きやすくなるため、金属ワイヤの長手方向に振動する偏光に対する遮蔽能が上がり、コントラストを向上させることができるためである。具体的には、金属ワイヤ３の抵抗値が１１Ω以下であることが好ましい。１１Ω以下であれば、コントラストを十分高くすることができる。また、金属ワイヤ３の抵抗値が７Ω以下であれば、さらにコントラストを高くすることができるため、より好ましい。

金属ワイヤ３の抵抗値を低くするには、金属ワイヤ３を構成する金属の結晶子サイズが３０ｎｍ以上であることが重要である。金属の結晶子サイズが３０ｎｍ以上であれば、金属ワイヤ内の自由電子の動きを妨げる、結晶の界面（粒界）の数が少なくなるため、金属ワイヤ３自体の抵抗率を低減することができ、上述のとおりワイヤグリッド偏光板の遮光性が向上する。さらに、結晶子サイズが４０ｎｍ以上であれば、コントラストがより向上するため好ましい。なお、金属ワイヤ３の抵抗率は、金属ワイヤ３の延伸方向（グリッド方向）の両端部にそれぞれ金（Ａｕ）等を用いて電極を設け、両端部に設けられた電極間の直流抵抗値を測定することにより求めることができる。なお、電極間の金属ワイヤの面積は１ｃｍ^２とすることができる。

コントラストを上げるためには、後述する金属膜厚を大きくすることで向上させることができるが、金属膜厚を大きくすると、コントラストが向上する反面、透過率が低下する傾向がある。ここで、コントラストと透過率のバランスを取るために後述する湿式エッチングを用いることができるが、目的とする波長帯における自然光に対する透過率が２５％以上、コントラストが５０以上になるように金属ワイヤのバランスを取ることが、実用性の観点から見て、好ましく、自然光に対する透過率が３５％以上、コントラストが２００以上であることが、より好ましい。

また、金属被着中の前記真空槽内の被着金属を侵食するガスの分圧を低くすればするほど、凹凸格子を有する樹脂基材への金属ワイヤの付き回り（形状）が光学特性を発揮するのに好ましい形状になり、透過率を向上させられる。

基材１に用いる材料は、後述のロール・ツー・ロール方式のワイヤグリッド偏光板の製造方法において、原反フィルムの温度をＴ１とし、前記搬送用ロールの温度をＴ２としたときに、フィルム温度がＴ１からＴ２へと変化した際の、基材の搬送方向と直交する方向の熱変形率が０．３％以下であり、可視光領域で実質的に透明な樹脂であり、加工性の優れた樹脂であることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ）、架橋ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂などの非晶性熱可塑性樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、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硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。また、基材１として、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わせた複合基材を用いても良い。

基材１の格子状凸部１ａのピッチＰは、可視光領域の広帯域にわたる偏光特性を考慮すると、１５０ｎｍ以下であり、好ましくは８０ｎｍから１２０ｎｍである。ピッチが小さくなるほど偏光特性が良くなるが、可視光に対しては８０ｎｍから１２０ｎｍのピッチで十分な偏光特性が得られる。４００ｎｍ近傍の短波長光の偏光特性を重視しない場合は、ピッチを１５０ｎｍ程度まで大きくしても良い。

格子状凸部１ａのピッチＰは、熱可塑性樹脂を基材１に用いた場合、基材１に格子状凸部形状を付与した後に施す延伸加工の条件を調整することにより制御することができる。なお、本発明において、基材１の格子状凸部１ａのピッチＰと、誘電体層２のピッチと、金属ワイヤ３のピッチとは、本発明のワイヤグリッドのピッチとほぼ等しく、同じピッチＰをとることができる。

基材１の格子状凸部１ａの高さＨは、良好な光学特性を得たり、基材１と誘電体層２との間の密着性を高め、誘電体層２を格子状凸部１ａ上に選択的に積層することを考慮すると、格子状凸部１ａのピッチＰの０．５倍から２．０倍、特に、１．０倍から２．０倍であることが好ましい。

基材１の格子状凸部１ａの幅Ｗは、コントラスト、透過率などを考慮すると、格子状凸部間の３５％〜６０％であることが好ましい。なお、基材１の格子状凸部１ａの断面形状に制限はない。

基材１に格子状凸部を設ける方法としては、例えば、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方法が挙げられる。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、ピッチが約１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する基材（延伸済み部材）が得られる。格子状凸部のピッチは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲に設定するが、要求する格子状凸部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。

また、表面に１００ｎｍ〜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〜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で制限される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。

あるいは、基材１に格子状凸部を設ける方法としては、表面にピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する型を用いて、基材の表面に格子状凸部を転写して成型する方法が挙げられる。ここで、表面にピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する型は、前記方法により得た、ピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する基材を、順に導電化処理、メッキ処理、基材の除去処理を施すことで作製することができる。

誘電体層２を構成する誘電体は、可視光領域で実質的に透明な誘電体であれば良い。基材１を構成する材料及び金属ワイヤ３を構成する金属との間の密着性が強い誘電体材料を好適に用いることができる。例えば、珪素（Ｓｉ）の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はその複合物や、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニア（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、バリウム（Ｂａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）などの金属の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はそれらの複合物（誘電体単体に他の元素、単体又は化合物が混ざった誘電体）を用いることができる。

誘電体層２を、格子状凸部１ａを有する基材１の格子状凸部を含んだ領域上に形成する方法としては、誘電体層２を構成する材料により適宜選択する。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法などの物理的蒸着法を好適に用いることができる。密着強度の観点からスパッタリング法が好ましい。

金属ワイヤ３を構成する金属としては、可視光領域で光の反射率が高く、誘電体層２を構成する材料との間の密着性のよいものであることが好ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀又はそれらの合金で構成されていることが好ましい。コストの観点から、Ａｌ又はその合金で構成されていることがさらに好ましい。

金属ワイヤ３を形成するために金属を基材１又は誘電体層２上に被着する方法としては、基材１又は誘電体層２を構成する材料と金属ワイヤ３とを構成する金属との間で十分な密着性が得られる方法であれば特に限定されない。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。中でも、金属を誘電体層２の凸部に選択的に、又は誘電体層２の凸部の一方の側面に偏って選択積層できるような方法が好ましい。そのような方法として、例えば、真空蒸着法が挙げられる。さらに、金属ワイヤ３は、凹凸格子を有する基材１の一方向側の側面に接し基材１の凸部頂部より上方に伸びるよう設けられていれば、透過率およびコントラストが向上するため、好ましい。

本発明の方法においては、必要に応じて、例えば酸又はアルカリのエッチャントを用いて湿式エッチングを行って、格子状凸部間の凹部領域に付着した金属を除去したり、金属ワイヤの凸部同士の接触を解消したり、金属ワイヤの断面形状を前記適正範囲に修正するようにしても良い。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法においては、基材１の表面に設けられた格子状凸部１ａの凹凸構造による射影効果を利用した斜め蒸着法を用いることができる。その際、前記格子状凸部１ａの立設方向（図２における破線）と金属を被着する方向（図２における実線）との間のなす角をθとし、被着開始時の前記なす角をθｄとし、被着終了時の前記なす角をθｓとしたときに、θｓからθｄとの間の角度範囲において相対的に大きい方の角度から順次金属を被着し、相対的に小さい方の角度からの蒸着量が相対的に大きい方からの蒸着量よりも多いように制御して格子状凸部１ａ上に金属ワイヤ３を形成することができる。

すなわち、本発明においては、図２に示すように、上記なす角θが相対的に大きい方向（θｓ）を被着開始方向とし、なす角θが相対的に小さい方向（θｄ）を被着終了方向として金属の被着を行う。このように、まず、なす角θが大きい方向（θｓ）から被着を行うと、格子状凸部１ａ上の誘電体層２に対してθｓの角度で金属３ａが被着される。この金属３ａが被着された状態で被着方向を、なす角θが小さい方向（θｄ）に変えると、その被着方向において、金属３ａの下部、すなわち格子状凸部１ａの側壁に対応する領域に影部４が設けられる。このため、なす角θが小さい方向（θｄ）から金属が被着されても、金属３ａが存在することにより、金属３ａ上に金属が被着されて格子状凸部１ａの側壁に対応する領域には金属が被着されない。また、このように被着方向を変えることにより、初期に被着した金属３ａ上に金属が被着されていくので、結果として金属ワイヤ３の高さを効率よく高くすることができる。このため、アスペクト比の大きい金属ワイヤ３を形成することが可能となる。

被着開始方向の角度（θｓ）は、格子状凸部に対して立設方向に直交する方向に成長する金属の量が多くならないことを考慮して７０°以下であることが好ましい。また、被着終了方向の角度（θｄ）は、立設方向に沿う方向、すなわち約０°であることが好ましい。

本発明において上記被着を行う場合、θｓからθｄの間の角度範囲における２つ以上の角度であって大きい方の角度から順次金属を被着するのであれば、連続的になす角θが減少するように被着方向を変更しても良く、θｓからθｄの間の角度範囲において、なす角θの大きい方の角度から複数回にわたって順次被着方向を変更しても良い。すなわち、初期の被着方向のなす角θが相対的に大きく、図２に示す金属３ａが形成されれば、その後の被着方向のなす角θは初期の被着方向のなす角θよりも小さければ良い。このように制御することにより、格子状凸部１ａの側壁領域に金属が被着されることを抑制できる。なお、θｓからθｄの間の角度範囲において、なす角θの大きい方の角度から複数回にわたって順次被着する場合において、角度のピッチについては特に制限はない。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法においては、例えば、図３に示すような装置を用いて金属の被着（蒸着）を行う。図３に示す装置は、表面に格子状凸部を有する基材フィルム６がロール状に巻かれてなる原反ロール５から、搬送用ロール７を介して前記基材フィルム６を巻取ロール８に搬送する装置であり、原反ロール５から基材フィルム６を巻取ロール８に搬送する間に前記基材フィルム６に金属を被着する。すなわち、本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法は、ロール・ツー・ロール方式の方法である。なお、これらの金属被着は、所定の被着金属を侵食するガスの分圧の和を持つ真空槽（図示せず）内で行われる。

図３に示すような装置において、搬送用ロール７が矢印の方向に回転することにより、原反ロールから基材フィルム６が引き出され巻取ロール８で巻き取るようになっている。搬送用ロール７の下方（蒸着ボート１１と基材フィルム６との間）には、開口部９を有するマスク１０が配設されており、金属供給源である蒸着ボート１１からの金属は、マスク１０の開口部９を通過して基材フィルム６に被着される。このとき、基材フィルム６の特定の部分は、マスク１０の開口部９から蒸着ボート１１に対して露出しているときに、金属が被着される。この被着開始時（マスク１０の開口部９から初めて蒸着ボート１１に対して露出した時）の格子状凸部１ａの立設方向（図２における破線）と金属を被着する方向（図２における実線）との間のなす角がθｄであり、被着終了時（マスク１０の開口部９から蒸着ボート１１に対して露出した状態からマスク１０で隠される直前）の前記なす角がθｓである。

このように、図３に示す装置において基材フィルム６に金属を被着する場合、金属被着中の真空槽内の被着金属を侵食するガスの分圧の和をＰｄ（Ｐａ）とし、金属の平均成膜速度をｖ（ｎｍ／ｓ）とし、金属供給源である蒸着ボート１１と開口部９との間の距離（開口部９の中心と蒸着ボート１１との間の距離）をＴＳ（ｍｍ）としたときに、ｖ／（Ｐｄ・ＴＳ）＞１５を満たすことを特徴としている。このような制御することにより、透過率及びコントラストの高いワイヤグリッド偏光板を得ることができる。なお、平均成膜速度は、成膜した金属膜厚を蒸着時間で除した値であり、この蒸着時間は、マスク１０の開口部９の幅とフィルム送り速度との間の関係より決まる。

すなわち、被着金属を侵食するガスの分圧の和Ｐｄが小さいほど、また金属の平均成膜速度ｖが大きいほど、被着金属を腐食する水や酸素などの量に対する被着金属ガスの量が相対的に大きくなるため、高純度の金属が格子状凸部に堆積される。また、金属源と開口部との間の距離ＴＳが小さいほど、被着金属ガスは短時間で格子状凸部に到達するため、被着金属ガスを腐食する気体（水蒸気や酸素など）と接触する確率が下がり、格子状凸部には高純度の金属が堆積される。格子状凸部に堆積された金属の純度が高ければ高いほど、ワイヤグリッド偏光板を構成する金属の電子は動きやすくなるため、コントラストは上がる。

また、被着金属を侵食するガスの分圧の和Ｐｄが小さいほど、また金属源と開口部との間の距離ＴＳが小さいほど、気体状態の被着金属の平均自由工程が長くなり、格子状凸部裏面への被着金属のまわりこみが抑制されるため、透過率が上がる。なお、被着金属を侵食するガスとは、酸素（Ｏ_２）、水（Ｈ_２Ｏ）、ハロゲン元素（フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、アスタチン（Ａｔ））及びその水素化物、その他、真空槽内で被着金属を腐食するガス全般をさす。

また、真空槽内には、冷凍トラップを備えることが好ましい。なお、真空槽壁面から放出される気体の多くは水分が多いため、冷凍トラップの温度は、水（Ｈ_２Ｏ）の捕集能力が発揮できる温度、すなわち−７０℃以下、より好ましくは−９０℃以下であることが好ましい。

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。
（格子状凸部を有する樹脂基材の作製）
・凹凸格子形状が転写されたＣＯＰ板の作製
ピッチが２３０ｎｍで、凹凸格子の高さが２３０ｎｍである凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパを準備した。この凹凸格子は、レーザ干渉露光法を用いたパターニングにより作製されたものであり、その断面形状は正弦波状で、上面からの形状は縞状格子形状であった。また、その平面寸法は縦横ともに５００ｍｍであった。このニッケルスタンパを用いて、熱プレス法により厚さ０．５ｍｍ、縦横がそれぞれ５２０ｍｍのシクロオレフィン樹脂（以下、ＣＯＰと略す）板の表面に凹凸格子形状を転写し、凹凸格子形状を転写したＣＯＰ板を作製した。

・延伸によるピッチの縮小
次いで、この凹凸格子形状が転写されたＣＯＰ板を５２０ｍｍ×４６０ｍｍの長方形に切り出し、被延伸部材としての延伸用ＣＯＰ板とした。このとき、５２０ｍｍ×４６０ｍｍの長手方向（５２０ｍｍ）と凹凸格子の長手方向とが互いに略平行になるように切り出した。

次いで、この延伸用ＣＯＰ板の表面に、スプレーによりシリコーンオイルを塗布し、約８０℃の循環式空気オーブン中に３０分放置した。次いで、延伸用ＣＯＰ板の長手方向の両端１０ｍｍを延伸機のチャックで固定し、その状態で１１３±１℃に温度調節された循環式空気オーブン中に延伸用ＣＯＰ板を１０分間放置した。その後、２５０ｍｍ／分の速度でチャック間の距離が２．７倍延伸したところで延伸を終え、２０秒後に延伸したＣＯＰ板（延伸済みＣＯＰ板）を室温雰囲気下に取り出し、チャック間の距離を維持したまま冷却した。この延伸済みＣＯＰ板の中央部分約４０％は、ほぼ均一にくびれており、最も幅が縮小されている部分は２８０ｍｍになっていた。

この延伸済みＣＯＰ板の表面と断面を、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）にて観察したところ、微細凹凸格子のピッチと高さがそれぞれ、１４０ｎｍ／１３０ｎｍ（ピッチ／高さ）であり、その断面形状が正弦波状で、上面からの形状が縞状格子状となっており、実質的に延伸前の凹凸格子形状と相似で縮小されていたことが分かった。

・ニッケルスタンパ作製
得られた、１４０ｎｍピッチの延伸済みＣＯＰ板表面に、それぞれ導電化処理として金をスパッタリングにより３０ｎｍ被覆した後、それぞれニッケルを電気メッキし、厚さ０．３ｍｍ、縦３００ｍｍ、横１８０ｍｍの微細凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパを作製した。

・ロールスタンパ作製
同様にしてニッケルスタンパを計２枚作製し、２枚のスタンパを溶接により円形に接合し、ロールスタンパとした。この際、接合は微細凹凸格子の長手方向とロールスタンパの円周方向が直交する向きで行った。

・格子状凸部転写フィルムロールの作製
厚み０．０８ｍｍのトリアセチルセルロースフィルム（以下、ＴＡＣフィルム）のロール（フィルム長２５０ｍ）に連続的に紫外線硬化性樹脂を約０．０１ｍｍ塗布し、塗布面を上記１４０ｎｍピッチの微細凹凸格子を表面に有するロールスタンパ上に接触させ、フィルム側から中心波長３６５ｎｍの紫外線ランプを用いて紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、ロールスタンパの微細凹凸格子を連続的に転写した後、ロール状に巻き取った。以下、このロールを原反ロールと呼ぶことにする。得られた格子状凸部転写フィルムをＦＥ−ＳＥＭにより観察し、その断面形状が正弦波状で、上面からの形状が縞状格子状となっていることを確認した。

（ワイヤグリッド偏光板の作製）
・原反ロールの乾燥
以上のようにして得られた原反ロールに含まれる水分を乾燥するために、原反ロールを２００Ｗの赤外線ヒーターが３台設けられた真空槽に移し、フィルムを真空中でほどきながら２ｍ／分で走行させ、加熱後、ロール状に巻き取った。フィルム走行停止時の真空度は０．０３Ｐａ、フィルム走行中（乾燥中）の真空度は０．１５Ｐａであった。また、ヒーター通過後のＴＡＣフィルムの表面温度を知るためにＴＡＣフィルム上には予めサーモラベルを貼っておいた。ヒーター通過後のＴＡＣフィルムの表面温度は６０℃から７０℃の間であった。

・スパッタリング法を用いた誘電体層の形成
乾燥後の原反ロールを乾燥機の真空槽中に１２時間放置したところ、フィルムの温度は２３℃まで下がった。その後、原反ロールの格子状凸部転写面を誘電体形成用及び金属ワイヤ形成用の真空チャンバへと移した。誘電体形成には反応性ＡＣマグネトロンスパッタリング法を用いた。ターゲットサイズ１２７ｍｍ×７５０ｍｍ×１０ｍｍｔのシリコンターゲットを２枚並べ、基板からターゲットの距離８０ｍｍ、アルゴンガス流量２００ｓｃｃｍ、窒素ガス流量３００ｓｃｃｍ、出力１１ｋＷ、周波数３７．５ｋＨｚ、走行速度５ｍ／分で原反ロールをほどきながらフィルム搬送用ロール（メインローラー）で巻取ロール側に送りながら窒化珪素層を設け、その後ロール状に巻き取った。スパッタリングの際の張力は３０Ｎ、メインローラー温度は３０℃、スパッタリング開始前のバックグラウンドの真空度は０．００５Ｐａ、スパッタリング中の真空度は０．３８Ｐａであった。同じ条件でＳｉチップに窒化珪素を成膜し、エリプソメーターにて窒化珪素層の厚みを算出したところ、３ｎｍであった。

（実施例および比較例）
・アルミニウム蒸着
原反ロールの格子状凸部転写面に誘電体層として窒化珪素をスパッタリング法にて形成した後、フィルムをスパッタリング時と逆方向にメインローラーで送り、抵抗加熱蒸着法にて格子状凸部転写面に金属ワイヤを形成し、ロール状に巻き取った。以下、金属としてアルミニウム（Ａｌ）を用いた場合について説明する。

・真空槽内の全圧およびガス組成の測定
真空槽の全圧は電離真空計により、真空槽内のガス組成は四重極型質量分析計により、それぞれ測定した。その結果、以下記載の全ての実施例および比較例において、蒸着開始前の真空槽内のガス組成の９０％はアルミニウムに対して活性なガスである水（Ｈ_２Ｏ）分子であり、その他の組成は不活性ガス（非腐食性ガス）であった。また、アルミニウム蒸着中の真空槽内の組成の９０％は、アルミニウムに対して活性な水（Ｈ_２Ｏ）及びアルミニウムと水が反応して発生した水素（Ｈ_２）であった（Ａｌ＋ｘＨ_２Ｏ→ＡｌＯｘ＋ｘＨ_２↑）。なお、電離真空計および質量分析計は、真空槽の壁面（高さ方向にはマスクとボートの中間付近の高さ、すなわち、数値が安定して示す箇所）に設けた。

また、真空槽内には銅製パイプの冷凍トラップが設置されており、この冷凍トラップ（銅製パイプ）内に−１１０℃の冷媒を常時循環させた。また、張力は３０Ｎ、メインローラーの温度は３０℃であった。また、アルミニウムの蒸着には斜め蒸着法を用い、格子の立設方向と垂直に交わる平面内において基材面の法線蒸着源とのなす角が３２°（θｓ）からはじまり１５°（θｄ）で終わるようにマスクを配置して行った。このときのフィルム搬送方向のマスク開口幅は６０ｍｍ、マスク開口部中心と蒸着ボートとの距離は４００ｍｍであった。蒸発源には純度９９．９％、線形１．７ｍｍのアルミワイヤを用い、アルミワイヤのフィード速度およびフィルムの送り速度により蒸着速度ｖを制御した。

実施例１〜４、及び比較例１、２について、表１のような条件でアルミニウム蒸着を行った。なお、ここに記した腐食ガス分圧（Ｐｄ）はアルミニウム蒸着中の値である。

また、表１に示した平均膜厚は、蒸着後に真空槽から取り出した原反ロールからアルミ被着部を切り出し、蛍光Ｘ線測定にかけ、その発光強度より算出されたものである。

（アルミニウムのエッチング）
実施例１及び比較例１ついては、窒化珪素及びアルミニウムが成膜された格子状凸部転写フィルムロールを、フィルムをほどきながら温度２３℃の０．５重量％のＮａＯＨａｑ槽内を走行させ、アルミニウムのエッチングによるワイヤグリッド偏光板の光学特性の調整をおこない、次いで、これを水洗・熱風乾燥し、目的とするワイヤグリッドフィルムのロールを得た。熱風乾燥ゾーンの直後にはワイヤグリッドフィルムロールの波長５５０ｎｍにおける透過率が測定できる透過率モニタが設置されており、そこでの透過率が４０％となるようにフィルムの走行速度を調整しながらエッチングをおこなった。

（結晶子サイズの測定）
結晶子サイズをＸ線回折法により解析した。結晶子サイズは下記式（１）より算出した。Ｄは結晶子サイズ（ｎｍ）、λは測定Ｘ線の波長（ＣｕＫα線：０．１５４０６ｎｍ）、Ｋは定数（Ｋ＝１．０）、θは回折線のブラッグ角、β（ｒａｄ）は結晶子の大きさによる回折線の拡がりである。βは、測定光学系による拡がりを補正する（２）式により算出した。βsは測定試料の回折線の拡がり、βmは標準試料（Ｓｉ粉末）の回折線の拡がりである。尚、回折線の拡がりは、積分幅（回折ピーク面積／回折ピーク高さ）とした。本測定での測定光学系による回折線の拡がりは０．０７９°であった。

各実施例、比較例についてＡｌ（１１１）面の回折ピーク（ブラッグ角：θ＝１９．２°）を用いて結晶子サイズを算出した結果を表２に示した。

（抵抗値測定）
各実施例、比較例について、以下の手順にて、１０ｍｍ×１０ｍｍのワイヤグリッド偏光板の直流抵抗値を測定した。

（１）金（Ａｕ）電極作製
ワイヤグリッド偏光板を凹凸格子の長手方向が３０ｍｍ、凹凸格子の長手方向と直交する方向が１０ｍｍとなるように切り出した。ついで、切り出した３０ｍｍ×１０ｍｍのワイヤグリッド偏光板の中心１０ｍｍにマスキングフィルムを貼り付けた後、スパッタリングにより非マスキング部にＡｕを２００ｎｍ成膜し、電極を形成した。

（２）抵抗値測定
Ａｕ電極形成後、マスキングフィルムをはがし、株式会社アドバンテスト製直流低抵抗測定装置Ｒ６５６１を用いて直流抵抗値を測定した。ワイヤグリッド偏光板両端の金電極に当てる端子には針状のものを用いた。得られた直流抵抗値も表２にあわせて記載した。

（光学性能評価）
分光光度計を用い、実施例及び比較例のワイヤグリッド偏光板の波長３８０〜７８０ｎｍにおける透過率Ｔ（λ）とコントラストＣ（λ）を測定した。

ここでλは測定波長、Ｔ（λ）とＣ（λ）は各波長λにおける透過率とコントラストをそれぞれ表し、以下の式により算出される。
Ｔ（λ）＝[（Ｉ（λ）max＋Ｉ（λ）min）／２]×１００ ％
Ｃ（λ）＝Ｉ（λ）max／Ｉ（λ）min
（Ｉ（λ）maxは波長λでの直線偏光に対する平行ニコル、I（λ）minは波長λでの直交ニコル状態での透過光強度）

なお、表２には５５０ｎｍおよび７００ｎｍにおける透過率及びコントラストを記載した。

表２より、結晶子サイズが大きくなると抵抗値が低下し、透過率及びコントラストが向上することが確認された。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態においては、基材フィルム上に誘電体層を介して金属ワイヤを形成してなるワイヤグリッド偏光板について説明しているが、本発明はこれに限定されず、基材フィルム上に直接金属ワイヤを形成してなるワイヤグリッド偏光板について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構成部材の配置、材質、数量などについては一例であり、適宜変更することができる。その他、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。

１ 基材
１ａ 格子状凸部
２ 誘電体層
３，３ａ 金属ワイヤ
４ 影部
５ 原反フィルム
６ 基材フィルム
７ 搬送用ロール
８ 巻取ロール
９ 開口部
１０ マスク
１１ 金属供給源（蒸着ボード）

Claims (5)

1. 凹凸格子を有する樹脂基材と金属ワイヤからなるワイヤグリッド偏光板において、前記金属ワイヤの結晶子サイズが３０ｎｍ以上であることを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
2. 前記金属ワイヤの抵抗値が１１Ω以下であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤグリッド偏光板。
3. 前記金属ワイヤが、前記凹凸格子を有する樹脂基材の一方向側の側面に接し、かつ前記基材凸部頂部より上方に伸びるよう設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤグリッド偏光板。
4. 自然光に対する透過率が２５％以上、コントラストが５０以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のワイヤグリッド偏光板。
5. 真空槽において、表面に格子状凸部を有する基材フィルムがロール状に巻かれてなる原反ロールから、搬送用ロールを介して前記基材フィルムを巻取ロールに搬送する間に前記基材フィルムに金属供給源から金属を被着するロール・ツー・ロール方式のワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、前記金属の被着は、前記金属供給源と前記基材フィルムとの間に配置され、前記金属を通過させる開口部を有するマスク部材を介して行われ、前記金属被着中の前記真空槽内の被着金属を侵食するガスの分圧の和をＰｄ（Ｐａ）とし、前記金属の平均成膜速度をｖ（ｎｍ／ｓ）とし、前記金属供給源と前記開口部との間の距離をＴＳ（ｍｍ）としたときに、ｖ／（Ｐｄ・ＴＳ）＞１５を満たすことを特徴とするワイヤグリッド偏光板の製造方法。
   
   

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