JP2011221334A - ワイヤグリッド偏光板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偏光特性及び平坦性に優れ、また、ミラーとして使用可能（ビームスプリッターとして使用可能）なワイヤグリッド偏光板を提供することを目的とする。
【解決手段】表面に凹凸構造を有する基板上に、スピンコート法を用いてポリマー溶液を塗布する工程と、基板表面に形成されたポリマー溶液を硬化させて樹脂フィルムとする工程と、樹脂フィルムを前記基板から剥離する工程とを設ける。
【選択図】なし

Description

本発明は、ワイヤグリッド偏光板に関し、特に、車載用などのミラーとして好適なワイヤグリッド偏光板に関する。

ワイヤグリッド偏光板は、直線状の金属ワイヤ（細線）をガラスやフィルムなどの基材上に一定方向に規則的に配列した構造を有する偏光子である。ワイヤの太さやワイヤ間隔をナノメートルスケールで制御することで高い偏光性と光透過率性が得られる。例えば、可視波長域において十分な偏光性能を付与したワイヤグリッド偏光子を作製する場合は、ワイヤと空隙を加えた幅（ピッチ）を１５０ｎｍ以下の極微細構造とする必要性が知られている。

ワイヤグリッド偏光板を液晶表示装置等のディスプレイに用いる場合、視野角に依存しない高い光学性能、つまり左右からの入射光に対し、高い光学対称性と偏光性能を示すことが望まれる。

従来のワイヤグリッド偏光板の製造方法として、例えば、基材面の垂直方向に対して対称的にワイヤを配列させ偏光透過対称性を得る方法がある。具体的には、基材表面にアルミ薄膜を作製し、次にアルミ薄膜上にポリマー層を形成した後、干渉露光法や電子線描画法などにより作製したパタンを有する金型を用いてポリマー層上にパタンを形成し、ポリマー層のパタンを使いＡｌ層をドライエッチング法などでワイヤを作製する方法（特許文献１）が提案されている。他にも、凹凸構造を有する金型（金属スタンパ）を用いてＵＶ樹脂や熱可塑性樹脂で形成される樹脂フィルムの表面に凹凸形状を形成した後に、蒸着法を利用して基材凸部の頂部および側面にかけてＡｌを蒸着する方法が知られている（特許文献２）。ここで、基材面とは、基材の平均的な表面を示し、基材表面に微細な凹凸がある場合には、これらを平均化した平滑な面を指す。

特開２００６−０８４７７６号公報 特開２００６−２０１７８２号公報

しかしながら、干渉露光、電子線描画やドライエッチングなどの手法は、高価な装置が必要で、作製できる面積に限界があり、生産性が低いなどの問題がある。また、スタンパを用いた手法では、熱可塑性樹脂を用いる場合には金型や樹脂の熱膨張収縮の影響により樹脂基材の平坦性を向上することが難しく、ＵＶ硬化樹脂を用いる場合には、縮合反応による硬化収縮や剥離の困難性が問題となり、ナノメートルレベルでの平坦性の制御は困難である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、偏光特性及び平坦性に優れ、また、ミラーとして好適に使用可能（ビームスプリッターとして使用可能）なワイヤグリッド偏光板を提供することを目的とする。

本発明者らは、ワイヤグリッド偏光板の基材を特殊な成膜技術を用いて平坦化することで、反射像のゆがみを防止できるため、光学特性に優れる偏光板を得ることを見出した。すなわち、本発明は、以下に示すものである。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法は、表面に凹凸構造を有する基板上に、スピンコート法を用いてポリマー溶液を塗布する工程と、前記基板表面に形成された前記ポリマー溶液を硬化させて樹脂フィルムとする工程と、前記樹脂フィルムを前記基板から剥離する工程とを有することを特徴とする。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法において、基板から剥離した樹脂フィルム上に金属膜を蒸着する工程をさらに有することが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法において、基板として、シリコンウエハを用いることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法において、基板上に前記ポリマー溶液を塗布する前に、前記基板の表面に離型剤を形成する工程を有することが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法において、ポリマー溶液の硬化は、前記基板を加熱して前記ポリマー溶液の溶媒を揮発させることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板は、特定方向に延在する格子状凹凸形状を有する基材と、前記格子状凹凸形状を有する基材凸部の一方向側の側面に接するように設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、該基材の平面の平坦性が５０ｎｍ以下であることを特徴とする。

本発明のワイヤグリッド偏光板において、基材の凹凸形状を含まない基材部の膜厚が１０μｍ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において、基材と前記金属ワイヤとの間の少なくとも一部に誘電体層を有することが好ましい。

本発明によれば、ワイヤグリッド偏光板の基材を特殊な成膜技術を用い平坦化することで、反射像のゆがみを防止できるため、光学特性に優れる偏光板を得ることができる。

本発明のワイヤグリッド偏光板は、特定方向に延在する格子状凹凸形状を有する基材と、格子状凹凸形状を有する基材凸部の一方向側の側面に接するように設けられた金属ワイヤとを具備するワイヤグリッド偏光板であって、該基材の平坦性が５０ｎｍ以下であることを特徴とする。平坦性とは、格子状凹凸形状の各箇所における、格子状凹凸形状の凸部頂部から凹部底部までの垂線距離の中間点から基材の凹凸形状部を有さない端面側へ垂直を引いた端面までの長さの、最大値と最小値の差をいう（言い換えると、基材凸部の高さ方向への半値幅＋前記基材の凹凸形状を含まない基材部の膜厚（基材凹部の底部から基材の凹凸形状部を有さない端面側へ垂直を引いた端面までの長さ）の最大値と最小値の差となる）。反射像のゆがみ防止効果を奏するためには、平坦性が５０ｎｍ以下である必要があるが、実質的に反射像のゆがみを防止する効果を奏する範囲であれば、必ずしもすべての箇所において平坦性が５０ｎｍ以下である必要は無い。

このように、基材の平坦性を向上させるために、表面に凹凸構造を有する基板上にスピンコート法を用いてポリマー溶液を塗布した後、基板表面に形成されたポリマー溶液を硬化させて樹脂フィルムとする。そして、樹脂フィルムを基板から剥離した後に、樹脂フィルムの凹凸構造を有する面に金属膜を成膜することによりワイヤグリッド偏光板を製造する。また、型となる基板として、加熱しても熱膨張収縮が小さい基板（例えば、シリコンウエハ等）を用いることにより、金属やガラス基板を用いる場合と比較して、平行度・平坦性をナノレベルでコントロールすることが可能となる。

以下、ワイヤグリッド偏光板を構成する各成分及び具体的な製造方法について説明する。

（基材材料）
基材は、特定方向に延在する格子状凹凸形状を有する基材であって、目的とする波長領域において実質的に透明であればよい。また、特定方向に延在するとは、格子状凹凸形状が実質的に延在していればよく、格子状凹凸形状が厳密に平行に延在している必要はない。

基材としては、樹脂材料を用いることができるが、中でも伸展性のある樹脂材料を用いた基板が、ロールプロセスが可能になる、ワイヤグリッド偏光板にフレキシブル性（屈曲性）を持たすことができる、等のメリットがあるため好ましい。ここで、後述する製膜時に熱を掛けない方法（キャスト法）でポリマー溶液を塗布する場合は、樹脂に熱による応力ひずみが発生しないため、用いられる樹脂の適用範囲が広がる。基板に用いることができる樹脂としては、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、ポリアクリレート樹脂、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、ウレタン系などの樹脂が挙げられる。また、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り、単独で用いて基材を構成させることもできる。

また、後述の剥離工程での剥離性を鑑みると、離型剤を用いることが好ましい。離型剤を用いることで、剥離後の基材を再現性良く作成することができる。また、基材の膜厚は、均一であることが好ましい。膜厚が均一であれば、平坦性に優れる。基材の作成方法については後述する。

（基材の作製方法）
基材は、表面に格子状凹凸を有する基板を型としてスピンコート法を用いることにより形成することができる。基板としては、シリコンウエハ、ガラス、ニッケル電鋳板等を用いることができるが、基材の平坦性の面からシリコンウエハが好ましく、また、大面積のワイヤグリッド偏光板を得るにはガラスが好ましく用いられる。以下に、基板としてシリコンウエハを用いた場合の基材の作製方法について説明する。

＜格子状凹凸パタンを有するシリコンウエハの作製＞
シリコンウエハ上にレジストを形成した後、半導体素子製造装置の一つである縮小投影型露光装置（ステッパー）を用いて、レチクルの微細パタンを縮小投影レンズにより縮小し、レジストを塗布したシリコンウエハ上を移動しながら投影露光する。感光した部分のレジストを除去した後、レジストで被覆されていない部分をドライエッチング法で選択的にエッチングし、シリコンウエハに微細パタンを作製することができる。レチクルのパタンサイズや露光・エッチング条件を変更することにより、シリコンウエハに形成されるナノパタン形状サイズを制御することができる。例えば、シリコンウエハ表面に格子状凹凸形状を１００ｎｍ〜１４０ｎｍピッチで形成する。

＜基材の作製＞
基材は、表面に格子状凹凸形状を有するシリコンウエハ上にスピンコート法を用いて樹脂（ポリマー）溶液を塗布した後、ポリマー溶液を硬化させて樹脂フィルムとし、当該樹脂フィルムをシリコンウエハから剥離することにより樹脂から構成される基材を得ることができる。

基材の膜厚と膜の平坦性は主にポリマー溶液の液温、周囲温度・湿度、成膜基板の回転数によって決定される。ポリマー溶液の液温は周囲温度（１０〜３０℃）と同程度にすることが好ましく、成膜基板（シリコンウエハ）の温度も周囲温度と同程度にすることが好ましい。液温、周囲温度、成膜基板温度が同程度（好ましくは、温度差が２℃以内の範囲）であるとシリコンウエハ上に塗布されるポリマー溶液の膜厚ムラを抑えることができ、好ましい。湿度は３０〜６０％とすることが好ましい。

ポリマー溶液を成膜基板上に適量滴下させた後、５０〜５０００回転の回転数で成膜基板を回転させ成膜する。成膜後、熱したホットプレート上に成膜基板を置いて乾燥させて、溶媒を揮発させる。これにより、ポリマー溶液を硬化して樹脂フィルムとすることができる。

ポリマー溶液を乾燥後、成膜基板から樹脂フィルムを剥離する。この時、樹脂フィルムに応力がかかるので、樹脂フィルム材料には伸展性があるのが好ましい。樹脂フィルムを成膜基板から剥離する際は、その離型性が重要となる。例えば、剥離する際には粘弾性を無視できる程度にゆっくりと剥離することが好ましい。また、シリコンウエハから樹脂フィルムを剥離する方向として、破壊力学における応力拡大係数を考慮すると、凹凸構造の延在する所定方向に対して９０°±４５°の範囲の方向に剥離することが好ましい。

上記のように、加熱しても熱膨張の影響が小さい基板を型として用いると共に、スピンコート法でポリマー溶液を塗布した後に剥離して基材を形成することにより、基材の平行度・平坦性をナノレベルでコントロールすることが可能となる。

一般的に、ＵＶ硬化樹脂を用いて基材を形成する場合、ラジカル系の材料は縮合反応による硬化収縮がその機構上回避出来ないため、厚み斑の抑制は困難となる。また、ＵＶ硬化樹脂（カチオン系材料、ラジカル系材料）は硬化後の弾性率が低く、樹脂フィルムとして単離することが困難となる。一方で、熱可塑性樹脂を用いて基材を形成する場合、熱プレス成形および射出成形が製造方法として知られるが、用いる金型の平行度・平坦性をナノレベルでコントロールすることは困難である。金型の熱膨張収縮による変形が理由であり、また樹脂自体の熱膨張収縮も影響として無視できないレベルとなる。これに対して、本実施の形態で示す製造方法を適用することにより、基材の平行度・平坦性を効果的に低減することができる。

（格子状凹凸部形状）
前記のように基材の格子状凹凸形状の延在方向に対して垂直な面内における凹部断面形状は特に制限がなく、放物線のようになだらかに曲率が変わる曲線であってもよく、比較的に平らな凹部低部と小さな曲率の角部から構成される略矩形形状であってもよい。格子状凸部の凸部高さ/凸部半値幅の値は、１．０〜１０程度であることが好ましく、得られる光学性能と、凸部形状の作りやすさ、転写のしやすさを考慮すると１．５〜５であることがより好ましい。また、格子状凸部の半値幅は、ピッチの０．１倍〜０．６倍であることが好ましく、０．１５倍〜０．４倍であることがより好ましい。

（誘電体）
基材を構成する材料と金属ワイヤとの密着性向上、ワイヤグリッド偏光板の強度向上ため、両者の間に両者と密着性が高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、炭化物の単体またはその複合物（誘電体単体に他の元素、単体または化合物が混じった誘電体）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、炭化物の単体またはそれらの複合物を用いることができる。誘電体材料は、透過偏光性能を得ようとする波長領域において実質的に透明であればよい。

誘電体材料の積層方法には特に限定は無く、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。なお、基材の乾燥度が高い場合には、基材と金属ワイヤの接着性は確保される。

（金属ワイヤ）
金属ワイヤの金属としてアルミニウムや銀の他、対象とする光の波長領域に応じて、銅、白金、金またはこれらの各金属を主成分とする合金を使用することもできる。

（金属ワイヤ断面形状）
金属ワイヤは、格子状凹凸形状を有する基材の凸部の一方向側の側面に接し、上部が基材の凸部頂部より上方に伸びるよう設けられた構造を有している。金属ワイヤを、格子状凹凸形状を有する凸部頂部より上方に伸びるよう設けることで、偏光特性が向上し、光の損失を減らすことができる。中でも、基材の格子状凹凸形状の延在方向に対して垂直な面内における凹部底部から凸部頂部までの高さのうち、頂部から９０％までの任意の高さにおいて、金属ワイヤの幅をａ、格子状凸部の幅をｂとしたときに、０．３≦ａ／ｂであることが光学対称性、偏光透過率などの光学性能、ワイヤグリッドの構造強度の観点から好ましく、さらに、０．４≦ａ／ｂ≦３．０であることがより好ましい。ここで、金属ワイヤの幅ａ、格子状凸部の幅ｂの値は、平均的な数字であり、実際には基材の格子状凹凸形状の延在方向に対して垂直な面内で断面形状をＳＥＭやＴＥＭで観察し、任意の一断面のとなりあう３本の平均値から求める。基材の格子状凹凸形状の延在方向に対して、ある厚みの平均的な形状を観察できるＴＥＭは観察方法として好ましい。

また、金属ワイヤの底部は、格子状凹凸形状の凹部の底部に接着していることが好ましく、いいかえると、格子状凹凸形状の延在方向に対して垂直な面内において、金属ワイヤの底部から頂部までの高さが格子状凸部の底部（凹部の底部）から金属ワイヤ頂部までの高さとほぼ等しくなることが好ましい。さらに、基材底部凹部位置の水平方向においては、０．２≦ａ／ｂ≦１．０であることが光学性能や構造強度の観点から好ましく、０．２≦ａ／ｂ≦０．９であることがより好ましい。

また、格子状凹凸形状の延在方向に対して垂直な面内における基材凹部の底部から凸部の頂部までの高さＨ２は、光学性能の観点から凹部の底部から金属ワイヤの頂部までの高さＨ１の０．３倍〜０．８倍であることが好ましい。

格子状凹凸形状の延在方向に対して垂直な面内における凹部の底部よりも上方の基材凸部断面積Ｓは、同じ面内で金属ワイヤ断面積Ｌよりも小さいことが、光学性能の観点から好ましく、Ｌ／Ｓは１〜８であることがより好ましく、１．５〜６であることがさらに好ましい。

一般にワイヤグリッド偏光板は、金属ワイヤのピッチＰが小さくなるほど幅広い帯域で良好な偏光特性を示すが、ピッチＰは、対象とする光の波長の１／４〜１／３であれば実用的に十分な性能を示す。このため、可視光用に使用する場合、ピッチＰは１５０ｎｍ以下が好ましいが、近赤外〜赤外領域のみに使用する場合は、ピッチＰは３００ｎｍ程度以下であればよい。

金属ワイヤの製造方法には特に限定は無いが、製造コストや生産性の観点から真空下における斜め蒸着法が好ましい。斜め蒸着法とは、格子状凹凸形状の延在方向と垂直に交わる平面内において、蒸着源が基材の法線に対して入射角度αを持ちながら金属を蒸着、積層させていく方法である。入射角度αは、格子状凸部と作製する金属ワイヤの断面形状から好ましい範囲が決まり、一般には入射角度αは５°〜４０°が好ましく、より好ましくは１０°〜３０°である。さらに、蒸着中に積層した金属の射影効果を考慮しながら、入射角度αを徐々に減少または増加させることは、金属ワイヤの高さなど断面形状を制御する上で好適である。なお、このような製法から格子状凹凸形状と金属ワイヤの延在方向は等しくなる。

本発明に係る金属ワイヤ形状を達成するための金属蒸着量は、格子状凸部の形状によって決まるが、一般には、平均蒸着厚みは５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度である。ここでいう平均厚みとは、平滑ガラス基板上にガラス面に垂直方向から物質を蒸着させたと仮定した時の蒸着物の厚みのことを指し、金属蒸着量の目安として使用する。

（エッチング工程）
光学特性の観点から、必要に応じ凹凸格子の凹部底部に積層する金属を、エッチングにより除去する。エッチング方法は、基材や誘電体層に悪影響を及ぼさず、必要量の金属が除去できる方法であれば特に限定は無いが、生産性や装置コストの観点から酸やアルカリの水溶液に浸漬させる方法が好ましい。

（ワイヤグリッド偏光板の用途）
特に用いる光学基材に制限はないが、ワイヤグリッド偏光板の平坦性を活かした用途として、ＬＣＤパネルに直接貼り付けることで、好適に用いられる。ＬＣＤパネルに直接貼り付けることで、ＬＣＤパネル偏光部の薄型化を達成できる。また、平坦性向上により、偏光特性を保持したハーフミラーや偏光ビームスプリッターとして好適に用いられる。

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例により本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。

［実施例］
（Ｓｉウエハーの作製）
＜格子状凹凸パタンを有するシリコンウエハの作製＞
クロム薄膜層を有する合成石英ガラス上にフォトレジスト（感光性物質）を塗布し、プリベーク後、電子ビーム露光装置を用いて４０ｍｍ×８０ｍｍ領域でレジストに微細パタンを描画した。４０ｍｍ×８０ｍｍ領域内部の描画形状は、３００μｍ×１００μｍを１つの素子とし、素子内部では特定方向に延在する格子状凹凸形状を有しており、隣り合う素子間の格子状凹凸の成す角が９０°となるように配列させた。現像処理後、レジストのパタンから露出しているクロム層部分をエッチングし、レジストパタンをクロム層に転写した後、レジスト残渣を洗浄しレチクルを作製した。

次に、シリコンウエハ（１２インチ、３００ｍｍφ）上にレジストをスピンコーターで均一に塗布した後、プリベークしレジストを固化させた。半導体素子製造装置の一つである縮小投影型露光装置（ステッパー）を用いて、先に作製されたレチクルの微細パタンを縮小投影レンズにより１／４に縮小し、レジストを塗布したシリコンウエハ上を移動しながら投影露光した。次に、有機アルカリ現像液に浸し、感光した部分のレジストを除去した後、超純水で数回すすぎ、感光した残渣を完全に除去後、加熱させた。レジストで被覆されていない部分をドライエッチング法で選択的にエッチングし、シリコンウエハに微細パタンを作製した。レチクルのパタンサイズや露光・エッチング条件を変更することにより、シリコンウエハに形成されるナノパタン形状サイズを制御することができる。本実施例では、格子状凹凸形状を１３０ｎｍピッチで形成した。

（基材の作製）
表面に格子状凹凸形状を有するシリコンウエハ上に、スピンコート法を用いてポリマー溶液を塗布した後、ポリマー溶液を硬化させて樹脂フィルムとし、当該樹脂フィルムをシリコンウエハから剥離した。

樹脂フィルムをシリコンウエハから剥離する際は、その離型性が重要となる。スピンコートによって成膜しやすく、かつ成膜後に剥離しやすくするためには、ポリマー溶液材料とシリコンウエハの接触角を最適にする必要がある。接触角をコントロールするために、エーテル結合を末端に持つシランをシリコンウエハ表面にカップリングした。また、他方の末端基は、ポリマー溶液材料と親和性の低い基とすることで離型性が向上する。フッ素は離型剤としての効果の高さから、高い離型性を実現させるために、フッ素が末端基となるようにした。

具体的には、ポリマー溶液を成膜基板（シリコンウエハ）上に適量滴下させた後、膜厚が８００ｎｍ程度になるような回転数で成膜基板を回転させ成膜した。成膜後、熱したホットプレート上に成膜基板を置いて乾燥させて、溶媒を揮発させた。膜の乾燥後、成膜基板から膜を剥離して基材（転写フィルム）を得た。

以下に、具体的な条件を示す。

ポリマー溶液の材料：旭硝子社製のサイトップ（商品名）
ポリマー溶液の温度：２４℃
シリコンウエハの温度：２４℃
雰囲気温度：２４℃
スピンコートの回転数：３００ｒｐｍ
ポリマー溶液の硬化温度：１８０℃

（スパッタリング法を用いた誘電体層の形成）
次に転写フィルム（剥離した樹脂フィルム）の格子状凹凸形状転写表面に、スパッタリング法により誘電体層として二酸化珪素を成膜した。スパッタリング装置条件は、Ａｒガス圧力０．２Ｐａ、スパッタリングパワー７７０Ｗ／ｃｍ^２、被覆速度０．１ｎｍ／ｓとし、転写フィルム上の誘電体平均厚みが３ｎｍとなるように成膜した。ここでは、誘電体の厚みを測定するため表面が平滑なガラス基板を転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板上の誘電体厚みを誘電体平均厚みとした。

（真空蒸着法を用いた金属の蒸着）
次に誘電体層を成膜した転写フィルムの格子状凹凸形状転写表面に、真空蒸着によりアルミニウム（Ａｌ）を成膜した。Ａｌの蒸着条件は、常温下、真空度２．０×１０^−３Ｐａ、蒸着速度４０ｎｍ／ｓとした。Ａｌの厚みを測定するため表面が平滑なガラス基板を転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板上のＡｌ厚みをＡｌ平均厚みとし、格子の長手方向と垂直に交わる平面内において基材面の法線と蒸着源のなす角度を蒸着角θとした。転写フィルムＡは蒸着角θを２０°、Ａｌ平均厚みを１００ｎｍとし、転写フィルムＢは蒸着角θを１５°、Ａｌ平均厚みを１００ｎｍ、転写フィルムＣは蒸着角θを２５°、Ａｌ平均厚みを１２０ｎｍとした。

（不要Ａｌの除去）
次にＡｌを蒸着した転写フィルムをアルカリ水溶液に浸漬し不要なＡｌを除去した。不要Ａｌの除去としては、Ａｌ蒸着した転写フィルムを室温下で、０．１重量％水酸化ナトリウム水溶液に所定時間浸漬することで行った。

Ａｌを蒸着した転写フィルムを、アルカリ水溶液に５０秒浸漬し、その後すぐに水洗いし、フィルムを乾燥させた。このフィルムの金属ワイヤに垂直な断面をＳＥＭで観察したところ、金属ワイヤは凸部の一方向側の片側側面に沿って凹部底部から上方に形成され、頂部より上方にまで形成されていた。また、凹部底部から凸部頂部までの基材の間での半値幅は、金属ワイヤの幅をａ、格子状凸部の幅をｂとしたときに、ａ／ｂ＝１．３１であり、金属ワイヤの底部が、格子状凹凸形状の凹部の底部に位置し、凹部の底部から凸部の頂部までの高さＨ２が、凹部の底部から金属ワイヤの頂部までの高さＨ１の０．５３倍であり、金属ワイヤの底部から頂部までの高さＨ３が格子状凸部の底部（凹部の底部）から金属ワイヤ頂部までの高さＨ１とほぼ等しくなっていた。また、特定方向に垂直な面内における金属ワイヤ断面積Ｌが、同じ面内で凹部の底部よりも上方の凸部断面積Ｓの２．２倍であった。このフィルムについて偏光度と光線透過率を測定したところ、偏光度９９．９０％で光線透過率が４０．８％であった。

不要なＡｌの除去をした転写フィルムを以下偏光板と呼ぶ。偏光板のＡｌワイヤは凸部の一方向側側面から上方にかけて形成されており、誘電体を被覆した頂部より上方にＡｌワイヤが存在していた。このように金属ワイヤを格子状凹凸形状の凸部の一方向側の側面から凸部上部にかけて接するように設けることで、金属ワイヤと凸部の接触面積を増すことが可能となり、凸部上部のみを覆う構造に比べ耐久性を向上させることができる。

また、基材の格子状凹凸形状の凹部断面形状は、略矩形形状であることが確認された。凹部底部の高さにおける金属ワイヤの幅をａ、格子状凸部の幅をｂとしたときに、フィルムのａ／ｂ＝０．８３であった。

［比較例］
（格子状凹凸形状を有する樹脂基材の作製）
・紫外線硬化樹脂を用いた格子状凹凸形状転写フィルムの作製
格子状凹凸形状転写フィルムの作製には、Ｎｉ製金型を用いた。Ｎｉ製金型は格子状凹凸形状のピッチが１３０ｎｍで、特定方向（格子の延在する方向）に垂直な断面における凹部形状が略矩形である。厚み８０μｍのトリアセチルセルロース樹脂（以下、ＴＡＣと略す）フィルムに特開２００９−１９１７４の実施例２に示す光硬化性樹脂を約３μｍ塗布し、塗布面を下にし、金型とＴＡＣフィルム間に空気が入らないように乗せた。ＴＡＣ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／ｃｍ^２照射し、金型について格子状凹凸形状を転写した。ＴＡＣフィルムを金型から剥離し、縦３００ｍｍ、横２００ｍｍの格子状凹凸形状を転写したフィルムを作製した（以下、転写したフィルムという）。

（ワイヤグリッド偏光板の作製）
・スパッタリング法を用いた誘電体層の形成
次に転写フィルムの格子状凹凸形状転写表面に、スパッタリング法により誘電体層として二酸化珪素を成膜した。スパッタリング装置条件は、Ａｒガス圧力０．２Ｐａ、スパッタリングパワー７７０Ｗ／ｃｍ^２、被覆速度０．１ｎｍ／ｓとし、転写フィルム上の誘電体平均厚みが３ｎｍとなるように成膜した。ここでは、誘電体の厚みを測定するため表面が平滑なガラス基板を転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板上の誘電体厚みを誘電体平均厚みとした。

・真空蒸着法を用いた金属の蒸着
次に誘電体層を成膜した転写フィルム格子状凹凸形状転写表面に、真空蒸着によりアルミニウム（Ａｌ）を成膜した。Ａｌの蒸着条件は、常温下、真空度２．０×１０^−３Ｐａ、蒸着速度４０ｎｍ／ｓとした。Ａｌの厚みを測定するため表面が平滑なガラス基板を転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板上のＡｌ厚みをＡｌ平均厚みとし、格子の長手方向と垂直に交わる平面内において基材面の法線と蒸着源のなす角度を蒸着角θとした。転写フィルムＡは蒸着角θを２０°、Ａｌ平均厚みを１００ｎｍとした。

・不要Ａｌの除去
次にＡｌを蒸着した転写フィルムをアルカリ水溶液に浸漬し不要なＡｌを除去した。不要Ａｌの除去としては、Ａｌ蒸着した転写フィルムを室温下で、０．１重量％水酸化ナトリウム水溶液に所定時間浸漬することで行った。

Ａｌを蒸着した転写フィルムを、アルカリ水溶液に５０秒浸漬し、その後すぐに水洗いし、フィルムを乾燥させた。このフィルムの金属ワイヤに垂直な断面をＳＥＭで観察したところ、金属ワイヤは凸部の一方向側の片側側面に沿って凹部底部から上方に形成され、頂部より上方にまで形成されていた。

（基材の評価）
上記実施例、比較例で作製した基材（転写フィルム）の平坦性について評価を行った。

＜平坦性測定＞
単層膜の透過率Ｔは膜厚をｄ、入射角をθ、屈折率をｎとすると、下記式のようになる。

あらかじめ凹凸を持った膜の屈折率特性を調べておき、透過分光光度計を用いて膜の透過率を測定することにより、上の式から膜厚を算出した。平坦性の評価は、作製した基材に対して２５箇所測定（光径５ｍｍΦ）して評価した。

その結果、本実施例では、平坦性が３０ｎｍであり目視でゆがみは確認されなかったが、ＵＶ樹脂を用いた比較例では、平坦性が７８ｎｍ〜８１ｎｍであり目視でゆがみが確認された。

本発明のワイヤグリッド偏光板は、各種光学機器、表示機器、光源などの広い分野で好適に利用できる。

Claims (8)

1. 表面に凹凸構造を有する基板上に、スピンコート法を用いてポリマー溶液を塗布する工程と、
   前記基板表面に形成された前記ポリマー溶液を硬化させて樹脂フィルムとする工程と、
   前記樹脂フィルムを前記基板から剥離する工程と、を有することを特徴とするワイヤグリッド偏光板の製造方法。
2. 前記基板から剥離した樹脂フィルム上に金属膜を蒸着する工程をさらに有す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の製造方法。
3. 前記基板として、シリコンウエハを用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
4. 前記基板上に前記ポリマー溶液を塗布する前に、前記基板の表面に離型剤を形成する工程を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
5. 前記ポリマー溶液の硬化は、前記基板を加熱して前記ポリマー溶液の溶媒を揮発させ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偏光板の製造方法。
6. 特定方向に延在する格子状凹凸形状を有する基材と、前記格子状凹凸形状を有する基材凸部の一方向側の側面に接するように設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記基材の平坦性が５０ｎｍ以下であることを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
7. 前記基材の凹凸形状を含まない基材部の膜厚が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のワイヤグリッド偏光板。
8. 前記基材と前記金属ワイヤとの間の少なくとも一部に誘電体層を有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のワイヤグリッド偏光板。