JP2011227243A - ワイヤグリッド偏光板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤグリッド偏光板の収率を向上させる製造方法と、それを用いて作製された光学特性に優れた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】概略平行な２辺を有する基材の表面に、前記２辺に対して斜め方向に延在する凹凸構造を形成する工程と、前記基材表面に対して導電性物質を蒸着して導電体を形成する工程とを有するワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、前記基材表面の垂直方向に対して５°以上４５°未満、且つ前記凹凸構造の延在方向に対して斜め方向に蒸着源を設け、前記２辺に対して平行方向及び／又は垂直方向に基材を切り出す。
【選択図】なし

Description

本発明は、ワイヤグリッド偏光板に関するものである。更に詳しくは、収率を向上させたワイヤグリッド偏光板の製法と、その製法により得られた光学特性に優れるワイヤグリッド偏光板に関するものである。

偏光を利用する光学装置の一つとして、液晶表示素子を利用した液晶ディスプレイがある。多くの液晶ディスプレイの形状は長方形であり、液晶ディスプレイに用いられる偏光板の形状もまた長方形である。液晶ディスプレイによっては、用いる偏光板の任意の辺に対して、透過軸方向が斜めとなるように設計することがある。特に、携帯型機器に用いられる中小型の液晶ディスプレイは、偏光サングラスを着用した視聴者が様々な方向から液晶ディスプレイを視聴することを考慮して、液晶ディスプレイに用いられる偏光板の透過軸方向が、該偏光板の任意の辺に対し、５°から８５°の範囲で斜めになるように設計されている。

これまでのフィルム上にワイヤグリッド構造を有したワイヤグリッド偏光板の製造方法としては、特許文献１に記載された方法があった。この製造方法では、ＭＤ方向（フィルム搬送方向、流れ方向）に対して導電体を有した凹凸構造の延在方向が直交したワイヤグリッド偏光板のロールが作製される。そのため、携帯型機器に用いられる液晶ディスプレイ２０１の偏光板として前記作製方法で製造されたロール状（又はシート状）のワイヤグリッド偏光板２００を用いる場合、該ロール状（又はシート状）のワイヤグリッド偏光板２００のから切り出されたワイヤグリッド偏光板２０２の任意の辺に対して、透過軸方向２０３が斜めとなるようにする必要がある。しかし、この場合、ロール状（又はシート状）のワイヤグリッド偏光板２００から液晶ディスプレイ２０１に用いられる偏光板を切り出す単位面積あたりの収率は悪くなり、結果、ワイヤグリッド偏光板の製造量に対する製品の収量が低下していた（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）。

特開２００８−８３６５６号公報

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ワイヤグリッド偏光板の収率を向上させる製造方法と、それを用いて作製された光学特性に優れた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、前記課題を解決するため、概略平行な２辺を有する基材の表面に、導電体の延在方向を基板の任意の辺に対して斜めとすることで、液晶ディスプレイに用いられる偏光板を効率良く切り出せるようにし、ワイヤグリッド偏光板の製造量に対する製品の高収量化を可能なものとした。また、この製法によれば、導電体の蒸着角度を大きくできるため、凹部に導電体が蒸着し難くなり、良好な光学特性を有するワイヤグリッド偏光板の作製が容易になるため、歩留まりも向上させることができ、更なる製品の高収率化を達成できる。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法は、概略平行な２辺を有する基材の表面に、２辺に対して斜め方向に延在する凹凸構造を形成する工程と、基材表面に対して導電性物質を蒸着して導電体を形成する工程とを有するワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、基材表面の垂直方向に対して５°以上４５°未満、且つ凹凸構造の延在方向に対して斜め方向に蒸着源を設け、２辺に対して平行方向及び／又は垂直方向に基材を切り出すことを特徴とするワイヤグリッド偏光板を得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、蒸着源を、基材表面の垂直方向に対して５°以上３５°未満、且つ凹凸構造の延在方向に対して４０°以上８５°以下の方向に設けることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法において、基材を搬送させながら導電性物質の蒸着を行うことが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法において、蒸着源を基材の搬送方向に設けることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法において、基材表面に形成された凹凸構造の延在方向と垂直な面において、基材凸部の頂部を通り基材凸部の立設方向に沿う凸部軸と、導電体の頂部を通り立設方向に沿う導電体軸が異なり、且つ基材凸部の頂部より導電体の少なくとも一部が上方に存在する構成と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、導電体を、凹凸構造の凸部のいずれか一方の側面に偏在するように形成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、搬送方向に対して平行方向に切り出して製品サイズのワイヤグリッド偏光板を得ることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法において、凹凸構造のピッチを１５０ｎｍ以下に形成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、基材を基板上に設け、基板の５５０ｎｍにおける面内位相差値が２０ｎｍ以下であり、凹凸構造の延在方向と基板の遅相軸方向のなす角度を５°以上８５°以下と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、基材を基板上に設け、基板の遅相軸方向がＭＤ方向と概略平行あるいは概略直交であり、且つ所定の波長における面内位相差値が波長の概略１／４あるいは概略１／２で、凹凸構造の延在方向と基板の遅相軸方向のなす角度を５°以上８５°以下と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、基材表面に形成する凹凸構造を概略矩形状に形成することが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板は、連続した基材表面の特定方向に延在する凹凸構造を形成し、凹凸構造の凸部上に導電体を形成するロール・ツー・ロール方式で作製されたロール状のワイヤグリッド偏光板であって、特定方向が基材を巻き取る方向に対して斜め方向となるように凹凸構造が形成されてい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、導電体が凹凸構造の凸部のいずれか一方の側面に偏在するように形成されていることが好ましい。

本発明の製造方法によれば、製品サイズに切り出す際に発生する不使用領域が大幅に減少し、製造量に対する製品の高収率化が可能となる。また、この製法により、良好な光学特性を有するワイヤグリッド偏光板の作製が容易になるため、更なる製品の高収率化を達成することが可能となる。

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方法の収率を示した図である。 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方法を示す図である。 本実施例に係るワイヤグリッド偏光板の製造方法の収率を示した図である。 先行技術に係るワイヤグリッド偏光板の製造方法の収率を示した図である。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法の一態様は、概略平行な２辺を有する基材の表面に特定方向に延在する凹凸構造を形成する工程と、基材表面に対して導電性物質を蒸着して導電体を形成する工程とを有し、蒸着源を、基材表面の垂直方向に対して５°以上４５°未満（図２（Ａ）参照）、且つ凹凸構造の延在方向に対して斜め方向（図２（Ｂ）参照）に設けるものである。また、基材の平行な２辺に対して斜め方向となるように凹凸構造を形成し、２辺に対して平行方向及び／又は垂直方向に基材を切り出すものである。これにより、ワイヤグリッド偏光板の製造量に対する製品の高収量化を向上することができる。

例えば、長方形ないし正方形の基板上に形成された基材の表面に特定方向に延在する凹凸構造を形成する工程と、当該基材に対して導電性物質を蒸着して凹凸構造の凸部上に導電体を形成する工程とを有し、特定方向が基板の任意の辺に対して所定の角度をもって斜め方向となるように凹凸構造を形成する。そして、蒸着源を凹凸構造の延在方向に対して斜めの方向に設けることで、透過軸が任意の辺に対して所定の角度をもって斜め方向となる製品の収率を向上することができる。また、基板を搬送させながら蒸着を行うことで、生産性を向上でき、導電性物質の蒸着量の面内ばらつきを小さくすることができ、最終的な製品の収率を向上させることができる。（図１（Ａ）参照）。また、特定方向の基板の任意の辺に対する所定の角度は、液晶ディスプレイ用途を踏まえると、５°から８５°の範囲で斜めになるように設計することが好ましい。

また、凸部と凹部がそれぞれ特定方向に延在する凹凸構造を表面に有した基材をロール状のフィルム上に形成し、原反ロールから巻取ロールに搬送する間に基材表面の凹凸構造の凸部上に導電体を形成するロール・ツー・ロール方式でロール状のワイヤグリッド偏光板を形成する場合には、特定方向が基板の搬送方向（ＭＤ方向）に対して所定の角度をもった構造となる。

これにより、液晶ディスプレイ等の電子機器１０１に使用する偏光板の透過軸方向が任意の辺に対して所定の角度をもって斜めである場合に、透過軸方向１０３がＭＤ方向に対して所定の角度をもって斜めであるワイヤグリッド偏光板１０２をロール状（又はシート状）のワイヤグリッド偏光板１００から搬送方向と平行方向及び／又は垂直方向に切り出して電子機器１０１に使用できるため、ワイヤグリッド偏光板の製造量に対する製品の高収量化を達成することができる（図１（Ｂ）参照）。

また、上述したワイヤグリッドの製造方法において、導電性物質の蒸着方向を制御して、基材表面にある凹凸構造の延在方向と垂直な面において、基材凸部の頂部を通り基材凸部の立設方向に沿う凸部軸と、導電体の頂部を通り立設方向に沿う導電体軸が異なり、且つ基材凸部の頂部より導電体の少なくとも一部が上方に存在するように導電体を設けることによって、良好な光学特性を有するワイヤグリッド偏光板を得ることができる。例えば、凹凸構造のピッチが１５０ｎｍ以下の小さいワイヤグリッド偏光板を作製するために、導電性物質の蒸着を、基材表面の垂直方向に対して５°以上４５°未満、且つ凹凸構造の延在方向と異なる方向から行うことが好ましい。より好ましくは、基材フィルム表面の垂直方向に対して５°以上３５°未満、且つ凹凸構造の延在方向に対して４０°以上８５°以下の方向から蒸着を行うことであり、前記方向に蒸着源を設け、蒸着を行うことで上述した導電体を形成できる。

また、特定方向が基材の搬送方向（ＭＤ方向）に対して有する角度としては、４０°〜８５°とすることができる。

以下に、ワイヤグリッド偏光板について具体的に説明する。

＜基材＞
上述したように、本発明のワイヤグリッド偏光板は、特定方向に所定のピッチをもって略平行に延在する凹凸構造を表面に有した基材と、この基材上に形成された導電体とを備えている。

基材の材質は特に制限されないが、転写、形成プロセスで作成できることから、樹脂であることが好ましい。

一般に、ワイヤグリッド偏光板は、凹凸構造のピッチが小さくなるほど幅広い帯域で偏光特性を示すことができ、ワイヤのピッチが、１００ｎｍ以上１３００ｎｍ以下で用いられるのが通常であるが、近赤外〜赤外領域のみの偏光分離特性を考慮する場合、ピッチは３００ｎｍ程度以下であればよく、さらに、１５０ｎｍであればなおよく、ピッチの下限は、対象とする波長領域の１／４〜１／３であれば実用的に使用可能な範囲となる。

基材表面上の凹凸構造の延在方向に対し、垂直に切断した際に観察できる基材の断面形状に制限はないが、偏光分離性能の観点から、格子状の凹凸形状とすることが好ましい。格子状の凹凸形状としては、例えば、台形、矩形、方形、プリズム状や、半円状などの正弦波状などが挙げられる。透過率および反射率の観点から基材断面形状は概略矩形状であることが好ましい。

＜基材の製造方法＞
基材の凹凸形状の製造方法は特に限定されない。例えば、本出願人の出願の特開２００８−８３６５６号公報に記載の方法を挙げることができる。特開２００８−８３６５６号公報によれば、干渉露光法を用いて作製したピッチ２３０ｎｍから２５０ｎｍの格子状凸部がつくる凹凸格子を有する導電体スタンパを用いて、凹凸格子を熱可塑性樹脂に熱転写し、凹凸格子を付与した熱可塑性樹脂を格子の長手方向と平行な方向に、延伸倍率が４倍から６倍の自由端一軸延伸加工を施す。その結果、前記熱可塑性樹脂に転写された凹凸格子のピッチが縮小され、ピッチが１２０ｎｍ以下の微細凹凸格子を有する樹脂基材（延伸済み）が得られる。続いて、得られた微細凹凸格子を有する樹脂基材（延伸済み）から、電解メッキ法などを用いて微細凹凸格子を有する導電体スタンパを作製する。この導電体スタンパにより、基材の表面にその微細凹凸格子を転写、形成することで、ピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する樹脂基材を得ることが可能となる。

また、スタンパのピッチが、近赤外波長域から赤外波長域の用途として十分に小さいときは、熱可塑性樹脂を延伸する必要がないため、好ましい。

＜導電体＞
導電体は、特定方向に所定のピッチをもって概略平行に延在する凹凸構造を有した基材凸部の頂部を通り、前記基材凸部の立設方向に沿う凸部軸と、前記導電体の頂部を通り前記立設方向に沿う導電体軸が異なっていて、且つ基材凸部の頂部より導電体の少なくとも一部が上方に存在する構成となるようにすることが好ましい。これにより、導電体と基材の接触面積を増やすことができるため、導電体の剥離を防止できる。また基材凸部の頂部より上方に伸びるよう導電体を設けることで、偏光分離性能が向上し、光の損失を減らすことができる。また、前記導電体が特定方向に所定のピッチをもって概略平行に延在させるために、導電体を前記凹凸構造の凸部のいずれか一方の側面に偏在するように形成することが好ましい。導電体の材質は、アルミニウム、銀、銅、白金、金またはこれらの各導電性物質を主成分とする合金などが挙げられる。特に、導電体をアルミニウムもしくは銀とすることは、可視域光の吸収損失を小さくすることができるため、好ましい。

＜導電体形成方法＞
導電体の形成方法は、生産性や光学特性等を考慮し、凹凸構造を有した基材表面の垂直方向に対して傾斜した方向から蒸着を行う、斜め蒸着法を用いる。なお、基材表面が湾曲している場合には、基材表面の法線方向に対して傾斜した方向から蒸着を行うこととしてもよい。

具体的には、特定方向に所定のピッチをもって略平行に延在する凹凸構造を表面に有した基材表面の被蒸着領域の中心における垂直方向に対して５°以上４５°未満、且つ前記基材表面上の凹凸構造の延在方向に対して斜めとなる方向に蒸着源の中心を設け、前記凹凸構造上に導電体を形成する。さらに好ましくは、前記基材表面の被蒸着領域の中心における垂直方向に対して５°以上３５°未満、且つ基材表面上の凹凸構造の延在方向に対して４０°以上８５°以下の角度方向に蒸着源の中心を設けることである。なお、基材を搬送しながら蒸着する場合には、ある瞬間における被蒸着領域の中心と蒸着源の中心が先述した条件となるように蒸着を行うとしてもよい。

斜め蒸着法を用い、基材を連続したシート状とすることで、生産効率の良いロールプロセスが可能となるが、前記製造方法においては、蒸着源を基材のＭＤ方向に置くことが生産効率の観点から好ましい。したがって、基材表面上の凹凸構造の延在方向に対して傾斜した角度方向から導電性物質を斜め蒸着することが、生産効率の観点から好ましい。

また、前記製造方法は、狭ピッチとした凹凸構造に導電体を形成する際、基材表面の垂直方向に対する蒸着角度を大きくできるため、基材の凹部に過大な導電体の入り込みを防ぎ、凸部のいずれか一方の側面に導電体を偏在させることが容易となり、凹凸構造が１５０ｎｍ以下のピッチであるワイヤグリッド偏光板の好ましい製造方法となる。

導電体は、基材が有する凹凸構造の凸部のいずれか一方側面に偏在し、凹部に過大な導電体が存在しないことが、光学特性上、好ましい。したがって、凹凸構造の延在方向と異なる方向から導電性物質を蒸着するために、蒸着角度幅を制御することが好ましく、被蒸着製物質と蒸着源の距離を拡大、縮小等調整するといった製造条件の最適化を行うことが有効である。

また、光学特性の観点から、不要な導電体はエッチングにより除去することが好ましい。エッチング方法は、基材や誘電体層に悪影響を及ぼさず、導電体部分が選択的に除去できる方法であれば特に限定は無いが、生産性の観点からアルカリ性の水溶液に浸漬させる方法が好ましい。

＜基板＞
基板は、工程における基材の搬送やワイヤグリッド偏光板の取り扱いを容易なものとするため、必要に応じて用いることができる。目的とする波長領域において実質的に透明であれば、材質は特に制限されず、ガラスなどの無機材料を使用することも可能であるが、ロールプロセスが可能となるフィルム状であることが好ましく、例えば、樹脂材料やガラスなどの無機材料と樹脂のハイブリッド材料を基板に用いることができる。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等が挙げられる。また、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂と、無機材料、上記熱可塑性樹脂等を組み合わせたり、単独で用いて基板を構成させたりすることができる。なかでも、トリアセチルセルロース系樹脂からなるＴＡＣフィルムやシクロオレフィン系樹脂からなるＣＯＰ、ＣＯＣ樹脂フィルムは低複屈折性にでき、高透過率であることから、ワイヤグリッド偏光板の基板として好ましく用いることができる。

基板の面内位相差は、偏光度低下を避けるため、波長５５０ｎｍにおける面内位相差値を２０ｎｍ以下とすることが好ましい。さらに好ましくは、１０ｎｍ以下である。また、ワイヤグリッド偏光板が与える偏光の偏光度の面内ムラ発生を防止するため、基板面内の任意の２点における波長５５０ｎｍの面内位相差値差が１０ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは位相差値差５ｎｍ以下である。なお、一般的に、面内位相差値が制御された光学用途のフィルムは、遅相軸方向と前記フィルムのＭＤ方向あるいはＴＤ方向が概略一致している。つまり、上述したような、面内位相差値を２０ｎｍ以下としたフィルムの遅相軸方向は、前記フィルムのＭＤ方向に対して概略平行あるいは概略直交となるため、前記フィルムを基板として用いた場合、本製造方法によりロールプロセスで作製されたワイヤグリッド偏光板の凹凸構造の延在方向と直交する透過軸方向は、基板の遅相軸方向に対して斜めとなり、一致しない。

高偏光度の直線偏光を与えるワイヤグリッド偏光板の作製に主眼をおけば、好ましい基板の特性は以上のように定まるが、基板の特性次第では、円偏光を与えるワイヤグリッド偏光板等の作製も可能である。ロールプロセスで作製されたワイヤグリッド偏光板の透過軸方向は基板のＭＤ方向に対して斜めとなるため、遅相軸方向がＭＤ方向と概略平行あるいは概略直交し、且つ所望の面内位相差値を有した基板を利用することにより、円偏光を与えるワイヤグリッド偏光板や１／２波長板を備えたワイヤグリッド偏光板を作製することが可能となる。例えば、所望する光の波長における面内位相差値が前記波長の概略１／２である位相差板を用いて本製造法で作製したワイヤグリッド偏光板は、１／２波長板を備えた偏光板となる。透過型液晶プロジェクターは、１／２波長板を備えた偏光板を用いることがあるが、導電体をアルミニウムとした前記ワイヤグリッド偏光板は非透過光を吸収せずに反射するため、熱に弱い位相差板の弱点を補完できる、安価で高耐久な透過型液晶プロジェクターの偏光子とすることができる。また、所望する光の波長における面内位相差値が前記波長の概略１／４である位相差板を用いて本製造法で作製したワイヤグリッド偏光板は、１／４波長板を備えた、いわゆる円偏光板となる。なお、１／４波長板あるいは１／２波長板の好ましい面内位相差値の範囲は、所望する光の波長における面内位相差値が前記波長の１／４あるいは１／２の±１０％以内である。

＜誘電体層＞
基材を構成する材料と導電体との密着性向上の為に、両者の間に両者と密着性の高い誘電体材料を設けることができる。基材と導電体の密着性が高いと、基材からの導電体の剥離を防ぎ、偏光度の低下を抑えることができる。好適に用いることが出来る誘電体としては、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（誘電体単体に他の元素、単体又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）などの導電体の酸化物、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ることが好ましい。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、本発明のワイヤグリッド偏光板は、可視光、近赤外光、そして赤外光の領域において、光学特性を損なうことなく用いることができるため、該領域において好ましく用いられる。具体的には、液晶ディスプレイや偏光ビームスプリッター、赤外線通信機器、センサー、医療関連の検査装置などの用途として用いられる。ただし、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。また、上記実施の形態における材質、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。

以下、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

まず、実施例中の測定値の測定方法について説明する。

＜平行透過率および直交透過率の測定、偏光度の算出＞
平行透過率および直交透過率は、日本分光株式会社製ＶＡＰ−７０７０を用いて測定した。該測定装置は光源近傍に偏光子を備えるものとし、ワイヤグリッド偏光板の平行透過率および直交透過率を測定する際は、凹凸構造面から入光するようにワイヤグリッド偏光板を配置した。

波長λにおける偏光度Ｐ’（λ）は、導電体に対して平行に振動する波長λの光の透過率をＩｍｉｎ、直交方向に振動する波長λの光の透過率をＩｍａｘとし、以下の式から求めた。

Ｐ’（λ）＝[（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）]×１００ ％

＜面内位相差値の測定＞
面内位相差値の測定機器として、平行ニコル法を利用した偏光解析装置である王子計測機器製ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用いた。測定光の波長を５５０ｎｍとし、入光角度が０°の場合の位相差値を面内位相差値とした。

次に、本実施例で用いたワイヤグリッド偏光板の作製方法について以下に説明する。

（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（以下、「金型Ａ」とする。）を用いた。金型Ａはピッチ幅１４０ｎｍの格子状凹凸形状を有し、格子の延在する方向に垂直な断面における凹凸形状が概略矩形状であった。基材は、厚み８０μｍのトリアセチルセルロース系樹脂からなるＴＡＣフィルム（ＴＤ８０ＵＬ−Ｈ：富士写真フィルム社製）とし、該ＴＡＣフィルムの波長５５０ｎｍにおける面内位相差値は３．２ｎｍで、遅相軸はＭＤ方向と略一致していた。該ＴＡＣフィルムにアクリル系紫外線硬化樹脂（屈折率１．５２）を約３μｍ塗布し、塗布面を下に、ＴＡＣフィルムのＭＤ方向と金型Ａの格子状凹凸形状の延在方向のなす角度が２０°または４５°となるように、ＴＡＣフィルム上に金型Ａを重畳した。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Ａの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。ＴＡＣフィルムのＭＤ方向と金型Ａの格子状凹凸形状の延在方向のなす角度を２０°としたものを転写フィルムＡとし、４５°のものを転写フィルムＢとする。

（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ＡおよびＢ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厚みが平膜換算で３ｎｍとなるように成膜した。

（真空蒸着法を用いた導電性物質の蒸着）
次に誘電体層を成膜した転写フィルムＡおよびＢ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平均厚みとした。基板のフィルム幅方向（ＴＤ方向）と垂直に交わる平面内において、格子状の凹凸形状を有した基材の垂直方向に対し、蒸着源が、転写フィルムＡは２５°、転写フィルムＢは３０°の角度方向に存在するように転写フィルムを調整し、Ａｌ平均厚みが１２０ｎｍとなるよう、転写フィルムにＡｌを蒸着した。なお、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を指し、蒸着量の目安として使用している。

（不要Ａｌの除去）
次に不要Ａｌの除去を目的として、Ａｌを蒸着した転写フィルムＡおよびＢを０．１重量％水酸化ナトリウム水溶液に室温下で７０秒間浸漬させた。その後すぐに水洗し、フィルムを乾燥させたところ、波長５５０ｎｍにおける平行透過率は、転写フィルムＡが８２．８％、転写フィルムＢが８３．２％となった。このようにして転写フィルムＡから得られたワイヤグリッド偏光板をワイヤグリッド偏光板１、転写フィルムＢから得られたワイヤグリッド偏光板をワイヤグリッド偏光板２とする。なお、ワイヤグリッド偏光板１のワイヤグリッド延在方向は、基板のＭＤ方向に対して２０°の角度を有しており、ワイヤグリッド偏光板２は４５°で、それぞれの波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおける偏光度は以下のようであった。また、ワイヤグリッド偏光板１、ワイヤグリッド偏光板２ともに、基材表面にある凹凸構造の延在方向と垂直な面において、基材凸部の頂部を通り基材凸部の立設方向に沿う凸部軸と、導電体の頂部を通り立設方向に沿う導電体軸が異なり、且つ基材凸部の頂部より導電体の少なくとも一部が上方に存在する構成となっており、導電体は、前記凹凸構造の凸部のいずれか一方の側面に偏在するように形成されていた。

（実施例１）
液晶ディスプレイに用いられる偏光板１をワイヤグリッド偏光板で作製し、ワイヤグリッド偏光板の収率（理論値）を計算した。液晶ディスプレイに用いられる偏光板１の透過軸方向は、該偏光板の幅方向に２０°傾いたものであり、大きさは、長さが４８ｍｍであり、幅３６ｍｍであった。

基板のＭＤ方向に対して、ワイヤグリッド延在方向が２０°傾いたワイヤグリッド偏光板１を用い、液晶ディスプレイに用いられる偏光板１の作製を行った。まず、ワイヤグリッド偏光板１のロールから、Ａ４サイズ（長さ２９７ｍｍ、幅２１０ｍｍ）のワイヤグリッド偏光板シート１を作製した。なお、ワイヤグリッド偏光板シート１の長さ方向は、ＭＤ方向と一致するようにした。続いて、ワイヤグリッド偏光板シート１から液晶ディスプレイに用いられる偏光板を切り出したところ、２８個の液晶ディスプレイに用いられる偏光板が得られた（図３（Ａ））。

（比較例１）
基板のＴＤ方向に対して、ワイヤグリッド延在方向が略平行である従来のワイヤグリッド偏光板３を用い、液晶ディスプレイに用いられる偏光板の作製を行った。実施例１と同様に、ワイヤグリッド偏光板３のロールから、Ａ４サイズのワイヤグリッド偏光板シート３を作製し、該シートから液晶ディスプレイに用いられるワイヤグリッド偏光板３を切り出した。なお、ワイヤグリッド偏光板シート３の長さ方向は、ＭＤ方向と一致するようにした。ワイヤグリッド偏光板シート３からは、２４個の液晶ディスプレイに用いられる偏光板が得られた（図３（Ｂ））。

Ａ４サイズという単位面積あたりから切り出すことが可能な液晶ディスプレイに用いられる偏光板の数量を比較すると、ワイヤグリッド偏光板１は２８個であり、従来のワイヤグリッド偏光板３は２４個である。ワイヤグリッド偏光板１は、ＭＤ方向に対してワイヤグリッド延在方向が斜めに設けられており、液晶ディスプレイに用いられる偏光板をＭＤ方向と平行に切り出すことが可能なため、切り出し時に発生する不使用部分を大幅に減少することができ、ワイヤグリッド偏光板の製造量に対する製品の高収量化が達成できた。

本発明ワイヤグリッド偏光板は、光学機器等、偏光が有用な用途において、好適に用いられる。また、本発明の製法は、ワイヤグリッド偏光板の収率を向上できる。

１００ ロール状（又はシート状）のワイヤグリッド偏光板
１０１ 電子機器
１０２ ワイヤグリッド偏光板
１０３ 透過軸方向
２００ ロール状（又はシート状）のワイヤグリッド偏光板
２０１ 液晶ディスプレイ
２０２ ワイヤグリッド偏光板
２０３ 透過軸方向

Claims (12)

1. 概略平行な２辺を有する基材の表面に、前記２辺に対して斜め方向に延在する凹凸構造を形成する工程と、前記基材表面に対して導電性物質を蒸着して導電体を形成する工程とを有するワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、前記基材表面の垂直方向に対して５°以上４５°未満、且つ前記凹凸構造の延在方向に対して斜め方向に蒸着源を設け、前記２辺に対して平行方向及び／又は垂直方向に基材を切り出すことを特徴とするワイヤグリッド偏光板の製造方法。
2. 前記蒸着源を、前記基材表面の垂直方向に対して５°以上３５°未満、且つ前記凹凸構造の延在方向に対して４０°以上８５°以下の方向に設け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. 前記基材を搬送させながら前記導電性物質の蒸着を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
4. 前記蒸着源を前記基材の搬送方向に設けることを特徴とする請求項３に記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
5. 前記基材表面に形成された凹凸構造の延在方向と垂直な面において、前記基材凸部の頂部を通り前記基材凸部の立設方向に沿う凸部軸と、前記導電体の頂部を通り前記立設方向に沿う導電体軸が異なり、且つ基材凸部の頂部より導電体の少なくとも一部が上方に存在する構成とす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. 前記導電体を、前記凹凸構造の凸部のいずれか一方の側面に偏在するように形成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
7. 前記凹凸構造のピッチを１５０ｎｍ以下に形成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
8. 前記基材を基板上に設け、前記基板の５５０ｎｍにおける面内位相差値が２０ｎｍ以下であり、前記凹凸構造の延在方向と前記基板の遅相軸方向のなす角度を５°以上８５°以下とすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
9. 前記基材を基板上に設け、前記基板の遅相軸方向が搬送方向と概略平行あるいは概略直交であり、且つ所定の波長における面内位相差値が前記波長の概略１／４あるいは概略１／２で、前記凹凸構造の延在方向と前記基板の遅相軸方向のなす角度を５°以上８５°以下とすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
10. 前記基材表面に形成する前記凹凸構造を概略矩形状に形成することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
11. 連続した基材表面の特定方向に延在する凹凸構造を形成し、前記凹凸構造の凸部上に導電体を形成するロール・ツー・ロール方式で作製されたロール状のワイヤグリッド偏光板であって、前記特定方向が前記基材を巻き取る方向に対して斜め方向となるように前記凹凸構造が形成されていることを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
12. 前記導電体が前記凹凸構造の凸部のいずれか一方の側面に偏在するように形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のワイヤグリッド偏光板。

Images