JP2012108366A - Wire grid polarizing plate - Google Patents

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Hiroshi Yokoyama
宏 横山
Junji Kato
潤二 加藤
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Asahi Kasei Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively provide a wire grid polarizing plate with stable quality which has a low defect in terms of optical performance and high quality, can be made into a lightweight and large area wire grid polarizing plate because of having excellent flexibility, has excellent processability and reliability, and can also be subjected to a secondary processing including deformation due to heating.SOLUTION: In the wire grid polarizing plate which includes a base material which is a polycarbonate resin film, a resin film which is formed on the base material and has a thickness in a range of 0.005 μm to 3 μm, and a metal wire formed on the resin film, the wire grid polarizing plate can be bent with a curvature radius of 10 cm or less.

Description

本発明は偏光を利用したディスプレイやセンサー等の用途に好ましく使用できるワイヤグリッド偏光板に関するものである。 The present invention relates to a wire grid polarizing plate that can be preferably used for applications such as displays and sensors using polarized light.

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。ワイヤグリッド偏光板は、透過しない光を反射し再利用することができるので、ディスプレイの光源装置などの用途では、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 the incident light (for example, half or less). It can be used as a polarizing plate to produce a single polarized light because it reflects almost all the light of the electric field vector component that oscillates parallel to the conductor line and almost transmits the light of the electric field vector component perpendicular to the electric conductor line. . Since the wire grid polarizer can reflect and reuse light that does not pass through, the wire grid polarizer is desirable from the viewpoint of effective use of light in applications such as a light source device of a display.

近年、非常に周期の狭い格子状凸凹構造を有するガラス基板のワイヤグリッド偏光板が開発されている。例えば、特許文献1には、透明ガラス基板の表面上に透明誘電体の膜を堆積させ、次いで、ホログラフィ干渉リソグラフィを使用してフォトレジスト内に微細な格子構造を形成し、次いで、この構造をイオンビームエッチングやリアクティブエッチングにより金属膜に転写して平行なグリッド導電素子のアレイを前記基板上に形成し、その後、このグリッド導電素子をマスクとして基板をエッチングすることで、導電素子を支持する、非常に狭い周期の周期的な格子状凸凹構造を有するリブを作製することが開示されている。   In recent years, a wire grid polarizing plate of a glass substrate having a lattice-like uneven structure with a very narrow period has been developed. For example, U.S. Patent No. 6,057,051 deposits a transparent dielectric film on the surface of a transparent glass substrate, then uses holographic interference lithography to form a fine lattice structure in the photoresist, which is then An array of parallel grid conductive elements is formed on the substrate by transferring to a metal film by ion beam etching or reactive etching, and then the conductive elements are supported by etching the substrate using the grid conductive elements as a mask. It is disclosed that a rib having a periodic lattice-like uneven structure with a very narrow period is produced.

しかしながら、ガラス基板で、半導体プロセスを応用した製造方法では生産性に乏しいという欠点がある。また、ガラス基板のワイヤグリッド偏光板は厚みが大きく、重く、割れやすいといった、使用上の欠点があった。   However, a manufacturing method using a glass substrate and applying a semiconductor process has a drawback of poor productivity. Further, the wire grid polarizing plate of the glass substrate has a drawback in use such as being thick, heavy and easy to break.

特許文献2では、厚み100μmのポリカーボネートフィルム基板上に、UVナノインプリント技術によって、光硬化性樹脂PAK−01(東洋合成製)で樹脂皮膜を形成してワイヤグリッド偏光板を製造する方法が提案されている。しかしながら本発明者らの検討によると、特許文献2で開示された方法では、光硬化性樹脂の粘度が高いためにスタンパを押し当てた時に光硬化性樹脂の樹脂厚みが不均一になりやすく、ナノインプリント工程で多数の欠陥が生じ、また透過率、偏光性能においても面内ばらつきやロット間ばらつきの多い製品となってしまう問題があった。そのうえ溶剤溶解性の高いポリカーボネート樹脂は、フィルムに塗工されてから硬化反応するまでの間にPAK−01のような液状の光硬化性樹脂を容易に吸収するために、硬化反応後のフィルムが脆弱化して割れやすくなったり、細かい内部欠陥が生じて白化したりする問題があるために実用的なワイヤグリッド偏光板を製造することは出来なかった。   Patent Document 2 proposes a method of manufacturing a wire grid polarizer by forming a resin film with a photocurable resin PAK-01 (manufactured by Toyo Gosei) on a polycarbonate film substrate having a thickness of 100 μm by UV nanoimprint technology. Yes. However, according to the study by the present inventors, in the method disclosed in Patent Document 2, since the viscosity of the photocurable resin is high, the resin thickness of the photocurable resin tends to be uneven when the stamper is pressed, There were problems that a large number of defects were generated in the nanoimprint process, and that the transmittance and polarization performance were in-plane variations and lot-to-lot variations. In addition, the polycarbonate resin having high solvent solubility easily absorbs a liquid photo-curable resin such as PAK-01 after being applied to the film until it undergoes a curing reaction. A practical wire grid polarizing plate could not be manufactured due to the problems of weakening and being easily broken, and causing fine internal defects to cause whitening.

特表2003−502708号公報Special table 2003-502708 gazette 特開2008−145581号公報JP 2008-145581 A

本発明の目的は、従来のワイヤグリッド偏光板に比べ、光学性能の点でも、低欠陥で高品位な点でも良好であって、屈曲性に優れるために薄くて軽量で大面積のものも製造可能で、加工性や信頼性にも優れ、加熱による変形を含む2次加工をすることも可能なワイヤグリッド偏光板を、安定した品質で提供することにある。   The purpose of the present invention is good in terms of optical performance, low defects and high quality compared to conventional wire grid polarizers, and is thin, lightweight and has a large area because of its excellent flexibility. The object is to provide a wire grid polarizing plate that is excellent in workability and reliability, and that can be subjected to secondary processing including deformation by heating, with stable quality.

本発明者らは検討の結果、特定のポリカーボネート樹脂フィルム基材上に、特定の樹脂皮膜を形成し、この樹脂皮膜上に金属ワイヤを形成してなるワイヤグリッド偏光板は、上記したようなナノインプリント工程での問題が改善されること、また、屈曲性にも優れるために薄くて軽量で大面積化も可能で、加工性や信頼性にも優れたワイヤグリット偏光板を安定した品質で製造できることを見出し、本発明に到達した。   As a result of investigations, the wire grid polarizing plate formed by forming a specific resin film on a specific polycarbonate resin film substrate and forming a metal wire on the resin film is a nanoimprint as described above. The problem in the process is improved, and because it is excellent in flexibility, it can be thin, lightweight and large in area, and can manufacture a wire grid polarizer with excellent workability and reliability with stable quality. And reached the present invention.

すなわち、本発明は以下の通りのものである。
(1)ポリカーボネート樹脂フィルムからなる基材と、前記基材上に形成される厚みが0.005μmから3μmの樹脂皮膜と、前記樹脂皮膜上に形成された金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、曲率半径が10cm以下の曲げが可能であることを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
(2)前記ポリカーボネート樹脂フィルムのガラス転移温度が140℃以上であることを特徴とする上記1に記載のワイヤグリッド偏光板。
(3)前記ポリカーボネート樹脂フィルムの位相差値が50nm以下であることを特徴とする、上記1または上記2に記載のワイヤグリッド偏光板。
That is, the present invention is as follows.
(1) Wire grid polarization comprising: a base material made of a polycarbonate resin film; a resin film having a thickness of 0.005 μm to 3 μm formed on the base material; and a metal wire formed on the resin film. A wire grid polarizing plate which is a plate and can be bent with a radius of curvature of 10 cm or less.
(2) The wire grid polarizing plate as described in (1) above, wherein the polycarbonate resin film has a glass transition temperature of 140 ° C. or higher.
(3) The wire grid polarizer according to (1) or (2) above, wherein the polycarbonate resin film has a retardation value of 50 nm or less.

本発明は、光学性能の点でも、低欠陥高品位の点でも良好であって、屈曲性に優れるために薄くて軽量で大面積のものも製造可能であって、加工性や信頼性にも優れたワイヤグリッド偏光板を、安定した品質で提供できる。   The present invention is good both in terms of optical performance and low defect and high quality, and because it is excellent in flexibility, it can be manufactured in a thin, lightweight and large area, and it is also easy to process and improve reliability. An excellent wire grid polarizer can be provided with stable quality.

本発明のワイヤグリッド偏光板は、ポリカーボネート樹脂フィルムからなる基材と、前記基材上に形成される厚みが0.005μmから3μmの樹脂皮膜と、前記樹脂皮膜上に形成された金属ワイヤであって、曲率半径が10cm以下の曲げが可能であることを特徴とする。
曲率半径が10cm以下の曲げを可能とすることで、屈曲性に優れるので、ロールプロセスによって安定した品質の製品を大面積で、安価に製造出来る。またワイヤグリッド偏光板を使用するにあたり所望の形状に裁断加工する際にも、製品に欠けなどの不具合が発生することも無い。さらに基材が熱加工性に優れたポリカーボネート樹脂なので、加熱による変形を含む2次加工をすることが可能になるといったメリットがある。曲率半径が10cm以下の曲げを可能とするには、ポリカーボネート樹脂フィルムからなる基材と、後述の光硬化性樹脂を合わせて用いることで達成することができる。なお、曲率半径の下限値は、ポリカーボネート樹脂材料の特性上、0.3mm程度である。
The wire grid polarizing plate of the present invention includes a base material made of a polycarbonate resin film, a resin film having a thickness of 0.005 μm to 3 μm formed on the base material, and a metal wire formed on the resin film. Thus, it is possible to bend with a radius of curvature of 10 cm or less.
Since bending is possible with a radius of curvature of 10 cm or less, it is excellent in flexibility, so that a product of stable quality can be manufactured with a large area at a low cost by a roll process. Further, when the wire grid polarizing plate is used for cutting into a desired shape, the product does not suffer from defects such as chipping. Furthermore, since the base material is a polycarbonate resin excellent in thermal processability, there is an advantage that secondary processing including deformation due to heating can be performed. Bending with a curvature radius of 10 cm or less can be achieved by using a base material made of a polycarbonate resin film and a photo-curing resin, which will be described later, in combination. The lower limit of the radius of curvature is about 0.3 mm due to the characteristics of the polycarbonate resin material.

ワイヤグリッド偏光板を構成するポリカーボネート樹脂フィルム基材は、特に制限がなく従来公知のポリカーボネート樹脂を加工したフィルムが使用できるが、フィルムの特性のうちガラス転移温度はワイヤグリッド偏光板の製造や2次加工のプロセスにおいて重要であり、加熱を含むワイヤグリッド偏光板の製造プロセスを安定にコントロールできる点ではガラス転移温度は140℃以上であることが好ましく、平坦性に優れたフィルムを入手しやすい点及び、2次加工を容易に実施できる点ではガラス転移温度は170℃以下であることが好ましい。またフィルムの入手性の点からは145℃から165℃の範囲がより好ましい。   The polycarbonate resin film substrate constituting the wire grid polarizing plate is not particularly limited, and a film obtained by processing a conventionally known polycarbonate resin can be used. Among the film properties, the glass transition temperature depends on the production of the wire grid polarizing plate or the secondary. It is important in the process of processing, and the glass transition temperature is preferably 140 ° C. or higher in that the production process of the wire grid polarizing plate including heating can be stably controlled, and it is easy to obtain a film having excellent flatness and The glass transition temperature is preferably 170 ° C. or lower in that secondary processing can be easily performed. Moreover, the range of 145 degreeC to 165 degreeC is more preferable from the point of the availability of a film.

また、フィルムの特性のうち位相差値が50nm以下であると、本発明のワイヤグリッド偏光板について、金属ワイヤ側から出光する偏光ばかりでなく、基材側から出光する偏光の利用も容易になるので好ましい。この点では位相差値は30nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。なお、位相差値の下限値は、評価技術の精度上、0.1nmが限度と考えられる。また、ポリカーボネート樹脂フィルムの特性を発揮する限りにおいては、他の樹脂とのアロイ、ブレンド、コンパウンド等、特に制限無く用いることができる。
フィルム基材の形態にも特に制限は無く、ロール状または枚葉のフィルムを使用できる。基材の厚みにも特に制限は無く、通常4μm〜2mmの範囲のものが使用出来るが、製造の容易さや取り扱いの点で8μm〜500μmの範囲が好ましく、連続生産性の点で15μm〜200μmの範囲が特に好ましい。
Further, when the retardation value is 50 nm or less among the characteristics of the film, not only the polarized light emitted from the metal wire side but also the polarized light emitted from the substrate side can be easily used for the wire grid polarizing plate of the present invention. Therefore, it is preferable. In this respect, the retardation value is more preferably 30 nm or less, and further preferably 10 nm or less. Note that the lower limit of the phase difference value is considered to be 0.1 nm in terms of the accuracy of the evaluation technique. Moreover, as long as the characteristic of a polycarbonate resin film is exhibited, it can use without a restriction | limiting in particular, such as an alloy with other resin, a blend, a compound.
There is no restriction | limiting in particular also in the form of a film base material, A roll-shaped or a sheet | seat film can be used. There is no particular limitation on the thickness of the base material, and those in the range of 4 μm to 2 mm can be used. However, the range of 8 μm to 500 μm is preferable in terms of ease of manufacture and handling, and the range of 15 μm to 200 μm in terms of continuous productivity. A range is particularly preferred.

また、フィルムの製法上、微量残存成分(特に塩化物イオン)が残留するが、なるべく微量残存成分の少ないポリカーボネート樹脂フィルムが、基材の経時変化に伴う着色による光学特性の劣化を防止することができるため、好ましい。
フィルム基材には樹脂皮膜との接着力を調整する処理を施しておくことが好ましく、例えば樹脂皮膜と接着させる面の結合力を強化するために、化学結合を可能にするための官能基処理やコーティング処理、浸透などの物理的結合のための易接着コーティング、プライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、高エネルギー線照射処理、表面粗化処理、多孔質化処理などが挙げられる。
In addition, a trace amount of residual components (especially chloride ions) remain in the film manufacturing method, but a polycarbonate resin film with as little residual amount of components as possible can prevent deterioration of optical properties due to coloring due to aging of the substrate. This is preferable because it is possible.
The film base is preferably subjected to a treatment for adjusting the adhesive force with the resin film. For example, in order to enhance the bonding force of the surface to be adhered to the resin film, a functional group treatment for enabling chemical bonding. And coating treatment, easy adhesion coating for physical bonding such as penetration, primer treatment, corona treatment, plasma treatment, high energy ray irradiation treatment, surface roughening treatment, porous treatment and the like.

また、ポリカーボネート樹脂は溶剤溶解性が高く、樹脂皮膜を形成する液状の光硬化性樹脂がフィルムに塗工されてから硬化反応するまでの間に、光硬化性樹脂を多量に吸収して脆化する傾向があることから、光硬化性樹脂の吸収量を調整し屈曲性を保持する目的で、低分子量有機化合物の浸透を抑制するコーティング処理、アニールなどの緻密化処理などを施すことも好ましい。   Polycarbonate resin has high solvent solubility, and it absorbs a large amount of photocurable resin and becomes brittle after the liquid photocurable resin that forms the resin film is applied to the film until it undergoes a curing reaction. Therefore, for the purpose of adjusting the amount of absorption of the photocurable resin and maintaining the flexibility, it is also preferable to perform a densification treatment such as a coating treatment that suppresses the penetration of the low molecular weight organic compound and an annealing treatment.

フィルム基材には目的に応じて可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、難燃剤、ガスバリア機能を有する材料、粘着剤などを配合、あるいは積層体として複合化したものを使用することも好ましい。また光反射率を制御する目的で表面に誘電体薄膜やモスアイ構造を形成することも好ましい。
樹脂皮膜としては、高さが0.01μm〜20μmの範囲であって、特定方向に延在するピッチが0.01μm〜20μmの範囲である規則的な凸凹構造を表面に有し、厚みが0.01μm〜3μmの範囲の光硬化性樹脂の成形体からなる樹脂皮膜が好ましい。このような構造をとることで、樹脂皮膜の凸凹構造の上に金属ワイヤを形成することが容易になる。
Depending on the purpose, the film base material should be combined with plasticizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, pigments, flame retardants, gas barrier functions, adhesives, etc., or combined as a laminate It is also preferable. It is also preferable to form a dielectric thin film or a moth-eye structure on the surface for the purpose of controlling the light reflectance.
The resin film has a regular uneven structure on the surface whose height is in the range of 0.01 μm to 20 μm and the pitch extending in a specific direction is in the range of 0.01 μm to 20 μm, and the thickness is 0 A resin film made of a molded product of a photo-curing resin in the range of 0.01 μm to 3 μm is preferable. By taking such a structure, it becomes easy to form a metal wire on the uneven structure of the resin film.

ワイヤグリッド偏光板の特性として、金属ワイヤのピッチが対象とする光の波長の4分の1以下である時に十分な偏光性能が得られ、さらにピッチが小さくなるほど偏光性能が向上することが知られている。
樹脂皮膜表面の凸凹構造及び金属ワイヤのピッチが20μm以下であるとテラヘルツ帯域の偏光特性を発現でき、ピッチが150nm以下であると可視域までの特性も発現でき好ましい。さらにピッチが120nm以下であると400nm近傍の短波長光まで、10nm程度であると紫外領域までの偏光特性を併せもつことができるので特に好ましい、このようにピッチを小さくすることに対応していずれの波長域での消光比も向上するので、より好ましい。
As a characteristic of the wire grid polarizer, it is known that sufficient polarization performance can be obtained when the pitch of the metal wire is not more than a quarter of the wavelength of the target light, and that the polarization performance improves as the pitch becomes smaller. ing.
It is preferable that the uneven structure on the surface of the resin film and the pitch of the metal wires are 20 μm or less, so that polarization characteristics in the terahertz band can be expressed, and if the pitch is 150 nm or less, characteristics up to the visible range can be expressed. Furthermore, when the pitch is 120 nm or less, it is particularly preferable because it can have polarization characteristics up to a short wavelength light in the vicinity of 400 nm and to the ultraviolet region when it is about 10 nm. Since the extinction ratio in the wavelength region is also improved, it is more preferable.

樹脂皮膜の表面の凸凹構造の高さは、光学性能を向上させるために金属ワイヤの周囲の空気を含む層を構成する目的と、金属ワイヤの間隔を一定に強固に保持させるために十分な強度をもたせる目的から、該凸凹構造のピッチの0.5倍〜2.0倍の範囲、特に1.0倍〜2.0倍の範囲であることが好ましい。   The height of the uneven structure on the surface of the resin film is sufficient for the purpose of forming a layer containing air around the metal wire in order to improve the optical performance, and to keep the distance between the metal wires constant and firm For the purpose of providing a rugged structure, the pitch is preferably in the range of 0.5 to 2.0 times, more preferably in the range of 1.0 to 2.0 times the pitch of the uneven structure.

樹脂皮膜表面の凸凹構造の断面形状には制限はない。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。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。また、樹脂皮膜の凸部及びその側面の少なくとも一部を誘電体が覆いやすくする目的から、前記形状の端部又は頂点、谷は緩やかな曲率をもった湾曲形状にすることが好ましい。   There is no restriction | limiting in the cross-sectional shape of the uneven structure on the surface of a resin film. These cross-sectional shapes may be trapezoidal, rectangular, square, prismatic, sinusoidal, such as semicircular. Here, the sinusoidal shape means that it has a curved portion formed by repetition of a concave portion and a convex portion. The curved portion only needs to be a curved curve. For example, a shape having a constriction in the convex portion is included in the sine wave shape. Further, in order to make it easier for the dielectric to cover the convex portions of the resin film and at least a part of the side surfaces thereof, it is preferable that the ends, vertices, and valleys of the shape have a curved shape with a gentle curvature.

樹脂皮膜は上記したように光硬化性樹脂の成形体からなるが、基材との界面には基材のポリカーボネート樹脂との混合層が形成されている。ここでいう樹脂皮膜の厚みとは、基材中に浸透した光硬化性樹脂をも含めた、基材上に塗布されて硬化した光硬化性樹脂の固形重量の総量を、濃度100%の光硬化性樹脂の固形物の厚みに換算して決められる値である。
この樹脂皮膜の厚みは薄ければ薄いほど、(a)樹脂皮膜での光の吸収を抑えることができ、透過率が向上する、(b)樹脂皮膜中の揮発性残留成分量を減らし、ブリードなどによる汚染を防ぐことができる。(c)光硬化性樹脂の硬化収縮により発生するカールを小さくし、ワイヤグリッド偏光板の平面性を向上させる。(d)樹脂皮膜の屈曲性が向上し、ワイヤグリッド偏光板を変形させたときのクラックの発生を抑制できる。(e)温度や湿度の変化により基材や金属ワイヤとの層間に発生する応力ストレスへの追従性が向上し、製造工程での安定生産性や使用環境での信頼性が増すなどの好ましい効果が認められた。
As described above, the resin film is formed of a molded product of a photocurable resin, and a mixed layer with the polycarbonate resin of the base material is formed at the interface with the base material. The thickness of the resin film here means the total amount of the solid weight of the photocurable resin applied and cured on the base material including the photocurable resin that has penetrated into the base material. It is a value determined in terms of the thickness of the solid material of the curable resin.
The thinner the resin film, the more (a) the absorption of light in the resin film can be suppressed and the transmittance can be improved. (B) The amount of volatile residual components in the resin film can be reduced, and the bleed. Contamination due to such as can be prevented. (C) The curl generated by the curing shrinkage of the photocurable resin is reduced, and the flatness of the wire grid polarizer is improved. (D) The flexibility of the resin film is improved, and the occurrence of cracks when the wire grid polarizer is deformed can be suppressed. (E) Good effects such as improved followability to stress stress generated between layers of base material and metal wire due to changes in temperature and humidity, and increased stability in manufacturing process and reliability in use environment Was recognized.

その反面、ナノインプリント技術により樹脂皮膜の厚みを薄くして転写物を製造しようとすると、(f)光硬化性樹脂に混入している微小異物や、生産設備の周囲に浮遊している微小異物が転写面に混入したとき、異物の周囲にレンズ状欠陥が発生する頻度が高くなる。(g)塗り筋や、液ハジキなどの不具合により光硬化性樹脂を樹脂基材に均一に塗工することが困難で、転写欠陥が発生する頻度が高くなる。(h)光硬化性樹脂が酸素阻害を受け易くなり、未反応成分が残留して転写欠陥が発生する頻度が高くなるなどの問題があった。   On the other hand, if the thickness of the resin film is reduced by nanoimprint technology to produce a transferred material, (f) the minute foreign matter mixed in the photocurable resin or the minute foreign matter floating around the production facility When mixed into the transfer surface, the frequency of occurrence of lens-like defects around the foreign matter increases. (G) It is difficult to uniformly coat the photocurable resin on the resin base material due to defects such as smears and liquid repellency, and the frequency of occurrence of transfer defects increases. (H) There is a problem that the photocurable resin is susceptible to oxygen inhibition, and unreacted components remain to increase the frequency of occurrence of transfer defects.

本発明のワイヤグリッド偏光板は、光硬化性樹脂の組成と、転写プロセスの最適化によって、樹脂皮膜の厚みを0.005μm〜3μmの範囲に調整して製造できる。
本発明のワイヤグリッド偏光板は、光硬化性樹脂がポリカーボネート基材に浸透する量を制限してワイヤグリッド偏光板の屈曲性を維持する目的からは樹脂皮膜の厚みは3μm以下に制限することが好ましく、ワイヤグリッド偏光板の曲げや裁断加工などのストレスに対する耐久性を向上させる目的からは樹脂皮膜の厚みは2μm以下であることがより好ましい。ワイヤグリッド偏光板の平坦性を改善できる点からは樹脂皮膜の厚みは1μm以下であることが特に好ましい。他方、極度に樹脂皮膜が薄い場合には、ナノインプリントによる転写工程の際、光硬化性樹脂のほとんどがポリカーボネート樹脂に浸透してしまい、転写不良を引き起こす問題がある点から、樹脂皮膜の厚みは0.005μm以上あることが好ましい。
The wire grid polarizing plate of the present invention can be manufactured by adjusting the thickness of the resin film in the range of 0.005 μm to 3 μm by optimizing the composition of the photocurable resin and the transfer process.
In the wire grid polarizing plate of the present invention, the thickness of the resin film may be limited to 3 μm or less for the purpose of limiting the amount of the photocurable resin that permeates the polycarbonate substrate and maintaining the flexibility of the wire grid polarizing plate. Preferably, the thickness of the resin film is more preferably 2 μm or less for the purpose of improving durability against stress such as bending and cutting of the wire grid polarizer. In view of improving the flatness of the wire grid polarizer, the thickness of the resin film is particularly preferably 1 μm or less. On the other hand, when the resin film is extremely thin, most of the photocurable resin penetrates into the polycarbonate resin during the transfer process by nanoimprinting, and there is a problem of causing a transfer defect. 0.005 μm or more is preferable.

本発明のワイヤグリッド偏光板は、ロールプロセスによって製造する目的から曲率半径が10cm以下の曲げによる割れや細かい内部欠陥による白化などの不具合が発生しないことが好ましく、裁断などの2次加工を容易に実施する目的から曲率半径が5cm以下の曲げによる不具合が発生しないことがより好ましく、貼り合せなどの細かい加工を容易に実施する目的から曲率半径が1cm以下の曲げによる不具合が発生しないことが特に好ましい。このような屈曲性が維持されたワイヤグリッド偏光板を製造する手段としては樹脂皮膜の厚みを制限する方法や、光硬化性樹脂がポリカーボネート樹脂基材に浸透する量を基材フィルムの表面処理によって制限する方法や、光硬化性樹脂のポリカーボネート樹脂への浸透性を調整する方法や、光硬化性樹脂をフィルム基材上に塗工してから硬化反応させるまでのプロセス条件によって光硬化性樹脂の浸透量を調整する方法が挙げられる。
このようにして製造されるワイヤグリッド偏光板は曲げや延伸、圧縮などのストレスに強く、裁断することも容易で、裁断線の周囲についても割れや細かい内部欠陥による白化などの不具合が発生しないので、任意の形状や数ミリ角の小片に切り分けることも可能である。
The wire grid polarizer of the present invention is preferably free from defects such as cracking due to bending with a radius of curvature of 10 cm or less and whitening due to fine internal defects for the purpose of manufacturing by a roll process, and facilitates secondary processing such as cutting. For the purpose of carrying out, it is more preferable not to cause problems due to bending with a radius of curvature of 5 cm or less, and for the purpose of easily carrying out fine processing such as bonding, it is particularly preferable that no problems with bending with a radius of curvature of 1 cm or less occur. . As a means for producing such a wire grid polarizing plate with flexibility maintained, the method of limiting the thickness of the resin film, or the amount of the photocurable resin penetrating into the polycarbonate resin base material by surface treatment of the base film Depending on the process conditions from the method of limiting, the method of adjusting the penetrability of the photocurable resin to the polycarbonate resin, and the curing reaction after the photocurable resin is applied on the film substrate, A method for adjusting the amount of permeation can be mentioned.
The wire grid polarizer manufactured in this way is resistant to stresses such as bending, stretching, and compression, can be easily cut, and does not cause defects such as whitening due to cracks or fine internal defects around the cutting line. It is also possible to cut into small pieces of arbitrary shapes and several millimeters square.

また樹脂皮膜の厚みを薄く出来ることで、本発明のワイヤグリッド偏光板は温度や湿度の変化に対しても高い信頼性を有していることが確認された。一般に材料の非表面積が増加する場合には信頼性は低下する傾向があるが、本発明のワイヤグリッド偏光板の場合には、おそらく厚みを薄くしたことで樹脂基材や金属ワイヤとの層間に発生する応力ストレスへの追従性が向上した結果、逆に信頼性が増したと推測される。
樹脂皮膜の厚みを薄くし、且つ転写欠陥の発生を少なくするためには、使用する光硬化性樹脂の粘度が低く、スタンパからの離型性が良く、ポリカーボネート樹脂基材に対する浸透性と接着性のバランスが良いことが求められる。
Moreover, it was confirmed that the wire grid polarizing plate of this invention has high reliability also with respect to the change of temperature and humidity because the thickness of a resin film can be made thin. Generally, when the non-surface area of the material increases, the reliability tends to decrease. However, in the case of the wire grid polarizer of the present invention, it is probably between the resin base material and the metal wire layer by reducing the thickness. As a result of improving the followability to the generated stress stress, it is estimated that the reliability is increased.
In order to reduce the thickness of the resin film and reduce the occurrence of transfer defects, the viscosity of the photo-curing resin used is low, the releasability from the stamper is good, and the permeability and adhesiveness to the polycarbonate resin substrate A good balance is required.

本発明で使用される光硬化性樹脂は、(A)1分子中に3以上のアクリル基及び/またはメタクリル基を含有する1種以上の単量体を、15〜60重量%の範囲で含有すること。(B)光硬化反応によって結合して固形となる成分が98重量%以上であること。(C)25℃における粘度が12mPa・s以下であることを同時に満たす組成物であることが好ましい。さらに(D)アクリル基及び/またはメタクリル基を含有するシリコン化合物を0.1〜10重量%の範囲で含有すること。(E)粘性の調整及び、硬化物の諸物性を調整する目的でさらに別の単量体を配合することがより好ましい。(F)光硬化性樹脂組成物への光重合開始剤の配合比は0.1〜5.0重量%の範囲であることが好ましい。(G)光硬化性樹脂組成物は、異物(パーティクル)が、ろ過などの手法で除去されているものが好ましい。ろ過の場合、捕捉出来る最小粒子径が1μm以下のフィルターを使用することが好ましく、樹脂皮膜を薄くしたときの歩留まりを向上させるには0.5μm以下のものがさらに好ましい。いずれの最小粒子径でも、フィルターの捕捉効率は99.9%以上であることが好ましい。   The photocurable resin used in the present invention contains (A) one or more monomers containing 3 or more acrylic groups and / or methacrylic groups in one molecule in a range of 15 to 60% by weight. To do. (B) The component which becomes a solid by bonding by the photocuring reaction is 98% by weight or more. (C) It is preferable that it is a composition which satisfy | fills simultaneously that the viscosity in 25 degreeC is 12 mPa * s or less. Furthermore, (D) the silicon compound containing an acrylic group and / or a methacryl group is contained in the range of 0.1 to 10% by weight. (E) It is more preferable to add another monomer for the purpose of adjusting the viscosity and adjusting various physical properties of the cured product. (F) It is preferable that the compounding ratio of the photoinitiator to the photocurable resin composition is in the range of 0.1 to 5.0% by weight. (G) As for the photocurable resin composition, the thing from which the foreign material (particle) was removed by techniques, such as filtration, is preferable. In the case of filtration, it is preferable to use a filter having a minimum particle diameter of 1 μm or less that can be captured, and more preferably 0.5 μm or less in order to improve the yield when the resin film is thinned. For any minimum particle size, the filter capture efficiency is preferably 99.9% or more.

光硬化性樹脂組成物には、本来の目的を損なわない範囲で必要に応じて他の従来の添加物、例えば流動調整剤、レベリング剤、有機及び無機の染料及び顔料、増量剤、可塑剤、潤滑剤、補強剤、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、沈降防止剤、消泡剤、耐磨耗性付与剤、摩擦低減剤、帯電防止剤、防曇剤等を含むことが出来る。   In the photocurable resin composition, other conventional additives such as flow regulators, leveling agents, organic and inorganic dyes and pigments, extenders, plasticizers, and the like as long as they do not impair the original purpose. Lubricants, reinforcing agents, antioxidants, anti-yellowing agents, UV absorbers, bluing agents, anti-settling agents, antifoaming agents, antiwear agents, friction reducers, antistatic agents, antifogging agents, etc. Can be included.

樹脂皮膜は、ロールプロセスでの光ナノインプリント技術により成形することが好ましく、例えば樹脂皮膜表面の凸凹構造の反転形状となる凹凸構造を有するモールドに、光硬化性樹脂組成物を流し込み、光硬化させることで成形する。光硬化性樹脂組成物をモールドに流し込む方法としては、ポリカーボネート樹脂基材に光硬化性樹脂組成物を薄膜状に塗布した後で、モールドと接触させ、モールドの凹凸構造とポリカーボネート樹脂基材の間に充填する方法や、モールドの表面に光硬化性樹脂組成物を薄膜状に塗布した後、ポリカーボネート樹脂基材と接触させることでモールドの凹凸構造とポリカーボネート樹脂基材の間に充填する方法が挙げられる。   The resin film is preferably formed by optical nanoimprint technology in a roll process. For example, a photocurable resin composition is poured into a mold having a concavo-convex structure that is an inverted shape of the uneven structure on the surface of the resin film, and is photocured. Molded with. As a method for pouring the photocurable resin composition into the mold, after applying the photocurable resin composition to the polycarbonate resin base material in a thin film form, it is brought into contact with the mold, and between the uneven structure of the mold and the polycarbonate resin base material. And a method of filling the mold surface between the concavo-convex structure of the mold and the polycarbonate resin substrate by applying the photocurable resin composition to the surface of the mold in a thin film and then contacting the polycarbonate resin substrate. It is done.

光硬化性樹脂組成物を塗布する方法には特に制限は無く、例えば、ロールコーター法、(マイクロ)グラビアコーター法、エアドクタコーター法、ブレ−ドコーター法、ナイフコーター法、ロッドコーター法、カーテン(フロー)コーター法、キスコーター法、ビードコーター法、キャストコーター法、ロータリースクリーン法、浸漬コーティング法、スロットオリフィスコーター法、バーコード法、スプレーコーティング法、スピンコーティング法、押出コーター、ファウンテンコーター法などが挙げられる。   The method for applying the photocurable resin composition is not particularly limited. For example, a roll coater method, a (micro) gravure coater method, an air doctor coater method, a blade coater method, a knife coater method, a rod coater method, a curtain ( Flow) coater method, kiss coater method, bead coater method, cast coater method, rotary screen method, dip coating method, slot orifice coater method, barcode method, spray coating method, spin coating method, extrusion coater, fountain coater method, etc. It is done.

いずれの方法にせよ、モールドの凹凸構造内に気泡を混入させないこと、及びモールドとポリカーボネート樹脂基材間に保持した光硬化性樹脂組成物の厚みむらを小さくすることが重要である。
モールドの温度は25℃〜100℃の範囲で一定に調節されていることが好ましい。モールドの温度が25℃以上であると光硬化性樹脂の流動性が向上すると共に、樹脂皮膜とポリカーボネート樹脂基材との接着力が向上する効果や、樹脂皮膜の硬化反応後のモールドからの離型性が向上する効果があるので好ましい。またモールドの温度が100℃以下であると基材の熱変形や、光硬化性樹脂のポリカーボネート樹脂基材への浸透量を抑制できるので好ましい。30℃〜80℃の範囲がより好ましく、35℃〜70℃の範囲がさらに好ましく、40℃〜65℃の範囲が特に好ましい。
In any method, it is important not to mix air bubbles into the uneven structure of the mold and to reduce the thickness unevenness of the photocurable resin composition held between the mold and the polycarbonate resin substrate.
It is preferable that the temperature of the mold is constantly adjusted in the range of 25 ° C to 100 ° C. When the mold temperature is 25 ° C. or higher, the fluidity of the photocurable resin is improved, the effect of improving the adhesion between the resin film and the polycarbonate resin substrate, and the separation from the mold after the resin film is cured. This is preferable because it has an effect of improving moldability. Moreover, since the temperature of a mold is 100 degrees C or less, since the thermal deformation of a base material and the osmosis | permeation amount to the polycarbonate resin base material of a photocurable resin can be suppressed, it is preferable. The range of 30 ° C to 80 ° C is more preferable, the range of 35 ° C to 70 ° C is more preferable, and the range of 40 ° C to 65 ° C is particularly preferable.

樹脂皮膜の厚みは、モールドへの光硬化性樹脂組成物の充填量と、樹脂基材とモールドを押し当てる圧力によって調整することが出来る。
また転写設備周辺のクリーン度はクラス10000以上であることが好ましく、クラス1000以上であることがより好ましく、クラス100以上であることがさらに好ましく、クラス10以上であることが特に好ましい。
The thickness of the resin film can be adjusted by the filling amount of the photocurable resin composition into the mold and the pressure for pressing the resin substrate and the mold.
The degree of cleanliness around the transfer equipment is preferably class 10000 or more, more preferably class 1000 or more, further preferably class 100 or more, and particularly preferably class 10 or more.

樹脂皮膜と金属ワイヤとの密着性を向上させるために、金属ワイヤを形成する前に誘電体層を樹脂皮膜表面の凸部及び、その側面部の少なくとも一部を覆うように設けておくことが好ましい。誘電体層を構成する誘電体は、樹脂皮膜及び金属ワイヤを構成する金属との密着力が強い材料が好ましく、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。   In order to improve the adhesion between the resin film and the metal wire, the dielectric layer may be provided so as to cover the convex part on the surface of the resin film and at least a part of the side surface part before forming the metal wire. preferable. The dielectric constituting the dielectric layer is preferably a material having strong adhesion to the resin film and the metal constituting the metal wire. For example, silicon (Si) oxide, nitride, halide, carbide alone or its Composite, aluminum (Al), chromium (Cr), yttrium (Y), zirconia (Zr), tantalum (Ta), titanium (Ti), barium (Ba), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), magnesium (Mg), calcium (Ca), cerium (Ce), copper (Cu) and other metal oxides, nitrides, halides, carbides or their composites (in addition to dielectrics alone) Or a dielectric material in which a single element or a compound is mixed.

金属ワイヤを構成する金属としては、特に制限は無く、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。コストと耐久性の観点からAl又はその合金で構成されていることがより好ましい。
金属ワイヤを樹脂皮膜の上、好ましくは予め樹脂皮膜層の凸部及び、その側面部の少なくとも一部を覆うように形成された誘電体層の上に形成する方法には特に制限は無く、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が好ましく、中でも、金属を凸部に選択的に、又は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く、例えば、真空蒸着法が挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as a metal which comprises a metal wire, For example, it is preferable to be comprised by aluminum (Al), silver, or those alloys. From the viewpoint of cost and durability, it is more preferably composed of Al or an alloy thereof.
There is no particular limitation on the method for forming the metal wire on the resin film, preferably on the dielectric layer formed so as to cover at least a part of the convex part of the resin film layer and the side surface part in advance. A physical vapor deposition method such as vacuum deposition, sputtering, or ion plating is preferred, and among them, a method in which a metal can be selectively laminated on the convex portion selectively or biased to one side of the convex portion is preferred. For example, a vacuum deposition method may be mentioned.

金属ワイヤの幅は、光学特性及びワイヤグリッドの構造強度の観点から樹脂皮膜の表面の凸凹構造のピッチの0.2倍から0.6倍の範囲であることが好ましい。また、金属ワイヤの高さは、ワイヤグリッド偏光板の光学特性及び、ワイヤグリッドの構造強度及び、金属ワイヤと凸凹構造との密着力を考慮すると、20nmから220nmの範囲が好ましく、50nmから200nmの範囲がより好ましい。また、金属ワイヤは、樹脂皮膜の表面の凸部頂部より上方に伸びるよう設けられていることが、光学特性上好ましい。   The width of the metal wire is preferably in the range of 0.2 to 0.6 times the pitch of the uneven structure on the surface of the resin film from the viewpoint of optical characteristics and the structural strength of the wire grid. Further, the height of the metal wire is preferably in the range of 20 nm to 220 nm, considering the optical properties of the wire grid polarizer, the structural strength of the wire grid, and the adhesion between the metal wire and the uneven structure, and preferably 50 nm to 200 nm. A range is more preferred. Moreover, it is preferable on optical characteristics that the metal wire is provided so as to extend upward from the top of the convex portion on the surface of the resin film.

本発明のワイヤグリッド偏光板は、所望の物品に接着する目的で、金属ワイヤの面上に粘着剤層や接着剤層を形成することもできる。また、汚れ防止とクリーニング性を持たせる目的で、金属ワイヤの面上に保護層を形成することも好ましい。これらの粘着剤層や接着剤層には特に制限はなく、従来公知の材料を使用することが出来るが、高温高湿度の使用環境における偏光板の性能低下を抑制するためには、これらの層の酸価は5.0mgKOH/g以下であることが好ましい。これらの層を金属ワイヤの面上に形成する際、優れた光学性能を発現する点では金属ワイヤ同士に挟まれる領域がこれらの層を形成する材料で満たされるのでは無く空気またはこれらの層を形成する材料よりも屈折率の小さい物質によって満たされていることが好ましく、ワイヤグリッド偏光板が優れた耐久性を発現する点では金属ワイヤ同士に挟まれる領域がこれらの層を形成する材料で満たされていることが好ましい。金属ワイヤの面上の保護層には目的に応じて可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、難燃剤、ガスバリア機能を有する材料、屈折率の調整剤などを配合、あるいは積層体として複合化したものを使用することもできる。また保護層の表面に光反射率を制御する目的で誘電体薄膜やモスアイ構造を形成することも好ましい。   The wire grid polarizing plate of this invention can also form an adhesive layer and an adhesive bond layer on the surface of a metal wire for the purpose of adhere | attaching on a desired article. It is also preferable to form a protective layer on the surface of the metal wire for the purpose of preventing dirt and providing cleaning properties. These pressure-sensitive adhesive layers and adhesive layers are not particularly limited, and conventionally known materials can be used. However, in order to suppress deterioration of the performance of the polarizing plate in a high-temperature and high-humidity environment, these layers are used. The acid value of is preferably 5.0 mgKOH / g or less. When these layers are formed on the surface of the metal wire, the region sandwiched between the metal wires is not filled with the material forming these layers in terms of expressing excellent optical performance, but air or these layers are not filled. It is preferable that the material is filled with a material having a refractive index smaller than that of the material to be formed, and the region sandwiched between the metal wires is filled with the material forming these layers in that the wire grid polarizing plate exhibits excellent durability. It is preferable that Depending on the purpose, plastic layer, antioxidant, UV absorber, dye, pigment, flame retardant, gas barrier function material, refractive index adjuster, etc. are blended into the protective layer on the surface of the metal wire, or laminate It is also possible to use a composite as It is also preferable to form a dielectric thin film or a moth-eye structure on the surface of the protective layer for the purpose of controlling the light reflectance.

本発明のワイヤグリッド偏光板は、基材が熱加工性に優れたポリカーボネート樹脂なので、偏光分離機能を保持したままで、加熱による変形を含む2次加工をすることが可能になるといったメリットがある。2次加工とは、具体的には加熱によるプレス成形、熱延伸、被着体となる物品との熱ラミネートなどが挙げられる。   The wire grid polarizing plate of the present invention has a merit that since the base material is a polycarbonate resin excellent in heat processability, it is possible to perform secondary processing including deformation due to heating while maintaining the polarization separation function. . Specific examples of the secondary processing include press molding by heating, thermal stretching, and thermal lamination with an article to be adhered.

本発明を実施例に基づいて説明する。
なお、実施例中の主な測定値は以下の方法で測定した。
(粘度の測定)
E型粘度計(東機産業製型番RE550L)を用い、試料量1.0mlで評価した。粘度の測定は全て25℃で行った。
The present invention will be described based on examples.
The main measurement values in the examples were measured by the following methods.
(Measurement of viscosity)
An E type viscometer (model number RE550L manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) was used for evaluation with a sample amount of 1.0 ml. All viscosity measurements were made at 25 ° C.

(透過率、偏光度の測定)
実施例、比較例のワイヤグリッド偏光板について、分光光度計(V-7100 日本分光製)を用い偏光度及び光線透過率を測定した。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、光線透過率は下記式より算出した。また、測定波長は550nmとした。
偏光度=[(Imax−Imin)/(Imax+Imin)]×100 %
光線透過率=[(Imax+Imin)/2] %
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。
(Measurement of transmittance and degree of polarization)
About the wire grid polarizing plate of an Example and a comparative example, the polarization degree and the light transmittance were measured using the spectrophotometer (made by V-7100 JASCO). 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 and the light transmittance were calculated from the following equations. The measurement wavelength was 550 nm.
Polarization degree = [(Imax−Imin) / (Imax + Imin)] × 100%
Light transmittance = [(Imax + Imin) / 2]%
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.

(欠点観察)
10倍のルーペを用いて、樹脂薄膜の欠損の有無、キズ、シワ、異物などの有無を観察した。
(曲げ試験)
半径が10、5、1、0.5cmの円筒の外周に沿ってワイヤグリッド偏光板を巻きつけるように曲げて10分間保持している間に、割れや白化などの異常が発生するかどうかを評価した。
(Defect observation)
Using a 10-fold magnifier, the presence or absence of defects in the resin thin film, the presence or absence of scratches, wrinkles, foreign matter, etc. were observed.
(Bending test)
Whether or not an abnormality such as cracking or whitening occurs while bending the wire grid polarizer along the outer periphery of a cylinder having a radius of 10, 5, 1, 0.5 cm and holding it for 10 minutes. evaluated.

[実施例1]
(ワイヤグリッド偏光板の製造)
三官能以上のアクリレート化合物である単量体として、トリメチロールプロパントリアクリレートを25質量%、N−ビニル化合物である単量体としてN−ビニル−2−ピロリドンを5質量%、その他の単量体として1,9−ノナンジオールジアクリレートを67質量%、光重合開始剤として2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイドを2質量%、シリコンジアクリレートを1質量%配合したものをろ過して光硬化性樹脂1を調整した。この粘度は11.0mPa・sであった。
[Example 1]
(Manufacture of wire grid polarizer)
Trimethylolpropane triacrylate is 25% by mass as a monomer that is a trifunctional or higher acrylate compound, N-vinyl-2-pyrrolidone is 5% by mass as a monomer that is an N-vinyl compound, and other monomers. As a photopolymerization initiator, 67% by mass of 1,9-nonanediol diacrylate, 2% by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, and 1% by mass of silicon diacrylate were filtered. Then, the photocurable resin 1 was prepared. This viscosity was 11.0 mPa · s.

厚み92μm、幅250mm、長さ200mのロール状のポリカーボネート樹脂フィルム1(帝人化成(株)製 パンライトD−92)上に連続的に上記光硬化性樹脂1を塗布した後、この状態のままで20℃、50%RHの標準環境下で5秒間搬送した後で、微細格子パターンを表面に有するロールスタンパと接触させながら紫外線硬化させることで、微細格子パターンを連続的に転写した。この転写フィルムの断面を電子顕微鏡により観察したところ微細格子パターンの形状はロールスタンパの正確な反転形状になっており、ピッチが100nm、高さが105nmのライン&スペース構造であることが確認できた。樹脂皮膜の厚みは0.4μmであった。   After the above photo-curable resin 1 was continuously applied onto a roll-shaped polycarbonate resin film 1 (Teijin Kasei Co., Ltd. Panlite D-92) having a thickness of 92 μm, a width of 250 mm, and a length of 200 m, this state was maintained. After being transported for 5 seconds in a standard environment of 20 ° C. and 50% RH, the fine lattice pattern was continuously transferred by UV curing while being in contact with a roll stamper having the fine lattice pattern on the surface. When the cross section of this transfer film was observed with an electron microscope, the shape of the fine lattice pattern was an accurate inversion of the roll stamper, and it was confirmed that the line and space structure had a pitch of 100 nm and a height of 105 nm. . The thickness of the resin film was 0.4 μm.

転写フィルムを連続製膜装置によって、転写フィルムの転写面側に窒化珪素薄膜を形成した。次いで窒化珪素薄膜の上にアルミニウムのワイヤを形成することでワイヤグリッド偏光板1を製造した。
なお、製造に使用したポリカーボネート樹脂フィルム1のガラス転移温度は145℃、位相差値は11nm以下であった。
また転写、製膜の両工程は6インチコアを用いたロールプロセスであるが、製造されたワイヤグリッド偏光板1について割れ、欠け、白化などの不具合は全く認められなかった。
A silicon nitride thin film was formed on the transfer surface side of the transfer film by a continuous film forming apparatus. Next, an aluminum wire was formed on the silicon nitride thin film to produce a wire grid polarizer 1.
In addition, the glass transition temperature of the polycarbonate resin film 1 used for manufacture was 145 degreeC, and the phase difference value was 11 nm or less.
Further, both the transfer and film forming processes are roll processes using a 6-inch core, but no defects such as cracking, chipping, and whitening were observed in the manufactured wire grid polarizer 1.

(ワイヤグリッド偏光板の評価)
ワイヤグリッド偏光板1について、上記の要領で偏光度と透過率、欠点の有無、曲げ試験を実施した。結果を表1に示した。
欠点については製品の全面にわたり樹脂薄膜の欠損などの不具合は全く認められなかった。
曲げ試験については全ての曲率半径について全く異常が認められなかった。さらにワイヤグリッド偏光板をハサミで切断して、切断部を10倍のルーペで観察したが滑らかに切れており、切断線の周りに欠けなどの不具合は発生していなかった。
(Evaluation of wire grid polarizer)
About the wire grid polarizing plate 1, the polarization degree and the transmittance | permeability, the presence or absence of a fault, and the bending test were implemented in said way. The results are shown in Table 1.
As for the defects, no defects such as defects of the resin thin film were found over the entire surface of the product.
In the bending test, no abnormality was found in all the radii of curvature. Further, the wire grid polarizing plate was cut with scissors and the cut portion was observed with a 10-fold magnifier, but it was cut smoothly and no defects such as chipping occurred around the cutting line.

(ワイヤグリッド偏光板の加熱変形)
最大高さが100μmであって、特定方向に延在する山谷平均間隔が500μmであるレンチキュラーレンズ形状の起伏構造を有する、一辺が5cmである正方形のSUS金属製の型とワイヤグリッド偏光板1とを重ねた状態で加熱しながら押圧を加える方法を用いた。金属製の型の雄型(山部)と雌型(谷部)の間に、ワイヤグリッド偏光板1の透過軸方向とレンチキュラーレンズの稜線方向が直交するようにして山谷部とワイヤグリッド偏光板1の凹凸部を有さない側を向かい合わせるようにして挿入し、130℃で5分間予熱した後、50kgf/cm2の圧力で、145℃で1分間プレスした後、20℃に冷却することで光拡散機能を兼備したワイヤグリッド偏光板1Aを製造した。このものを10倍のルーペで観察したところ、プレス成形に起因するワイヤグリッド表面層の剥離や、折り曲げ部での亀裂などの異常は全く認められず滑らかに成形されていた。また成形後の偏光度、透過率の値も維持されていた。
(Heat deformation of wire grid polarizer)
A square SUS metal mold having a lenticular lens-shaped relief structure with a maximum height of 100 μm and an average interval between peaks and valleys extending in a specific direction of 500 μm, and a wire grid polarizer 1 A method of applying pressure while heating in a state where the layers were stacked was used. Between the metal mold male (crest) and female (valley), the trough and the wire grid polarizing plate 1 so that the transmission axis direction of the wire grid polarizing plate 1 and the ridge line direction of the lenticular lens are orthogonal to each other. 1 After inserting the side not having the concavo-convex part facing each other, preheating at 130 ° C. for 5 minutes, pressing at 145 ° C. for 1 minute at a pressure of 50 kgf / cm 2, and then cooling to 20 ° C. A wire grid polarizer 1A having a light diffusion function was manufactured. When this was observed with a magnifying glass 10 times, abnormalities such as peeling of the surface layer of the wire grid due to press molding and cracks at the bent portion were not recognized at all, and the molding was smooth. Also, the degree of polarization and transmittance after molding were maintained.

[比較例1]
(ワイヤグリッド偏光板の製造)
光硬化性樹脂1の代わりに市販の光硬化性樹脂組成物PAK−01(東洋合成製)を用いて、実施例1と同様にしてワイヤグリッド偏光板の製造を試みた。この樹脂組成物の粘度は72.0mPa・sであった。しかしながら連続転写の工程において、樹脂の塗布厚みが不均一なうえロールスタンパと接触させたときに気泡が入りやすく、転写を開始した直後からロールスタンパが樹脂の付着残留物で汚染されてしまった。このため連続プロセスによる製造は断念し、あらためて厚み92μm、幅200mm、長さ200mmの正方形のポリカーボネート樹脂フィルム上に、バーコータを用いてPAK−01を塗付した後、20℃、50%RHの標準環境下で5秒間保持してから、微細格子パターンを表面に有する幅100mm、長さ100mmの平板状のスタンパと接触させながら紫外線硬化させることで、微細格子パターンを転写したが、部分的にスタンパに樹脂の付着残留物が発生した。この転写フィルムの断面を電子顕微鏡により観察したところ、微細格子パターンの形状は概ねロールスタンパの反転形状になっており、ピッチが100nm、高さが105nmのライン&スペース構造が確認できたものの、スタンパに樹脂の付着残留物が発生した箇所においては平均径が200〜2000μmの微細格子パターンの無い領域が多数存在した。また樹脂皮膜の厚みには若干のむらがあり5〜8μmの範囲であった。この転写フィルムを回分式の製膜装置を使用した以外は実施例1と同様にして、転写フィルムの転写面側に窒化珪素薄膜を形成した。次いで窒化珪素薄膜の上にアルミニウムのワイヤを形成することでワイヤグリッド偏光板2を製造した。
[Comparative Example 1]
(Manufacture of wire grid polarizer)
Using a commercially available photocurable resin composition PAK-01 (manufactured by Toyo Gosei) instead of the photocurable resin 1, production of a wire grid polarizing plate was attempted in the same manner as in Example 1. The viscosity of this resin composition was 72.0 mPa · s. However, in the continuous transfer process, the coating thickness of the resin is not uniform, and bubbles are easily generated when the resin is brought into contact with the roll stamper, and the roll stamper is contaminated with the resin adhesion residue immediately after the transfer is started. For this reason, production by a continuous process was abandoned, and after PAK-01 was applied on a square polycarbonate resin film having a thickness of 92 μm, a width of 200 mm, and a length of 200 mm using a bar coater, the standard of 20 ° C. and 50% RH was used. After holding for 5 seconds in the environment, the fine lattice pattern was transferred by UV curing while being in contact with a flat stamper having a width of 100 mm and a length of 100 mm having the fine lattice pattern on the surface. Resin adhesion residue was generated. When the cross section of this transfer film was observed with an electron microscope, the shape of the fine lattice pattern was almost the reverse of the roll stamper, and a line and space structure with a pitch of 100 nm and a height of 105 nm was confirmed. In areas where resin residue was generated, a large number of regions having an average diameter of 200 to 2000 μm and no fine lattice pattern were present. The thickness of the resin film was slightly uneven and was in the range of 5 to 8 μm. A silicon nitride thin film was formed on the transfer surface side of the transfer film in the same manner as in Example 1 except that a batch type film forming apparatus was used for this transfer film. Next, an aluminum wire was formed on the silicon nitride thin film to produce a wire grid polarizer 2.

(ワイヤグリッド偏光板の評価)
実施例1と同様にして偏光度と透過率、欠点の有無、曲げ試験を実施した。結果を下記表1に示した。
欠点については、上記したように転写工程で既に微細格子パターンの無い領域が多数存在しており、また部分的にフィルム基材が白化していたり、割れが発生したりしていた。
曲げ試験については、全ての曲率半径について割れあるいは白化といった不具合が発生した。
(Evaluation of wire grid polarizer)
In the same manner as in Example 1, the degree of polarization and transmittance, the presence or absence of defects, and a bending test were performed. The results are shown in Table 1 below.
As for the disadvantages, as described above, there are already many regions without a fine lattice pattern in the transfer process, and the film base material is partially whitened or cracked.
Regarding the bending test, defects such as cracking or whitening occurred for all the radii of curvature.

[実施例2]
(ワイヤグリッド偏光板の製造)
ポリカーボネート樹脂フィルム1の代わりにポリカーボネート樹脂フィルム3(三菱ガス化学(株)製 ユピゼータFPC−2136)を用いた以外、実施例1と同様にしてワイヤグリッド偏光板の製造を試みた。なお、ポリカーボネート樹脂フィルム3のガラス転移温度は131℃、位相差値は90nmであった。
実施例1と同様にして、微細格子パターンを連続的に転写したフィルムの断面を電子顕微鏡により観察したところ、微細格子パターンの形状はロールスタンパの正確な反転形状になっており、ピッチが100nm、高さが105nmのライン&スペース構造であることが確認できた。樹脂皮膜の厚みは0.4μmであった。しかしながら、この転写フィルムを引き続き、連続製膜装置によって、転写フィルムの転写面側に窒化珪素薄膜を形成しようとしたところ、フィルム基材が大きく熱変形したためにワイヤグリッド偏光板を連続的に製造することは出来なかった。
そこで、転写フィルムを回分式の製膜装置を使用した以外は実施例1と同様にして、転写フィルムの転写面側に窒化珪素薄膜を形成した。次いで窒化珪素薄膜の上にアルミニウムのワイヤを形成することでワイヤグリッド偏光板3を製造した。
[Example 2]
(Manufacture of wire grid polarizer)
Production of a wire grid polarizing plate was attempted in the same manner as in Example 1 except that the polycarbonate resin film 3 (Iupizeta FPC-2136 manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) was used instead of the polycarbonate resin film 1. The polycarbonate resin film 3 had a glass transition temperature of 131 ° C. and a retardation value of 90 nm.
When the cross section of the film on which the fine lattice pattern was continuously transferred was observed with an electron microscope in the same manner as in Example 1, the shape of the fine lattice pattern was an exact inverted shape of the roll stamper, and the pitch was 100 nm. It was confirmed that the line and space structure had a height of 105 nm. The thickness of the resin film was 0.4 μm. However, when this transfer film was continuously formed on the transfer surface side of the transfer film by a continuous film forming apparatus, a wire grid polarizing plate was continuously produced because the film base material was largely thermally deformed. I couldn't.
Therefore, a silicon nitride thin film was formed on the transfer surface side of the transfer film in the same manner as in Example 1 except that a batch-type film forming apparatus was used for the transfer film. Next, an aluminum wire was formed on the silicon nitride thin film to produce a wire grid polarizer 3.

(ワイヤグリッド偏光板の評価)
ワイヤグリッド偏光板3について、上記の要領で偏光度と透過率、欠点の有無、曲げ試験を実施した。結果を下記表1に示した。欠点については製品の全面にわたり樹脂薄膜の欠損などの不具合は全く認められなかった。
曲げ試験については全ての曲率半径について全く異常が認められなかった。さらにワイヤグリッド偏光板をハサミで切断して、切断部を10倍のルーペで観察したが滑らかに切れており、切断線の周りに欠けなどの不具合は発生していなかった。
(Evaluation of wire grid polarizer)
About the wire grid polarizing plate 3, the polarization degree and the transmittance | permeability, the presence or absence of a fault, and the bending test were implemented in said way. The results are shown in Table 1 below. As for the defects, no defects such as defects of the resin thin film were found over the entire surface of the product.
In the bending test, no abnormality was found in all the radii of curvature. Further, the wire grid polarizing plate was cut with scissors and the cut portion was observed with a 10-fold magnifier, but it was cut smoothly and no defects such as chipping occurred around the cutting line.

Figure 2012108366
Figure 2012108366

本発明は、光学性能の点でも、低欠陥高品位の点でも良好であって、屈曲性に優れるために薄くて軽量で大面積のものも製造可能であって、加工性や信頼性にも優れたワイヤグリッド偏光板を、安定した品質で安価に提供できる。本発明のワイヤグリッド偏光板は、加熱による変形を含む2次加工をすることも可能であって、軽量薄型化が要求される小型ディスプレイ装置や、偏光を応用するセンサーなどの用途に好ましく使用できる。   The present invention is good both in terms of optical performance and low defect and high quality, and because it is excellent in flexibility, it can be manufactured in a thin, lightweight and large area, and it is also easy to process and improve reliability. An excellent wire grid polarizer can be provided at low cost with stable quality. The wire grid polarizing plate of the present invention can also be subjected to secondary processing including deformation due to heating, and can be preferably used for applications such as a small display device that is required to be lightweight and thin, and a sensor that applies polarized light. .

Claims (3)

ポリカーボネート樹脂フィルムからなる基材と、前記基材上に形成される厚みが0.005μmから3μmの樹脂皮膜と、前記樹脂皮膜上に形成された金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、曲率半径が10cm以下の曲げが可能であることを特徴とするワイヤグリッド偏光板。 A wire grid polarizer comprising: a base material made of a polycarbonate resin film; a resin film having a thickness of 0.005 μm to 3 μm formed on the base material; and a metal wire formed on the resin film. A wire grid polarizer having a radius of curvature of 10 cm or less. 前記ポリカーボネート樹脂フィルムのガラス転移温度が140℃以上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。 The wire grid polarizing plate according to claim 1, wherein the polycarbonate resin film has a glass transition temperature of 140 ° C. or higher. 前記ポリカーボネート樹脂フィルムの位相差値が50nm以下であることを特徴とする、請求項1から請求項2に記載のワイヤグリッド偏光板。 The wire grid polarizing plate according to claim 1, wherein a retardation value of the polycarbonate resin film is 50 nm or less.
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