JP4617329B2 - ワイヤグリッド偏光板の製造方法 - Google Patents
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K=tanθ/((P−W)/H) (0.1≦K≦3 ) 式(1)
ここで、Pは格子状凸部間のピッチであり、Wは格子状凸部の半値幅であり、Hは格子状凸部の高さである。
本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法においては、基材の表面に格子状凸部に対して、前記格子状凸部の長手方向と金属を被着する方向とのなす角を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し、小さい方の角度からの蒸着量が大きい方からの蒸着量よりも多いことにより格子状凸部上に金属ワイヤを形成する。
K=tanθ/((P−W)/H) (0.1≦K≦3) 式(1)
ここで、Pは格子状凸部間のピッチであり、Wは格子状凸部の半値幅であり、Hは格子状凸部の高さである。
A1/(A1+A2)≧1/2
式(2)
このような関係を満足することにより、微細凹凸格子の凹部に存在する金属が少なく、光学的特性に優れたワイヤグリッド偏光板を得ることができる。
(格子状凸部を有する基材の作製)
・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。
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。
得られた、100nm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。
厚み0.1mmのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム(以下、PETフィルム)に紫外線硬化性樹脂(スリーボンド社製TB3078D、屈折率1.41)を約0.03mm塗布し、塗布面を下にして上記100nmピッチの微細凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパ上に、それぞれ端部からニッケルスタンパとPETフィルムとの間に空気が入らないように載せ、PET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、ニッケルスタンパの微細凹凸格子を転写した。続いて、ニッケルスタンパからPETフィルムを剥離した後、更に窒素雰囲気下でPETフィルムに紫外線を500mJ/cm2照射し、紫外線硬化性樹脂の未硬化成分を硬化させて、縦300mm、横180mmの格子状凸部転写フィルムを作製した。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。
・スパッタリング法を用いた誘電体層の形成
上記のように紫外線硬化性樹脂を用いて作製した格子状凸部転写フィルムに、スパッタリング法を用い誘電体を被覆した。本実施例では、誘電体として窒化珪素を用いた場合について説明する。Arガス圧力0.67Pa、スパッタリングパワー4W/cm2、被覆速度0.22nm/sにて誘電体の被覆を行った。層厚み比較用サンプルとして表面が平滑なガラス基板を格子状凸部転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板への誘電体積層厚みが20nmとなるように成膜を行った。
格子状凸部転写フィルムに誘電体を積層した後、被着方法として電子ビーム真空蒸着法(EB蒸着法)を用いて金属の積層を行った。本実施例では、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。真空度2.5×10-3Pa、蒸着速度4nm/s、常温下においてアルミニウムの蒸着を行った。層厚み比較用サンプルとして表面が平滑なガラス基板を誘電体積層格子状凸部転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑基板へのアルミニウム蒸着厚みが200nmとなるように蒸着を行った。
格子状凸部転写フィルムに誘電体及びAlを積層した後、フィルムを室温下の0.1重量%水酸化ナトリウム水溶液中で、処理時間を30秒〜90秒の間において10秒間隔で変えながら洗浄(エッチング)し、すぐに水洗してエッチングを停止させた。フィルムを乾燥させてワイヤグリッド偏光板を得た。
得られた実施例1〜3、比較例のワイヤグリッド偏光板について、FE−SEMにより観察し、格子状凸部1aの頂部(ここでは、誘電体層2の頂部)上に被着した金属の面積A1と、格子状凸部1aの頂部より下に被着した金属の面積A2とを測定し、A1/(A1+A2)の値を求めた。その結果を下記表1に併記する。
得られた実施例1〜3、比較例のワイヤグリッド偏光板について、分光光度計を用い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、光線透過率は下記式より算出した。その結果を下記表1に併記する。なお、測定波長域は可視光として400nm〜800nmとした。
光線透過率=[(Imax+Imin)/2] ×100 %
ここで、Imaxは平行ニコル時の透過光強度であり、Iminは直交ニコル時の透過光強度
である。
1a 格子状凸部
2 誘電体層
3 金属ワイヤ
4 影部
Claims (6)
- 表面に格子状凸部を有する基材上に、所定方向から金属を被着することにより金属ワイヤを形成するワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、前記格子状凸部に対して、前記格子状凸部の長手方向と垂直に交わる平面内であって基材の垂線と金属を被着する方向とのなす角を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し、小さい方の角度からの蒸着量が大きい方からの蒸着量よりも多いことを特徴とするワイヤグリッド偏光板の製造方法。
- 下記式(1)で規定されるKの範囲での金属の被着をすることを特徴とする請求項1記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
K=tanθ/((P−W)/H)(0.1≦K≦3) 式(1)
ここで、Pは格子状凸部間のピッチであり、Wは格子状凸部の半値幅であり、Hは格子状凸部の高さである。 - 前記なす角が連続的に減少することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のワイヤグリッド偏光板の製造方法。
- 前記金属の被着は、前記なす角が70°以下で開始され、前記なす角が0°より大きい角度で終了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。
- 前記格子状凸部上に誘電体層を形成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。
- 前記金属の被着が真空蒸着により行われ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。
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