JP5139829B2

JP5139829B2 - Wire grid type polarizing element and display device using the same

Info

Publication number: JP5139829B2
Application number: JP2008029526A
Authority: JP
Inventors: 正人齋藤; 勲森本; 大輔木下; 祐輔佐藤
Original assignee: Asahi Kasei E Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei E Materials Corp
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2028-02-08
Also published as: JP2009186929A

Description

本発明は、ワイヤグリッド型偏光素子及びそれを用いた表示装置に関する。 The present invention relates to a wire grid type polarizing element and a display device using the same.

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（例えば、可視光の波長４００ｎｍから８００ｎｍ）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。ワイヤグリッド型偏光素子は、透過しない光を反射し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。 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 incident light (for example, visible light wavelength 400 nm to 800 nm). For example, if it is less than half, most of the electric field vector component light that oscillates in parallel to the conductor line is reflected, and almost no electric field vector component light perpendicular to the electric conductor line is transmitted. It can be used as a polarizing plate that produces a single polarized light. The wire grid type polarizing element is desirable from the viewpoint of effective use of light because it can reflect and reuse light that does not pass through.

このようなワイヤグリッド型偏光素子としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。このワイヤグリッド型偏光素子は、入射光の波長より小さいグリッド周期で間隔が置かれた金属ワイヤを備えている。
特開２００２−３２８２３４号公報 An example of such a wire grid type polarizing element is disclosed in Patent Document 1. This wire grid type polarization element includes metal wires spaced at a grid period smaller than the wavelength of incident light.
JP 2002-328234 A

しかしながら、特許文献１に開示されている構成においては、金属ワイヤがバックライト側からの光だけでなく、外光側からの光も反射するので、ワイヤグリッド型偏光素子を液晶表示装置のような表示装置に配設した場合に、十分な色再現性や黒表示を行うことができないという問題がある。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the metal wire reflects not only the light from the backlight side but also the light from the outside light side. When arranged in a display device, there is a problem that sufficient color reproducibility and black display cannot be performed.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置のような表示装置に配設した場合に、十分な色再現性や黒表示を実現できるワイヤグリッド型偏光素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a wire grid type polarizing element capable of realizing sufficient color reproducibility and black display when disposed in a display device such as a liquid crystal display device. Objective.

本発明のワイヤグリッド型偏光素子は、基材と、前記基材上所定の間隔をおいて格子状に形成され、対象とする光を反射する光反射材料で構成されたワイヤと、前記光反射材料ワイヤ上に形成され、対象とする光を吸収する光吸収材料で構成された光吸収材料ワイヤと、を具備するワイヤグリッド型偏光素子であって、前記光吸収材料が酸化鉄であることを特徴とする。
The wire grid type polarizing element of the present invention includes a base material, a wire formed in a lattice shape at a predetermined interval on the base material, and made of a light reflecting material that reflects light of interest, and the light reflection it is formed on the material the wire, a wire grid polarization element you comprising: a light absorbing material wire made of a light absorbing material that absorbs light of interest, and that the light absorbing material is an oxide of iron It is characterized by.

また、本発明のワイヤグリッド型偏光素子は、基材と、前記基材上所定の間隔をおいて格子状に形成され、対象とする光を吸収する光吸収材料で構成された光吸収材料ワイヤと、前記光吸収材料ワイヤ上に形成され、対象とする光を反射する光反射材料ワイヤと、を具備するワイヤグリッド型偏光素子であって、前記光吸収材料が酸化鉄であることを特徴とする。
Further, the wire grid type polarizing element of the present invention is a light absorbing material wire formed of a light absorbing material that is formed in a lattice shape at a predetermined interval on the substrate and absorbs light of interest. When formed on the light absorbing material on the wire, a wire grid polarization element you includes a light reflecting material wires, which reflects the light of interest, characterized in that said light absorbing material is an oxide of iron And

本発明のワイヤグリッド型偏光素子においては、前記光吸収材料は、０．０１を超える消衰係数ｋを持つことが好ましい。 In the wire grid type polarizing element of the present invention, the light absorbing material preferably has an extinction coefficient k exceeding 0.01.

本発明のワイヤグリッド型偏光素子においては、前記光吸収材料ワイヤの厚さが１０ｎｍ以上であり、前記光吸収材料の消衰係数ｋが０．０１＜ｋ＜２．５の範囲内であることが好ましい。 In the wire grid type polarizing element of the present invention, the thickness of the light absorbing material wire is 10 nm or more, and the extinction coefficient k of the light absorbing material is in a range of 0.01 <k <2.5. Is preferred.

本発明のワイヤグリッド型偏光素子においては、前記光吸収材料は、所望の消衰係数ｋ及び所望の屈折率ｎを持つ材料から選択されたものであることが好ましい。 In the wire grid type polarizing element of the present invention, the light absorbing material is preferably selected from materials having a desired extinction coefficient k and a desired refractive index n.

本発明の表示装置は、表示デバイスと、前記表示デバイスを照光する照光手段と、上記ワイヤグリッド型偏光素子と、を具備し、前記ワイヤグリッド型偏光素子は、前記基材が前記照光手段側に配置されることを特徴とする。 The display device of the present invention comprises a display device, an illuminating means for illuminating the display device, and the wire grid type polarizing element, and the base material is disposed on the illuminating means side of the wire grid type polarizing element. It is characterized by being arranged.

本発明の表示装置は、表示デバイスと、前記表示デバイスを照光する照光手段と、上記ワイヤグリッド型偏光素子と、を具備し、前記ワイヤグリッド型偏光素子は、前記光反射材料ワイヤが前記照光手段側に配置されることを特徴とする。 The display device of the present invention comprises a display device, an illuminating means for illuminating the display device, and the wire grid type polarizing element, wherein the light reflecting material wire is the illuminating means. It is arranged on the side.

本発明のワイヤグリッド型偏光素子は、基材と、前記基材上所定の間隔をおいて格子状に形成された光反射材料ワイヤと、前記光反射材料ワイヤ上に形成され、光吸収材料で構成された光吸収材料ワイヤと、を具備するので、液晶表示装置のような表示装置に配設した場合に、十分な色再現性や黒表示を実現することができる。 The wire grid type polarizing element of the present invention includes a base material, a light reflecting material wire formed in a lattice shape at a predetermined interval on the base material, and a light absorbing material formed on the light reflecting material wire. Since the light-absorbing material wire is configured, sufficient color reproducibility and black display can be realized when it is disposed in a display device such as a liquid crystal display device.

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型偏光素子の一部を示す概略図である。図１に示すワイヤグリッド型偏光素子は、所定の間隔で格子状凸部１ａが並設されてなる基材１と、基材１の格子状凸部１ａ上に設けられた光反射材料ワイヤ２と、光反射材料ワイヤ２上に形成され、光吸収材料で構成された光吸収材料ワイヤ３と、から主に構成されている。なお、格子状凸部１ａ上に設けられる光反射材料ワイヤ２は、格子状凸部１ａの側面の少なくとも一部を覆うように設けられていても良い。このワイヤグリッド型偏光素子は、バックライトのような照光手段を備えた表示装置に装着した場合に、光吸収材料ワイヤ３が外光側に位置し、基材１がバックライト側に位置するように配設される。なお、ワイヤグリッド型偏光素子の形態は、フィルム状体でも良く、板状体でも良い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a part of a wire grid type polarizing element according to an embodiment of the present invention. The wire grid type polarizing element shown in FIG. 1 includes a base material 1 in which grid-like convex portions 1a are arranged in parallel at predetermined intervals, and a light reflecting material wire 2 provided on the grid-like convex portions 1a of the base material 1. And a light absorbing material wire 3 formed on the light reflecting material wire 2 and made of a light absorbing material. In addition, the light reflecting material wire 2 provided on the grid-like convex portion 1a may be provided so as to cover at least a part of the side surface of the grid-like convex portion 1a. When this wire grid type polarizing element is mounted on a display device having illumination means such as a backlight, the light absorbing material wire 3 is positioned on the outside light side, and the substrate 1 is positioned on the backlight side. It is arranged. The form of the wire grid type polarizing element may be a film-like body or a plate-like body.

基材１を構成する材料としては、対象とする光に対し実質的に透明であればよい。例えば、ガラスなどの無機材料や、樹脂などの有機材料として、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が挙げられる。また、基材として樹脂基材１である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せた構成とすることもできる。 The material constituting the substrate 1 may be substantially transparent to the target light. For example, inorganic materials such as glass and organic materials such as resins include polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, cycloolefin resin (COP), cross-linked polyethylene resin, polyvinyl chloride resin, polyarylate resin, polyphenylene ether Amorphous thermoplastic resins such as resins, modified polyphenylene ether resins, polyetherimide resins, polyether sulfone resins, polysulfone resins, polyether ketone resins, polyethylene terephthalate (PET) resins, polyethylene naphthalate resins, polyethylene resins, Crystalline thermoplastic resins such as polypropylene resin, polybutylene terephthalate resin, aromatic polyester resin, polyacetal resin, polyamide resin, acrylic, epoxy, urethane, etc. They include ultraviolet (UV) curable resin or thermosetting resin. Moreover, it can also be set as the structure which combined the ultraviolet curable resin and thermosetting resin which are the resin base materials 1 as a base material, inorganic board | substrates, such as glass, the said thermoplastic resin, and a triacetate resin.

基材１の格子状凸部１ａのピッチは、対象とする光の偏光特性から決まり、一般には光の波長の１／２以下である。ピッチが小さくなるほど偏光特性が良くなり、例えば可視光に対しては８０ｎｍ〜１５０ｎｍで良好な偏光特性が得られる。 The pitch of the grid-like convex portions 1a of the substrate 1 is determined by the polarization characteristics of the target light, and is generally ½ or less of the wavelength of the light. The smaller the pitch, the better the polarization characteristics. For example, good polarization characteristics can be obtained at 80 to 150 nm for visible light.

格子状凸部１ａや、複数の格子状凸部によって形成される微細凹凸格子の凹部の断面形状に制限はない。例えば、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。なお、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。 There is no limitation on the cross-sectional shape of the concave portions of the fine concavo-convex lattice formed by the lattice-like convex portions 1a and the plurality of lattice-like convex portions. For example, these cross-sectional shapes may be a sine wave shape such as a trapezoidal shape, a rectangular shape, a square shape, a prism shape, or a semicircular shape. Here, the sinusoidal shape means that it has a curved portion formed by repetition of a concave portion and a convex portion. In addition, the curved part should just be a curved curve, for example, the shape with a constriction in a convex part is also included in a sine wave form.

本発明の格子状凸部を有する基材を得る方法に特に限定はないが、本出願人の特開２００６−２２４６５９号公報に記載の方法を用いることが好ましい。 Although there is no particular limitation on the method for obtaining the substrate having the lattice-shaped convex portions of the present invention, it is preferable to use the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-224659 by the present applicant.

具体的には、本発明の格子状凸部を有する基材を得る方法Iとして、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ことにより作製することが好ましい。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、微細凹凸格子を有する基材（延伸済み部材）が得られる。凹凸格子のピッチは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲に設定するが、要求する微細凹凸格子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。 Specifically, as a method I for obtaining a substrate having a grid-like convex portion of the present invention, a stretched member having a concavo-convex grid with a pitch of 100 nm to 100 μm on the surface is arranged in the longitudinal direction of the concavo-convex grid (the grid-like convex portion). It is preferable to fabricate the stretched member by free end uniaxial stretching in a direction substantially parallel to the longitudinal direction in a state in which the width of the stretched member in a direction substantially orthogonal to the lattice is free. As a result, the pitch of the convex portions of the concavo-convex lattice of the stretched member is reduced, and a base material (stretched member) having a fine concavo-convex lattice is obtained. The pitch of the concavo-convex grid is set in the range of 100 nm to 100 μm, but can be appropriately changed according to the required pitch of the fine concavo-convex grid and the draw ratio.

ここで、被延伸部材とは、本発明に用いる基材として非晶性熱可塑性樹脂や結晶性熱可塑性樹脂で構成された板状体、フィルム状体、シート状体などの透明な基材を挙げることができる。この被延伸部材の厚さや大きさなどについては、一軸延伸処理が可能な範囲であれば特に制限はない。 Here, the stretched member refers to a transparent substrate such as a plate-like body, a film-like body, or a sheet-like body composed of an amorphous thermoplastic resin or a crystalline thermoplastic resin as a base material used in the present invention. Can be mentioned. The thickness and size of the stretched member are not particularly limited as long as the uniaxial stretching process is possible.

また、表面に１００ｎｍから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から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の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、ＴＥＭ_００モードのレーザに限定され、ＴＥＭ_００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。 In addition, in order to obtain a stretched member having a concavo-convex lattice with a pitch of 100 nm to 100 μm on the surface, a mold having a concavo-convex lattice with a pitch of 100 nm to 100 μm formed by an interference exposure method using laser light or a cutting method is used. The concavo-convex lattice shape may be transferred to the stretched member by a method such as hot pressing. The interference exposure method is an exposure method using interference fringes formed by irradiating laser light of a specific wavelength from two directions of angle θ ′, and is used by changing the angle θ ′. It is possible to obtain an uneven grating structure having various pitches within the laser wavelength range. As the laser that can be used for the interference exposure, limited to laser _{TEM 00} mode, as the ultraviolet light laser capable lasing of _{TEM 00} mode, an argon laser (wavelength 364 nm, 351 nm, 333 nm) and, of YAG laser fourth harmonic ( Wavelength 266 nm).

本発明における一軸延伸処理は、先ず前記被延伸部材の幅方向（凹凸格子の長手方向と直交する方向）は自由にした状態で、前記被延伸部材の凹凸格子の長手方向を一軸延伸処理装置に固定する。続いて、被延伸部材が軟化する適当な温度まで加熱し、その状態で適当な時間保持した後、前記長手方向と略平行な一方向に適当な延伸速度で、目標とする微細凹凸格子のピッチに対応する延伸倍率まで延伸処理する。最後に、延伸状態を保持した状態で材料が硬化する温度まで被延伸部材を冷却することにより、格子状凸部を有する基材を得る方法である。この一軸延伸処理を行う装置としては、通常の一軸延伸処理を行う装置を用いることができる。また、加熱条件や冷却条件については被延伸部材を構成する材料に応じて適宜決定する。 In the uniaxial stretching treatment in the present invention, first, the width direction of the stretched member (direction perpendicular to the longitudinal direction of the concavo-convex lattice) is set free, and the longitudinal direction of the concavo-convex lattice of the stretched member is changed to a uniaxial stretch treatment apparatus. Fix it. Subsequently, after heating to an appropriate temperature at which the stretched member softens and holding it for an appropriate period of time, the pitch of the target fine concavo-convex lattice is set at an appropriate drawing speed in one direction substantially parallel to the longitudinal direction. Stretching is performed up to a stretching ratio corresponding to. Finally, the member to be stretched is cooled to a temperature at which the material is cured in a state where the stretched state is maintained, thereby obtaining a base material having lattice-shaped convex portions. As an apparatus for performing this uniaxial stretching process, an apparatus for performing a normal uniaxial stretching process can be used. Further, the heating condition and the cooling condition are appropriately determined according to the material constituting the stretched member.

また、本発明の格子状凸部を有する基材を得る方法IIは、表面に微細凹凸格子を有する型を用いて、本発明で用いる前記基材の表面に微細凹凸格子を転写し、成型する方法である。ここで表面に微細凹凸格子を有する型は、前記方法Iにより得た、格子状凸部を有する基材を、順に導電化処理、メッキ処理、樹脂基材の除去処理を施すことで作製することができる。 In addition, the method II of obtaining a substrate having a lattice-shaped convex portion of the present invention uses a mold having a fine concavo-convex lattice on the surface to transfer and mold the fine concavo-convex lattice on the surface of the substrate used in the present invention. Is the method. Here, a mold having a fine concavo-convex lattice on the surface is prepared by sequentially performing a conductive treatment, a plating treatment, and a resin base material removal treatment on a base material having a lattice-like convex portion obtained by Method I. Can do.

この方法によれば、既に格子状凸部を有する型を用いるので、複雑な延伸工程を経ることなく、本発明で用いる格子状凸部を有する基材を量産することが可能となる。更に、方法I、方法IIを適当に組み合わせ、繰り返し用いることで、比較的大きなピッチを持つ凹凸格子から、より微細な凹凸格子を作製することも可能となる。 According to this method, since the mold having the lattice-shaped convex portions is used, it is possible to mass-produce the substrate having the lattice-shaped convex portions used in the present invention without going through a complicated stretching process. Furthermore, by appropriately combining and repeatedly using Method I and Method II, it becomes possible to produce a finer concavo-convex grid from a concavo-convex grid having a relatively large pitch.

光反射材料ワイヤ２を構成する光反射材料は、所望の領域で光の反射率が高く、基材１を構成する材料との間の密着性の高いものであることが好ましい。例えば、可視光の領域であればアルミニウム、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、アルミニウム又はその合金で構成されていることがさらに好ましい。 It is preferable that the light reflecting material constituting the light reflecting material wire 2 has a high light reflectance in a desired region and has high adhesion with the material constituting the substrate 1. For example, in the visible light region, it is preferably made of aluminum, silver, or an alloy thereof. From the viewpoint of cost, it is more preferable that it is made of aluminum or an alloy thereof.

光反射材料ワイヤ２を形成するために光反射材料を基材１上に積層する方法としては、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。 As a method of laminating the light reflecting material on the substrate 1 in order to form the light reflecting material wire 2, for example, a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method or the like is preferably used. it can.

光吸収材料ワイヤ３を構成する材料としては、外光側から入射する光の垂直反射率を低下させる機能を発揮する材料を用いる。具体的には、本発明に係るワイヤグリッド型偏光素子を液晶表示装置のような表示装置に配設した場合において、十分な色再現性や黒表示を実現するためには、外光側から入射する無偏光な光の垂直反射率を約２０％以下にすることが望ましい。このときの垂直反射率とは入射光をワイヤグリッド型偏光素子に対して垂直に入射させた場合の反射率を指す。このような観点から、外光側から入射する光の垂直反射率を約２０％以下にするための条件について検討した。 As a material constituting the light absorbing material wire 3, a material that exhibits a function of reducing the vertical reflectance of light incident from the outside light side is used. Specifically, in the case where the wire grid type polarizing element according to the present invention is disposed in a display device such as a liquid crystal display device, in order to realize sufficient color reproducibility and black display, it is incident from the outside light side. It is desirable to set the vertical reflectance of non-polarized light to about 20% or less. The vertical reflectance at this time refers to the reflectance when incident light is incident perpendicularly to the wire grid type polarizing element. From such a viewpoint, conditions for reducing the vertical reflectance of light incident from the outside light side to about 20% or less were examined.

図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）は、光吸収材料ワイヤ３の膜厚（積層方向の厚さ）が５０ｎｍ、１００ｎｍ、３００ｎｍ、５００ｎｍで、デューティ比が０．３、０．５、０．７の場合の消衰係数ｋと波長との間の関係を示す図である。このときデューティ比は、図１に示す格子状凸部１ａの幅をＷとし、格子状凸部１ａのピッチをＰとした場合のＷ／Ｐの値を指す。これらの図において、実線の範囲内の消衰係数ｋであれば、外光側から入射する光の垂直反射率を約２０％以下にすることが可能となることが分った。したがって、光吸収材料ワイヤ３を構成する光吸収材料は、０．０１を超える消衰係数ｋを持つことが好ましい。また、光吸収材料ワイヤ３の厚さが１０ｎｍ以上である場合には、光吸収性材料の消衰係数ｋが０．０１＜ｋ＜２．５の範囲内であることが好ましい。 2 (a) to (c), FIGS. 3 (a) to (c), FIGS. 4 (a) to (c), and FIGS. 5 (a) to 5 (c) show the film thickness ( It is a figure which shows the relationship between the extinction coefficient k and wavelength in the case of 50 nm, 100 nm, 300 nm, and 500 nm and the duty ratio of 0.3, 0.5, and 0.7. At this time, the duty ratio indicates a value of W / P where W is the width of the grid-shaped convex portions 1a shown in FIG. 1 and P is the pitch of the grid-shaped convex portions 1a. In these figures, it has been found that if the extinction coefficient k is within the range of the solid line, the vertical reflectance of light incident from the outside light side can be reduced to about 20% or less. Therefore, the light absorbing material constituting the light absorbing material wire 3 preferably has an extinction coefficient k exceeding 0.01. When the thickness of the light absorbing material wire 3 is 10 nm or more, the extinction coefficient k of the light absorbing material is preferably in the range of 0.01 <k <2.5.

外光側から入射する光の垂直反射率を効率良く低減させるためには、格子状凸部１ａの長手方向に振幅を持つ偏光成分の垂直反射率を低減させることが有効である。この場合、光吸収性材料は、所望の消衰係数ｋ及び所望の屈折率ｎを持つ材料から選択されたものであることが好ましい。ここで、光吸収材料ワイヤ３の厚さを５０ｎｍ、１００ｎｍ、３００ｎｍとし、デューティ比０．５、０．３の場合の消衰係数ｋと屈折率ｎとの間の関係を調べた。その結果を図６（ａ）〜（ｄ）、図７（ａ），（ｂ）に示す。これらの図において、各波長において円の範囲は、垂直反射率が１５％以下の領域である。このようなことから、格子状凸部１ａの長手方向に振幅を持つ偏光成分の垂直反射率を低減させるためには、図６（ａ）〜（ｄ）、図７（ａ），（ｂ）における円の範囲内の消衰係数ｋと屈折率ｎを持つ光吸収性材料を用いることが好ましい。また、図８に示すように、赤外領域である波長２０００ｎｍにおいて、光吸収材料ワイヤ３の膜厚が２００ｎｍの場合にも同様に、円の範囲は垂直反射率が１５％以下の領域であり、円の範囲内の消衰係数ｋと屈折率ｎを持つ光吸収性材料を用いることが好ましい。 In order to efficiently reduce the vertical reflectance of light incident from the outside light side, it is effective to reduce the vertical reflectance of a polarization component having an amplitude in the longitudinal direction of the lattice-shaped convex portion 1a. In this case, the light absorbing material is preferably selected from materials having a desired extinction coefficient k and a desired refractive index n. Here, the relationship between the extinction coefficient k and the refractive index n when the thickness of the light absorbing material wire 3 was 50 nm, 100 nm, and 300 nm and the duty ratios were 0.5 and 0.3 was examined. The results are shown in FIGS. 6 (a) to 6 (d) and FIGS. 7 (a) and 7 (b). In these figures, the range of the circle at each wavelength is a region where the vertical reflectance is 15% or less. For this reason, in order to reduce the vertical reflectance of the polarization component having an amplitude in the longitudinal direction of the lattice-shaped convex portion 1a, FIGS. 6 (a) to 6 (d), FIGS. 7 (a) and 7 (b). It is preferable to use a light-absorbing material having an extinction coefficient k and a refractive index n within the range of the circle. Further, as shown in FIG. 8, in the case where the film thickness of the light absorbing material wire 3 is 200 nm at a wavelength of 2000 nm which is an infrared region, the range of the circle is a region where the vertical reflectance is 15% or less. It is preferable to use a light-absorbing material having an extinction coefficient k and a refractive index n within a circle.

上述した観点から、光吸収材料ワイヤ３を構成する光吸収材料は、炭素、炭化物、酸化物、硫化物、窒化物の少なくとも一つの材料であることが好ましい。具体的には、光吸収材料は、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化銅、酸化バナジウム、酸化クロムなどが好ましい。これらの材料は、対象とする光の波長や光吸収材料ワイヤ３の厚さなどを考慮して適宜選択することができる。 From the viewpoint described above, the light absorbing material constituting the light absorbing material wire 3 is preferably at least one material of carbon, carbide, oxide, sulfide, and nitride. Specifically, the light absorbing material is preferably aluminum oxide, iron oxide, nickel oxide, copper oxide, vanadium oxide, chromium oxide, or the like. These materials can be appropriately selected in consideration of the wavelength of light of interest and the thickness of the light absorbing material wire 3.

光吸収材料ワイヤ３を形成するために光吸収材料を光反射材料ワイヤ２上に積層する方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリ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。 As a method of laminating the light absorbing material on the light reflecting material wire 2 in order to form the light absorbing material wire 3, for example, a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method or a sputtering method can be suitably used.

また、基材１上に微細な凹凸格子がなくても図１に示すようなワイヤグリッド型偏光素子を作ることができる。例えば、図９（ａ）に示すように、ガラス基板５上に光反射材料ワイヤ２を成膜し、その上に光吸収材料ワイヤ３を積層する。さらに、スピンコート法などの方法により光硬化性レジスト層４を形成する。次いで、該レジスト層４中の溶剤を除去するためにベーキングを行い、その後、図９（ｂ）に示すように、フォトマスク６を介して露光を行ってフォトマスク６のパターンを該レジスト層４に転写する。そして、図９（ｃ）に示すように、該レジスト層の特性に応じた現像液を用いてパターン以外の部分を除去し、光反射材料ワイヤ２と光吸収材料ワイヤ３の特性に応じたエッチング液を用いて光反射材料ワイヤ２と光吸収材料ワイヤ３をエッチングする。最後に、図９（ｄ）に示すように、該レジスト層４の特性に応じた剥離剤を用いて該レジスト層４を除去する。なお、該レジスト層４にパターンを形成するには、該フォトマスク６を利用した露光法以外にも電子ビームやイオンビームを直接レジスト層４に照射してパターンを描画する方法を用いても良い。 Moreover, even if there is no fine uneven | corrugated grating | lattice on the base material 1, a wire grid type polarizing element as shown in FIG. 1 can be made. For example, as shown in FIG. 9A, the light reflecting material wire 2 is formed on the glass substrate 5, and the light absorbing material wire 3 is laminated thereon. Further, the photocurable resist layer 4 is formed by a method such as spin coating. Next, baking is performed to remove the solvent in the resist layer 4, and thereafter, exposure is performed through the photomask 6 to form a pattern of the photomask 6 as shown in FIG. 9B. Transcript to. Then, as shown in FIG. 9C, a portion other than the pattern is removed using a developer corresponding to the characteristics of the resist layer, and etching according to the characteristics of the light reflecting material wire 2 and the light absorbing material wire 3 is performed. The light reflecting material wire 2 and the light absorbing material wire 3 are etched using the liquid. Finally, as shown in FIG. 9D, the resist layer 4 is removed using a release agent according to the characteristics of the resist layer 4. In order to form a pattern on the resist layer 4, a method of drawing a pattern by directly irradiating the resist layer 4 with an electron beam or an ion beam may be used in addition to the exposure method using the photomask 6. .

また、図１０のようにガラス基板５や樹脂基板上に光反射材料ワイヤ２のみ、もしくは光吸収材料ワイヤ３のみが等間隔に形成されている基材に真空蒸着法やスパッタリング法などの物理的蒸着法を用いることによって光吸収材料ワイヤ３、もしくは光反射材料ワイヤ２を積層することもできる。 Further, as shown in FIG. 10, a physical material such as a vacuum deposition method or a sputtering method is used on a base material in which only the light reflecting material wire 2 or only the light absorbing material wire 3 is formed at equal intervals on the glass substrate 5 or the resin substrate. The light absorbing material wire 3 or the light reflecting material wire 2 can be laminated by using a vapor deposition method.

このような構成を有する本発明のワイヤグリッド型偏光素子においては、図１に示すように、バックライト側からの光を光反射材料ワイヤ２で反射し、外光側からの光を光吸収材料ワイヤ３で吸収する。このため、バックライト側からの光の垂直反射率を３０％以上とし、外光側からの光の垂直反射率を２０％以下とすることができる。 In the wire grid type polarizing element of the present invention having such a configuration, as shown in FIG. 1, the light from the backlight side is reflected by the light reflecting material wire 2, and the light from the outside light side is reflected by the light absorbing material. Absorb with wire 3. For this reason, the vertical reflectance of light from the backlight side can be set to 30% or more, and the vertical reflectance of light from the outside light side can be set to 20% or less.

図１に示す構成においては、ワイヤグリッド型偏光素子を表示装置に装着した場合に、光吸収材料ワイヤ３が外光側に位置し、基材１がバックライト側に位置するように配設される場合について説明しているが、図１１に示すように、本発明はこの構成に限定されず、ワイヤグリッド型偏光素子を表示装置に装着した場合に、基材１が外光側に位置し、光吸収材料ワイヤ３がバックライト側に位置するように配設される構成にも同様に適用することができる。すなわち、図１１に示すワイヤグリッド型偏光素子は、所定の間隔で格子状凸部１ａが並設されてなる基材１と、格子状凸部１ａ上に形成され、光吸収材料で構成された光吸収材料ワイヤ３と、光吸収材料ワイヤ３上に形成された光反射材料ワイヤ２と、で構成される。図１１に示す構成によれば、基材１の外光側の主面に他の光学素子を配置することができると共に、ワイヤ状体（光反射材料ワイヤ、光吸収材料ワイヤ）を基材１で保護することができる。 In the configuration shown in FIG. 1, when a wire grid type polarizing element is mounted on a display device, the light absorbing material wire 3 is located on the outside light side, and the substrate 1 is located on the backlight side. However, as shown in FIG. 11, the present invention is not limited to this configuration, and the substrate 1 is positioned on the outside light side when the wire grid type polarizing element is mounted on the display device. The light absorbing material wire 3 can be similarly applied to a configuration in which the light absorbing material wire 3 is disposed on the backlight side. That is, the wire grid type polarization element shown in FIG. 11 is formed on the base material 1 in which the grid-like convex portions 1a are arranged in parallel at predetermined intervals, and the grid-like convex portions 1a, and is made of a light absorbing material. The light absorbing material wire 3 and the light reflecting material wire 2 formed on the light absorbing material wire 3 are configured. According to the configuration shown in FIG. 11, other optical elements can be arranged on the main surface of the base material 1 on the outside light side, and a wire-like body (light reflecting material wire, light absorbing material wire) is used as the base material 1. Can be protected.

次に、本発明に係るワイヤグリッド型偏光素子を表示装置である液晶表示装置に用いた場合について説明する。図１２は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子を備えた液晶表示装置を示す図である。 Next, the case where the wire grid type polarizing element according to the present invention is used in a liquid crystal display device which is a display device will be described. FIG. 12 is a diagram showing a liquid crystal display device including the wire grid type polarizing element according to the embodiment of the present invention.

図１２に示す液晶表示装置は、光を発光するバックライトのような照光装置１１と、この照光装置１１上に配置されたワイヤグリッド型偏光素子１２と、ワイヤグリッド型偏光素子１２上に配置された液晶セル（表示デバイス）１３とから主に構成される。すなわち、本発明に係るワイヤグリッド型偏光素子１２は、液晶セル１３と照光装置１１との間に配置される。液晶セル１３は、一対の基板で液晶層を挟持して構成されており、その一方の基板上にワイヤグリッド型偏光素子１２が配設される。液晶セル１３は、透過型液晶セルであり、ガラスや透明樹脂基板間に液晶材料などを挟持して構成されている。なお、図１２の液晶表示装置中において、通常使用されている偏光板保護フィルム、位相差フィルム、拡散板、配向膜、透明電極、カラーフィルターなどの各種光学素子については説明を省略する。 The liquid crystal display device shown in FIG. 12 is disposed on an illumination device 11 such as a backlight that emits light, a wire grid type polarization element 12 disposed on the illumination device 11, and the wire grid type polarization element 12. And a liquid crystal cell (display device) 13. That is, the wire grid type polarizing element 12 according to the present invention is disposed between the liquid crystal cell 13 and the illumination device 11. The liquid crystal cell 13 is configured by sandwiching a liquid crystal layer between a pair of substrates, and a wire grid type polarizing element 12 is disposed on one of the substrates. The liquid crystal cell 13 is a transmissive liquid crystal cell, and is configured by sandwiching a liquid crystal material or the like between glass and a transparent resin substrate. In the liquid crystal display device of FIG. 12, the description of various optical elements such as a polarizing plate protective film, a retardation film, a diffusion plate, an alignment film, a transparent electrode, and a color filter that are usually used is omitted.

図１２において、ワイヤグリッド型偏光素子１２が図１に示す構成の場合、ワイヤグリッド型偏光素子１２の基材１が照光装置１１上に配置され、ワイヤグリッド型偏光素子１２が図１１に示す構成の場合、ワイヤグリッド型偏光素子の光反射材料ワイヤ２が照光装置１１上に配置される。なお、図１２に示す液晶表示装置の液晶セル１３の他方の基板側に吸収型の偏光素子を配設しても良い。また、図１２に示す構成においては、ワイヤグリッド型偏光素子１２が照光装置１１と液晶セル１３との間に配設された場合について示しているが、本発明においては、ワイヤグリッド型偏光素子１２が液晶セル１３の他方の基板側に配設されても良い。この場合、照光装置１１と液晶セル１３の一方の基板との間に吸収型の偏光素子を配設しても良い。 In FIG. 12, when the wire grid type polarizing element 12 has the configuration shown in FIG. 1, the substrate 1 of the wire grid type polarizing element 12 is disposed on the illumination device 11, and the wire grid type polarizing element 12 has the configuration shown in FIG. In this case, the light reflecting material wire 2 of the wire grid type polarizing element is disposed on the illumination device 11. Note that an absorptive polarizing element may be provided on the other substrate side of the liquid crystal cell 13 of the liquid crystal display device shown in FIG. 12 shows the case where the wire grid type polarizing element 12 is disposed between the illumination device 11 and the liquid crystal cell 13, but in the present invention, the wire grid type polarizing element 12 is shown. May be disposed on the other substrate side of the liquid crystal cell 13. In this case, an absorption polarizing element may be disposed between the illumination device 11 and one substrate of the liquid crystal cell 13.

このような構成の液晶表示装置（図１に示すワイヤグリッド型偏光素子を備える場合）においては、照光装置１１から出射された光がワイヤグリッド型偏光素子１２の基材１側から入射し、光反射材料ワイヤ側から液晶セル１３を通過して外界に出射される（図中の矢印方向）。この場合において、ワイヤグリッド型偏光素子１２が可視光領域において優れた偏光度を発揮するので、コントラストの高い表示を得ることが可能となる。一方、外光は、液晶セル１３を通過してワイヤグリッド型偏光素子１２の光吸収材料ワイヤ３で吸収される。このため、照光装置１１からの光を効率良く反射させ、外光を効率良く吸収するので、液晶表示装置において、十分な色再現性や黒表示を実現することができる。 In the liquid crystal display device having such a configuration (when the wire grid type polarization element shown in FIG. 1 is provided), the light emitted from the illumination device 11 is incident from the substrate 1 side of the wire grid type polarization element 12 and the light. It passes through the liquid crystal cell 13 from the reflective material wire side and is emitted to the outside (in the direction of the arrow in the figure). In this case, since the wire grid type polarizing element 12 exhibits an excellent degree of polarization in the visible light region, a display with a high contrast can be obtained. On the other hand, external light passes through the liquid crystal cell 13 and is absorbed by the light absorbing material wire 3 of the wire grid type polarizing element 12. For this reason, since the light from the illumination device 11 is efficiently reflected and external light is efficiently absorbed, sufficient color reproducibility and black display can be realized in the liquid crystal display device.

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。
（実施例１）
上述した方法により、ＴＡＣ（Triacetylcellulose）基材の片面上にＵＶ転写でピッチ１４０ｎｍ、高さ約１５０ｎｍ、１／２高さにおける幅が約６０ｎｍで凸部先端が先細りになった波型断面形状を有する微細凹凸格子を設けたフィルムを用意し、この微細凹凸格子の格子状凸部上にＤＣマグネトロンスパッタ法によりアルミニウムを厚さ１００ｎｍ程度成膜して光吸収材料ワイヤを形成し、さらに光反射材料ワイヤ上に、好適な消衰係数ｋ及び屈折率ｎを持つ酸化アルミニウムを厚さ１００ｎｍ程度成膜して光吸収材料ワイヤを形成した。このときのスパッタ装置成膜チャンバー内の真空到達度を１．７０×１０^-4Ｐａとし、成膜圧力を２．１×１０^-1Ｐａ、ターゲット印加電圧を２００Wとした。成膜後、水酸化ナトリウム０．０１重量％を用いて酸化アルミニウムをエッチングして、光吸収材料ワイヤの膜厚を５０ｎｍ程度とした。このようにして実施例１のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。なお、酸化アルミニウムの光の波長に対する消衰係数ｋ及び屈折率ｎを図１３（ａ）に示す。また、図１３（ａ）における消衰係数ｋ及び屈折率ｎは、エリプソ測定により求めた。 Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described.
Example 1
By the above-described method, a corrugated cross-sectional shape in which the convex tip is tapered on one side of a TAC (Triacetylcellulose) base material by UV transfer with a pitch of 140 nm, a height of about 150 nm, and a width at half height of about 60 nm. A film provided with a fine concavo-convex lattice is prepared, and a light absorbing material wire is formed on the lattice-shaped convex portion of the fine concavo-convex lattice by depositing aluminum with a thickness of about 100 nm by DC magnetron sputtering. On the wire, an aluminum oxide having a suitable extinction coefficient k and refractive index n was formed to a thickness of about 100 nm to form a light absorbing material wire. At this time, the degree of vacuum in the sputtering apparatus deposition chamber was 1.70 × 10 ⁻⁴ Pa, the deposition pressure was 2.1 × 10 ⁻¹ Pa, and the target applied voltage was 200 W. After the film formation, the aluminum oxide was etched using 0.01% by weight of sodium hydroxide, so that the film thickness of the light absorbing material wire was about 50 nm. Thus, the wire grid type polarizing element of Example 1 was produced. In addition, the extinction coefficient k and the refractive index n with respect to the wavelength of the light of aluminum oxide are shown in FIG. Moreover, the extinction coefficient k and the refractive index n in Fig.13 (a) were calculated | required by the ellipso measurement.

得られた実施例１のワイヤグリッド型偏光素子について、バックライト側からの光に対する垂直反射率と、外光に対する垂直反射率とを調べた。なお、それぞれの垂直反射率は、分光光度計により測定した。その結果、バックライト側からの光に対する垂直反射率が３３％程度であり、外光に対する垂直反射率は図１３（ｂ）に示す通りであった。例えば、図１３（ｂ）から分かるように、波長５００ｎｍで垂直反射率が７％まで減少した。 About the obtained wire grid type polarizing element of Example 1, the vertical reflectance with respect to the light from the backlight side and the vertical reflectance with respect to external light were investigated. Each vertical reflectance was measured with a spectrophotometer. As a result, the vertical reflectance for light from the backlight side was about 33%, and the vertical reflectance for external light was as shown in FIG. For example, as can be seen from FIG. 13B, the vertical reflectance decreased to 7% at a wavelength of 500 nm.

また、得られた実施例１のワイヤグリッド型偏光素子について、分光光度計を用い偏光度を測定した。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、偏光度は下記式より算出した。また、測定波長域は可視光として波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍとした。図１３（ｃ）には、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにわたる偏光度の変化を示した。図１３（ｃ）から分かるように、実施例１のワイヤグリッド型偏光素子は、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにわたって高い偏光度を示した。
偏光度＝（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）×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。 Moreover, the polarization degree was measured about the obtained wire grid type polarizing element of Example 1 using the spectrophotometer. 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 was calculated from the following equation. Moreover, the measurement wavelength range was 380 nm to 780 nm as visible light. FIG. 13C shows the change in the degree of polarization over a wavelength range of 380 nm to 780 nm. As can be seen from FIG. 13C, the wire grid type polarizing element of Example 1 showed a high degree of polarization over a wavelength range of 380 nm to 780 nm.
Polarization degree = (Imax−Imin) / (Imax + Imin) × 100%
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.

（実施例２）
厚さ１００ｎｍの酸化アルミウム光吸収材料ワイヤの代わりに、厚さ６０ｎｍの酸化鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）光吸収材料ワイヤをＲＦマグネトロンスパッタ法により成膜したことと、エッチングをしないこと以外は実施例１と同様にして実施例２のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。なお、酸化鉄の光の波長に対する消衰係数ｋ及び屈折率ｎを図１４（ａ）に示す。また、図１４（ａ）における消衰係数ｋ及び屈折率ｎは、エリプソ測定により求めた。 (Example 2)
Example except that 60 nm thick iron oxide (Fe ₃ O ₄ ) light absorbing material wire was formed by RF magnetron sputtering instead of 100 nm thick aluminum oxide light absorbing material wire, and no etching was performed. In the same manner as in Example 1, a wire grid type polarizing element of Example 2 was produced. In addition, the extinction coefficient k and the refractive index n with respect to the wavelength of the light of iron oxide are shown in FIG. Moreover, the extinction coefficient k and the refractive index n in Fig.14 (a) were calculated | required by the ellipso measurement.

得られた実施例２のワイヤグリッド型偏光素子を実施例１と同様にしてバックライト側からの光に対する垂直反射率と、外光に対する垂直反射率とを調べた。その結果、バックライト側からの光に対する垂直反射率が３６．３％程度であり、外光に対する垂直反射率は図１４（ｂ）に示す通りであった。例えば、図１４（ｂ）から分かるように、波長５５０ｎｍで垂直反射率が１．５％まで減少した。 The obtained wire grid type polarizing element of Example 2 was examined in the same manner as in Example 1 for the vertical reflectance with respect to light from the backlight side and the vertical reflectance with respect to external light. As a result, the vertical reflectance for light from the backlight side was about 36.3%, and the vertical reflectance for external light was as shown in FIG. For example, as can be seen from FIG. 14B, the vertical reflectance was reduced to 1.5% at a wavelength of 550 nm.

また、得られた実施例２のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして偏光度を測定した。可視光領域である波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲における偏光度は９９．７７であった。 Further, the degree of polarization of the obtained wire grid type polarizing element of Example 2 was measured in the same manner as in Example 1. The degree of polarization in the visible light range of wavelengths 380 nm to 780 nm was 99.77.

（実施例３）
厚さ１００ｎｍの酸化アルミウム光吸収材料ワイヤの代わりに、厚さ６０ｎｍの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）光吸収材料ワイヤをＲＦマグネトロンスパッタ法により成膜したことと、エッチングをしないこと以外は実施例１と同様にして実施例３のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。 (Example 3)
Example except that 60 nm thick iron oxide (Fe ₂ O ₃ ) light absorbing material wire was formed by RF magnetron sputtering instead of 100 nm thick aluminum oxide light absorbing material wire, and no etching was performed. In the same manner as in Example 1, a wire grid type polarizing element of Example 3 was produced.

得られた実施例３のワイヤグリッド型偏光素子を実施例１と同様にしてバックライト側からの光に対する垂直反射率と、外光に対する垂直反射率とを調べた。その結果、バックライト側からの光に対する垂直反射率が３６．８％程度であり、外光に対する垂直反射率は図１５（ａ）に示す通りであった。例えば、図１５（ａ）から分かるように、波長４９０ｎｍで垂直反射率が５％まで減少した。 The obtained wire grid type polarizing element of Example 3 was examined in the same manner as in Example 1 for the vertical reflectance with respect to light from the backlight side and the vertical reflectance with respect to external light. As a result, the vertical reflectance with respect to the light from the backlight side was about 36.8%, and the vertical reflectance with respect to the external light was as shown in FIG. For example, as can be seen from FIG. 15A, the vertical reflectance decreased to 5% at a wavelength of 490 nm.

また、得られた実施例３のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして偏光度を測定した。可視光領域である波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲における偏光度は９９．７６であった。 Further, the degree of polarization of the obtained wire grid type polarizing element of Example 3 was measured in the same manner as in Example 1. The degree of polarization in the visible light wavelength range of 380 nm to 780 nm was 99.76.

（実施例４）
厚さ１００ｎｍの酸化アルミウム光吸収材料ワイヤの代わりに、厚さ６０ｎｍの酸化鉄（ＦｅＯ）光吸収材料ワイヤをＲＦマグネトロンスパッタ法により成膜したことと、エッチングをしないこと以外は実施例１と同様にして実施例４のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。 Example 4
Instead of the 100 nm-thick aluminum oxide light-absorbing material wire, a 60-nm-thick iron oxide (FeO) light-absorbing material wire was formed by RF magnetron sputtering, and the same as in Example 1 except that etching was not performed. Thus, a wire grid type polarizing element of Example 4 was produced.

得られた実施例４のワイヤグリッド型偏光素子を実施例１と同様にしてバックライト側からの光に対する垂直反射率と、外光に対する垂直反射率とを調べた。その結果、バックライト側からの光に対する垂直反射率が３６．３％程度であり、外光に対する垂直反射率は図１５（ｂ）に示す通りであった。例えば、図１５（ｂ）から分かるように、波長４９０ｎｍで垂直反射率が２％まで減少した。 The obtained wire grid type polarizing element of Example 4 was examined in the same manner as in Example 1 for the vertical reflectance with respect to light from the backlight side and the vertical reflectance with respect to external light. As a result, the vertical reflectance with respect to light from the backlight side was about 36.3%, and the vertical reflectance with respect to external light was as shown in FIG. For example, as can be seen from FIG. 15 (b), the vertical reflectance decreased to 2% at a wavelength of 490 nm.

また、得られた実施例４のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして偏光度を測定した。可視光領域である波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲における偏光度は９９．７６であった。 Further, the degree of polarization of the obtained wire grid type polarizing element of Example 4 was measured in the same manner as in Example 1. The degree of polarization in the visible light wavelength range of 380 nm to 780 nm was 99.76.

（実施例５）
厚さ１００ｎｍの酸化アルミウム光吸収材料ワイヤの代わりに、厚さ７０ｎｍの酸化銅光吸収材料ワイヤをＲＦマグネトロンスパッタ法により成膜したことと、エッチングをしないこと以外は実施例１と同様にして実施例５のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。なお、酸化銅の光の波長に対する消衰係数ｋ及び屈折率ｎを図１６（ａ）に示す。また、図１６（ａ）における消衰係数ｋ及び屈折率ｎは、エリプソ測定により求めた。 (Example 5)
Instead of the 100 nm-thick aluminum oxide light-absorbing material wire, a 70-nm-thick copper oxide light-absorbing material wire was formed in the same manner as in Example 1 except that it was formed by RF magnetron sputtering and etching was not performed. The wire grid type polarizing element of Example 5 was produced. In addition, the extinction coefficient k and the refractive index n with respect to the wavelength of the light of a copper oxide are shown to Fig.16 (a). Further, the extinction coefficient k and the refractive index n in FIG. 16A were obtained by ellipsometry.

得られた実施例５のワイヤグリッド型偏光素子を実施例１と同様にしてバックライト側からの光に対する垂直反射率と、外光に対する垂直反射率とを調べた。その結果、バックライト側からの光に対する垂直反射率が３６．８％程度であり、外光に対する垂直反射率は図１６（ｂ）に示す通りであった。例えば、図１６（ｂ）から分かるように、波長６３５ｎｍで垂直反射率が９％まで減少した。 The obtained wire grid type polarizing element of Example 5 was examined in the same manner as in Example 1 for the vertical reflectance with respect to light from the backlight side and the vertical reflectance with respect to external light. As a result, the vertical reflectance with respect to the light from the backlight side was about 36.8%, and the vertical reflectance with respect to the external light was as shown in FIG. For example, as can be seen from FIG. 16B, the vertical reflectance was reduced to 9% at a wavelength of 635 nm.

また、得られた実施例５のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして偏光度を測定した。可視光領域である波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲における偏光度は９９．８５であった。 Further, the degree of polarization of the obtained wire grid type polarizing element of Example 5 was measured in the same manner as in Example 1. The degree of polarization in the visible light region in the wavelength range of 380 nm to 780 nm was 99.85.

（実施例６）
厚さ１００ｎｍの酸化アルミウム光吸収材料ワイヤの代わりに、厚さ７０ｎｍの酸化ニッケル光吸収材料ワイヤをＲＦマグネトロンスパッタ法により成膜したことと、エッチングをしないこと以外は実施例１と同様にして実施例６のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。なお、酸化銅の光の波長に対する消衰係数ｋ及び屈折率ｎを図１７（ａ）に示す。また、図１７（ａ）における消衰係数ｋ及び屈折率ｎは、エリプソ測定により求めた。 (Example 6)
Instead of the 100 nm-thick aluminum oxide light-absorbing material wire, a nickel-oxide light-absorbing material wire having a thickness of 70 nm was formed in the same manner as in Example 1 except that the film was formed by RF magnetron sputtering and etching was not performed. The wire grid type polarizing element of Example 6 was produced. In addition, the extinction coefficient k and the refractive index n with respect to the wavelength of the light of a copper oxide are shown to Fig.17 (a). Moreover, the extinction coefficient k and the refractive index n in Fig.17 (a) were calculated | required by the ellipso measurement.

得られた実施例６のワイヤグリッド型偏光素子を実施例１と同様にしてバックライト側からの光に対する垂直反射率と、外光に対する垂直反射率とを調べた。その結果、バックライト側からの光に対する垂直反射率が３６．５％程度であり、外光に対する垂直反射率は図１７（ｂ）に示す通りであった。例えば、図１７（ｂ）から分かるように、波長５７５ｎｍで垂直反射率が４％まで減少した。 The obtained wire grid type polarizing element of Example 6 was examined in the same manner as in Example 1 for the vertical reflectance with respect to light from the backlight side and the vertical reflectance with respect to external light. As a result, the vertical reflectance with respect to light from the backlight side was about 36.5%, and the vertical reflectance with respect to external light was as shown in FIG. For example, as can be seen from FIG. 17 (b), the vertical reflectance decreased to 4% at a wavelength of 575 nm.

また、得られた実施例６のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして偏光度を測定した。可視光領域である波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲における偏光度は９９．７８であった。 Further, the degree of polarization of the obtained wire grid type polarizing element of Example 6 was measured in the same manner as in Example 1. The degree of polarization in the visible light region in the wavelength range of 380 nm to 780 nm was 99.78.

（実施例７）
厚さ１００ｎｍの酸化アルミウム光吸収材料ワイヤの代わりに、厚さ６０ｎｍの酸化バナジウム光吸収材料ワイヤをＲＦマグネトロンスパッタ法により成膜したことと、エッチングをしないこと以外は実施例１と同様にして実施例７のワイヤグリッド型偏光素子を作製した。なお、酸化バナジウムの光の波長に対する消衰係数ｋ及び屈折率ｎを図１８（ａ）に示す。また、図１８（ａ）における消衰係数ｋ及び屈折率ｎは、エリプソ測定により求めた。 (Example 7)
Implemented in the same manner as in Example 1 except that a 60 nm-thick vanadium oxide light-absorbing material wire was formed by RF magnetron sputtering instead of the 100-nm-thick aluminum oxide light-absorbing material wire, and no etching was performed. The wire grid type polarizing element of Example 7 was produced. The extinction coefficient k and the refractive index n with respect to the wavelength of light of vanadium oxide are shown in FIG. Further, the extinction coefficient k and the refractive index n in FIG. 18 (a) were obtained by ellipsometry.

得られた実施例７のワイヤグリッド型偏光素子を実施例１と同様にしてバックライト側からの光に対する垂直反射率と、外光に対する垂直反射率とを調べた。その結果、バックライト側からの光に対する垂直反射率が３６．３％程度であり、外光に対する垂直反射率は図１８（ｂ）に示す通りであった。例えば、図１８（ｂ）から分かるように、波長５７０ｎｍで垂直反射率が３％まで減少した。 The obtained wire grid type polarizing element of Example 7 was examined in the same manner as in Example 1 for the vertical reflectance with respect to light from the backlight side and the vertical reflectance with respect to external light. As a result, the vertical reflectance with respect to light from the backlight side was about 36.3%, and the vertical reflectance with respect to external light was as shown in FIG. For example, as can be seen from FIG. 18B, the vertical reflectance is reduced to 3% at a wavelength of 570 nm.

また、得られた実施例７のワイヤグリッド型偏光素子について、実施例１と同様にして偏光度を測定した。可視光領域である波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲における偏光度は９９．７５であった。 Further, the degree of polarization of the obtained wire grid type polarizing element of Example 7 was measured in the same manner as in Example 1. The degree of polarization in the visible light region in the wavelength range of 380 nm to 780 nm was 99.75.

このように本発明に係るワイヤグリッド型偏光素子は、外光側に光吸収材料ワイヤを設けており、照光装置からの光を効率良く反射させ、外光を効率良く吸収するので、液晶表示装置において、十分な色再現性や黒表示を実現することができる。 As described above, the wire grid type polarizing element according to the present invention is provided with the light absorbing material wire on the outside light side, efficiently reflects the light from the illumination device, and absorbs the outside light efficiently. Therefore, sufficient color reproducibility and black display can be realized.

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可能である。例えば、上記実施の形態においては、所定の間隔で格子状凸部が並設されてなる基材の格子状凸部上に光反射材料ワイヤを形成した場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、格子状凸部を設けない基材上に所定の間隔で光反射材料ワイヤを形成した場合に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いては、ワイヤグリッド型偏光素子を液晶表示装置に適用した場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、照光装置を備えた他の表示装置に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寸法、材質などは例示的なものであり、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. For example, in the above-described embodiment, the case where the light reflecting material wire is formed on the lattice-like convex portion of the base material in which the lattice-like convex portions are arranged in parallel at a predetermined interval is described. However, the present invention is not limited to this, and the same can be applied to the case where the light reflecting material wires are formed at predetermined intervals on a base material on which no grid-like convex portion is provided. In the above embodiment, the case where the wire grid type polarizing element is applied to a liquid crystal display device is described. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to other display devices including an illumination device. Can be applied to. In addition, the dimensions, materials, and the like in the above embodiment are illustrative, and can be implemented with appropriate changes. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子を示す図である。It is a figure which shows the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention. （ａ）〜（ｃ）は、消衰係数と波長との間の関係を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the relationship between an extinction coefficient and a wavelength. （ａ）〜（ｃ）は、消衰係数と波長との間の関係を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the relationship between an extinction coefficient and a wavelength. （ａ）〜（ｃ）は、消衰係数と波長との間の関係を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the relationship between an extinction coefficient and a wavelength. （ａ）〜（ｃ）は、消衰係数と波長との間の関係を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the relationship between an extinction coefficient and a wavelength. （ａ）〜（ｄ）は、消衰係数と屈折率との間の関係を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the relationship between an extinction coefficient and a refractive index. （ａ），（ｂ）は、消衰係数と屈折率との間の関係を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the relationship between an extinction coefficient and a refractive index. 消衰係数と屈折率との間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an extinction coefficient and a refractive index. （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子の他の例の製造工程を説明するための図である。(A)-(d) is a figure for demonstrating the manufacturing process of the other example of the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド型偏光素子を装着した液晶表示装置を示す図である。It is a figure which shows the liquid crystal display device equipped with the wire grid type polarizing element which concerns on embodiment of this invention. （ａ）は、実施例１のワイヤグリッド型偏光素子に用いる酸化アルミニウムの消衰係数及び屈折率と波長との間の関係を示す図であり、（ｂ）は、実施例１のワイヤグリッド型偏光素子の反射率と波長との間の関係を示す図であり、（ｃ）は、実施例１のワイヤグリッド型偏光素子の偏光度と波長との間の関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between the extinction coefficient of aluminum oxide used for the wire grid type polarizing element of Example 1, and a refractive index, and a wavelength, (b) is a wire grid type of Example 1. FIG. It is a figure which shows the relationship between the reflectance of a polarizing element, and a wavelength, (c) is a figure which shows the relationship between the polarization degree of a wire grid type polarizing element of Example 1, and a wavelength. （ａ）は、実施例２のワイヤグリッド型偏光素子に用いる酸化鉄の消衰係数及び屈折率と波長との間の関係を示す図であり、（ｂ）は、実施例２のワイヤグリッド型偏光素子の反射率と波長との間の関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between the extinction coefficient of the iron oxide used for the wire grid type polarizing element of Example 2, and a refractive index, and a wavelength, (b) is a wire grid type of Example 2. FIG. It is a figure which shows the relationship between the reflectance of a polarizing element, and a wavelength. （ａ）は、実施例３のワイヤグリッド型偏光素子の反射率と波長との間の関係を示す図である。（ｂ）は、実施例４のワイヤグリッド型偏光素子の反射率と波長との間の関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between the reflectance of a wire grid type polarizing element of Example 3, and a wavelength. (B) is a figure which shows the relationship between the reflectance of a wire grid type polarizing element of Example 4, and a wavelength. （ａ）は、実施例５のワイヤグリッド型偏光素子に用いる酸化銅の消衰係数及び屈折率と波長との間の関係を示す図であり、（ｂ）は、実施例５のワイヤグリッド型偏光素子の反射率と波長との間の関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between the extinction coefficient of the copper oxide used for the wire grid type polarizing element of Example 5, and a refractive index, and a wavelength, (b) is a wire grid type of Example 5. It is a figure which shows the relationship between the reflectance of a polarizing element, and a wavelength. （ａ）は、実施例６のワイヤグリッド型偏光素子に用いる酸化ニッケルの消衰係数及び屈折率と波長との間の関係を示す図であり、（ｂ）は、実施例６のワイヤグリッド型偏光素子の反射率と波長との間の関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between the extinction coefficient of the nickel oxide used for the wire grid type polarizing element of Example 6, and a refractive index, and a wavelength, (b) is a wire grid type of Example 6. It is a figure which shows the relationship between the reflectance of a polarizing element, and a wavelength. （ａ）は、実施例７のワイヤグリッド型偏光素子に用いる酸化バナジウムの消衰係数及び屈折率と波長との間の関係を示す図であり、（ｂ）は、実施例７のワイヤグリッド型偏光素子の反射率と波長との間の関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between the extinction coefficient of vanadium oxide used for the wire grid type polarizing element of Example 7, and a refractive index, and a wavelength, (b) is a wire grid type of Example 7. It is a figure which shows the relationship between the reflectance of a polarizing element, and a wavelength.

Explanation of symbols

１基材
１ａ格子状凸部
２光反射材料ワイヤ
３光吸収材料ワイヤ
４レジスト層
５ガラス基板
６フォトマスク
１１照光装置
１２ワイヤグリッド型偏光素子
１３液晶セル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 1a Lattice-like convex part 2 Light reflection material wire 3 Light absorption material wire 4 Resist layer 5 Glass substrate 6 Photomask 11 Illumination device 12 Wire grid type polarizing element 13 Liquid crystal cell

Claims

A base material, a wire formed of a light reflecting material that reflects light of interest, formed in a grid pattern on the base material, and a target formed on the light reflecting material wire a light absorbing material wire made of a light absorbing material that absorbs light, a wire grid polarization element provided a wire-grid polarizing element, wherein the light-absorbing material is an oxide of iron.

A base material, a light absorbing material wire formed of a light absorbing material that absorbs light of interest, formed in a lattice shape at a predetermined interval on the base material, and formed on the light absorbing material wire; and a light reflecting material wires which reflects light of interest, a wire grid polarization element you provided a wire-grid polarizing element, wherein the light-absorbing material is an oxide of iron.

The wire grid type polarizing element according to claim 1, wherein the light absorbing material has an extinction coefficient k exceeding 0.01.

The thickness of the light absorbing material wire is 10 nm or more, and the extinction coefficient k of the light absorbing material is in a range of 0.01 <k <2.5. The wire grid type polarizing element according to any one of the above.

5. The wire grid polarization according to claim 1, wherein the light absorbing material is selected from materials having a desired extinction coefficient k and a desired refractive index n. element.

A display device, and illumination means for illuminating said display device, according to claim 1, comprising a wire grid polarization element according to any one of the preceding claims 3, wherein the wire-grid polarizing element, A display device, wherein the substrate is disposed on the illumination means side.

A display device, an illuminating means for illuminating the display device, and the wire grid type polarizing element according to any one of claims 2 to 5 , wherein the wire grid type polarizing element is the light reflecting material. A display device, wherein a wire is disposed on the illumination means side.