JP6850378B2

JP6850378B2 - Depolarizing plate, optical equipment and liquid crystal display device using it, and manufacturing method of depolarizing plate

Info

Publication number: JP6850378B2
Application number: JP2020021885A
Authority: JP
Inventors: 昭夫高田; 高橋　英司; 英司高橋; 伸幸小池; 佐々木　浩司; 浩司佐々木; 直樹花島
Original assignee: Dexerials Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2020-02-12
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2021-03-31
Anticipated expiration: 2035-06-18
Also published as: JP2020079953A

Description

本発明は、所定の偏光状態の光を入射した際に、その偏光を解消することのできる偏光解消板、それを用いた光学機器及び液晶表示装置、並びに偏光解消板の製造方法に関する。 The present invention relates to a depolarizing plate capable of depolarizing light when light in a predetermined polarized state is incident, an optical device and a liquid crystal display device using the depolarizing plate, and a method for manufacturing the depolarizing plate.

分光器、増幅器及び測定器等の光学機器に偏光依存性がある場合、これら光学機器に入射する光が所定の偏光状態にあると偏光依存性により出力低下等が発生し、光学機器の機能を十分に果たすことができない。そこで、偏光依存性のある光学機器に光が入射する前に、偏光状態を解消できる偏光解消板が利用されている。 When optical instruments such as spectroscopes, amplifiers, and measuring instruments have polarization dependence, if the light incident on these optical instruments is in a predetermined polarization state, the output will decrease due to the polarization dependence, and the functions of the optical equipment will be reduced. I can't do enough. Therefore, a depolarizing plate capable of eliminating the polarized state before light is incident on an optical device having a polarization dependence is used.

従来の偏光解消板では、複屈折性結晶の厚みを入射面内で変化させ、それにより面内でリタデーション量を変化させる偏光解消板が用いられてきた。ここで、複屈折性結晶を使用して偏光解消板を作製する場合には、作製可能な偏光解消板のサイズが結晶サイズに依存してしまう。また、複屈折層の厚みに変化があると、光の屈折による入射光の方向変化も不可避である。そこで、フォトリソグラフによるパターニングで入射面内の領域を分割させた偏光解消板が用いられるようになってきた。 In the conventional depolarizing plate, a depolarizing plate has been used in which the thickness of the birefringent crystal is changed in the incident plane, thereby changing the amount of retardation in the plane. Here, when a depolarizing plate is produced using a birefringent crystal, the size of the depolarizing plate that can be produced depends on the crystal size. Further, when the thickness of the birefringent layer changes, it is inevitable that the direction of the incident light changes due to the refraction of the light. Therefore, a depolarizing plate in which a region in the incident plane is divided by patterning by a photolithography has come to be used.

例えば、特許文献１には、基板の表層部に光の波長よりも短い周期で屈折率の異なる２種類の媒質を交互にストライプ状に設けることにより構造複屈折を呈するようにした複数の構造物をその光学軸が同一面内の異なる方向に向くように平面状に配置した偏光解消素子が開示されている。特許文献１によれば、斯かる偏光解消板を用いることで、入射光が特定の方向に偏光されたものであっても、入射光が各構造物を通過することにより出射光は各構造物の光学軸の向きに応じた異なる方向に偏光されたものが混在した状態となり、結果的に偏光が解消された状態となる。 For example, in Patent Document 1, a plurality of structures exhibiting structural birefringence by alternately providing two types of media having different refractive indexes in a striped shape at a period shorter than the wavelength of light on the surface layer portion of the substrate. A depolarizing element is disclosed in which the optical axes are arranged in a plane so as to face different directions in the same plane. According to Patent Document 1, by using such a depolarizing plate, even if the incident light is polarized in a specific direction, the incident light passes through each structure and the emitted light is emitted from each structure. Polarized light is mixed in different directions according to the direction of the optical axis of the light, and as a result, the polarized light is eliminated.

特開２００４−３４１４５３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-341453

しかしながら、特許文献１に記載の偏光解消板では、同一面内の異なる方向に光学軸が向くようにストライプ状に設けた構造物を複数配置しており、各構造物が分割領域となるため、分割領域内での位相差は同じであり、偏光を十分に解消することができない。また、偏光をより解消するために分割領域（構造物）を小さくしようとすると、パターン形成も難しくなるし、各構造物をランダムに配置したとしても一定程度の規則性が残るため、限界がある。さらに、特許文献１に記載の偏光解消板では分割領域が直線状のラインによって形成されているため、ラインのピッチによっては回折光が生じて光学特性に悪影響を及ぼすことも懸念される。また、斯かる偏光解消板を液晶表示装置に用いた場合にはモアレや回折が生じる可能性があり、画質の低下を招きかねない。 However, in the depolarizing plate described in Patent Document 1, a plurality of structures provided in a stripe shape so that the optical axes face in different directions in the same plane are arranged, and each structure serves as a divided region. The phase difference in the divided region is the same, and the polarized light cannot be sufficiently eliminated. Further, if an attempt is made to make the divided region (structure) smaller in order to further eliminate polarized light, it becomes difficult to form a pattern, and even if each structure is randomly arranged, a certain degree of regularity remains, so there is a limit. .. Further, in the depolarizing plate described in Patent Document 1, since the divided region is formed by linear lines, there is a concern that diffracted light may be generated depending on the pitch of the lines and adversely affect the optical characteristics. Further, when such a depolarizing plate is used in a liquid crystal display device, moire and diffraction may occur, which may lead to deterioration of image quality.

そこで、本発明は、従来の偏光解消板よりも偏光解消度に優れた偏光解消板を提供することを目的とする。また、本発明は、この偏光解消板を用いた光学機器及び液晶表示装置、並びにこの偏光解消板の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a depolarization plate having a higher degree of depolarization than a conventional depolarization plate. Another object of the present invention is to provide an optical device and a liquid crystal display device using the depolarizing plate, and a method for manufacturing the depolarizing plate.

本発明者らは、前記諸目的を達成すべく鋭意検討を行った。偏光解消板の面内の領域を分割するのでは、パターン形成技術の限界もあり、面内全体でランダムな微細パターンを形成することは難しい。そこで、構造複屈折を呈するよう、光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含む微細パターンを偏光解消板の面内全体に設ければ、偏光解消度をより改善できることを本発明者らは知見し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors have made diligent studies to achieve the above-mentioned objects. Dividing the in-plane region of the depolarizing plate has the limitation of the pattern forming technique, and it is difficult to form a random fine pattern in the entire in-plane. Therefore, if a fine pattern including a plurality of curves arranged at a pitch equal to or lower than the wavelength of light and randomly arranged so as to exhibit structural birefringence is provided in the entire in-plane of the depolarization plate, the degree of depolarization can be increased. The present inventors have found that further improvement can be achieved, and have completed the present invention.

本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記諸課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
＜１＞透光基板の表層部に光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含む微細パターンが設けられ、構造複屈折を呈することを特徴とする偏光解消板である。
該＜１＞に記載の偏光解消板は、面内全体にランダムな微細パターンが設けられているので、偏光解消度に優れた偏光解消板を提供することができる。 The present invention is based on the above-mentioned findings by the present inventors, and the means for solving the above-mentioned problems are as follows. That is,
<1> Polarization elimination characterized in that fine patterns including a plurality of curves arranged at a pitch equal to or lower than the wavelength of light and randomly arranged are provided on the surface layer portion of the translucent substrate to exhibit structural birefringence. It is a board.
Since the depolarization plate according to <1> is provided with a random fine pattern in the entire in-plane, it is possible to provide a depolarization plate having an excellent degree of depolarization.

＜２＞前記透光基板の表層部が保護膜によって覆われる、前記＜１＞に記載の偏光解消板。 <2> The depolarizing plate according to <1>, wherein the surface layer portion of the translucent substrate is covered with a protective film.

＜３＞透光基板と、
該透光基板表面に設けられた、前記透光基板と屈折率の異なる材料からなる薄膜と、を有し、
前記透光基板の表層部及び前記薄膜のうち、少なくとも前記薄膜に、光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含む微細パターンが設けられ、構造複屈折を呈することを特徴とする偏光解消板である。
該＜３＞に記載の偏光解消板は、面内全体にランダムな微細パターンが設けられているので、偏光解消度に優れた偏光解消板を提供することができる。 <3> With a translucent substrate
It has a thin film provided on the surface of the translucent substrate and made of a material having a different refractive index from the translucent substrate.
Of the surface layer portion of the translucent substrate and the thin film, at least the thin film is provided with a fine pattern including a plurality of curves arranged at a pitch equal to or lower than the wavelength of light and randomly arranged to cause structural birefringence. It is a depolarizing plate characterized by being presented.
Since the depolarization plate according to <3> is provided with a random fine pattern in the entire in-plane, it is possible to provide a depolarization plate having an excellent degree of depolarization.

＜４＞前記微細パターンが前記薄膜のみに設けられる、前記＜３＞に記載の偏光解消板である。 <4> The depolarization plate according to <3>, wherein the fine pattern is provided only on the thin film.

＜５＞前記微細パターンが前記薄膜及び前記透光基板の表層部に設けられる、前記＜３＞に記載の偏光解消板である。 <5> The depolarization plate according to <3>, wherein the fine pattern is provided on the surface layer of the thin film and the translucent substrate.

＜６＞前記薄膜が斜め蒸着法又は斜めスパッタ法により形成される、前記＜３＞〜＜５＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <6> The depolarizing plate according to any one of <3> to <5>, wherein the thin film is formed by an oblique vapor deposition method or an oblique sputtering method.

＜７＞前記薄膜が無機酸化物からなる、前記＜３＞〜＜６＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <7> The depolarizing plate according to any one of <3> to <6>, wherein the thin film is made of an inorganic oxide.

＜８＞前記薄膜がＳｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂのいずれかを含む、前記＜３＞〜＜７＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <8> The depolarizing plate according to any one of <3> to <7>, wherein the thin film contains any of Si, Al, Ta, Ti, and Nb.

＜９＞前記薄膜が保護膜によって覆われる、前記＜３＞〜＜８＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <9> The depolarizing plate according to any one of <3> to <8>, wherein the thin film is covered with a protective film.

＜１０＞前記保護膜がＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＬａＯ及びＭｇＦ₂からなる群より選択された少なくとも１種を含む、前記＜２＞又は＜９＞に記載の偏光解消板である。 <10> The protective film contains at least one selected from the group consisting of _{SiO 2} , Ta ₂ O ₅ , TiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , La O and Mg F _{2, and the above <2> or} The depolarizing plate according to <9>.

＜１１＞前記複数の曲線のうち、少なくとも一つの曲線がＵ字型の曲線部を含む、前記＜１＞〜＜１０＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <11> The depolarizing plate according to any one of <1> to <10>, wherein at least one of the plurality of curves includes a U-shaped curved portion.

＜１２＞前記複数の曲線のうち、少なくとも一つの曲線が分岐する、前記＜１＞〜＜１１＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <12> The depolarizing plate according to any one of <1> to <11>, wherein at least one of the plurality of curves branches.

＜１３＞前記構造複屈折によるリタデーションが、前記光の最大波長の１／４以上である、前記＜１＞〜＜１２＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <13> The depolarizing plate according to any one of <1> to <12>, wherein the retardation due to the structural birefringence is 1/4 or more of the maximum wavelength of the light.

＜１４＞前記リタデーションが前記透光基板の面内で連続的に変化する領域を少なくとも含む、前記＜１３＞に記載の偏光解消板である。 <14> The depolarizing plate according to <13>, wherein the retardation includes at least a region in which the retardation changes continuously in the plane of the translucent substrate.

＜１５＞前記微細パターンがブロックコポリマーのパターン転写により形成される、前記＜１＞〜＜１４＞のいずれかに記載の偏光解消板である。 <15> The depolarizing plate according to any one of <1> to <14>, wherein the fine pattern is formed by pattern transfer of a block copolymer.

＜１６＞前記＜１＞〜＜１５＞のいずれかに記載の偏光解消板を搭載することを特徴とする光学機器である。
該＜１６＞に記載の光学機器によれば、光学特性に優れた光学機器を提供することができる。 <16> An optical device characterized in that the depolarizing plate according to any one of <1> to <15> is mounted.
According to the optical device according to <16>, it is possible to provide an optical device having excellent optical characteristics.

＜１７＞前記＜１＞〜＜１５＞のいずれかに記載の偏光解消板を搭載することを特徴とする液晶表示装置である。
該＜１７＞に記載の液晶表示装置によれば、表示特性に優れた液晶表示装置を提供することができる。 <17> A liquid crystal display device characterized in that the depolarizing plate according to any one of <1> to <15> is mounted.
According to the liquid crystal display device according to <17>, it is possible to provide a liquid crystal display device having excellent display characteristics.

＜１８＞透光基板上に中性層を設ける工程と、
前記中性層表面にパターン形成層を設ける工程と、
前記パターン形成層を相分離して、前記透光基板の表面に対して垂直配向ラメラ構造の、光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含む微細パターンを形成する工程と、
前記中性層及び前記パターン形成層を除去すると共に、前記透光基板の表層部に前記微細パターンを転写する工程と、
を含むことを特徴とする偏光解消板の製造方法である。
該＜１８＞に記載の製造方法によれば、偏光解消度に優れた偏光解消板を簡易に製造することのできる方法を提供することができる。 <18> The process of providing a neutral layer on the translucent substrate and
The step of providing the pattern forming layer on the surface of the neutral layer and
The pattern-forming layer is phase-separated to form a fine pattern having a lamellar structure vertically oriented with respect to the surface of the translucent substrate, arranged at a pitch equal to or lower than the wavelength of light, and containing a plurality of randomly arranged curves. The process of forming and
A step of removing the neutral layer and the pattern forming layer and transferring the fine pattern to the surface layer portion of the translucent substrate.
It is a method for manufacturing a depolarizing plate, which comprises.
According to the manufacturing method according to <18>, it is possible to provide a method capable of easily manufacturing a depolarizing plate having an excellent degree of depolarization.

＜１９＞前記中性層を設ける工程に先立ち、前記透光基板表面にエッチングマスク層を設ける工程を更に含み、
前記転写する工程では、前記エッチングマスク層を更に前記除去する、前記＜１８＞に記載の偏光解消板の製造方法である。 <19> A step of providing an etching mask layer on the surface of the translucent substrate is further included prior to the step of providing the neutral layer.
The method for manufacturing a depolarizing plate according to <18>, wherein in the transfer step, the etching mask layer is further removed.

＜２０＞透光基板表面に、該透光基板と屈折率の異なる材料からなる薄膜を形成する工程と、
前記薄膜上に中性層を設ける工程と、
前記中性層表面にパターン形成層を設ける工程と、
前記パターン形成層を相分離して、前記透光基板表面に対して垂直配向ラメラ構造の、光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含む微細パターンを形成する工程と、
前記中性層及び前記パターン形成層を除去すると共に、前記透光基板の表層部及び前記薄膜のうち、少なくとも前記薄膜に、前記微細パターンを転写する工程と、
を含むことを特徴とする偏光解消板の製造方法である。
該＜２０＞に記載の製造方法によれば、偏光解消度に優れた偏光解消板を簡易に製造することのできる方法を提供することができる。 <20> A step of forming a thin film made of a material having a refractive index different from that of the translucent substrate on the surface of the translucent substrate.
The step of providing a neutral layer on the thin film and
The step of providing the pattern forming layer on the surface of the neutral layer and
The pattern forming layer is phase-separated to form a fine pattern having a vertically oriented lamellar structure with respect to the surface of the translucent substrate, arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of light, and including a plurality of randomly arranged curves. And the process to do
A step of removing the neutral layer and the pattern forming layer and transferring the fine pattern to at least the thin film of the surface layer portion and the thin film of the translucent substrate.
It is a method for manufacturing a depolarizing plate, which comprises.
According to the manufacturing method according to <20>, it is possible to provide a method capable of easily manufacturing a depolarizing plate having an excellent degree of depolarization.

＜２１＞前記転写する工程において、前記薄膜のみに前記微細パターンを形成する、前記＜２０＞に記載の偏光解消板の製造方法である。 <21> The method for manufacturing a depolarizing plate according to <20>, wherein the fine pattern is formed only on the thin film in the transfer step.

＜２２＞前記転写する工程において、前記透光基板の表層部に、前記薄膜を貫通して前記透光基板の表層部及び前記薄膜に前記微細パターンを形成する、前記＜２０＞に記載の偏光解消板の製造方法である。 <22> The polarized light according to <20>, wherein in the transfer step, the thin film is penetrated through the surface layer portion of the translucent substrate to form the fine pattern on the surface layer portion of the translucent substrate and the thin film. This is a method for manufacturing a elimination plate.

＜２３＞前記中性層を設ける工程に先立ち、前記薄膜表面にエッチングマスク層を設ける工程を更に含み、
前記転写する工程では、前記エッチングマスク層を更に前記除去する、前記＜２０＞〜＜２２＞のいずれかに記載の偏光解消板の製造方法である。 <23> A step of providing an etching mask layer on the surface of the thin film is further included prior to the step of providing the neutral layer.
The method for manufacturing a depolarizing plate according to any one of <20> to <22>, wherein in the transfer step, the etching mask layer is further removed.

＜２４＞前記微細パターンがブロックコポリマーにより形成される、前記＜１８＞〜＜２３＞のいずれかに記載の偏光解消板の製造方法である。 <24> The method for producing a depolarizing plate according to any one of <18> to <23>, wherein the fine pattern is formed by a block copolymer.

本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、従来の偏光解消板よりも偏光解消度に優れた偏光解消板、それを用いた光学機器及び液晶表示装置、並びに偏光解消板の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the conventional problems can be solved, the above object can be achieved, a depolarization plate having a higher degree of depolarization than the conventional depolarization plate, an optical device using the depolarization plate, and a liquid crystal display. An apparatus and a method for manufacturing a depolarizing plate can be provided.

本発明の一実施形態に従う偏光解消板の模式図であり、（Ａ）は偏光解消板の微細パターンが設けられた側から見た上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。It is a schematic diagram of the depolarizing plate according to one embodiment of the present invention, (A) is a top view seen from the side where the fine pattern of the depolarizing plate is provided, and (B) is I-I in (A). It is a sectional view. 本発明に従う微細パターンの具体例を示すＳＥＭ像であり、（Ａ）は上面写真であり、（Ｂ）はその断面写真である。It is an SEM image which shows the specific example of the fine pattern according to this invention, (A) is a top photograph, and (B) is a cross-sectional photograph thereof. 本発明の好適な実施形態に従う偏光解消板の模式図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は薄膜が設けられた実施形態のそれぞれの模式断面図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は（Ａ）の実施形態に更に保護膜が設けられた実施形態のそれぞれの模式断面図である。It is a schematic diagram of the depolarizing plate according to a preferred embodiment of the present invention, (A) and (B) are schematic cross-sectional views of each of the embodiments provided with a thin film, and (C) and (D) are (D). It is a schematic cross-sectional view of each embodiment in which a protective film is further provided in the embodiment of A). 本発明の一実施形態に従う偏光解消板の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the depolarizing plate according to one Embodiment of this invention. 本発明の好適な実施形態に従う偏光解消板の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the depolarizing plate according to a preferable embodiment of this invention. 本発明の別の好適な実施形態に従う偏光解消板の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the depolarizing plate according to another preferable embodiment of this invention. 実施例におけるブロックコポリマーによる微細パターンを示すＡＦＭ像であり、（Ａ）は実施例１のＡＦＭ像であり、（Ｂ）は実施例２のＡＦＭ像であり、（Ｃ）は実施例３のＡＦＭ像であり、（Ｄ）は実施例４のＡＦＭ像である。It is an AFM image showing a fine pattern by a block copolymer in an Example, (A) is an AFM image of Example 1, (B) is an AFM image of Example 2, and (C) is an AFM image of Example 3. It is an image, and (D) is an AFM image of Example 4. 実施例２の断面図を示すＳＥＭ像である。It is an SEM image which shows the sectional view of Example 2. FIG. 参考実験例１におけるＤｕｔｙ比を示すＳＥＭ像であり、（Ａ）は参考実験例１−１のＳＥＭ像であり、（Ｂ）は参考実験例１−２のＳＥＭ像であり、（Ｃ）は参考実験例１−３のＳＥＭ像である。It is an SEM image showing the duty ratio in Reference Experiment Example 1, (A) is an SEM image of Reference Experiment Example 1-1, (B) is an SEM image of Reference Experiment Example 1-2, and (C) is an SEM image. It is an SEM image of Reference Experimental Example 1-3. 参考実験例２における平均周期長を示すＳＥＭ像であり、（Ａ）は参考実験例２−１のＳＥＭ像であり、（Ｂ）は参考実験例２−２のＳＥＭ像である。It is an SEM image showing the average period length in Reference Experiment Example 2, (A) is an SEM image of Reference Experiment Example 2-1 and (B) is an SEM image of Reference Experiment Example 2-2.

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。なお、図１及び図３〜図６では説明の便宜上、実際の各構成のサイズ並びに微細パターンのピッチ幅及び深さとは異なり、それらを誇張して示す。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Note that, for convenience of explanation, FIGS. 1 and 3 to 6 are exaggerated, unlike the actual size of each configuration and the pitch width and depth of the fine pattern. In principle, the same components are given the same reference numbers, and the description thereof will be omitted.

（偏光解消板）
本発明に従う偏光解消板は、透光基板の表層部に微細パターンが設けられ、構造複屈折を呈する偏光解消板であり、さらに必要に応じて、その他の構成を含む。 (Polarizing plate)
The depolarizing plate according to the present invention is a depolarizing plate in which a fine pattern is provided on the surface layer portion of the translucent substrate and exhibits structural birefringence, and further includes other configurations, if necessary.

＜偏光解消板＞
図１（Ａ）に示すように、本発明の一実施形態に従う偏光解消板１００は、透光基板１０の表層部に微細パターン１０ａが設けられ、さらに、必要に応じて、その他の構成を含む。
ここで、前記微細パターン１０ａは、光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含み、構造複屈折を呈する。 <Polarizing plate>
As shown in FIG. 1A, the depolarizing plate 100 according to the embodiment of the present invention is provided with a fine pattern 10a on the surface layer portion of the translucent substrate 10, and further includes other configurations as necessary. ..
Here, the fine pattern 10a includes a plurality of curves arranged at a pitch equal to or lower than the wavelength of light and randomly arranged, and exhibits structural birefringence.

＜＜透光基板＞＞
前記透光基板１０は、偏光解消する光を透過することのできる材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。係る透光基板の材料としては、石英、ガラス、水晶、サファイア、などが挙げられる。 << Translucent substrate >>
The translucent substrate 10 is not particularly limited as long as it is a material capable of transmitting light for depolarizing light, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples of the material of the translucent substrate include quartz, glass, crystal, sapphire, and the like.

＜＜微細パターン＞＞
ここで、図１（Ａ）は偏光解消板１００の微細パターン１０ａが設けられた側から見た上面図の模式図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、微細パターン１０ａは、透光基板１０の表層部に設けられ、光の波長以下のピッチＰで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含むことで、構造複屈折を呈することができる。なお、本明細書で言う曲線とは、線の一部に一次曲線（直線）が含まれていてもよく、線の全てが直線又は折れ線で構成されていないものを指す。また、図１（Ｂ）に示すとおり、微細パターン１０ａの凸状のランドの幅をＬ、隣接する凸間の空気層からなる凹部の溝の幅をＳとすると、Ｐ＝Ｌ＋Ｓである。ただし、ランダムな曲線であるため、すべてのピッチＰが一定になる訳ではない。なお、ｄは溝の深さである。 << Fine pattern >>
Here, FIG. 1 (A) is a schematic view of a top view seen from the side where the fine pattern 10a of the depolarizing plate 100 is provided, and FIG. 1 (B) is a sectional view taken along line I-I in FIG. 1 (A). Is. As shown in FIGS. 1A and 1B, a plurality of fine patterns 10a are provided on the surface layer portion of the translucent substrate 10, are arranged at a pitch P equal to or less than the wavelength of light, and are randomly arranged. By including a curve, structural birefringence can be exhibited. The curve referred to in the present specification may include a linear curve (straight line) as a part of the line, and refers to a curve in which all the lines are not composed of straight lines or polygonal lines. Further, as shown in FIG. 1B, where L is the width of the convex land of the fine pattern 10a and S is the width of the groove of the concave portion composed of the air layer between the adjacent convexes, P = L + S. However, since it is a random curve, not all pitches P are constant. Note that d is the depth of the groove.

ここで、図１（Ａ）に示すように、前記微細パターン１０ａに含まれる前記複数の曲線のうち、任意の曲線がＵ字型の曲線部Ｕを含んでもよい。また、図１（Ａ）に示すように、前記複数の曲線のうち、任意の曲線が分岐していてもよい。このような分岐点を分岐Ｂとして図１（Ａ）に示す。さらに、前記微細パターン１０ａは、曲線以外に点状の部分Ｄを含んでいてもよい。前記微細パターン１０ａが透光基板１０の表層部の面内全域でランダムに設けられることにより、偏光解消板１００に入射する偏光した光の偏光を解消することができる。 Here, as shown in FIG. 1A, any of the plurality of curves included in the fine pattern 10a may include a U-shaped curved portion U. Further, as shown in FIG. 1A, any of the plurality of curves may be branched. Such a branch point is shown as branch B in FIG. 1 (A). Further, the fine pattern 10a may include a point-shaped portion D in addition to the curved line. By randomly providing the fine pattern 10a over the entire in-plane surface of the surface layer portion of the translucent substrate 10, it is possible to eliminate the polarization of the polarized light incident on the depolarizing plate 100.

前記微細パターン１０ａの一具体例を説明する。図２（Ａ）に示すＳＥＭ像は、ブロックコポリマーのパターンの上面写真であり、（Ｂ）はその断面写真である。製造方法の実施形態において詳細を後述するが、例えば透光基板１０上に設けたブロックコポリマーのパターンを透光基板１０の表層部にパターン転写することで、前記微細パターン１０ａを形成することができる。斯かる微細パターン１０ａであれば、面内全域で光学軸がランダムになるため、入射光の偏光を解消することができるのである。斯かる微細パターン１０ａの形成手段については、製造方法の実施形態に後述する。 A specific example of the fine pattern 10a will be described. The SEM image shown in FIG. 2 (A) is a top photograph of the pattern of the block copolymer, and (B) is a cross-sectional photograph thereof. The details will be described later in the embodiment of the manufacturing method. For example, the fine pattern 10a can be formed by transferring the pattern of the block copolymer provided on the translucent substrate 10 to the surface layer portion of the translucent substrate 10. .. With such a fine pattern 10a, the optical axis becomes random over the entire in-plane area, so that the polarization of the incident light can be eliminated. The means for forming such a fine pattern 10a will be described later in the embodiment of the manufacturing method.

本発明による偏光解消板は、無機材料のみから構成されるため、従来の偏光解消板に比べ、耐熱、耐光性が求められるＬＣＤプロジェクター等の強い輝度の用途に供して好適である。また、基板面内でのリタデーションが連続的に変化するため、界面散乱等を防止することもできる。 Since the depolarization plate according to the present invention is composed of only an inorganic material, it is suitable for use in applications with high brightness such as LCD projectors, which are required to have heat resistance and light resistance as compared with conventional depolarization plates. Further, since the retardation in the substrate surface changes continuously, it is possible to prevent interfacial scattering and the like.

また、偏光解消板１００の構造複屈折によるリタデーションは、入射光の最大波長の１／４以上であることが好ましく、リタデーションが透光基板１０の面内で連続的に変化する領域を少なくとも含むように微細パターン１０ａを設けることが好ましく、面内で連続的に変化する領域が支配的となることがより好ましい。リタデーション量は、微細パターンの溝深さ、ピッチＰ及び透光基板材料を適宜選択することにより調整することができる。また、リタデーションの面内での連続変化は、後述の微細パターンを形成時における下地層（中性層）の選択、アニール条件、分子量、などを変化させることで調整することができる。 Further, the retardation due to the structural birefringence of the depolarizing plate 100 is preferably 1/4 or more of the maximum wavelength of the incident light, and includes at least a region where the retardation continuously changes in the plane of the translucent substrate 10. It is preferable that the fine pattern 10a is provided in the surface, and it is more preferable that the region that continuously changes in the plane becomes dominant. The amount of retardation can be adjusted by appropriately selecting the groove depth of the fine pattern, the pitch P, and the translucent substrate material. Further, the continuous in-plane change of retardation can be adjusted by changing the selection of the base layer (neutral layer) at the time of forming the fine pattern described later, the annealing conditions, the molecular weight, and the like.

なお、本実施形態に従う偏光解消板のサイズ、微細パターン１０ａのピッチＰ、溝深さｄ等は、所望の入射光の偏光を解消できる限りは何ら制限されるものではなく、光学機器及び液晶表示装置、などへの適用にあたり適宜設計すべき事項である。なお、溝深さｄはリタデーション量を確保するために数１００ｎｍ程度とすることが一般的であるが、透光基板１０の材料を適宜選択して、所望の偏光解消度で偏光を解消できる限りは任意である。 The size of the depolarizing plate, the pitch P of the fine pattern 10a, the groove depth d, and the like according to the present embodiment are not limited as long as the desired polarized light can be depolarized, and the optical device and the liquid crystal display are not limited. It is a matter that should be appropriately designed for application to devices and the like. The groove depth d is generally set to about several hundred nm in order to secure the amount of retardation, but as long as the material of the translucent substrate 10 can be appropriately selected and polarization can be eliminated with a desired degree of polarization elimination. Is optional.

＜＜薄膜＞＞
ここで、本発明に従う別の実施形態に従う偏光解消板２００は、図３（Ａ）に示すように、前記透光基板１０の表面に透光基板１０と異なる材料の薄膜２０'（薄膜由来部と称してもよい）を更に有していてもよい。すなわち、この実施形態に従う偏光解消板２００は、透光基板１０と、該透光基板表面に設けられた、前記透光基板と屈折率の異なる材料からなる薄膜２０'と、を有し、前記透光基板１０の表層部及び前記薄膜２０'のうち、少なくとも前記薄膜２０'に、光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含む微細パターンが設けられ、構造複屈折を呈するのである。なお、ここで言う微細パターンは、既述の偏光解消板１００と同様の形状を意味する。 << Thin film >>
Here, as shown in FIG. 3A, the depolarizing plate 200 according to another embodiment according to the present invention has a thin film 20'(thin film-derived portion) having a material different from that of the transparent substrate 10 on the surface of the transparent substrate 10. It may be referred to as). That is, the depolarizing plate 200 according to this embodiment has the translucent substrate 10 and the thin film 20'provided on the surface of the translucent substrate and made of a material having a refractive index different from that of the translucent substrate. Of the surface layer portion of the translucent substrate 10 and the thin film 20', at least the thin film 20'is provided with a fine pattern including a plurality of curves arranged at a pitch equal to or lower than the wavelength of light and randomly arranged. It exhibits structural birefringence. The fine pattern referred to here means a shape similar to that of the depolarization plate 100 described above.

前記微細パターンは、前記薄膜２０’及び前記透光基板１０の表層部１０ａの両方に設けられてもよい（図３（Ａ））し、前記薄膜２０’のみに設けられても（図３（Ｂ））、いずれでもよい。いずれの偏光解消板２００、２１０も、既述の偏光解消板１００と同様に偏光を解消することができる。なお、前述の偏光解消板１００に比べて、本実施形態の方が薄膜２０'の厚みや材料などによって屈折率を調整し、リタデーション量を制御することができる点では好ましい。さらに、必要となるリタデーション量Ｒを実現するための膜厚を薄くすることもでき、好ましい。なお、図３（Ｂ）に示す偏光解消板２１０の薄膜２０'形状は、後述の転写する工程において、透光基板１０及び薄膜２０、並びにエッチング液等を適宜選択し、透光基板１０をいわゆるエッチングストップ層として機能させればよい。この場合、リタデーション量を正確に制御することができる点で好ましい。 The fine pattern may be provided on both the thin film 20'and the surface layer portion 10a of the translucent substrate 10 (FIG. 3 (A)), or may be provided only on the thin film 20'(FIG. 3 (FIG. 3). B)), either. Both of the depolarizing plates 200 and 210 can depolarize the polarized light in the same manner as the depolarizing plate 100 described above. Compared to the above-mentioned depolarizing plate 100, this embodiment is preferable in that the refractive index can be adjusted according to the thickness and material of the thin film 20'and the amount of retardation can be controlled. Further, it is possible to reduce the film thickness for realizing the required retardation amount R, which is preferable. Regarding the thin film 20'shape of the depolarizing plate 210 shown in FIG. 3B, the translucent substrate 10 and the thin film 20, the etching solution, and the like are appropriately selected in the transfer step described later, and the translucent substrate 10 is so-called. It may function as an etching stop layer. In this case, it is preferable that the retardation amount can be accurately controlled.

リタデーション量Ｒに関し、Ｒ＞１７０ｎｍであれば、可視光のうち最も波長の長い赤色光の直線偏光の少なくとも一部を円偏光に変換することができる。屈折率１．４６程度のシリコン酸化物を薄膜材料として用いた場合の一例を用いて、薄膜２０'の厚みを具体的に説明する。この薄膜と、微細パターンの曲線間による溝に相当する空気層（屈折率１）との２種類の異種媒質の繰り返し構造を構造複屈折とした場合、複屈折量Δｎは０．０８程度となるため、その場合の必要な薄膜の厚さは２．０μｍ程度である。入射光の波長及び所望のリタデーション量Ｒに応じて、薄膜の材料及び厚さを適宜選択すればよい。 With respect to the retardation amount R, if R> 170 nm, at least a part of the linearly polarized light of red light having the longest wavelength of visible light can be converted into circularly polarized light. The thickness of the thin film 20'will be specifically described with reference to an example in which a silicon oxide having a refractive index of about 1.46 is used as the thin film material. When the repeating structure of two types of different media, that is, the thin film and the air layer (refractive index 1) corresponding to the groove between the curves of the fine pattern is structural birefringence, the birefringence amount Δn is about 0.08. Therefore, the required thin film thickness in that case is about 2.0 μm. The material and thickness of the thin film may be appropriately selected according to the wavelength of the incident light and the desired retardation amount R.

なお、前記薄膜２０’は、透光基板１０と屈折率が異なり、該透光基板１０よりも高屈折率の材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。斯かる薄膜は無機酸化物からなることが好ましく、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂのいずれかを含むことがより好ましく、例えば酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、などとすることができる。 The thin film 20'has a different refractive index from that of the translucent substrate 10, and is not particularly limited as long as it is a material having a higher refractive index than the translucent substrate 10, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Such a thin film is preferably made of an inorganic oxide, more preferably containing any of Si, Al, Ta, Ti, and Nb, such as silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide. can do.

一方、別の好適実施形態として、偏光解消板３００が前記薄膜２０’を有し、この薄膜２０’は斜め蒸着法又は斜めスパッタ法により形成されることも好ましい。斜め蒸着法又は斜めスパッタ法により形成された薄膜は複屈折を呈し、高い複屈折を得るために高多孔質構造となる。また、この薄膜は低密度の柱状組織からなり、体積比にして２０〜３０％の空隙を有する。そのため、この薄膜は大気中の水分が吸着しやすく、透過率及び位相差などの光学特性が変動しやすくなる。斯かる薄膜の形成直後の空隙部は、空気（屈折率１．０）が主成分であるが、室温で大気中の水分（屈折率１．３）を取り込んで光学特性が変動する。また、１００℃以上の雰囲気に曝すと取り込んだ水分が蒸発して、再び空気が主成分となる。このように、温度によって斜め蒸着法または斜めスパッタ法により形成された薄膜中の水分量が変化すると、空隙部の屈折率が変化し、結果として複屈折も変化し、透過率及び位相差が変動する。そこで、図３（Ｃ）に示すように、斜め蒸着法又は斜めスパッタ法により形成された薄膜の上面及び側面は、緻密性の高い保護膜３０で覆うことが特に好ましい。保護膜３０を成膜することで、薄膜への大気中の水分の出入りを防止することができ、耐湿性を向上することができる。 On the other hand, as another preferred embodiment, it is also preferable that the depolarizing plate 300 has the thin film 20', and the thin film 20'is formed by an oblique vapor deposition method or an oblique sputtering method. The thin film formed by the oblique vapor deposition method or the oblique sputtering method exhibits birefringence and has a highly porous structure in order to obtain high birefringence. Further, this thin film is composed of a low-density columnar structure and has voids of 20 to 30% by volume. Therefore, this thin film tends to adsorb moisture in the atmosphere, and optical characteristics such as transmittance and phase difference tend to fluctuate. The air gap (refractive index 1.0) is the main component of the void immediately after the formation of such a thin film, but the optical characteristics fluctuate by taking in moisture (refractive index 1.3) in the atmosphere at room temperature. Further, when exposed to an atmosphere of 100 ° C. or higher, the taken-in moisture evaporates, and air becomes the main component again. As described above, when the amount of water in the thin film formed by the oblique vapor deposition method or the oblique sputtering method changes depending on the temperature, the refractive index of the void portion changes, and as a result, the birefringence also changes, and the transmittance and the phase difference fluctuate. To do. Therefore, as shown in FIG. 3C, it is particularly preferable that the upper surface and side surfaces of the thin film formed by the oblique vapor deposition method or the oblique sputtering method are covered with a highly dense protective film 30. By forming the protective film 30, it is possible to prevent the ingress and egress of moisture in the atmosphere into the thin film, and it is possible to improve the moisture resistance.

かかる保護膜３０の材料としては、湿度透過性の低いＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＬａＯ及びＭｇＦ₂、などの無機化合物を用いることができ、これらの中から選択された少なくとも１種を含むことが好ましく、これらのうちのいずれかであることが好ましい。なお、保護膜３０を成膜するには、これら無機化合物を高密度に形成することで低湿度透過性の保護膜を成膜することが可能な方法を採用すればよく、例えば、化学蒸着法（ＣＶＤ）を挙げることができる。ＣＶＤ法により保護膜を成膜する場合には、大気圧〜中真空（１００〜１０^-1Ｐａ）とした容器内に複屈折層が形成された基板を設置し、保護膜の材料であるガス状の無機化合物をこの容器内に送り込み、熱、プラズマ、光等のエネルギーを与えてガス状の無機化合物と複屈折層とを化学反応させればよい。斯かるＣＶＤ法によれば、複屈折層上に無機化合物を高密度に形成して、低湿度透過性の保護膜を形成することができる。なお、保護膜の成膜方法は、上記ＣＶＤ法に替えて、例えばプラズマアシスト蒸着法、スパッタ法等、無機化合物を高密度に形成することが可能な任意の方法を用いてもよい。 As the material of the protective film 30, inorganic compounds such as _{SiO 2} , Ta ₂ O ₅ , TiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , LaO and MgF _{2 having low humidity permeability can be used.} It is preferable to contain at least one selected from these, and it is preferable that any one of these is contained. In order to form the protective film 30, a method capable of forming a protective film having low humidity permeability by forming these inorganic compounds at a high density may be adopted. For example, a chemical vapor deposition method may be adopted. (CVD) can be mentioned. When forming a protective film by the CVD method, ^{a substrate on which a birefringent layer is formed is placed in a container set to atmospheric pressure to medium vacuum (100 to 10 -1} Pa), and a gas that is a material for the protective film is installed. The shape of the inorganic compound may be sent into the container, and energy such as heat, plasma, or light may be applied to chemically react the gaseous inorganic compound with the birefringent layer. According to such a CVD method, an inorganic compound can be formed at a high density on the birefringent layer to form a protective film having low humidity permeability. As the method for forming the protective film, instead of the above CVD method, any method capable of forming an inorganic compound at a high density, such as a plasma-assisted vapor deposition method or a sputtering method, may be used.

なお、上記保護膜３０は、薄膜２０’が斜め蒸着法又は斜めスパッタ法により形成される場合に限らず、任意の方法により形成された場合にも適用して好適である。このような保護膜３０としては、トリエトキシカプリリルシラン（例えば大東化成工業株式会社（株）より市販のＯＴＳ）、フルオロデシルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）、などの撥水膜が適用可能である。さらに、図３（Ｄ）の偏光解消板３１０に示すように、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などの透明材料からなる保護膜３０を蓋状に成膜して薄膜２０’を覆うこともできる。また、偏光解消板３００では薄膜２０’が保護膜３０によって覆われているが、これに替えて、前述の偏光解消板１００において、透光基板１０の表層部が保護膜３０によって（薄膜２０’等を介さずに）直接覆われることも好ましい。水分等の入り込みによる光学特性変化を防止することができるためである。 The protective film 30 is suitable not only when the thin film 20'is formed by an oblique vapor deposition method or an oblique sputtering method, but also when it is formed by an arbitrary method. As such a protective film 30, a water-repellent film such as triethoxycaprylylsilane (for example, OTS commercially available from Daito Kasei Kogyo Co., Ltd.), fluorodecyltrichlorosilane (FDTS), or the like can be applied. Further, as shown in the depolarizing plate 310 of FIG. 3D, a _{protective film 30 made of a transparent material such as SiO 2} or Al ₂ O ₃ can be formed into a lid shape to cover the thin film 20'. Further, in the depolarization plate 300, the thin film 20'is covered with the protective film 30. Instead, in the depolarization plate 100 described above, the surface layer portion of the translucent substrate 10 is covered with the protective film 30 (thin film 20'). It is also preferable that the film is directly covered (without using the like). This is because it is possible to prevent changes in optical characteristics due to the entry of moisture and the like.

（光学機器）
本発明の光学機器は、少なくとも、本発明に従う偏光解消板を搭載し、さらに必要に応じて、その他の構成を有する。 (Optical equipment)
The optical instrument of the present invention is equipped with at least a depolarizing plate according to the present invention, and further has other configurations, if necessary.

（液晶表示装置）
本発明の液晶表示装置は、少なくとも、本発明に従う偏光解消板を搭載し、さらに必要に応じて、その他の構成を有する。 (Liquid crystal display device)
The liquid crystal display device of the present invention is equipped with at least a depolarizing plate according to the present invention, and further has other configurations, if necessary.

（偏光解消板の製造方法）
次に、本発明に従う偏光解消板の製造方法の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明に従う偏光解消板を製造するための方法の一実施形態に過ぎず、他の実施形態により本発明に従う偏光解消板が製造されてもよい。 (Manufacturing method of depolarizing plate)
Next, an embodiment of a method for manufacturing a depolarizing plate according to the present invention will be described. It should be noted that the embodiment described below is only one embodiment of the method for manufacturing a depolarizing plate according to the present invention, and the depolarizing plate according to the present invention may be manufactured by another embodiment.

図４を用いて、本発明に従う偏光解消板の製造方法の一実施形態を説明する。本実施形態は、中性層を設ける工程（図４（Ａ）〜（Ｂ））と、パターン形成層を設ける工程（図４（Ｂ）〜（Ｃ））と、微細パターンを形成する工程と（図４（Ｃ）〜（Ｄ））、転写する工程（図４（Ｄ）〜（Ｆ））とを含み、さらに、必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。 An embodiment of a method for manufacturing a depolarizing plate according to the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment includes a step of providing a neutral layer (FIGS. 4 (A) to (B)), a step of providing a pattern forming layer (FIGS. 4 (B) to (C)), and a step of forming a fine pattern. (FIGS. 4 (C) to (D)), a step of transferring (FIGS. 4 (D) to (F)), and further includes other steps appropriately selected as necessary.

＜中性層を設ける工程＞
前記中性層を設ける工程（図４（Ｂ））は、透光基板１０上に中性層５０を設ける工程である。なお、既述の透光基板１０を予め用意しておく（図４（Ａ））。 <Process of providing a neutral layer>
The step of providing the neutral layer (FIG. 4B) is a step of providing the neutral layer 50 on the translucent substrate 10. The above-mentioned translucent substrate 10 is prepared in advance (FIG. 4 (A)).

＜＜中性層＞＞
前記中性層５０は、詳細を後述する微細パターンを形成する工程において、パターン形成層に垂直配向ラメラ構造を形成するための層となれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。中性層５０は、パターン形成層の材料にも依存するが、例えばポリスチレン（ＰＳ）と、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のランダム重合体であるＰＳ−ｒ−ＰＭＭＡとすることができる。例えば、０．５〜３．０質量％のトルエン溶液等の有機溶媒でＰＳ−ｒ−ＰＭＭＡを希釈し、透光基板１０表面にスピンキャストして塗布し、熱アニールを行うことで、中性層５０を形成することができる。有機溶媒はトルエンに何ら限定されるものではなく、他に例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、シクロヘキサノン、などを用いてもよい。また、中性層５０を形成する際の各条件は特に限定されないが、スピンキャスト条件は３０００〜６０００ｒｐｍ程度、１５〜６０秒間程度とすることができ、熱アニール条件は１０ｋＰａ以下の真空条件、１５０〜２００℃の温度範囲、６〜１８時間程度の処理時間である。なお、形成された中性層５０は数ｎｍ程度の厚みとなる。また、透光基板１０との密着性を向上させるため、ＰＳ−ｒ−ＰＭＭＡにヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）もしくはグリシジルメタクリレート(ＧＭＡ)を数ｍｏｌ％添加したものを用いると、さらに好ましい。なお、透光基板と架橋反応しなかった残溶液については、熱アニール後にトルエン超音波洗浄等により除去すればよい。また、中性層としては、上記ＰＳ−ｒ−ＰＭＭＡの熱架橋性分子層の他にも、例えば自己組織化単分子膜、カーボンなどを用いることができる。 << Neutral layer >>
The neutral layer 50 is not particularly limited as long as it is a layer for forming a vertically oriented lamellar structure in the pattern forming layer in the step of forming a fine pattern described in detail later, and may be appropriately selected depending on the purpose. Can be done. The neutral layer 50 can be, for example, PS-r-PMMA, which is a random polymer of polystyrene (PS) and polymethylmethacrylate (PMMA), although it depends on the material of the pattern forming layer. For example, PS-r-PMMA is diluted with an organic solvent such as 0.5 to 3.0% by mass of a toluene solution, spin-cast and applied to the surface of the translucent substrate 10, and heat-annealed to neutralize the PS-r-PMMA. Layer 50 can be formed. The organic solvent is not limited to toluene, and other examples such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and cyclohexanone may be used. The conditions for forming the neutral layer 50 are not particularly limited, but the spin cast conditions can be about 3000 to 6000 rpm and about 15 to 60 seconds, and the thermal annealing conditions are vacuum conditions of 10 kPa or less, 150. The processing time is about 6 to 18 hours in a temperature range of about 200 ° C. The formed neutral layer 50 has a thickness of about several nm. Further, in order to improve the adhesion to the translucent substrate 10, it is more preferable to use PS-r-PMMA to which several mol% of hydroxyethyl methacrylate (HEMA) or glycidyl methacrylate (GMA) is added. The residual solution that did not undergo a cross-linking reaction with the translucent substrate may be removed by toluene ultrasonic cleaning or the like after thermal annealing. As the neutral layer, for example, a self-assembled monolayer, carbon, or the like can be used in addition to the heat-crosslinkable molecular layer of PS-r-PMMA.

＜パターン形成層を設ける工程＞
前記パターン形成層６０を設ける工程は、前記中性層５０を設ける工程の後、前記中性層５０表面にパターン形成層６０を設ける工程である。 <Step of providing a pattern forming layer>
The step of providing the pattern forming layer 60 is a step of providing the pattern forming layer 60 on the surface of the neutral layer 50 after the step of providing the neutral layer 50.

＜＜パターン形成層＞＞
パターン形成層６０は、例えば、ＰＳと、ＰＭＭＡとのブロックコポリマーであるＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡとすることができ、トルエン等の有機溶媒に希釈して、スピンキャスト等により前記中性層５０表面に塗布する。後述の垂直配向ラメラ構造を形成できる限りは、上記ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡに何ら限定されるものではなく、任意の材料を用いることができる。 << Pattern formation layer >>
The pattern forming layer 60 can be, for example, PS-b-PMMA, which is a block copolymer of PS and PMMA, diluted with an organic solvent such as toluene, and spuncast onto the surface of the neutral layer 50. Apply. As long as the vertically oriented lamellar structure described later can be formed, the PS-b-PMMA is not limited to the above, and any material can be used.

本工程におけるスピンキャスト条件は、先の工程と同様であり、同一条件としてもよいし、異なる条件としてもよい。有機溶媒の濃度、スピンキャスト条件等を調整することで、パターン形成層６０の膜厚を調整することができるが、パターン形成層６０の厚さをブロックコポリマーの分子量に応じて調整することが好ましい。例えば分子量１６０，０００程度のＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡは、周期長が約８０ｎｍであり、その周期長の半分程度である約４０ｎｍもしくは周期長の整数倍に相当する８０ｎｍ、１６０ｎｍとすることが好ましい。分子量に依存して、ブロックコポリマーの周期長は変化するなるため、適宜パターン形成層６０の厚さを調整すればよい。なお、パターン形成層６０にＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡを用いる場合、その分子量を５０，０００〜１，０００，０００程度とすることが好ましい。 The spin cast conditions in this step are the same as in the previous step, and may be the same conditions or different conditions. The film thickness of the pattern forming layer 60 can be adjusted by adjusting the concentration of the organic solvent, spin casting conditions, etc., but it is preferable to adjust the thickness of the pattern forming layer 60 according to the molecular weight of the block copolymer. .. For example, PS-b-PMMA having a molecular weight of about 160,000 preferably has a period length of about 80 nm, which is about 40 nm, which is about half of the period length, or 80 nm and 160 nm, which correspond to an integral multiple of the period length. Since the period length of the block copolymer changes depending on the molecular weight, the thickness of the pattern forming layer 60 may be adjusted as appropriate. When PS-b-PMMA is used for the pattern forming layer 60, its molecular weight is preferably about 50,000 to 1,000,000.

＜微細パターンを形成する工程＞
前記微細パターンを形成する工程は、前記パターン形成層６０を設ける工程の後、前記パターン形成層６０を相分離して、前記透光基板１０の表面に対して垂直配向ラメラ構造の、光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含む微細パターンを形成する工程である。 <Process of forming a fine pattern>
In the step of forming the fine pattern, after the step of providing the pattern forming layer 60, the pattern forming layer 60 is phase-separated, and the wavelength of light having a lamellar structure vertically oriented with respect to the surface of the translucent substrate 10. This is a step of forming a fine pattern including a plurality of curves arranged at the following pitches and randomly arranged.

＜＜相分離構造形成条件＞＞
相分離構造を形成する条件は、前記パターン形成層６０から、垂直配向ラメラ構造を形成できる限りは特に限定されず、任意であるが、例えば１０ｋＰａ以下程度の真空下で、２００〜４００℃、６〜１８時間程度の熱アニールを行なえばよい。熱アニールを行うことでパターン形成層６０は垂直配向ラメラ構造となり、パターン形成層６０を部分６０ａと部分６０ｂとに分離することができる。パターン形成層６０がＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡである場合、上記熱アニールを行うことで、ＰＭＭＡ（６０ａ）と、ＰＳ（６０ｂ）とに相分離される。実施例において後述するが、このときのパターン形成層６０が部分６０ａと部分６０ｂとに分離されたときの上面視したときの図は、例えば図７（Ａ）〜（Ｄ）に示されたようになり、光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含む微細パターンとなる。 << Phase separation structure formation conditions >>
The conditions for forming the phase-separated structure are not particularly limited as long as the vertically oriented lamellar structure can be formed from the pattern forming layer 60, and are arbitrary, but for example, under a vacuum of about 10 kPa or less, 200 to 400 ° C., 6 Thermal annealing may be performed for about 18 hours. By performing thermal annealing, the pattern forming layer 60 has a vertically oriented lamellar structure, and the pattern forming layer 60 can be separated into a portion 60a and a portion 60b. When the pattern forming layer 60 is PS-b-PMMA, the PMMA (60a) and PS (60b) are phase-separated by performing the above thermal annealing. As will be described later in the examples, the top view of the pattern forming layer 60 when the pattern forming layer 60 is separated into the portion 60a and the portion 60b is shown in FIGS. 7 (A) to 7 (D), for example. It becomes a fine pattern including a plurality of curves arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of light and randomly arranged.

＜転写する工程＞
前記転写する工程は、前記微細パターンを形成する工程の後、前記中性層５０及び前記パターン形成層６０を除去すると共に、前記透光基板１０の表層部に前記微細パターンを転写する工程である。 <Transfer process>
The transfer step is a step of removing the neutral layer 50 and the pattern forming layer 60 after the step of forming the fine pattern, and transferring the fine pattern to the surface layer portion of the translucent substrate 10. ..

＜＜部分６０ａの除去＞＞
まず、相分離した後のパターン形成層６０の部分６０ａをエッチング等により除去する（図４（Ｅ））。部分６０ａがＰＭＭＡである場合には、例えばＯ₂エッチングによるＰＭＭＡの選択的除去を行えばよい。Ｏ₂エッチングにあたっては、パターン形成層６０の厚さによっても異なるが、反応性プラズマエッチング装置に基板を投入し、Ｏ₂流量５０〜２００ｓｃｃｍ程度、ガス圧１〜１０Ｐａ程度、エッチング時間を適時調整してエッチングを行えばよい。 << Removal of part 60a >>
First, the portion 60a of the pattern forming layer 60 after phase separation is removed by etching or the like (FIG. 4 (E)). When the portion 60a is PMMA, PMMA may be selectively removed by _{, for example, O 2 etching.} In O ₂ etching, although it depends on the thickness of the pattern forming layer 60, the substrate is put into a reactive plasma etching apparatus, and the O ₂ flow rate is about 50 to 200 sccm, the gas pressure is about 1 to 10 Pa, and the etching time is adjusted appropriately. Etching may be performed.

＜＜透光基板への転写＞＞
最後に、パターン形成層６０への選択的エッチングにより残った部分６０ｂの微細パターンを透光基板１０に転写すれば、微細パターン１０ａが透光基板１０の表層部に形成され、その結果偏光解消板１００を得ることができる（図４（Ｆ））。なお、転写にあたっては、ＣＦ₄／Ａｒエッチング等により行うことができ、ＣＦ₄流量１０〜１００ｓｃｃｍ程度、Ａｒ流量２〜２５ｓｃｃｍ程度、ガス圧０．５〜５Ｐａ程度、エッチング時間を適時調整してエッチングを行えばよい。 << Transfer to a translucent substrate >>
Finally, when the fine pattern of the portion 60b remaining by selective etching on the pattern forming layer 60 is transferred to the translucent substrate 10, the fine pattern 10a is formed on the surface layer portion of the translucent substrate 10, and as a result, the depolarizing plate 100 can be obtained (FIG. 4 (F)). The transfer _{can be performed by CF 4} / Ar etching or the like, and the CF ₄ flow rate is about 10 to 100 sccm, the Ar flow rate is about 2 to 25 sccm, the gas pressure is about 0.5 to 5 Pa, and the etching time is adjusted appropriately for etching. Just do.

なお、前述のとおり、偏光解消板のリタデーション量は、微細パターン１０ａにおける凸部のランド幅Ｌと、凹部の空隙幅Ｓとの比であるＤｕｔｙ比によって定まる。このＤｕｔｙ比を調整することで、偏光解消板のリタデーション量を調整することができ、リタデーション量を最大にするためには、Ｄｕｔｙ比を１：１とすることが最も好ましい。また、Ｄｕｔｙ比は、透光基板への転写の際のエッチング時間によって調整することができる（後述の参考実験例１を参照）。 As described above, the amount of retardation of the depolarizing plate is determined by the duty ratio, which is the ratio of the land width L of the convex portion to the void width S of the concave portion in the fine pattern 10a. By adjusting this duty ratio, the amount of retardation of the depolarizing plate can be adjusted, and in order to maximize the amount of retardation, it is most preferable to set the duty ratio to 1: 1. Further, the duty ratio can be adjusted by the etching time at the time of transfer to the translucent substrate (see Reference Experimental Example 1 described later).

以上の工程を経て製造された偏光解消板１００は、従来の偏光解消板に比べて優れた偏光解消度を有することができる。また、露光用マスクを用いずにパターン形成することができるため、作製可能な大きさに自由度がある。また、パターン形状、透光基板及びその上に堆積する薄膜等の無機材料により光学特性を調整できるため、その調整幅も大きい。 The depolarization plate 100 manufactured through the above steps can have an excellent degree of depolarization as compared with the conventional depolarization plate. Further, since the pattern can be formed without using an exposure mask, there is a degree of freedom in the size that can be produced. Further, since the optical characteristics can be adjusted by the pattern shape, the light-transmitting substrate, and the inorganic material such as the thin film deposited on the substrate, the adjustment range is large.

＜エッチングマスク層を設ける工程＞
本実施形態は、エッチングマスク層を設ける工程を更に含むことも好ましい。本工程は、前記中性層５０を設ける工程に先立ち、前記透光基板１０表面にエッチングマスク層を設ける工程である（図５（Ａ）〜（Ｂ））。なお、図４及び図５に関して、図４（Ａ）が図５（Ａ）に相当し、図４（Ｂ）が図５（Ｃ）に相当し、図４（Ｃ）が図５（Ｄ）に相当し、図４（Ｄ）が図５（Ｅ）に相当し、図４（Ｅ）が図５（Ｆ）に相当し、図４（Ｆ）が図５（Ｈ）に相当するため、重複する説明については省略する。 <Process of providing etching mask layer>
It is also preferable that the present embodiment further includes a step of providing an etching mask layer. This step is a step of providing an etching mask layer on the surface of the translucent substrate 10 prior to the step of providing the neutral layer 50 (FIGS. 5A to 5B). Regarding FIGS. 4 and 5, FIG. 4 (A) corresponds to FIG. 5 (A), FIG. 4 (B) corresponds to FIG. 5 (C), and FIG. 4 (C) corresponds to FIG. 5 (D). 4 (D) corresponds to FIG. 5 (E), FIG. 4 (E) corresponds to FIG. 5 (F), and FIG. 4 (F) corresponds to FIG. 5 (H). Duplicate explanations will be omitted.

＜＜エッチングマスク層＞＞
エッチングマスク層４０を設けることで、パターン形成層６０の部分６０ｂによって形成される前記微細パターンを透光基板１０に転写する際に、部分６０ｂが転写されたエッチングマスク層４０と、透光基板１０とのエッチング選択比を高めることができる。そのため、転写後の微細パターン１０ａの溝深さｄをより大きくすることができ、偏光解消板のリタデーション量をより大きくすることができる。このようなエッチングマスク層としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）などを用いることができる。なお、エッチングマスク層の種類、厚みによって、パターン形成層６０により形成される微細パターンも変化し、それに伴いＤｕｔｙ比も変化するため、種別及び厚さを適宜選択することが好ましい。なお、エッチングマスク層４０はスパッタリング法など、常法に従い形成することができる。 << Etching mask layer >>
By providing the etching mask layer 40, when the fine pattern formed by the portion 60b of the pattern forming layer 60 is transferred to the translucent substrate 10, the etching mask layer 40 to which the portion 60b is transferred and the translucent substrate 10 are provided. The etching selectivity with and can be increased. Therefore, the groove depth d of the fine pattern 10a after transfer can be made larger, and the retardation amount of the depolarizing plate can be made larger. As such an etching mask layer, for example, aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), silicon (Si), nickel (Ni) and the like can be used. The fine pattern formed by the pattern forming layer 60 changes depending on the type and thickness of the etching mask layer, and the duty ratio also changes accordingly. Therefore, it is preferable to appropriately select the type and thickness. The etching mask layer 40 can be formed according to a conventional method such as a sputtering method.

エッチングマスク層４０を設ける場合には、パターン形成層６０の部分６０ｂによる微細パターンを一旦エッチングマスク層に転写し（図５（Ｆ）〜（Ｇ））、次いでエッチングマスク層４０に形成された微細パターンを透光基板１０の表層部に転写する。エッチングマスク層４０がＡｌである場合には、Ｃｌ₂／ＢＣｌ₃エッチング等を行えばよく、エッチングマスク層の材料に応じて適宜ガス種類を選択すればよい。 When the etching mask layer 40 is provided, the fine pattern formed by the portion 60b of the pattern forming layer 60 is once transferred to the etching mask layer (FIGS. 5 (F) to (G)), and then the fine patterns formed on the etching mask layer 40 are formed. The pattern is transferred to the surface layer portion of the translucent substrate 10. When the etching mask layer 40 is Al, Cl ₂ / BCl ₃ etching or the like may be performed, and the gas type may be appropriately selected according to the material of the etching mask layer.

また、既述の偏光解消板２００を作成する実施形態として、前記薄膜２０を透光基板１０表面に設ける工程を更に含むことも好ましい（図６）。すなわち、透光基板１０表面に、該透光基板１０と屈折率の異なる材料からなる薄膜２０を形成する工程と、前記薄膜２０上に中性層５０を設ける工程と、前記中性層５０表面にパターン形成層６０を設ける工程と、前記パターン形成層６０を相分離して、前記透光基板１０表面に対して垂直配向ラメラ構造の、光の波長以下のピッチで配置され、且つ、ランダムに配置された複数の曲線を含む微細パターンを形成する工程と、前記中性層５０及び前記パターン形成層６０を除去すると共に、前記透光基板１０の表層部及び前記薄膜２０のうち、少なくとも前記薄膜２０に、前記微細パターンを転写する工程（転写後に、薄膜２０は薄膜２０’となる）と、を含む偏光解消板２００の製造方法である。なお、図４及び図６に関して、図４（Ａ）が図６（Ａ）に相当し、図４（Ｂ）が図６（Ｃ）に相当し、図４（Ｃ）が図６（Ｄ）に相当し、図４（Ｄ）が図６（Ｅ）に相当し、図４（Ｅ）が図６（Ｆ）に相当し、図４（Ｆ）が図６（Ｈ）に相当するため、重複する説明については省略する。 Further, as an embodiment for producing the above-mentioned depolarizing plate 200, it is also preferable to further include a step of providing the thin film 20 on the surface of the translucent substrate 10 (FIG. 6). That is, a step of forming a thin film 20 made of a material having a refractive index different from that of the translucent substrate 10 on the surface of the translucent substrate 10, a step of providing a neutral layer 50 on the thin film 20, and a step of providing the neutral layer 50 on the surface of the neutral layer 50. The pattern forming layer 60 is phase-separated from the pattern forming layer 60, and the pattern forming layer 60 is arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of light of a lamella structure vertically oriented with respect to the surface of the translucent substrate 10 and is randomly arranged. A step of forming a fine pattern including a plurality of arranged curves, removing the neutral layer 50 and the pattern forming layer 60, and at least the thin film of the surface layer portion of the translucent substrate 10 and the thin film 20. 20 is a method for manufacturing the depolarization plate 200, which includes a step of transferring the fine pattern (the thin film 20 becomes a thin film 20'after the transfer). Regarding FIGS. 4 and 6, FIG. 4 (A) corresponds to FIG. 6 (A), FIG. 4 (B) corresponds to FIG. 6 (C), and FIG. 4 (C) corresponds to FIG. 6 (D). 4 (D) corresponds to FIG. 6 (E), FIG. 4 (E) corresponds to FIG. 6 (F), and FIG. 4 (F) corresponds to FIG. 6 (H). Duplicate explanations will be omitted.

この場合、前記透光基板１０の表層部に、前記薄膜２０を貫通して前記透光基板の表層部１０ａ及び前記薄膜２０'に前記微細パターンを形成してもよいし、前記薄膜２０のみに前記微細パターンを形成してもよい。後者の場合、前記転写する工程において、透光基板１０及び薄膜２０、並びにエッチング液等を適宜選択し、透光基板１０をいわゆるエッチングストップ層として機能させれば、前述の偏光解消板２１０を得ることもできる（図６（Ｉ））。また、図４、５を用いて既述の実施形態と同様、薄膜を設ける工程を行ってもよい。前述のとおり、屈折率の異なる材料を透光基板１０表面に形成することで、リタデーション量を調整することができる。 In this case, the fine pattern may be formed on the surface layer portion 10a and the thin film 20'of the translucent substrate by penetrating the thin film 20 on the surface layer portion of the translucent substrate 10, or only on the thin film 20. The fine pattern may be formed. In the latter case, the above-mentioned depolarizing plate 210 can be obtained by appropriately selecting the translucent substrate 10, the thin film 20, the etching solution, and the like in the transfer step and allowing the translucent substrate 10 to function as a so-called etching stop layer. It can also be done (Fig. 6 (I)). Further, the step of providing the thin film may be performed using FIGS. 4 and 5 as in the above-described embodiment. As described above, the amount of retardation can be adjusted by forming materials having different refractive indexes on the surface of the translucent substrate 10.

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Is.

以下のとおり、本発明に従う偏光解消板として実施例１、２を作製し、微細パターンの形状を確認するため参考例１、２も作製した。
（実施例１）
石英基板を用意し、以下のポリマーを１．０質量％のトルエン溶液で希釈し、以下の条件でスピンキャスト塗布した後、熱アニールを行い、未反応溶液は１０分間のトルエン超音波洗浄により除去して中性層を形成した。
ポリマー
ＰｏｌｙｍｅｒＳｏｕｒｃｅ社より市販のＰ６４１３Ｆ２−ＳＭＭＡＨＥＭＡranを用いた。ポリスチレン（ＰＳ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）とヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）からなるランダム重合体である。
数平均分子量（Ｍｎ）が３５６００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．２８、組成比がＰＳ:５７％、ＨＥＭＡ:２％(mol%)である。
スピンキャスト条件
回転数：４０００ｒｐｍ
回転時間：３０秒間
熱アニール条件
真空度：０．８ｋＰａ
温度：１７０℃
アニール時間：１２時間 As described below, Examples 1 and 2 were produced as depolarizing plates according to the present invention, and Reference Examples 1 and 2 were also produced to confirm the shape of the fine pattern.
(Example 1)
A quartz substrate is prepared, the following polymer is diluted with 1.0% by mass of toluene solution, spin-casted under the following conditions, then heat-annealed, and the unreacted solution is removed by toluene ultrasonic cleaning for 10 minutes. To form a neutral layer.
Polymer P6413F2-SMMAHEMAran, which is commercially available from Polymer Source, was used. It is a random polymer composed of polystyrene (PS), polymethylmethacrylate (PMMA) and hydroxyethylmethacrylate (HEMA).
The number average molecular weight (Mn) is 35600, the dispersity (Mw / Mn) is 1.28, the composition ratio is PS: 57%, and HEMA: 2% (mol%).
Spin cast conditions Rotation speed: 4000 rpm
Rotation time: 30 seconds Thermal annealing conditions Vacuum degree: 0.8 kPa
Temperature: 170 ℃
Annealing time: 12 hours

次いで、以下のポリマーを０．９１質量％のトルエン溶液に希釈して、以下の条件で中性層表面にスピンキャスト塗布した。
ポリマー
ＰｏｌｙｍｅｒＳｏｕｒｃｅ社より市販のＰ５５３９Ｆ２−ＳＭＭＡを用いた。ポリスチレン（ＰＳ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなるブロック重合体である。
数平均分子量（Ｍｎ）が１６００００（ＰＳ：８００００-ＰＭＭＡ：８００００）、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．０９である。
スピンキャスト条件
回転数：４０００ｒｐｍ
回転時間：３０秒間 Next, the following polymer was diluted with a 0.91% by mass toluene solution and spin-cast coated on the surface of the neutral layer under the following conditions.
Polymer P5539F2-SMMA commercially available from Polymer Source was used. It is a block polymer composed of polystyrene (PS) and polymethylmethacrylate (PMMA).
The number average molecular weight (Mn) is 160000 (PS: 80000-PMMA: 80000), and the dispersity (Mw / Mn) is 1.09.
Spin cast conditions Rotation speed: 4000 rpm
Rotation time: 30 seconds

次に、以下の条件で熱アニールを行い、ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡを垂直配向ラメラ構造に相分離した。
熱アニール条件
真空度：０．８ｋＰａ
温度：２４０℃
アニール時間：１２時間
相分離後のＰＳによる微細パターンをＡＦＭにより観察したところ、図７（Ａ）に示すとおりであった。 Next, thermal annealing was performed under the following conditions to phase-separate PS-b-PMMA into a vertically oriented lamellar structure.
Thermal annealing conditions Vacuum degree: 0.8 kPa
Temperature: 240 ° C
Annealing time: 12 hours When the fine pattern by PS after phase separation was observed by AFM, it was as shown in FIG. 7 (A).

その後、プラズマエッチング装置に基板を投入し、Ｏ₂エッチングによりＰＭＭＡを選択的除去した。エッチング条件は以下のとおりである。
Ｏ₂エッチング条件
放電パワー：１５０Ｗ
バイアスパワー：０Ｗ
Ｏ₂流量：１００ｓｃｃｍ
ガス圧：２Ｐａ
エッチング時間：１００秒間 Then, the substrate was put into a plasma etching apparatus, and PMMA was selectively removed by _{O 2 etching.} The etching conditions are as follows.
O ₂ etching conditions Discharge power: 150W
Bias power: 0W
O ₂ flow rate: 100 sccm
Gas pressure: 2Pa
Etching time: 100 seconds

最後に、ＣＦ₄／ＡｒエッチングによりＰＳを除去するとともに、石英基板にＰＭＭＡの微細パターンを転写し、実施例１に係る偏光解消板を作製した。エッチング条件は以下のとおりである。
エッチング条件
放電パワー：２００Ｗ
バイアスパワー：６０Ｗ
ＣＦ₄流量：２０ｓｃｃｍ
Ａｒ流量：５ｓｃｃｍ
ガス圧：２．０Ｐａ
エッチング時間：１００秒間 Finally, _{PS was removed by CF 4} / Ar etching, and a fine pattern of PMMA was transferred to a quartz substrate to prepare a depolarizing plate according to Example 1. The etching conditions are as follows.
Etching conditions Discharge power: 200W
Bias power: 60W
CF ₄ flow rate: 20 sccm
Ar flow rate: 5 sccm
Gas pressure: 2.0 Pa
Etching time: 100 seconds

（実施例２）
実施例１において、中性層を形成するに先立ち、厚さ６０ｎｍのＡｌからなるエッチングマスク層を形成した。エッチングマスク層の形成にあたっては、スパッタリング法により形成した。相分離後のＰＳによる微細パターンをＡＦＭにより観察したところ、図７（Ｂ）に示すとおりであった。
また、ＰＭＭＡエッチングの後、石英基板に微細パターンを転写する前に、Ｃｌ₂／ＢＣｌ₃エッチングを行った。
このときのエッチング条件は以下のとおりである。
エッチング条件
放電パワー：３００Ｗ
バイアスパワー：６０Ｗ
Ｃｌ₂流量：１０ｓｃｃｍ
ＢＣｌ₃流量：５ｓｃｃｍ
ガス圧：０．４Ｐａ
エッチング時間：１６秒間
その他の条件は、実施例１と同様にして、実施例２に係る偏光解消板を作製した。 (Example 2)
In Example 1, an etching mask layer made of Al having a thickness of 60 nm was formed prior to forming the neutral layer. The etching mask layer was formed by a sputtering method. When the fine pattern by PS after the phase separation was observed by AFM, it was as shown in FIG. 7 (B).
_{Further, after PMMA etching, Cl 2} / BCl ₃ etching was performed before transferring the fine pattern to the quartz substrate.
The etching conditions at this time are as follows.
Etching conditions Discharge power: 300W
Bias power: 60W
Cl ₂ flow rate: 10 sccm
BCl ₃ flow rate: 5 sccm
Gas pressure: 0.4 Pa
Etching time: 16 seconds The depolarizing plate according to Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 under other conditions.

（参考例１）
実施例１において、中性層を形成するに先立ち、厚さ３５ｎｍのＴｉからなるエッチングマスク層を形成した。エッチングマスク層の形成にあたっては、スパッタリング法により形成した。その他の条件は、実施例１と同様にして相分離まで行い、相分離後のＰＳによる微細パターンをＡＦＭにより観察したところ、図７（Ｃ）に示すとおりであった。 (Reference example 1)
In Example 1, an etching mask layer made of Ti having a thickness of 35 nm was formed prior to forming the neutral layer. The etching mask layer was formed by a sputtering method. Other conditions were as shown in FIG. 7 (C) when the phase separation was performed in the same manner as in Example 1 and the fine pattern by PS after the phase separation was observed by AFM.

（参考例２）
実施例１において、中性層を形成するに先立ち、厚さ５０ｎｍのＣｒからなるエッチングマスク層を形成した。エッチングマスク層の形成にあたっては、スパッタリング法により形成した。その他の条件は、実施例１と同様にして相分離まで行い、相分離後のＰＳによる微細パターンをＡＦＭにより観察したところ、図７（Ｄ）に示すとおりであった。 (Reference example 2)
In Example 1, an etching mask layer made of Cr having a thickness of 50 nm was formed prior to forming the neutral layer. The etching mask layer was formed by a sputtering method. Other conditions were as shown in FIG. 7 (D) when the phase separation was performed in the same manner as in Example 1 and the fine pattern by PS after the phase separation was observed by AFM.

代表例として、実施例２の石英基板の表層部に微細パターンを転写する途中状態の断面図のＳＥＭ像を図８に示す。図８に示すとおり、この状態ではエッチングマスク層であるＡｌが４０ｎｍ残っている。このときの石英基板表層部の微細パターンの溝部の深さｄは平均１５０ｎｍであり、ピッチＰは７８ｎｍであり、凸部間の空隙幅Ｓと、石英基板による凸部の幅Ｌとの比（Ｄｕｔｙ比）は１：１であった。なお、この状態でからＡｌを除去すると、リタデーション量Ｒは１６ｎｍとなる。 As a typical example, FIG. 8 shows an SEM image of a cross-sectional view of a state in which a fine pattern is transferred to the surface layer portion of the quartz substrate of Example 2. As shown in FIG. 8, in this state, 40 nm of Al, which is an etching mask layer, remains. At this time, the depth d of the groove portion of the fine pattern on the surface layer of the quartz substrate is 150 nm on average, the pitch P is 78 nm, and the ratio of the void width S between the convex portions to the width L of the convex portion due to the quartz substrate ( Duty ratio) was 1: 1. If Al is removed from this state, the retardation amount R becomes 16 nm.

図７，８からも明らかなように、実施例１、２の偏光解消板は面内全域にわたり、微細パターンがランダムに形成されているため、従来よりも偏光解消板ではステップ的なリタデーションの変化であったものを、より連続的に滑らかにすることができる。参考例１、２についても、実施例１、２と同様に、ランダムな微細パターンを形成可能なことが確認できた。 As is clear from FIGS. 7 and 8, since the depolarizing plates of Examples 1 and 2 have fine patterns randomly formed over the entire in-plane area, the depolarizing plate has a stepwise change in retardation than before. What was was can be smoothed more continuously. It was confirmed that in Reference Examples 1 and 2, it is possible to form a random fine pattern as in Examples 1 and 2.

なお、実施例１、２及び参考例１、２において、中性層形成前の表面粗さＲａは順に０．３０２ｎｍ、０．８５２ｎｍ、１．３６８ｎｍ、０．４７５ｎｍであった。図７（Ａ）〜（Ｄ）と対比すると、相分離構造への影響は、表面粗度よりも材料物性に依存するものと考えられる。すなわち、融点が高く、熱膨張係数が低い（基板に近い）材料をエッチングマスク材料に用いることによって、熱アニールによる膜の変質や応力変化といった影響を小さくすることができ、理想的な相分離構造が得られると考えられる。 In Examples 1 and 2 and Reference Examples 1 and 2, the surface roughness Ra before the formation of the neutral layer was 0.302 nm, 0.852 nm, 1.368 nm, and 0.475 nm, respectively. Compared with FIGS. 7A to 7D, it is considered that the influence on the phase-separated structure depends on the material properties rather than the surface roughness. That is, by using a material having a high melting point and a low coefficient of thermal expansion (close to the substrate) as the etching mask material, it is possible to reduce the influence of film deterioration and stress change due to thermal annealing, and an ideal phase separation structure. Is considered to be obtained.

（参考実験例１）
実施例１において、石英基板表層部への微細パターンの転写時におけるエッチング時間を１００秒間、２００秒間、３００秒間とし、それぞれ参考実験例１−１〜１−３とした。参考実験例１−１〜１−３の微細パターンのＳＥＭ像を図９（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ示す。
図９（Ａ）〜（Ｃ）から明らかなように、エッチング時間を制御することで、Ｄｕｔｙ比を、ひいてはリタデーション量Ｒを調整できることが確認された。
なお、参考実験例１−１〜１−３のＤｕｔｙ比、ピッチＰ、リタデーション量Ｒの測定結果を下記の表１に示す。 (Reference experiment example 1)
In Example 1, the etching time at the time of transferring the fine pattern to the surface layer of the quartz substrate was 100 seconds, 200 seconds, and 300 seconds, which were set as Reference Experimental Examples 1-1 to 1-3, respectively. The SEM images of the fine patterns of Reference Experimental Examples 1-1 to 1-3 are shown in FIGS. 9 (A) to 9 (C), respectively.
As is clear from FIGS. 9A to 9C, it was confirmed that the duty ratio and thus the retardation amount R can be adjusted by controlling the etching time.
The measurement results of the duty ratio, pitch P, and retardation amount R of Reference Experimental Examples 1-1 to 1-3 are shown in Table 1 below.

（参考実験例２）
実施例１において、分子量６６，０００、１５２，０００のＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡを用い、その他の条件を同一にして、それぞれ参考実験例２−１、２−２とした。参考実験例２−１、２−２における相分離後の断面図のＳＥＭ像を図１０（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ示す。参考実験例２−１、２−２の平均周期長はそれぞれ４８ｎｍ、８０ｎｍであり、Sang Ouk Kim,NANOLETTERS 2009,Vol.9,No.6,2300-2305及びDu Yeol Ryu,ACSNANO 2010, Vol.4,No.9,5181-5186に記載の周期長と同様の傾向が見られることが確認された。 (Reference experiment example 2)
In Example 1, PS-b-PMMA having a molecular weight of 66,000 and 152,000 was used, and other conditions were made the same, and Reference Experimental Examples 2-1 and 2-2 were used, respectively. The SEM images of the cross-sectional views after phase separation in Reference Experimental Examples 2-1 and 2-2 are shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B), respectively. The average period lengths of Reference Experimental Examples 2-1 and 2-2 are 48 nm and 80 nm, respectively, and Sang Ouk Kim, NANOLETTERS 2009, Vol.9, No.6, 2300-2305 and Du Yeol Ryu, ACSNANO 2010, Vol. It was confirmed that the same tendency as the cycle length described in 4, No. 9, 5181-5186 was observed.

本発明によれば、偏光解消度に優れた偏光解消板、それを用いた光学機器及び液晶表示装置、並びに偏光解消板の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a depolarization plate having an excellent degree of depolarization, an optical device and a liquid crystal display device using the depolarization plate, and a method for manufacturing the depolarization plate.

１０・・・透光基板
１０ａ・・・微細パターン
２０・・・薄膜
２０’・・・薄膜（微細パターン形成後）
３０・・・保護膜
４０・・・エッチングマスク層
５０・・・中性層
６０・・・パターン形成層
６０ａ，６０ｂ・・・パターン形成層の相分離後の部分
１００，２００，３００・・・偏光解消板 10 ... Translucent substrate 10a ... Fine pattern 20 ... Thin film 20'... Thin film (after forming fine pattern)
30 ... Protective film 40 ... Etching mask layer 50 ... Neutral layer 60 ... Pattern forming layer 60a, 60b ... Parts of the pattern forming layer after phase separation 100, 200, 300 ... Depolarization plate

Claims

Translucent board and
It has a thin film provided on the surface of the translucent substrate and made of a material having a different refractive index from the translucent substrate.
Of the surface layer portion of the translucent substrate and the thin film, at least the thin film is arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of light and has a fine pattern including a plurality of randomly arranged curves, and the fine pattern is provided. Is a depolarization plate provided on the entire surface of a substrate and exhibiting structural birefringence.

Translucent board and
It has a thin film provided on the surface of the translucent substrate and made of a material having a different refractive index from the translucent substrate.
Of the surface layer portion of the translucent substrate and the thin film, at least the thin film is arranged at a pitch equal to or lower than the wavelength of light and having a fine pattern including a plurality of randomly arranged curves, and the fine pattern is provided. Is a depolarization plate provided on the entire surface of the substrate and exhibiting structural birefringence, wherein the fine pattern is provided only on the thin film.

Translucent board and
It has a thin film provided on the surface of the translucent substrate and made of a material having a different refractive index from the translucent substrate.
Of the surface layer portion of the translucent substrate and the thin film, at least the thin film is arranged at a pitch equal to or lower than the wavelength of light and having a fine pattern including a plurality of randomly arranged curves, and the fine pattern is provided. Is a depolarization plate provided on the entire surface of the substrate and exhibiting structural birefringence, wherein the fine pattern is provided on the thin film and the surface layer portion of the translucent substrate.

The depolarizing plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the thin film is formed by an oblique vapor deposition method or an oblique sputtering method.

The depolarizing plate according to any one of claims 1 to 4, wherein the thin film is made of an inorganic oxide.

The depolarizing plate according to any one of claims 1 to 5, wherein the thin film contains any one of Si, Al, Ta, Ti, and Nb.

The depolarizing plate according to any one of claims 1 to 6, wherein the thin film is covered with a protective film.

The depolarizing plate according to claim 7 , wherein the protective film contains at least one selected from the group consisting of _{SiO 2, Ta 2} O ₅ , TiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Nb ₂ O ₅ , La O and Mg F _2. ..

The depolarizing plate according to any one of claims 1 to 8, wherein at least one of the plurality of curves branches.

The depolarizing plate according to any one of claims 1 to 9, wherein the retardation due to the structural birefringence is 1/4 or more of the maximum wavelength of the light.

The depolarization plate according to claim 10, wherein the retardation includes at least a region in which the retardation changes continuously in the plane of the translucent substrate.

The method for manufacturing a depolarizing plate according to any one of claims 1 to 11.
A method for producing a depolarizing plate, which comprises forming a fine pattern by pattern transfer of a block copolymer.

An optical device comprising the depolarizing plate according to any one of claims 1 to 11.

A liquid crystal display device comprising the depolarizing plate according to any one of claims 1 to 11.

A process of forming a thin film made of a material having a refractive index different from that of the translucent substrate on the surface of the translucent substrate.
The process of providing the base layer on the thin film and
The step of providing the pattern forming layer on the surface of the base layer and
The pattern forming layer is phase-separated to form a fine pattern having a vertically oriented lamellar structure with respect to the surface of the translucent substrate, arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of light, and including a plurality of randomly arranged curves. And the process to do
A step of removing the base layer and the pattern forming layer, and transferring the fine pattern so that at least the thin film of the surface layer portion and the thin film of the translucent substrate has a fine pattern.
A method for manufacturing a depolarizing plate, which comprises.

The method for manufacturing a depolarizing plate according to claim 15, wherein in the transfer step, the fine pattern is formed only on the thin film.

The production of the depolarizing plate according to claim 15, wherein in the transfer step, the thin film is penetrated through the surface layer portion of the translucent substrate to form the fine pattern on the surface layer portion of the translucent substrate and the thin film. Method.

Prior to the step of providing the base layer, a step of providing an etching mask layer on the thin film surface is further included.
The method for manufacturing a depolarizing plate according to any one of claims 15 to 17, further removing the etching mask layer in the transfer step.

The method for producing a depolarizing plate according to any one of claims 15 to 18, wherein the fine pattern is formed by a block copolymer.