JP7210904B2 - Wire grid polarizer and display device - Google Patents
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Description
本開示の実施形態は、ワイヤグリッド偏光子及び表示装置に関するものである。 Embodiments of the present disclosure relate to wire grid polarizers and displays.
ワイヤグリッド偏光子は、金属などの導電性材料からなる直線状細線をガラスやプラスチックなどの基材上に規則的な凹凸パターン状に配置した偏光素子である。
ワイヤグリッド偏光子は、インプリントの手法を応用して製造することができる。
インプリント技術は、転写すべきパターンが予め形成された原版の型(モールド)を、基材上の液状樹脂等の被転写材料へ押し付け、熱又は光を加えながら硬化させたり、加熱状態の熱可塑性の被転写材料に押し付けることによってモールドのパターンを被転写材料に転写する方法である。
A wire grid polarizer is a polarizing element in which linear thin wires made of a conductive material such as metal are arranged in a regular concave-convex pattern on a base material such as glass or plastic.
A wire grid polarizer can be manufactured by applying an imprint technique.
Imprint technology involves pressing an original mold, in which a pattern to be transferred is formed in advance, against a material to be transferred, such as a liquid resin on a base material, and curing it while applying heat or light, or by applying heat in a heated state. In this method, a pattern of a mold is transferred to a transfer material by pressing it against a plastic transfer material.
一例として、特許文献1(特開2006-84776号公報)の図4Aから図4Hには、以下の手順を含む製造方法が記載されている:
(1)ガラス基板300上に金属薄膜310aを堆積させる;
(2)金属薄膜310a上にポリマー320aをコーティングする;
(3)型330をポリマー320aに押し付け、型のパターンをポリマー320aに転写させた後、型330をポリマー320aから分離する;
(4)凹凸パターンを転写したポリマー320aを乾式エッチングすることにより、金属薄膜310aの表面を部分的に露出させる:
(5)表面に一部が露出した金属薄膜310aを乾式又は湿式エッチングすることにより金属格子パターン310bを形成する。
しかし、インプリント用モールドは、モールド内面に10nmレベルのナノスケールから100μm程度のスケールの範囲で微細な凹凸パターンを有しており、そのような微細凹凸パターン形成に時間がかかるため非常に高価である上、製造方法や装置の制約上、小面積の原版しか作製できない場合が多い。
例えば、石英などのシリコン系材料で得られる微細凹凸を有する原版の大きさは、現状のフォトリソグラフィー技術では、大きいものでも直径12インチのウエハサイズが汎用的なサイズであり、これより大面積の原版を作製する場合には、大型の光学系や高精度な駆動系を備えた設備が必要となるため、生産コストの観点から、産業上の利用価値としては低いものとなる。従って、基板材料の調達や、加工精度、製造コストを考慮した場合、微細凹凸を有する原版の大きさには限度があり、インプリントの手法により大面積のワイヤグリッド偏光子を製造することは困難であった。
As an example, FIGS. 4A to 4H of Patent Document 1 (JP-A-2006-84776) describe a manufacturing method including the following steps:
(1) Depositing a metal thin film 310a on a glass substrate 300;
(2) coating polymer 320a on metal thin film 310a;
(3) pressing the mold 330 against the polymer 320a to transfer the pattern of the mold to the polymer 320a, and then separating the mold 330 from the polymer 320a;
(4) Partially expose the surface of the metal thin film 310a by dry-etching the polymer 320a onto which the concave-convex pattern has been transferred:
(5) A metal grid pattern 310b is formed by dry or wet etching the metal thin film 310a partially exposed on the surface.
However, the imprint mold has a fine uneven pattern on the inner surface of the mold ranging from a nanoscale of 10 nm level to a scale of about 100 μm, and it is very expensive because it takes time to form such a fine uneven pattern. In addition, in many cases, only a small-area original plate can be produced due to limitations of the manufacturing method and equipment.
For example, with the current photolithography technology, the size of the original plate having fine unevenness obtained from silicon-based materials such as quartz is a wafer size of 12 inches in diameter, even if it is large. Production of the original plate requires equipment equipped with a large optical system and a highly accurate drive system, so from the viewpoint of production cost, the industrial utility value is low. Therefore, when considering the procurement of substrate materials, processing accuracy, and manufacturing costs, there is a limit to the size of the original plate with fine unevenness, and it is difficult to manufacture a large-area wire grid polarizer by the imprint method. Met.
特許文献2(特開2011-221412号公報)の図1には、特定方向に延在する格子状凹凸部を有する基材101と、前記格子状凹凸部の格子状凸部の一方向側の側面に接し前記格子状凸部頂部より上方に伸びるように設けられた金属ワイヤ102とを具備するワイヤグリッド偏光板が記載されている。
特許文献2には、ワイヤグリッド偏光板を製造した実施例(段落0055から0060)として、以下の手順が記載されている:(1)微細凹凸格子形状のモールド面を有するニッケルスタンパを2枚作製し、これらを溶接により円形に接合することにより、微細凹凸格子の長手方向とロールスタンパの円周方向が直行する向きをとるロールスタンパを準備し、;(2)トリアセチルセルロースフィルムのロールに紫外線硬化性樹脂を連続的に塗布し、塗布面を前記ロールスタンパと接触させ紫外線硬化させることにより、微細凹凸格子を連続的に転写した後、一旦巻き取り、原反ロールとし、;(3)原反ロールの格子状凸部転写面にアルミニウムを斜め方向から蒸着することにより、格子状凸部の一方向側の側面に接し当該格子状凸部頂部より上方に伸びるように金属ワイヤ102を形成した。
特許文献2に記載された方法は、金属ワイヤをロール状基材上に連続形成できるため大面積化が容易である。しかし特許文献2の方法により製造されるワイヤグリッド偏光板は、樹脂を硬化させてなる格子状凸部を含むため耐熱性に劣る。
In FIG. 1 of Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-221412), a base material 101 having a lattice-shaped uneven portion extending in a specific direction, and one direction side of the lattice-shaped uneven portion of the lattice-shaped uneven portion. A wire grid polarizer is described which has
The method described in
そこで、小面積の単位モールドを用いたインプリントを、加工領域が重ならないようにモールドの位置をずらしながら繰り返し行うことによって大面積のインプリント用モールドを可能にする方法が提案されている(ステップアンドリピート法)。
しかしながら、従来の加工領域が重ならないように単位モールドの位置をずらしながら繰り返し行う方法によれば、転写されたパターンの間にパターンが形成されていない部分が目視できる大きさで発生してしまっていた。
このような、パターンが形成されていない繋ぎ目部分が発生した樹脂製モールドを、後に詳述するようにエッチングのレジスト膜へのインプリントパターニングに適用すると、被転写材料のレジストには、前記樹脂製モールドのパターン形成されていない繋ぎ目部分の凸面が、一様に転写されてしまうため、当該領域においては、パターン形成されることなくその略全域にわたりレジスト膜の膜厚が薄くなり、深くエッチングされてしまい、凹凸パターンを有しない繋ぎ目部分が目視できる大きさとなって、ワイヤグリッド偏光子として所望の性能を満たさない場合が生じるという課題があった。
Therefore, a method has been proposed to enable a large-area imprint mold by repeatedly performing imprinting using a small-area unit mold while shifting the position of the mold so that the processing regions do not overlap (step and repeat method).
However, according to the conventional method in which the positions of the unit molds are repeatedly shifted so that the processing regions do not overlap, a portion where the pattern is not formed is visible between the transferred patterns. rice field.
When such a resin mold having a joint portion where no pattern is formed is applied to imprint patterning on an etching resist film as described in detail later, the resist of the material to be transferred has the resin Since the convex surface of the joint part where the pattern is not formed in the mold is uniformly transferred, the resist film is thinned over almost the entire area without pattern formation in the area, and the etching is deep. There has been a problem that the wire grid polarizer does not satisfy the desired performance because the seam portion without the concave-convex pattern becomes visible in size.
特許文献3(US2016/0299423A1公報)には、インプリントリソグラフィーに用いられる大面積のマスターテンプレートを、小面積のインプリント用モールドを単位モールドとして用いて製造する方法が開示されている。特許文献3には、概ね以下の手順を含むインプリントリソグラフィー法が記載されている:
(1)基材上に第1エリアA1と第2エリアA2を設定し、;
(2)基材の第1エリアA1上に小面積のインプリントモールドを用いてワイヤグリッドパターンに対応する形状を有する第1インプリントパターン200をインプリントし、エッチングし、平坦化し、;
(3)次に、基材上の第2エリアA2上に小面積のインプリントモールドを用いてワイヤグリッドパターンに対応する形状を有する第2インプリントパターン210をインプリントし、エッチングし、平坦化し、;
(4)この段階で第1及び第2エリア上に残っているマスクパターン120aを介して下層側に存在する第一層110をエッチングすることにより、インプリントモールドよりも大面積のパターンを第1及び第2エリアの全体に亘り有するマスターテンプレートを作成する。
特許文献3には、小面積のインプリントモールドを用いて形成した第1領域A1と第2領域A2のつなぎ目(境界部)に存在するエラー(位置ずれ)を、ワイヤグリッドパターンのワイヤー幅とワイヤー間インターバルの合計を1ピッチとしたときに2分の1ピッチ未満とすることにより、ワイヤグリッド上のラインアンドスペースパターンのつなぎ目が視覚的に目立たなくなることが記載されている(クレーム20、段落0072)。
Patent Document 3 (US 2016/0299423A1) discloses a method of manufacturing a large-area master template used in imprint lithography, using a small-area imprint mold as a unit mold. US Pat. No. 6,200,003 describes an imprint lithography method generally comprising the following steps:
(1) setting a first area A1 and a second area A2 on a substrate;
(2) imprinting a
(3) Next, a
(4) At this stage, by etching the first layer 110 existing on the lower layer side through the mask patterns 120a remaining on the first and second areas, a pattern having a larger area than the imprint mold is formed in the first area. and a master template covering the entire second area.
In Patent Document 3, an error (positional deviation) that exists at a joint (boundary) between a first area A1 and a second area A2 formed using a small-area imprint mold is determined by using a wire width of a wire grid pattern and a wire width. It is described that the joints of the line and space pattern on the wire grid become visually inconspicuous by setting the total interval interval to less than 1/2 pitch when the total interval is 1 pitch (
特許文献4(特開2013-161997号公報)では、パターンが形成されていない繋ぎ目部分をなくすために、複数の基本微細構造パターンを高い精度で繋ぎ合わせることができる微細構造パターン集合体の製造方法として、平坦な基材の上に光硬化性樹脂を滴下で供給する第1ステップと、前記光硬化性樹脂に単位モールドである微細構造型を押し付けて広げる第2ステップと、前記光硬化性樹脂に光を照射し露光させて固めることによって、円形の基本微細構造パターンを形成する第3ステップと、前記微細構造型を前記基本微細構造パターンから離型して上昇させる離型移動第4ステップとで構成される、基本微細構造パターン形成単位ステップを複数回繰り返すことによって、微細構造パターン集合体を製造する方法であって、既に形成されている前記基本微細構造パターンに隣接する新たな前記基本微細構造パターンを形成する際に、既に形成されている基本微細構造パターンの外周部分に、新たな基本微細構造パターンの外周部分が一部重なるように、形成することを特徴とする、微細構造パターン集合体の製造方法が記載されている。 In Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-161997), in order to eliminate a joint portion where no pattern is formed, a plurality of basic fine structure patterns can be joined with high precision to manufacture a fine structure pattern aggregate. As a method, a first step of supplying a photocurable resin by dropping onto a flat base material, a second step of pressing and expanding a microstructure mold, which is a unit mold, against the photocurable resin, and the photocurable resin A third step of forming a circular basic fine structure pattern by irradiating and exposing the resin to light to harden it, and a fourth step of releasing and moving the fine structure mold from the basic fine structure pattern and lifting the mold. A method for manufacturing a microstructure pattern assembly by repeating a basic microstructure pattern forming unit step a plurality of times, wherein the new basic structure adjacent to the already formed basic microstructure pattern A fine structure pattern, characterized in that, when forming a fine structure pattern, a new basic fine structure pattern is formed such that a peripheral portion of a new basic fine structure pattern partially overlaps a peripheral portion of an already formed basic fine structure pattern. A method of manufacturing an aggregate is described.
しかしながら、特許文献3に記載の技術により、大面積のマスターテンプレートを作製するには、上記したように、インプリント、エッチング及び平坦化を含むサイクルを、複数回繰り返し行う必要があるため、インプリントの際の光照射やエッチングを、各回毎に正確に位置合わせして行う必要があり、そのためには、高精度な光学系や駆動系を備えた大規模な設備が必要となる。当該技術を実現する設備を製造することは、現状の技術では困難であり、また、仮に当該設備を製造できたとしても、その製造コストが高くなるため、産業上の利用価値としては低いものとなり、商用生産には適していない。 However, in order to fabricate a large-area master template by the technique described in Patent Document 3, as described above, it is necessary to repeat the cycle including imprinting, etching, and flattening multiple times. It is necessary to accurately align the light irradiation and etching each time, and for this purpose, a large-scale facility equipped with a highly accurate optical system and drive system is required. It is difficult to manufacture equipment that realizes this technology with the current technology, and even if it is possible to manufacture such equipment, the manufacturing cost will be high, so the industrial utility value will be low. , not suitable for commercial production.
また、特許文献4の技術によれば、特許文献4の図5に記載されているように(本明細書の図32)、既に転写された凹凸パターン部分501に次に転写された凹凸パターン502が乗り上げるため、501と502との繋ぎ目に、凹凸パターンの凸部の高さ程度かそれ以上の段差ができてしまう。
このような繋ぎ目に凸部の高さ程度かそれ以上の段差がある樹脂製モールド500を、後に詳述するようにエッチングのレジスト膜へのインプリントパターニングに適用すると、図33に示すように、レジスト膜504にも、樹脂製モールド500の凹凸パターンに対応して繋ぎ目に段差がある凹凸パターンが転写される。そして、レジストの凹部の残膜をエッチングする際に、例えば、モールド繋ぎ時に乗り上げられてレジストインプリント面が高くなっている部分505の凹部の残膜をエッチングしようとすると、モールド繋ぎ時に乗り上げてレジストインプリント面が低くなっている部分506においてはレジスト膜の凹凸パターン自体がエッチングされて平坦化してしまうという問題が生じる。特許文献4の図5(本明細書の図23)では模式的に、パターンの1つの凸部が乗り上げているように記載されているが、特許文献4の技術を用いた場合、実際には繋ぎ目で乗り上げる幅を10μm以下に調整することは困難である。従って、特許文献4の技術では、樹脂製モールドの凹凸パターンの繋ぎ目に存在する上記の段差に起因して、レジスト膜上の繋ぎ目部分が目視できる大きさの平坦な凹部になってしまうことがある。このため、当該レジスト膜をマスクパターンとして用い、下層のワイヤ層をエッチングすると、ワイヤグリッドの凹凸パターン内にも、ワイヤ層が存在しない繋ぎ目部分が目視できる大きさに形成されるため、偏光子としての性能(諸性能)に悪影響を与えてしまう。
Further, according to the technique of Patent Document 4, as described in FIG. 5 of Patent Document 4 (FIG. 32 of this specification), the concave-
When the
また、図32に示す樹脂製モールド500を、後に詳述するようにエッチングのレジスト膜へのインプリントパターニングに適用すると、その段差部分がレジスト膜504に密着しないことがある。この場合、密着しなかった部分の樹脂製モールドの凹凸パターンは、レジスト膜に転写されないため、レジストの凹部の残膜をエッチングする際に、当該凹凸パターンが転写されていない部分においては、レジスト膜が殆どエッチングされることなく残存してしまうという問題が生じる。従って、特許文献4の技術では、樹脂製モールドの凹凸パターンの繋ぎ目に存在する上記の段差に起因して、レジスト膜上の繋ぎ目部分が目視できる大きさの幅広の凸面になってしまうことがある。
このため、当該レジスト膜をマスクパターンとして用い、下層のワイヤ層をエッチングすると、ワイヤグリッドの凹凸パターン内にも、凹凸パターンが形成されていないワイヤ層が広い幅で存在する繋ぎ目部分が、目視できる大きさに形成されるため、偏光子としての性能(諸性能)に悪影響を与えてしまう。
Further, when the
Therefore, when the resist film is used as a mask pattern to etch the lower wire layer, a joint portion where a wire layer having no uneven pattern is present in a wide width even in the uneven pattern of the wire grid can be visually observed. Since it is formed in such a size that it can be used, the performance (various performances) as a polarizer is adversely affected.
そのため、小面積の単位モールドの転写により形成される単位パターン領域の繋ぎ目部分が目視できないように凹凸パターンが繋がれている大面積のワイヤグリッド偏光子が求められていた。 Therefore, there has been a demand for a large-area wire grid polarizer in which uneven patterns are connected such that the joints of unit pattern regions formed by transferring small-area unit molds are not visible.
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、単位モールドの転写により形成される単位パターン領域の繋ぎ目部分が目視できないように凹凸パターンが繋がれているワイヤグリッド偏光子及び、当該ワイヤグリッド偏光子を備えた表示装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and provides a wire grid polarizer having uneven patterns connected so that the joints of unit pattern regions formed by transferring unit molds are not visible, and the wire grid polarizer. An object of the present invention is to provide a display device with a grid polarizer.
本開示の1実施形態は、導電性材料により形成されたワイヤ層を基材上に備えたワイヤグリッド偏光子であって、前記ワイヤ層は、互いに同一又は異なる線状凹凸パターンをそれぞれ有する2以上の完全領域と、隣り合う2つの完全領域を接続する境界部を形成し且つ電子顕微鏡で認識することができる一又は二以上の不完全領域を含んでおり、前記不完全領域の幅は、2μm以下であり、 前記不完全領域は、下記条件(i)又は(ii)のうち、少なくとも一つを満たす、ワイヤグリッド偏光子を提供する。
条件(i):
当該境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有する。
条件(ii):
当該不完全領域が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さが、当該境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さよりも低い。
One embodiment of the present disclosure is a wire grid polarizer including a wire layer formed of a conductive material on a base material, wherein the wire layer has two or more linear uneven patterns that are the same or different from each other. and one or more imperfect regions that form a boundary connecting two adjacent perfect regions and can be recognized by an electron microscope, and the width of the imperfect region is 2 μm wherein the imperfect region provides a wire grid polarizer that satisfies at least one of the following conditions (i) or (ii).
Condition (i):
It has a planar view shape different from the planar view shape of the linear concave-convex pattern of either of the complete regions existing on both sides of the boundary.
Condition (ii):
The average height of the projections of the surface unevenness shape of the incomplete region is lower than the height of the surface formed by the projections of the linear uneven pattern of whichever perfect region exists on both sides of the boundary.
本開示の1実施形態においては、一方の完全領域と、他方の完全領域とは、完全領域の線状凹凸パターンの凸部が成す平面の高さが同じである、ワイヤグリッド偏光子を提供する。 In one embodiment of the present disclosure, a wire grid polarizer is provided in which one complete region and the other complete region have the same height of the plane formed by the convex portions of the linear concave-convex pattern of the complete region. .
本開示の1実施形態においては、前記不完全領域の幅が変動している、ワイヤグリッド偏光子を提供する。 In one embodiment of the present disclosure, a wire grid polarizer is provided in which the imperfect regions have varying widths.
本開示の1実施形態においては、前記本開示の1実施形態における前記不完全領域の幅の変動に周期性がない、ワイヤグリッド偏光子を提供する。 In one embodiment of the present disclosure, there is provided a wire grid polarizer in which the width variation of the imperfect regions in the one embodiment of the present disclosure is free of periodicity.
本開示の1実施形態においては、前記不完全領域の少なくとも一部の延在方向が、当該不完全領域により形成される境界部の両側に存在する完全領域のうちの少なくとも一方に含まれる線状凸部の延在方向に対して傾いている、ワイヤグリッド偏光子を提供する。 In one embodiment of the present disclosure, the extending direction of at least part of the incomplete region is a linear shape included in at least one of the complete regions existing on both sides of the boundary formed by the incomplete region. A wire grid polarizer is provided that is tilted with respect to the extending direction of the projections.
本開示の1実施形態においては、前記不完全領域の少なくとも一部の延在方向が、当該不完全領域により形成される境界部の両側に存在する完全領域のうちの一方に含まれる第一の線状凸部の延在方向及び他方に含まれる第二の線状凸部の延在方向の双方に対して傾いている、ワイヤグリッド偏光子を提供する。 In one embodiment of the present disclosure, the extending direction of at least part of the incomplete region is included in one of the complete regions existing on both sides of the boundary formed by the incomplete region. Provided is a wire grid polarizer that is inclined with respect to both the extending direction of linear projections and the extending direction of second linear projections included in the other.
本開示の1実施形態においては、多角形状の完全領域を含み、当該多角形状の完全領域の少なくとも一つの頂点に、前記不完全領域により形成される境界部が3本集合し連結している連結部を有する、ワイヤグリッド偏光子を提供する。 In one embodiment of the present disclosure, a polygonal complete area is included, and three boundary portions formed by the incomplete areas are gathered and connected to at least one vertex of the polygonal complete area. A wire grid polarizer is provided having a portion.
本開示の1実施形態においては、前記本開示の1実施形態のワイヤグリッド偏光子を備えた表示装置を提供する。 In one embodiment of the present disclosure, there is provided a display device comprising the wire grid polarizer of one embodiment of the present disclosure.
本開示の実施形態は、単位モールドの転写により形成される単位パターン領域の繋ぎ目部分が目視できないように凹凸パターンが繋がれているワイヤグリッド偏光子及び、当該ワイヤグリッド偏光子を備えた表示装置を提供することができる。 An embodiment of the present disclosure is a wire grid polarizer in which uneven patterns are connected so that the joints of unit pattern regions formed by transferring unit molds are not visible, and a display device including the wire grid polarizer. can be provided.
以下、本開示に係るワイヤグリッド偏光子及び表示装置について詳細に説明する。
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
また、本明細書において(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタアクリルの各々を表す。
また、本明細書において「光」とは、活性光線又は放射線を意味し、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等が包含されるものである。
A wire grid polarizer and a display device according to the present disclosure will be described in detail below.
In addition, the terms such as "parallel", "perpendicular", "same" and the like, length and angle values, etc. that specify shapes and geometric conditions and their degrees used in this specification are strictly It shall be interpreted to include the extent to which similar functions can be expected without being bound by the meaning.
Moreover, in this specification, (meth)acryl represents each of acryl and methacryl.
In the present specification, "light" means actinic rays or radiation, and examples thereof include emission line spectra of mercury lamps, far ultraviolet rays represented by excimer lasers, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams, and the like. It is included.
I.ワイヤグリッド偏光子
本開示の第一の実施形態のワイヤグリッド偏光子は、導電性材料により形成されたワイヤ層を基材上に備えたワイヤグリッド偏光子であって、前記ワイヤ層は、互いに同一又は異なる線状凹凸パターンをそれぞれ有する2以上の完全領域と、隣り合う2つの完全領域を接続する境界部を形成し且つ電子顕微鏡で認識することができる一又は二以上の不完全領域を含んでおり、前記不完全領域の幅は、2μm以下であり、前記不完全領域は、下記条件(i)又は(ii)のうち、少なくとも一つを満たす、ワイヤグリッド偏光子である。
条件(i):当該境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有する。
条件(ii):当該不完全領域が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さが、当該境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さよりも低い。
I. Wire Grid Polarizer The wire grid polarizer of the first embodiment of the present disclosure is a wire grid polarizer including a wire layer formed of a conductive material on a base material, wherein the wire layers are the same as each other. or two or more complete regions each having different linear uneven patterns, and one or two or more incomplete regions that form a boundary connecting two adjacent complete regions and can be recognized by an electron microscope. In the wire grid polarizer, the imperfect region has a width of 2 μm or less, and the imperfect region satisfies at least one of the following conditions (i) or (ii).
Condition (i): It has a plan view shape that is different from the plan view shape of the linear concavo-convex pattern of either of the complete regions existing on both sides of the boundary.
Condition (ii): The average height of the projections of the uneven surface shape of the incomplete region is greater than the height of the surface formed by the projections of the linear uneven pattern of whichever perfect region exists on both sides of the boundary. is also low.
以下、図面を参照して本開示の一実施形態について説明する。
なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある場合がある。
図1(A)は、ワイヤグリッド偏光子の一例を模式的に示す概略平面図であり、図1(B)は、図1(A)の一部拡大平面図である。
An embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
In addition, in the drawings attached to this specification, for convenience of illustration and ease of understanding, there are cases where the reduced scale, vertical and horizontal dimension ratios, etc. are changed and exaggerated from those of the real thing.
FIG. 1(A) is a schematic plan view schematically showing an example of a wire grid polarizer, and FIG. 1(B) is a partially enlarged plan view of FIG. 1(A).
[ワイヤグリッド偏光子]
本開示のワイヤグリッド偏光子100は、図1(A)に示すように、基材50上に、導電材料により形成されたワイヤ層10を備えている。
図1に示す例では、ワイヤ層10は、互いに同一の線状凹凸パターンを有する2以上の完全領域10A、10B、10C、10D…が繰り返し配列されて構成されている。
本開示において、ワイヤグリッド偏光子の完全領域とは、単位モールドの凹凸パターンの転写により、当該単位モールドに対応する凹凸パターンのネガパターンが形成された領域である。
[Wire grid polarizer]
A
In the example shown in FIG. 1, the
In the present disclosure, the complete region of the wire grid polarizer is a region in which a negative pattern of the concave-convex pattern corresponding to the unit mold is formed by transferring the concave-convex pattern of the unit mold.
図1(B)に示す例においては、各完全領域10A、10B、10C、10D…は、それぞれ所定の方向に延在する複数の線状凸部13が平行に繰り返し配列されたパターン形状を有しており、これらの完全領域10A、10B、10C、10D…が、基材50の面方向に連設されて構成されている。以下、各完全領域10A、10B、10C、10D…において、各線状凸部13の間に形成された凹部を線状凹部14という。
In the example shown in FIG. 1B, each of the
図2(A)は図1(B)のA-A’線方向の概略断面図であり、図2(B)は図2(A)の一部拡大断面図である。図3は、図2(B)において断面を示した領域及びその近傍の領域の拡大平面図である。
なお、図2(A)、並びに後述する図4(A)、図6(A)~図8(A)及び図29(A)は、それぞれ異なるワイヤグリッド偏光子における、図1(B)のA-A’線に相当する位置に設定される断面線方向の概略断面図を示すものであるが、便宜的に、図2(A)、図4(A)、図6(A)~図8(A)及び図29(A)をいずれも、図1(B)のA-A’線方向の概略断面図として示す。
即ち、図1(A)は、図2(A)、並びに後述する図4(A)、図6(A)~図8(A)及び図29(A)に概略断面図を示す各々のワイヤグリッド偏光子についての、各々の概略平面図として示したものである。
本開示のワイヤグリッド偏光子100において、一方の完全領域10Aと、他方の完全領域10Bとは、それぞれの完全領域の凸部が成す平面(11Aと11B)の高さが同じであることが好ましい。ここで、凸部が成す面乃至平面とは、各凸部の頂部を結んだ仮想面乃至仮想平面をいう。
なお、本開示において、完全領域の各凸部の頂部を結んだ仮想面を仮想平面とする際、或いは、前記完全領域の凸部が成す平面の高さが同じという範囲には、各々の完全領域に含まれる凸部の平均高さの10%以内の誤差範囲は包含されるものとする。
FIG. 2(A) is a schematic cross-sectional view taken along line AA' of FIG. 1(B), and FIG. 2(B) is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 2(A). FIG. 3 is an enlarged plan view of the region whose cross section is shown in FIG. 2(B) and its neighboring region.
Note that FIG. 2(A), and FIGS. 4(A), 6(A) to 8(A), and 29(A) which will be described later show different wire grid polarizers of FIG. 1(B). 2A, 4A, and 6A to FIG. 8(A) and FIG. 29(A) are both schematic sectional views taken along the line AA' of FIG. 1(B).
That is, FIG. 1(A) shows FIG. 2(A), and each wire whose schematic cross-sectional views are shown in FIG. 4(A), FIGS. 4A and 4B are each shown as a schematic plan view of a grid polarizer.
In the
In the present disclosure, when a virtual plane connecting the apexes of the convex portions of the complete region is assumed to be a virtual plane, or in the range where the height of the plane formed by the convex portions of the complete region is the same, each complete An error range within 10% of the average height of the projections included in the region is included.
本開示のワイヤグリッド偏光子100は、隣り合う任意の2つの完全領域のうちの一方の完全領域を10A、当該完全領域10Aと隣り合う他方の完全領域を10Bしたときに、これらの完全領域10A、10Bを接続する境界部を形成する不完全領域20を有している。即ち、不完全領域は、単位モールドの転写により形成される単位パターン領域に対応する領域の繋ぎ目部分に該当する領域である。
In the
なお、本開示のワイヤグリッド偏光子において、「完全領域を接続する境界部(すなわち「つなぎ目」)」とは、線状凹凸パターンの規則性を中断する部分であり、例えば、異なる線状凹凸パターンを接続している部分、同じ線状凹凸パターンが接続しているが、パターン周期の連続性が途切れており新しい周期が開始されたと認識される部分、同じ線状凹凸パターンが接続しパターン周期の連続性も維持されているが、パターン周期の連続性が中断された空白領域を形成していると認識される部分などを例示することができる。 In the wire grid polarizer of the present disclosure, the “boundary portion connecting the complete regions (that is, the “joint”)” is a portion that interrupts the regularity of the linear uneven patterns. are connected, the same linear concavo-convex pattern is connected, but the continuity of the pattern cycle is interrupted and a new cycle is recognized, the same linear concavo-convex pattern is connected and the pattern cycle Although the continuity is also maintained, there can be exemplified a portion that is recognized as forming a blank area where the continuity of the pattern period is interrupted.
なお、図2においては、ワイヤグリッド偏光子100に含まれる完全領域のうち、隣り合う2つの完全領域10Aと完全領域10Bとは、完全領域10Aの線状凹凸パターンに含まれる線状凸部13の延在方向と、完全領域10Bの線状凹凸パターンに含まれる線状凸部13の延在方向とが、平行をなしており、完全領域10Aに含まれる線状凸部13と線状凹部14が交互に配列する方向に、完全領域10Bに含まれる線状凸部13と線状凹部14が交互に配列する方向が接続するように、完全領域10A及び完全領域10Bが配列されており、当該完全領域10Aと完全領域10Bとを接続する境界部を形成する不完全領域20は、完全領域10A及び10Bに含まれる線状凸部の延在方向と同じ方向に延在している。
一方、図1において、隣り合う2つの完全領域10Bと完全領域10Dとは、完全領域10Bの線状凹凸パターンに含まれる線状凸部13の延在方向と、完全領域10Dの線状凹凸パターンに含まれる線状凸部13の延在方向とが、同じ方向であり、完全領域10Bに含まれる線状凸部の延在方向に、完全領域10Dに含まれる線状凸部の延在方向が接続するように、完全領域10B及び完全領域10Dが配列されており、当該完全領域10Bと完全領域10Dとを接続する境界部を形成する不完全領域20は、完全領域10B及び10Dに含まれる線状凸部13の延在方向に対し、直角の方向に延在している。
本開示において、完全領域に含まれる線状凹凸パターンの延在方向と、当該完全領域の境界部を形成する不完全領域とは、任意の角度をなしていてもよい。
In FIG. 2, of the complete regions included in the
On the other hand, in FIG. 1, the two adjacent
In the present disclosure, the extending direction of the linear concavo-convex pattern included in the complete area and the imperfect area forming the boundary of the complete area may form an arbitrary angle.
本開示のワイヤグリッド偏光子100において、前記不完全領域20は、少なくとも、当該ワイヤグリッド偏光子100の線状凹凸パターン表面を電子顕微鏡を用いて観察したときに、隣り合う任意の2つの完全領域を接続する境界部であることを認識することができる領域をいう。
電子顕微鏡としては、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM、例えば、株式会社日立ハイテクノロジーズ製:走査電子顕微鏡SU-8000)を用いることができる。また、走査型電子顕微鏡(SEM)の観察は、例えば、加速電圧15kV、撮像倍率25000倍で行うことができる。
In the
As an electron microscope, for example, a scanning electron microscope (SEM, for example, Hitachi High-Technologies Corporation: Scanning Electron Microscope SU-8000) can be used. Observation with a scanning electron microscope (SEM) can be performed, for example, at an acceleration voltage of 15 kV and an imaging magnification of 25000 times.
不完全領域20の幅が75nm未満である場合には、当該不完全領域20を電子顕微鏡の観察で認識し難くなるが、単位モールドの転写により、一つの不完全領域20の全長にわたって、当該不完全領域20の幅が75nm未満となるように凹凸パターンを繋ぐことは、現実的には困難であり、量産には適しない。
When the width of the
本開示のワイヤグリッド偏光子は、前記した不完全領域20を少なくとも一つ有していればよいが、図1に示すように、不完全領域20を二以上有していてもよい。
例えば、図1(B)においては、完全領域10Aと完全領域10Bとの間、完全領域10Bと完全領域10Dとの間、完全領域10Dと完全領域10Cとの間、完全領域10Aと完全領域10Cとの間にそれぞれ、不完全領域20を有しており、合計4つの不完全領域20が存在する。
図1(B)においては、完全領域10Aと完全領域10Bとの間の不完全領域20と、完全領域10Cと完全領域10Dとの間の不完全領域20とが、互いに延在方向が同じであり、これらが互いの一端側において接続して連続的に延在している形態を示しているが、本開示においては、互いに隣り合う2つの完全領域を接続する境界部を形成する領域を、1つの不完全領域20として数えるため、上記のような形態であっても、完全領域10Aと完全領域10Bとの間の不完全領域20と、完全領域10Cと完全領域10Dとの間の不完全領域20とは、それぞれ別個の不完全領域とみなし、2つの不完全領域として数える。
The wire grid polarizer of the present disclosure may have at least one
For example, in FIG. 1B, between the
In FIG. 1B, the
本開示のワイヤグリッド偏光子100において、不完全領域20は、下記条件(i)又は(ii)のうち少なくとも一つを満たす領域である。
In the
(条件(i))
境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有する。
(Condition (i))
It has a planar view shape different from the planar view shape of the linear concave-convex pattern of either of the complete regions existing on both sides of the boundary.
(条件(ii))
不完全領域が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さが、境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さよりも低い。
(Condition (ii))
The average height of the projections of the surface unevenness shape of the incomplete region is lower than the height of the surface formed by the projections of the linear uneven pattern of either perfect region existing on both sides of the boundary.
不完全領域20が、境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有する場合の例としては、例えば、ワイヤグリッド偏光子100の表面を平面視したときに、
(a)図2(A)、(B)及び図3に示すように、完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの線状凸部13aの幅131a及び完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの線状凸部13bの幅131bのいずれよりも大きい幅を有する凸部22を有する場合や、
(b)図4(A)、(B)及び図5に示すように、完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの線状凹部14aの幅141a及び完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの線状凹部14bの幅141bのいずれよりも大きい幅を有する凹部23を有する場合が、典型的に挙げられる。
As an example of the case where the
(a) As shown in FIGS. 2A, 2B, and 3, the
(b) As shown in FIGS. 4A, 4B, and 5, the
不完全領域20が、境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有する場合の例としては、図2(A)、(B)及び図4(A)、(B)において示した、上記(a)、(b)の例に限られない。
例えば、図示しないが、ワイヤグリッド偏光子の表面を平面視したときに、
(c)完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの線状凸部13aの幅131a及び完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの線状凸部13bの幅131bのいずれの幅よりも小さい幅を有する凸部を有する場合や、
(d)完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの線状凹部14aの幅141a及び完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの線状凹部14bの幅141bのいずれの幅よりも小さい幅を有する凹部を有する場合、
(e)線状凹凸パターンの幅が延在方向で変動する場合も、
不完全領域20が、境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有する場合の例として挙げられる。
Examples of the case where the
For example, although not shown, when the surface of the wire grid polarizer is viewed in plan,
(c) has a width smaller than either of the
(d) A concave portion having a width smaller than either of the
(e) Even when the width of the linear uneven pattern varies in the extending direction,
An example of the case where the
不完全領域20が上記(i)の条件を満たす例としては、上記した(a)~(e)に示した例に限られず、例えば、図6に示すように、不完全領域20の略全域において線状凸部が欠落し、凹凸形状が略無くなって、完全領域10A、10Bの線状凹凸パターンの凹部が成す面(各凹部の底点を結んだ仮想面乃至仮想平面)と略同じ高さの面により不完全領域20が形成されている場合や、図7に示すように、不完全領域20の略全域において凹凸形状が略無くなって、完全領域10A、10Bの線状凹凸パターンの凸部が成す面(各凸部の頂点を結んだ仮想面乃至仮想平面)と略同じ高さの面により不完全領域20が形成されている場合も、上記(i)の条件を満たす例として挙げられる。
なお、後述する製造方法による場合には、不完全領域20が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さは、当該不完全領域20により形成される境界部の両側に存在する完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さ及び完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さよりも低いか、又は完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さ又は完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さと同じである。
Examples in which the
In the case of the manufacturing method described later, the average height of the projections of the uneven surface shape of the
なお、図1~図7においては、完全領域10A、10B、10C、10D…が有する線状凹凸パターンを構成する線状凸部13が、各完全領域10A、10B、10C、10D…内において同一の幅で形成されている場合の例を示しており、このような場合における、各完全領域10A、10B、10C、10D…内における各線状凸部の幅を、便宜的に、「完全領域が有する線状凹凸パターンの線状凸部の幅」と示している。
また、図1~図7においては、完全領域10A、10B、10C、10D…が有する線状凹凸パターンを構成する線状凹部14が、各完全領域10A、10B、10C、10D…内において同一の幅で形成されている場合の例を示しており、このような場合における、各完全領域10A、10B、10C、10D…内における各線状凹部の幅を、便宜的に、「完全領域が有する線状凹凸パターンの線状凹部の幅」と示している。
1 to 7, the
1 to 7, the linear
また、図1~図7においては、各完全領域10A、10B、10C、10D…が同一の線状凹凸パターンを有する場合の例について説明したが、隣り合う2つの完全領域が、互いに異なる線状凹凸パターンを有する場合には、不完全領域20が、その両側に存在する完全領域が有する線状凹凸パターンの平面視形状のいずれとも異なる平面視形状を有していれば、当該不完全領域20は、上記条件(i)を満たし得る。
1 to 7, an example in which each of the
(条件(ii))
また、図8に示すように、不完全領域20が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さが、完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面11Aの高さ、及び完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面11Bの高さのいずれの高さよりも低い場合には、不完全領域20の平面視形状が、完全領域10A又は完全領域10Bの平面視形状と同じであっても、前記条件(ii)を満たし得る。
(Condition (ii))
Further, as shown in FIG. 8, the average height of the projections of the surface unevenness shape of the
本開示において、「不完全領域20が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さ」は、前記不完全領域20に含まれる全ての凸部の高さを測定し、測定された高さの平均値を算出して求める。
なお、本開示において、凸部の高さは、基材50の表面から凸部の頂点までの高さを測定する。
In the present disclosure, the “average height of the convex portions of the uneven surface shape of the
In addition, in the present disclosure, the height of the convex portion is measured from the surface of the
本開示のワイヤグリッドの偏光子において、不完全領域20は、前述したように、上記条件(i)又は上記条件(ii)のうち、少なくとも一つを満たしていればよい。
例えば、不完全領域の平面視形状が、完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの平面視形状、又は完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの平面視形状と同じであっても、不完全領域20が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さが、完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面11Aの高さ、及び完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面11Bの高さのいずれの高さよりも低い場合には、本開示のワイヤグリッド偏光子における不完全領域としての条件を満たし得る。
また、例えば、不完全領域20が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さが、完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さ、又は完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さと同じ高さである場合でも、不完全領域20が、完全領域10Aが有する線状凹凸パターンの平面視形状、及び完全領域10Bが有する線状凹凸パターンの平面視形状のいずれとも異なる平面視形状を有している場合には、本開示のワイヤグリッド偏光子における不完全領域としての条件を満たし得る。
In the wire-grid polarizer of the present disclosure, the
For example, even if the planar view shape of the incomplete region is the same as the planar view shape of the linear uneven pattern of the
Further, for example, the average height of the projections of the surface unevenness shape of the
本開示のワイヤグリッド偏光子100において、前記不完全領域20の幅21は、2μm以下である。
ここで、前記不完全領域20の幅21とは、前記一方の完全領域10Aの端部のある点24と、隣接する前記他方の完全領域10Bの端部のうち最短距離にある点25との間の距離をいう。
前記不完全領域20の幅21は、電子顕微鏡で認識することができる範囲において、小さい方が好ましく、1.5μm以内であることが更に好ましく、1μm以内であることがより更に好ましい。
In the
Here, the
The
従来技術では、一方の完全領域と、当該一方の完全領域と隣り合う他方の完全領域とを接続する境界部を形成する不完全領域20の幅が大きく、目視できてしまい、当該不完全領域の両側に存在する完全領域が有する線状凹凸パターンと比較して、線状凸部が欠落したり、線状凸部が幅広に残存したりする領域が、線状凹凸パターンの欠陥として目視できる大きさとなってしまったり、当該不完全領域の両側に存在する完全領域が有する線状凹凸パターンと比較して、当該線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さよりも、表面凹凸形状の凸部の平均高さが低い領域が、線状凹凸パターンの欠陥として目視できる大きさとなってしまったりしてしまうため、線状凹凸パターンにより発揮される偏光子としての性能に悪影響を与えてしまっていた。
本開示のワイヤグリッド偏光子100は、このように、前記不完全領域20の幅21が2μm以下であることにより、当該不完全領域20を目視できない又は目視が困難であることから、線状凹凸パターンの欠陥も目視できない又は目視が困難である大きさとなって、線状凹凸パターンにより発揮される偏光子としての性能への悪影響を抑制することができる。
In the prior art, the width of the
In the
なお、図1~8に示す例では、典型例として、不完全領域20の両側に存在する、完全領域10A、10B、10C、10D…の線状凹凸パターンに含まれる線状凸部13の延在方向が、互いに平行をなす例について示したが、本開示のワイヤグリッド偏光子は、このような形態には限られず、不完全領域20の両側に存在する、隣り合う2つの完全領域のうち、一方の完全領域の線状凹凸パターンに含まれる線状凸部の延在方向と、他方の完全領域の線状凹凸パターンに含まれる線状凸部の延在方向とが、例えば直角になるように、各々の線状凹凸パターンが形成されていてもよいし、一方の完全領域の線状凹凸パターンに含まれる線状凸部の延在方向に対し、他方の完全領域の線状凹凸パターンに含まれる線状凸部の延在方向が、180°未満の所定の角度をもって斜めに進行するように、各々の線状凹凸パターンが形成されていてもよい。
また、図1~8に示す例では、典型例として、不完全領域20の両側に存在する、完全領域10A、10B、10C、10D…の線状凹凸パターンの周期が、互いに同じである例について示したが、本開示のワイヤグリッド偏光子は、このような形態には限られず、不完全領域20の両側に存在する、隣り合う2つの完全領域のうち、一方の完全領域の線状凹凸パターンの周期や線幅と、他方の完全領域の線状凹凸パターンの周期や線幅とが、互いに異なっていてもよい。
なお、本開示において、「線状凹凸パターンの周期」とは、ピッチサイズを表し、具体的には、隣り合う線状凸部13の中心間の間隔をいい、線幅とは一本の線状凸部13の幅をいう。
In the examples shown in FIGS. 1 to 8, as a typical example, the
Further, in the examples shown in FIGS. 1 to 8, as a typical example, the periods of the linear uneven patterns of the
In the present disclosure, the “period of the linear uneven pattern” represents the pitch size, specifically, the interval between the centers of adjacent
前記不完全領域20の幅は、必ずしも、図9(B)に示すような一定の幅でなくてもよく、当該不完全領域20の延在方向に沿って変動していてもよい。
不完全領域20は、例えば図9(C)に示すように、当該不完全領域20の幅が漸次拡大して幅広となり、次いで漸次縮小して幅狭となる領域201を、一又は二以上含んでいてもよい。
不完全領域20の幅が変動する場合、変動の態様に周期性があると、回折現象等が生じ易くなり、不完全領域20を境界部として目視し易くなる傾向がある。このため、不完全領域20の幅が変動する場合、図10に示すように、その変動の態様には周期性が無いことが好ましい。
The width of the
The
When the width of the
本開示において、不完全領域20は、典型的には略直線状に延在するが、例えば図11に示すように、曲線状に延在していてもよい。
In the present disclosure, the
また、図12に示すように、不完全領域20の少なくとも一部は、その延在方向が、当該不完全領域20により形成される境界部の両側に存在する完全領域10A、10Bのうちの少なくとも一方に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、傾いていることが好ましい。
言い換えると、不完全領域20の少なくとも一部の延在方向と、当該不完全領域20により形成される境界部の両側に存在する完全領域10A、10Bのうちの少なくとも一方に含まれる線状凸部13の延在方向とのなす角度θが、θ≠0°、θ≠180°であることが好ましい。
この場合、不完全領域20において、線状凸部13の側面部が連続して露出する領域の割合が減少するため、境界部としての不完全領域20を目視し難くなる利点がある。
In addition, as shown in FIG. 12, at least a portion of the
In other words, linear projections included in at least one of the
In this case, since the proportion of the area where the side surfaces of the
また、図13に示すように、不完全領域20の少なくとも一部は、その延在方向が、当該不完全領域20により形成される境界部の両側に存在する完全領域10A及び完全領域10Bのうち、完全領域10Aに含まれる線状凸部13の延在方向及び完全領域10Bに含まれる線状凸部13の延在方向の両方に対して、傾いていることが、より好ましい。
言い換えると、不完全領域20の少なくとも一部の延在方向は、当該不完全領域20により形成される境界部の両側に存在する完全領域10A及び完全領域10Bのうち完全領域10Aに含まれる線状凸部13の延在方向とのなす角度θAが、θA≠0°、θA≠180°であり、かつ完全領域10Bに含まれる線状凸部13の延在方向とのなす角度θBが、θB≠0°、θB≠180°であることが好ましい。
この場合、図12に示す形態と比較して、不完全領域20において、線状凸部13の側面部が連続して露出する領域の割合がより減少するため、境界部としての不完全領域20を、より目視し難くなる利点がある。
In addition, as shown in FIG. 13, at least part of the
In other words, the extending direction of at least a part of the
In this case, as compared with the form shown in FIG. has the advantage of being more difficult to see.
また、本開示のワイヤグリッド偏光子において、完全領域の平面視形状、即ちワイヤ層を上から見下ろしたときの二次元形状は、長方形や正方形等の矩形形状には限定されず、他の多角形形状や任意の曲線で構成される形状であってもよい。完全領域の形状としては、例えば、ひし形、平行四辺形、正六角形、正三角形等が挙げられる。
例えば図14に示すワイヤグリッド偏光子は、正六角形状を有する複数の完全領域60を有しており、各完全領域60の間に存在する不完全領域20により形成される境界部により、これらの完全領域60が接続されて構成されている。
即ち、ワイヤグリッド偏光子は、図14に示すように、正六角形状の完全領域60を含み、当該正六角形状の完全領域60の少なくとも一つの頂点に、前記不完全領域20により形成される境界部が3本集合し連結している連結部61を有する。言い換えると、図14に示すワイヤグリッド偏光子は、3つの正六角形状の完全領域60が、1つの頂点を共有する状態で隣接し合っている。
従って、図14に示すワイヤグリッド偏光子は、例えば図1に示すワイヤグリッド偏光子100のように、四角形状の完全領域10の頂点に、前記不完全領域20により形成される境界部が4本集合して連結している構造と比較して、完全領域の凹凸パターンを形成する単位モールドの、繋ぎ目部分におけるアライメントのズレが生じにくくなるため、不完全領域20が目立たないワイヤグリッドを形成できる。
なお、前記不完全領域20により形成される境界部が、多角形状の頂点に集まる数は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM、例えば、株式会社日立ハイテクノロジーズ製:走査電子顕微鏡SU-8000)により、加速電圧15kV、撮像倍率1000倍で観察したときに確認される本数とすることができる。
Further, in the wire grid polarizer of the present disclosure, the planar shape of the complete area, that is, the two-dimensional shape when the wire layer is viewed from above is not limited to a rectangular shape such as a rectangle or square, and other polygons. It may be a shape or a shape composed of arbitrary curves. Examples of the shape of the complete area include rhombus, parallelogram, regular hexagon, equilateral triangle, and the like.
For example, the wire grid polarizer shown in FIG. 14 has a plurality of
That is, as shown in FIG. 14, the wire grid polarizer includes a regular hexagonal
Therefore, the wire grid polarizer shown in FIG. 14 has four boundaries formed by the
In addition, the number of the boundaries formed by the
また、本開示のワイヤグリッド偏光子は、当該ワイヤグリッド偏光子に含まれる完全領域の全てが、隣り合う完全領域と、その全ての頂点を共有するように配置されたものには限定されず、例えば図15に示すように、各完全領域が、隣り合う完全領域と、その頂点の一部を共有しないように配置されたものであってもよい。
即ち、図15に示すワイヤグリッド偏光子は、正方形状の完全領域70A、B、C、D、E、F、…を含んでおり、このうち、完全領域70Aは、完全領域70Aに含まれる線状凸部13と線状凹部14とが交互に配列する方向に隣り合って配置された完全領域70Bとは、互いにその頂点を共有しているが、完全領域70Aに含まれる線状凸部13の延在方向に隣り合って配置された完全領域70Cとは、互いにその頂点を共有していない。
即ち、互いに隣り合う完全領域70A及び完全領域70Bの境界部を形成する不完全領域201と、互いに隣り合う完全領域70C及び完全領域70Dの境界部を形成する不完全領域202とが、互いにずれた位置に配置されている。
従って、図15に示すワイヤグリッド偏光子は、正方形状の完全領域70A、B、C、D、E、F、…を含み、当該正方形状の完全領域70の少なくとも一つの頂点に、各不完全領域20により形成される境界部が3本集合し連結している連結部71を有する構造を有している。
従って、図15に示すワイヤグリッド偏光子は、例えば図1に示すワイヤグリッド偏光子100のように、四角形状の完全領域10の頂点に、前記不完全領域20により形成される境界部が4本集合して連結している構造と比較して、完全領域の凹凸パターンを形成する単位モールドの、繋ぎ目部分におけるアライメントのズレが生じにくくなるため、不完全領域20が目立たないワイヤグリッドを形成できる。
In addition, the wire grid polarizer of the present disclosure is not limited to those arranged so that all the complete regions included in the wire grid polarizer share all the vertices with adjacent complete regions, For example, as shown in FIG. 15, each complete area may be arranged so as not to share a portion of its vertices with adjacent complete areas.
That is, the wire grid polarizer shown in FIG. 15 includes square-shaped
That is, the
Therefore, the wire grid polarizer shown in FIG. 15 includes square
Therefore, the wire grid polarizer shown in FIG. 15 has four boundaries formed by the
また、本開示のワイヤグリッド偏光子は、当該ワイヤグリッド偏光子に含まれる全ての完全領域が、互いに同一の大きさを有するものには限定されず、例えば、図16に示すように、大サイズの正方形状を有する完全領域80A~80Hと、小サイズの正方形状を有する80I~80Lとが、隣り合って配置された構成であってもよい。
即ち、図16に示すワイヤグリッド偏光子は、ように、大サイズの正方形形状を有する完全領域80Aと完全領域80Bとが、互いにその頂点を共有することなく、完全領域80Aに含まれる線状凸部13と線状凹部14とが交互に配列する方向に隣り合って配置されている。さらに、ワイヤグリッド偏光子は、完全領域80Aと完全領域80Bとの境界部の延長線上において、小サイズの完全領域80Iが、前記完全領域80Aに含まれる線状凸部13と線状凹部14とが交互に配列する方向に、当該完全領域Aと、その頂点の一部を共有して隣り合うように配置されている。
図16に示すワイヤグリッド偏光子は、上記した大サイズの正方形状を有する完全領域80A~80Hと、小サイズの正方形状を有する完全領域80I~80Lとが、全体的にモザイク状に配列されて構成されている。
従って、図16に示すワイヤグリッド偏光子は、大サイズの正方形状を有する完全領域80A~80Hと、小サイズの正方形状を有する80I~80Lとを含み、当該正方形状の完全領域80A~80H及び完全領域80I~80Lの少なくとも一つの頂点に、各不完全領域20により形成される境界部が3本集合し連結している連結部81を有する構造を有している。
従って、図16に示すワイヤグリッド偏光子は、例えば図1に示すワイヤグリッド偏光子100のように、四角形状の完全領域10の頂点に、前記不完全領域20により形成される境界部が4本集合して連結している構造と比較して、完全領域の凹凸パターンを形成する単位モールドの、繋ぎ目部分におけるアライメントのズレが生じにくくなるため、不完全領域20が目立たないワイヤグリッドを形成できる。
In addition, the wire grid polarizer of the present disclosure is not limited to one in which all complete regions included in the wire grid polarizer have the same size. The
That is, in the wire grid polarizer shown in FIG. 16, the
In the wire grid polarizer shown in FIG. 16, the
Therefore, the wire grid polarizer shown in FIG. 16 includes
Therefore, in the wire grid polarizer shown in FIG. 16, for example, like the
また、本開示のワイヤグリッド偏光子は、当該ワイヤグリッド偏光子に含まれる全ての完全領域が、互いに同一の形状を有するものには限定されず、互いに異なる形状を有する完全領域が、隣り合って配置された構造を有していても良い。 Further, in the wire grid polarizer of the present disclosure, all the complete regions included in the wire grid polarizer are not limited to having the same shape, and the complete regions having different shapes are arranged next to each other. It may have an arranged structure.
また、図14においては、不完全領域204~212の延在方向が、当該不完全領域204~212により形成される境界部の両側に存在する完全領域60に含まれる線状凸部13の延在方向に平行である例を示したが、正六角形状の完全領域60A~60Mを含む形態において、前記不完全領域20の少なくとも一部の延在方向が、当該不完全領域20により形成される境界部の両側に存在する完全領域60のうちの少なくとも一方に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、傾いていることが好ましく、図17に示すように、前記不完全領域20の少なくとも一部の延在方向が、当該不完全領域20により形成される境界部の両側に存在する完全領域60に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、傾いていることが好ましい。
図17に示す例では、完全領域60Aに含まれる線状凸部13の延在方向は、完全領域60Aの正六角形状の対向する頂点60A1と頂点60A2とを結ぶ線分の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いており、完全領域60Dに含まれる線状凸部13の延在方向は、完全領域60Dの正六角形状の対向する頂点60D1と頂点60D2とを結ぶ線分の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いている。これにより、完全領域60Aと完全領域60Dとの境界部を形成する不完全領域204の延在方向が、完全領域60Aに含まれる線状凸部13の延在方向及び完全領域60Dに含まれる線状凸部13の延在方向の双方に対して、それぞれ所定の角度θをなして傾いている。
図17に示す例では、不完全領域204以外の不完全領域205~212も、不完全領域204と同様に、各不完全領域205~212によりそれぞれ形成される境界部の両側に存在する各完全領域60に含まれる線状凸部13の延在方向が、各完全領域60の正六角形状の対向する頂点を結ぶ線分の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いており、これにより、不完全領域205~212の延在方向が、当該不完全領域205~212により形成される境界部の両側に存在する完全領域60に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いている。
また、図17に示す例では、例えば完全領域60Aと完全領域60Bとの境界部を形成する不完全領域213も、その延在方向が、完全領域60Aに含まれる線状凸部13の延在方向及び完全領域60Bに含まれる線状凸部13の延在方向の双方に対して、それぞれ所定の角度をなして傾いている。またさらに、不完全領域213の延在方向と平行な方向に延在する不完全領域(例えば不完全領域214)も同様に、その延在方向が、当該不完全領域により形成される境界部の両側に存在する完全領域60に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、所定の角度をなして傾いている。
また、図17に示す例では、例えば完全領域60Aと完全領域60Eとの境界部を形成する不完全領域215も、その延在方向が、完全領域60Aに含まれる線状凸部13の延在方向及び完全領域60Eに含まれる線状凸部13の延在方向の双方に対して、それぞれ所定の角度をなして傾いている。またさらに、不完全領域215の延在方向と平行な方向に延在する不完全領域(例えば不完全領域216)も同様に、その延在方向が、当該不完全領域により形成される境界部の両側に存在する完全領域60に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、所定の角度をなして傾いている。
図17に示す形態は、図14に示す形態と比較して、不完全領域204~212、213~214及びこれに平行な不完全領域20並びに215~216及びこれに平行な不完全領域20において、線状凸部13の側面部が連続して露出する領域の割合がより減少するため、境界部としての不完全領域20を、より目視し難くなる利点がある。
14, the extending direction of the
In the example shown in FIG. 17, the extending direction of the
In the example shown in FIG. 17, the
Further, in the example shown in FIG. 17, the
Further, in the example shown in FIG. 17, the
17, compared with the form shown in FIG. Since the ratio of the area where the side surface of the
また、図15においては、不完全領域201~203の延在方向が、当該不完全領域201~203により形成される境界部の両側に存在する完全領域70に含まれる線状凸部13の延在方向に平行である例を示したが、正方形状の完全領域70A、B、C、D、E、F、…を含む形態において、前記不完全領域201~203の少なくとも一部の延在方向が、当該不完全領域201~203により形成される境界部の両側に存在する完全領域70のうちの少なくとも一方に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、傾いていることが好ましく、図18に示すように、前記不完全領域201~203の少なくとも一部の延在方向が、当該不完全領域201~203により形成される境界部の両側に存在する完全領域70に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、傾いていることが好ましい。
図18に示す例では、完全領域70Aに含まれる線状凸部13の延在方向は、完全領域70Aの正方形状の対向する辺70A1及び70A2に対する垂線の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いており、完全領域70Bに含まれる線状凸部13の延在方向は、完全領域70Bの正方形状の対向する辺70B1及び70B2に対する垂線の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いている。これにより、完全領域70Aと完全領域70Bとの境界部を形成する不完全領域201の延在方向が、完全領域70Aに含まれる線状凸部13の延在方向及び完全領域70Bに含まれる線状凸部13の延在方向の双方に対して、それぞれ所定の角度θをなして傾いている。
図18に示す例では、不完全領域201以外の不完全領域202~203も、不完全領域201と同様に、各不完全領域202~203によりそれぞれ形成される境界部の両側に存在する各完全領域70に含まれる線状凸部13の延在方向が、各完全領域70の正方形状の対向する辺に対する垂線の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いており、これにより、不完全領域202、203の延在方向が、当該不完全領域202、203により形成される境界部の両側に存在する完全領域70に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いている。
また、図18に示す例では、例えば、完全領域70Aと完全領域70Cとの境界部を形成する不完全領域217も、その延在方向が、完全領域70Aに含まれる線状凸部13の延在方向及び完全領域70Cに含まれる線状凸部13の延在方向の双方に対して、それぞれ所定の角度をなして傾いている。またさらに、不完全領域217の延在方向と平行な方向に延在する不完全領域(例えば不完全領域218)も同様に、その延在方向が、当該不完全領域により形成される境界部の両側に存在する完全領域70に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、所定の角度をなして傾いている。
図18に示す形態は、図15に示す形態と比較して、不完全領域201~203、不完全領域217~218及びこれに平行な不完全領域20において、線状凸部13の側面部が連続して露出する領域の割合がより減少するため、境界部としての不完全領域20を、より目視し難くなる利点がある。
Further, in FIG. 15, the extending direction of the
In the example shown in FIG. 18, the extending direction of the
In the example shown in FIG. 18, the
Further, in the example shown in FIG. 18, for example, an
Compared with the form shown in FIG. 15, the form shown in FIG. Since the proportion of continuously exposed regions is further reduced, there is an advantage that the
また、図16においては、不完全領域219~231の延在方向が、当該不完全領域219~231により形成される境界部の両側に存在する完全領域80に含まれる線状凸部13の延在方向に平行である例を示したが、正方形状の完全領域80A~80Lを含む形態において、前記不完全領域219~231の少なくとも一部の延在方向が、当該不完全領域219~231により形成される境界部の両側に存在する完全領域80のうちの少なくとも一方に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、傾いていることが好ましく、図19に示すように、前記不完全領域219~231の少なくとも一部の延在方向が、当該不完全領域219~231により形成される境界部の両側に存在する完全領域80に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、傾いていることが好ましい。
図19に示す例では、完全領域80Aに含まれる線状凸部13の延在方向は、完全領域80Aの正方形状の対向する辺80A1及び80A2に対する垂線の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いており、完全領域80Bに含まれる線状凸部13の延在方向は、完全領域80Bの正方形状の対向する辺80B1及び80B2に対する垂線の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いている。これにより、完全領域80Aと完全領域80Bとの境界部を形成する不完全領域219の延在方向が、完全領域80Aに含まれる線状凸部13の延在方向及び完全領域80Bに含まれる線状凸部13の延在方向の双方に対して、それぞれ所定の角度θをなして傾いている。
図19に示す例では、不完全領域219以外の不完全領域220~231も、不完全領域219と同様に、各不完全領域220~231によりそれぞれ形成される境界部の両側に存在する各完全領域80に含まれる線状凸部13の延在方向が、各完全領域80の正方形状の対向する辺に対する垂線の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いており、これにより、不完全領域220~231の延在方向が、当該不完全領域220~231により形成される境界部の両側に存在する完全領域80に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、所定の角度θをなして傾いている。
また、図19に示す例では、例えば完全領域80Aと完全領域80Cとの境界部を形成する不完全領域232も、その延在方向が、完全領域80Aに含まれる線状凸部13の延在方向及び完全領域80Cに含まれる線状凸部13の延在方向の双方に対して、それぞれ所定の角度をなして傾いている。またさらに、不完全領域232の延在方向と平行な方向に延在する不完全領域(例えば不完全領域233や不完全領域234)も同様に、その延在方向が、当該不完全領域により形成される境界部の両側に存在する完全領域80に含まれる線状凸部13の延在方向に対して、所定の角度をなして傾いている。
図19に示す形態は、図16に示す形態と比較して、不完全領域219~231、不完全領域232~234及びこれに平行な不完全領域20において、線状凸部13の側面部が連続して露出する領域の割合がより減少するため、境界部としての不完全領域20を、より目視し難くなる利点がある。
16, the extending direction of the
In the example shown in FIG. 19, the extending direction of the
In the example shown in FIG. 19, the
Further, in the example shown in FIG. 19, the incomplete region 232 forming the boundary between the
Compared with the form shown in FIG. 16, the form shown in FIG. Since the proportion of continuously exposed regions is further reduced, there is an advantage that the
本開示のワイヤグリッド偏光子の基材50としては、光を透過し、且つワイヤ層10を支持する機能を有すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、石英ガラス、合成石英、フッ化マグネシウム等のリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。
尚、本開示において透明とは、波長200~400nmにおける光線透過率が50%以上、好ましくは70%以上であることを意味する。光線透過率の測定は、日本分光(株)製 V-650を用いて行うことができる。
基材50の厚みは、用途に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、通常、10μm以上1000μm以下程度の範囲である。
The
In the present disclosure, the term “transparent” means that the light transmittance at a wavelength of 200 to 400 nm is 50% or more, preferably 70% or more. The light transmittance can be measured using V-650 manufactured by JASCO Corporation.
The thickness of the
本開示のワイヤグリッド偏光子のワイヤ層10を形成する導電材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、珪素化モリブデン、酸化チタン等の金属、金属化合物等の導電性材料、誘電性材料を挙げることができ、これらのいずれかを単独で、あるいは、組み合わせで使用することができる。ワイヤ層10の厚みは、特に限定されないが、通常、10~1000nmの範囲で適宜設定することができる。
The conductive material forming the
本開示のワイヤグリッド偏光子のワイヤ層10によって形成された線状凹凸パターンの大きさとしては、周期が10nm~400μm、凸部の高さ(凹部の深さ)が10nm~1000μmであることが挙げられる。
本開示のワイヤグリッド偏光子のワイヤ層10によって形成されたの線状凹凸パターンとしては、所謂微小凹凸パターンを採用することができ、中でも、周期が90nm~400nm、凸部の高さ(凹部の深さ)が80nm~1000nmである線状凹凸パターンが好適に用いられる。
The size of the linear concave-convex pattern formed by the
As the linear concavo-convex pattern formed by the
後述する本開示のワイヤグリッド偏光子の製造方法において用いる樹脂製モールドの転写に用いられる単位モールドとしては、その大きさは特に限定されないが、通常、20mm×20mm~300mm×300mmの範囲内のものを用いることができる。即ち、本開示のワイヤグリッド偏光子の完全領域の大きさは、通常、20mm×20mm~300mm×300mmの範囲内である。
但し、前記単位モールドの大きさは、上記した範囲には限定されず、例えば20mm×20mm未満の大きさのものを用いることが可能である。即ち、本開示のワイヤグリッド偏光子の完全領域の大きさは、必ずしも、20mm×20mm~300mm×300mmの範囲内に限られず、例えば20mm×20mmより小さい大きさであってもよい。
本開示のワイヤグリッド偏光子のワイヤ層10の大きさとしては、一辺の長さを、例えば20mm以上とすることができ、更に100mm以上、より更に300mm以上とすることができる。但し、前記ワイヤ層10の大きさは、上記した範囲には限定されず、例えば一辺の長さを20mm未満とすることも可能である。
The size of the unit mold used for transferring the resin mold used in the manufacturing method of the wire grid polarizer of the present disclosure, which will be described later, is not particularly limited, but is usually within the range of 20 mm×20 mm to 300 mm×300 mm can be used. That is, the size of the complete area of the wire grid polarizers of the present disclosure is typically in the range of 20mm x 20mm to 300mm x 300mm.
However, the size of the unit mold is not limited to the range described above, and for example, a size of less than 20 mm×20 mm can be used. That is, the size of the complete area of the wire grid polarizer of the present disclosure is not necessarily limited to within the range of 20 mm×20 mm to 300 mm×300 mm, and may be smaller than 20 mm×20 mm, for example.
As for the size of the
[ワイヤグリッド偏光子の製造方法]
本開示のワイヤグリッド偏光子は、どのような方法で製造してもよく、特に限定されるものではない。本開示のワイヤグリッド偏光子は、例えば、以下のように製造した樹脂製モールドを用いて製造することができる。
図20、図21は、本開示のワイヤグリッド偏光子の製造に用いる樹脂製モールドを製造する工程の一例を模式的に示した図である。
まず、図20(A)に示すように、支持体51上に、パターンを形成する領域全体に樹脂層41を有する凹凸パターン形成用基板と、単位モールド52を準備する。図20(A)の樹脂層41は熱可塑性樹脂を含有する樹脂層であり、加熱53することにより、樹脂層41を軟化する。樹脂層41は、パターンを形成する領域全体において、均一の高さを有するように設ける。樹脂層の高さは、そのばらつきが±0.1μmの範囲内に収まるように設けられることが好ましい。
次に、図20(B)に示すように、軟化した樹脂層41に、単位モールド52を押圧することにより、単位モールド52の凹凸パターンを前記樹脂層41の一部に転写する。
次に、単位モールド52が圧着された状態で、樹脂層41を冷却54することにより、樹脂層41を硬化させ、樹脂層41の一部に凹凸パターンを有する領域を形成し、その後、図20(C)に示すように、単位モールド52を剥離する。
次に、図20(D)に示すように、次に凹凸パターンを形成する予定の領域(Y)と、前記凹凸パターンを有する領域(X)のうち、次に凹凸パターンを形成する予定の領域(Y)と隣接する側の一部とを含めて、樹脂層41の部分加熱53を行う。当該部分加熱53により、図20(E)に示すように、次に凹凸パターンを形成する予定の領域(Y)と、前記凹凸パターンを有する領域(X)のうち、次に凹凸パターンを形成する予定の領域(Y)と隣接する側の一部(X’)の樹脂層は、軟化し、形状が転写可能な状態になる。
[Method for producing wire grid polarizer]
The wire grid polarizer of the present disclosure may be manufactured by any method, and is not particularly limited. The wire grid polarizer of the present disclosure can be manufactured using, for example, a resin mold manufactured as follows.
20 and 21 are diagrams schematically showing an example of steps for manufacturing a resin mold used for manufacturing the wire grid polarizer of the present disclosure.
First, as shown in FIG. 20A, a concave-convex pattern forming substrate having a
Next, as shown in FIG. 20B, by pressing the
Next, by cooling 54 the
Next, as shown in FIG. 20(D), among the area (Y) where the uneven pattern is to be formed next and the area (X) having the uneven pattern, the area where the uneven pattern is to be formed next.
次に、図21(F)に示すように、軟化した樹脂層41に、単位モールド52を押圧することにより、単位モールド52の凹凸パターンを前記樹脂層41の一部に転写する。前記凹凸パターンを有する領域(X)の一部(X’)は、樹脂層が軟化しているため、単位モールド52の凹凸パターンを上書きできる。前記領域(X)の一部(X’)に単位モールド52を重ねて、前記単位モールドのパターンを転写することにより、転写されたパターンの間にパターンが形成されていない部分が発生することなく、小面積の単位モールドによるパターン同士をつなげ、単位モールドの繋ぎ目の段差を抑制することが可能となる。
図21(F)に示すように、前記領域(X)の一部(X’)に単位モールド52を重ねる際に、単位モールド52の前記領域(X)の一部(X’)上の端部が、新たな凹凸パターンを形成することなく、前記領域(X)の一部(X’)に形成された凹凸パターンに含まれる凸部の一部を押圧する場合があり、その場合には、前記(X’)において、押圧された凸部が潰れて平坦面となるか、又は当該凸部の高さが、前記転写凹凸パターン領域の凸部の成す面の高さよりも低くなり、前記(X’)の一部に、前記転写凹凸パターン領域の凹部よりも幅広の凹部55(図21(G)参照)が形成される。
次に、単位モールド52が圧着された状態で、樹脂層41を冷却54することにより、樹脂層41を硬化させ、樹脂層41の一部に凹凸パターンを有する領域を形成し、その後、図21(G)に示すように、単位モールド52を剥離する。
このようにして、図21(H)に示すように、表面に単位モールド52の凹凸パターンが複数回転写されて形成されており、隣り合う2つの転写凹凸パターン領域を接続する部分であり且つ凹部55を有する転写境界部(Z)を有する樹脂層40を支持体51上に備えており、繋ぎ目部分である転写境界部(Z)が目視できないように、転写凹凸パターン領域が繋がれた樹脂製モールド200Aを得ることができる。
Next, as shown in FIG. 21(F), by pressing the
As shown in FIG. 21(F), when the
Next, by cooling 54 the
In this manner, as shown in FIG. 21(H), the concave-convex pattern of the
次いで、図22(I)に示すように、ガラス基板301上にアルミニウム層302とシリカ層303が積層された積層体を準備する。
前記ガラス基板301上にアルミニウム層302とシリカ層303が積層された積層体の、シリカ層303上に、感光性組成物(レジスト)を塗布してレジスト層304を形成する。
次いで、図22(J)に示すように、前記レジスト層304に、樹脂製モールド200Aを押し付け、樹脂製モールド200Aを押し付けたまま樹脂製モールド200A側から露光し、レジスト層304を硬化させ、レジスト層304に樹脂製モールド200Aの凹凸パターンを転写する。
次いで、樹脂製モールド200Aを剥離し、図22(K)に示すように、表面にレジスト凹凸パターンが形成されている積層体を得る。
次いで、レジスト凹凸パターンの凹部の残膜をエッチングで除去後、更に、図22(L)~(M)に示すように、レジスト層304の凹部においてアルミニウム層302が露出するまで、凹部のシリカ層303をエッチングする。
前記エッチングとしては、ドライエッチングが用いられ、ドライエッチングとしては、イオンが主として関与する反応性イオンエッチング(RIE)や、ラジカルが主として関与するプラズマエッチング(PE)等を用いることができる。前記ドライエッチングにおいて用いられるエッチャントガスとしては、ドライエッチングを行う膜の材質に合わせて適宜選択されたエッチャントガスを使用する。
次いで、図22(N)に示すように、凸部のシリカ層303をマスクとして、凹部に露出されているアルミニウム層302をエッチングすることにより、ガラス基板301上にアルミニウム層302による凸部を有する凹凸パターンを形成する。マスクとして用いられた凸部のシリカ層303は、適宜剥離処理かエッチングにより除かれる。このようにして、図2(B)に示すワイヤグリッド偏光子を得ることができる。
ワイヤグリッド偏光子の製造方法においては、他にも従来公知の他の工程を含んでいても良い。
ここで、前述した樹脂製モールド200Aの製造方法によれば、前記樹脂製モールド200Aにおいて繋ぎ目部分(Z)が目視できないように単位モールドの凹凸パターンが繋がれていることから、被転写材料のレジストにも同様に、繋ぎ目部分(Z)に対応する部分が目視できない凹凸パターンが、一回の工程により単位モールドの複数個分転写される。そのため、図22(K)に示すように、レジスト層304に転写された繋ぎ目部分(Z)の平面視形状が、その両側に存在する線状凹凸パターンの平面視形状のいずれとも異なっているにも関わらず、当該レジスト層304をマスクとし、シリカ層303をエッチングし、そのシリカ層303をマスクとして、下層のアルミニウム層302をエッチングした時に、前記繋ぎ目部分(Z)に対応するアルミニウム層302中の繋ぎ目部分は、目視できない幅であり、欠陥が抑制された光学素子を製造することができる。
また、仮に、レジスト凹凸パターンの凹部の残膜をエッチングする際に、高い部分の凹部に合わせると低い部分の凸部のパターンがなくなってしまうという問題が生じたとしても、目視ができない幅であり、欠陥が抑制された光学素子を製造することができる。
図2(B)及び図3に示すワイヤグリッド偏光子は、前述したように、互いに同一の線状凹凸パターンをそれぞれ有する2以上の完全領域10A及び10Bと、隣り合う2つの完全領域10A及び10Bを接続する境界部を形成する部分であり、前述した樹脂製モールド200Aの繋ぎ目部分(Z)に対応する部分である不完全領域20を含んでおり、前記不完全領域20が、当該境界部の両側に存在する完全領域10A及び10Bのどちらが有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有している。
Next, as shown in FIG. 22(I), a laminate is prepared in which an
A resist
Next, as shown in FIG. 22(J), the
Next, the
Next, after removing the residual film in the recesses of the resist uneven pattern by etching, as shown in FIGS.
Dry etching is used as the etching, and examples of dry etching include reactive ion etching (RIE) in which ions are mainly involved, plasma etching (PE) in which radicals are mainly involved, and the like. As the etchant gas used in the dry etching, an etchant gas appropriately selected according to the material of the film to be dry-etched is used.
Next, as shown in FIG. 22(N), by using the
The method for manufacturing a wire grid polarizer may include other conventionally known steps.
Here, according to the method of manufacturing the
Further, even if there is a problem that when the remaining film of the recesses of the resist uneven pattern is etched, the pattern of the protrusions in the low part disappears when the recesses in the high part are matched, the width is such that the pattern cannot be visually observed. , an optical element with reduced defects can be manufactured.
As described above, the wire grid polarizer shown in FIGS. 2B and 3 has two or more
前述した図22(I)~(N)では、図21(F)~(H)に示す工程を経て得られた樹脂製モールド200Aを用いた場合を例に説明したが、前記領域(X)の一部(X’)に単位モールド52を重ねる際に、図23(F)に示すように、単位モールド52の前記領域(X)の一部(X’)上の端部が、前記領域(X)の一部(X’)に形成された凹凸パターンに含まれる凸部の一部を、その側面から押圧する場合があり、その場合には、前記(X’)において、側面から押圧された凸部が隣の凸部と連結して一体となり、前記(X’)の一部に、前記転写凹凸パターン領域の凸部よりも幅広の凸部56が形成される。この場合には、上記した点以外は図21(F)~(H)で説明したのと同様の手順に沿って、図23(F)~(H)に示す工程を行うことにより、図23(H)に示す樹脂製モールド200Bを得ることができる。
樹脂製モールド200Bは、図23(H)に示すように、表面に単位モールド52の凹凸パターンが複数回転写されて形成されており、隣り合う2つの転写凹凸パターン領域を接続する部分であり且つ凸部56を有する転写境界部(Z)を有する樹脂層40を支持体51上に備えており、繋ぎ目部分である転写境界部(Z)が目視できないように、転写凹凸パターン領域が繋がれている。
22(I) to (N) described above, the case of using the
As shown in FIG. 23(H), the
図23(F)~(H)に示す工程により得られた樹脂製モールド200Bを用いる場合には、図22(I)~(N)で説明したのと同様の手順に沿って、図24(I)~(N)に示す工程を行うことにより、図4(B)に示すワイヤグリッド偏光子を得ることができる。
ここで、前述した樹脂製モールド200Bの製造方法によれば、前記樹脂製モールド200Bにおいて、繋ぎ目部分(Z)が目視できないように単位モールドの凹凸パターンが繋がれていることから、被転写材料のレジストにも同様に、繋ぎ目部分(Z)に対応する部分が目視できない凹凸パターンが、一回の工程により単位モールドの複数個分転写される。そのため、図24(K)に示すように、レジスト層304に転写された繋ぎ目部分(Z)の平面視形状が、その両側に存在する線状凹凸パターンの平面視形状のいずれとも異なっているにも関わらず、当該レジスト層304をマスクとし、シリカ層303をエッチングし、そのシリカ層303をマスクとして、下層のアルミニウム層302をエッチングした時に、前記繋ぎ目部分(Z)に対応するアルミニウム層302中の繋ぎ目部分は、目視できない幅であり、欠陥が抑制された光学素子を製造することができる。
図4(B)及び図5に示すワイヤグリッド偏光子は、前述したように、互いに同一の線状凹凸パターンをそれぞれ有する2以上の完全領域10A及び10Bと、隣り合う2つの完全領域10A及び10Bを接続する境界部を形成する部分であり、前述した樹脂製モールド200Bの繋ぎ目部分(Z)に対応する部分である不完全領域20を含んでおり、前記不完全領域20が、当該境界部の両側に存在する完全領域10A及び10Bのどちらが有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有している。
When using the
Here, according to the method of manufacturing the
As described above, the wire grid polarizer shown in FIGS. 4B and 5 has two or more
前述した図22(I)~(N)では、図21(F)~(H)に示す工程を経て得られた樹脂製モールド200Aを用いた場合を例に説明したが、前記領域(X)の一部(X’)に単位モールド52を重ねる際に、図25(F)に示すように、前記領域(X)の一部(X’)に元々形成されていた凹凸パターンの影響や、軟化されていない前記領域(X)の部分の影響により、単位モールド52の前記領域(X)の一部(X’)上の端部のみが、次に凹凸パターンを形成する予定の領域(Y)上に比べて十分に樹脂層に押圧できない場合があり、その場合には、前記領域(X’)における単位モールド52の押圧が、次に凹凸パターンを形成する予定の領域(Y)における単位モールド52の押圧と比較して浅くなり、その部分だけ凹部が成す面の高さが、前記転写凹凸パターン領域の凹部が成す平面の高さよりも高くなる。
この場合には、上記した点以外は図21(F)~(H)で説明したのと同様の手順に沿って、図25(F)~(H)に示す工程を行うことにより、図25(H)に示す樹脂製モールド200Cを得ることができる。
樹脂製モールド200Cは、図25(H)に示すように、表面に単位モールド52の凹凸パターンが複数回転写されて形成されており、隣り合う2つの転写凹凸パターン領域を接続する部分であり且つ凹部が成す面の高さが、前記転写凹凸パターン領域の凹部が成す平面の高さよりも高い転写境界部(Z)を有する樹脂層40を支持体51上に備えており、繋ぎ目部分である転写境界部(Z)が目視できないように、転写凹凸パターン領域が繋がれている。
22(I) to (N) described above, the case of using the
In this case, the steps shown in FIGS. 25(F) to 25(H) are performed according to the same procedures as those described with reference to FIGS. A
As shown in FIG. 25(H), the
図25(F)~(H)に示す工程により得られた樹脂製モールド200Cを用いる場合には、図22(I)~(N)で説明したのと同様の手順に沿って、図26(I)~(N)に示す工程を行うことにより、図8(B)に示すワイヤグリッド偏光子を得ることができる。
ここで、前述した樹脂製モールド200Cの製造方法によれば、前記樹脂製モールド200Cにおいて、繋ぎ目部分(Z)が目視できないように単位モールドの凹凸パターンが繋がれていることから、被転写材料のレジストにも同様に、繋ぎ目部分(Z)に対応する部分が目視できない凹凸パターンが、一回の工程により単位モールドの複数個分転写される。そのため、図26(K)に示すように、レジスト層304に転写された、繋ぎ目部分(Z)に対応する部分の表面凹凸形状の凸部の平均高さが、その両側に存在するどちらの線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さよりも低くなっているにも関わらず、当該レジスト層304をマスクとし、シリカ層303をエッチングし、そのシリカ層303をマスクとして、下層のアルミニウム層302をエッチングした時に、前記繋ぎ目部分(Z)に対応するアルミニウム層302中の繋ぎ目部分は、目視できない幅であり、欠陥が抑制された光学素子を製造することができる。
図8(B)に示すワイヤグリッド偏光子は、前述したように、互いに同一の線状凹凸パターンをそれぞれ有する2以上の完全領域10A及び10Bと、隣り合う2つの完全領域10A及び10Bを接続する境界部を形成する部分であり、前述した樹脂製モールド200Cの繋ぎ目部分(Z)に対応する部分である不完全領域20を含んでおり、前記不完全領域20が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さが、当該境界部の両側に存在する完全領域10A及び10Bのどちらが有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さよりも低くなっている。
When using the
Here, according to the method of manufacturing the
As described above, the wire grid polarizer shown in FIG. 8B connects two or more
前述した図22(I)~(N)では、図21(F)~(H)に示す工程を経て得られた樹脂製モールド200Aを用いた場合を例に説明したが、前記領域(X)の一部(X’)に単位モールド52を重ねる際に、図27(F)に示すように、前記領域(X)の一部(X’)に元々形成されていた凹凸パターンの影響や、単位モールド52に対する押圧力のかけ具合等により、単位モールド52の前記領域(X)の一部(X’)上の端部のみが、次に凹凸パターンを形成する予定の領域(Y)上に比べて強く樹脂層に押圧される場合があり、その場合には、前記領域(X’)の一部における単位モールド52の押圧が、次に凹凸パターンを形成する予定の領域(Y)における単位モールド52の押圧と比較して深くなり、その部分だけ凸部が成す面の高さが、前記転写凹凸パターン領域の凸部が成す平面の高さよりも低くなる(図27(G)~(H)参照)。
この場合には、上記した点以外は図21(F)~(H)で説明したのと同様の手順に沿って、図27(F)~(H)に示す工程を行うことにより、図27(H)に示す樹脂製モールド200Dを得ることができる。
樹脂製モールド200Dは、図27(H)に示すように、表面に単位モールド52の凹凸パターンが複数回転写されて形成されており、隣り合う2つの転写凹凸パターン領域を接続する部分であり且つ凸部が成す面の高さが、前記転写凹凸パターン領域の凸部が成す平面の高さよりも低い転写境界部(Z)を有する樹脂層40を支持体51上に備えており、繋ぎ目部分である転写境界部(Z)が目視できないように、転写凹凸パターン領域が繋がれている。
22(I) to (N) described above, the case of using the
In this case, the steps shown in FIGS. 27(F) to 27(H) are performed according to the same procedures as those described with reference to FIGS. A
As shown in FIG. 27(H), the
図27(F)~(H)に示す工程により得られた樹脂製モールド200Dを用いる場合には、図22(I)~(N)で説明したのと同様の手順に沿って、図28(I)~(N)に示す工程を行うことにより、図29(B)に示すワイヤグリッド偏光子を得ることができる。
図28(I)~(N)に示す工程では、図28(K)に示すように、レジスト層304に転写された、繋ぎ目部分(Z)に対応する部分の凹部が成す面の高さが、その両側に存在するどちらの線状凹凸パターンの凹部が成す平面の高さよりも高くなっており、当該レジスト層304をマスクとし、シリカ層303をエッチングし、そのシリカ層303をマスクとして、下層のアルミニウム層302をエッチングした時には、前記繋ぎ目部分(Z)に対応するアルミニウム層302の繋ぎ目部分には、凹部において、ガラス基板301が露出する状態までエッチングされずに残膜が残ることがある。この場合、エッチングにより得られたアルミニウム層303の凹凸パターンは、図29(B)に示すように、前記繋ぎ目部分において、凸部同士が残膜によりつながった部分26を有することとなる。この場合には、符号26部分の平面視形状は、凸部と凹部が一連の領域として視認されるため、図30に示すように、前記繋ぎ目部分は、その両側に存在する完全領域10A及び10Bのどちらが有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有することになる。
ここで、前述した樹脂製モールド200Dの製造方法によれば、前記樹脂製モールド200Dにおいて、繋ぎ目部分(Z)が目視できないように単位モールドの凹凸パターンが繋がれていることから、被転写材料のレジストにも同様に、繋ぎ目部分(Z)に対応する部分が目視できない凹凸パターンが、一回の工程により単位モールドの複数個分転写される。
そのため、前記レジスト層304をマスクとし(図28(K)参照)、シリカ層303をエッチングし、そのシリカ層303をマスクとして、下層のアルミニウム層302をエッチングした時に、前記繋ぎ目部分(Z)に対応するアルミニウム層302中の繋ぎ目部分の平面視形状が、その両側に存在する線状凹凸パターンの平面視形状のいずれとも異なっているにも関わらず、当該繋ぎ目部分は目視できない幅であり、欠陥が抑制された光学素子を製造することができる。
図29(B)及び図30に示すワイヤグリッド偏光子は、前述したように、互いに同一の線状凹凸パターンをそれぞれ有する2以上の完全領域10A及び10Bと、隣り合う2つの完全領域10A及び10Bを接続する境界部を形成する部分であり、前述した樹脂製モールド200Dの繋ぎ目部分(Z)に対応する部分である不完全領域20を含んでおり、前記不完全領域20が、当該境界部の両側に存在する完全領域10A及び10Bのどちらが有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有している。
When using the
In the steps shown in FIGS. 28I to 28N, as shown in FIG. is higher than the height of the plane formed by the recesses of either of the linear uneven patterns existing on both sides thereof, and the
Here, according to the method of manufacturing the
Therefore, using the resist
As described above, the wire grid polarizers shown in FIGS. 29B and 30 have two or more
以上説明したワイヤグリッド偏光子の製造方法を用いて製造されたワイヤグリッド偏光子は、繋ぎ目部分が目視できないように凹凸パターンが繋がれているので、転写境界部に起因する欠陥が抑制されたワイヤグリッド偏光子を製造することができる。
なお、本開示のワイヤグリッド偏光子は、前述した製造方法を用いて製造した樹脂製モールドのレプリカモールドを用いて凹凸パターンを形成して、製造するようにしてもよい。
In the wire grid polarizer manufactured using the method for manufacturing a wire grid polarizer described above, the uneven pattern is connected so that the joint portion is invisible, so defects caused by the transfer boundary are suppressed. Wire grid polarizers can be manufactured.
Note that the wire grid polarizer of the present disclosure may be manufactured by forming an uneven pattern using a replica mold of a resin mold manufactured using the manufacturing method described above.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. The above-described embodiment is an example, and any device having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect is the present invention. included in the technical scope of
II.表示装置
図31は、本開示の画像表示装置400を示す断面図である。本開示の画像表示装置400は、液晶表示装置であり、液晶表示パネル402の背面に、バックライト403が配置され、液晶表示パネル402のバックライト403側に、前述した本開示のワイヤグリッド偏光子100が配置される。ここでバックライト403は、エッジライト型、直射型等、種々の構成の面光源装置を広く適用することができる。
液晶表示パネル402は、直交ニコル配置又は平行ニコル配置による直線偏光板406、ワイヤグリッド偏光子100により液晶セル405を挟持して構成される。液晶セル405は、透明電極を形成したガラス基板により液晶材料を挟持して形成される。これにより画像表示装置400は、液晶セル405に設けられた透明電極への印加電圧により画素単位で透過光を光強度変調して出力し、所望の画像を表示する。
II. Display Device FIG. 31 is a cross-sectional view showing an
The liquid
ワイヤグリッド偏光子100は、透過軸方向と直交する偏光面による入射光を選択的に効率良く反射するいわゆる反射型の偏光子である。ワイヤグリッド偏光子100は、液晶セル405の入射面側(バックライト403側)に配置され、必要な直線偏光を透過すると同時に直交成分の光を反射、再利用する。これにより、画像表示装置400は、従来の吸収型偏光板を用いる場合と比較して、バックライト403からの照明光の利用効率を向上する。
The
また、直線偏光板406に代えて、液晶セル405の出射面にワイヤグリッド偏光子100を配置するようにしてもよい。
Also, instead of the linear
10…ワイヤ層
11A、11B…完全領域の凸部が成す平面
13、13a、13b…線状凸部
14、14a、14b…線状凹部
20、201~234…不完全領域
50…基材
10A~10D、60、60A~60M、70A~70F、80A~80L、…完全領域
41…樹脂層
51…支持体
52…単位モールド
53…部分加熱
54…冷却
55…幅広の凹部
56…幅広の凸部
61、71、81…連結部
100…ワイヤグリッド偏光子
200A~200C…樹脂製モールド
Z…繋ぎ目部分
301…ガラス基板
302…アルミニウム層
303…シリカ層
304…レジスト層
400…画像表示装置
402…液晶表示パネル
403…バックライト
405…液晶セル
406…直線偏光板
10... Wire layers 11A, 11B... Planes formed by convex portions of complete regions
13, 13a, 13b...
Claims (7)
前記ワイヤ層は、互いに同一又は異なる線状凹凸パターンをそれぞれ有する2以上の完全領域と、隣り合う2つの完全領域を接続する境界部を形成する一又は二以上の不完全領域を含んでおり、
前記不完全領域の幅は、2μm以下(但し、75nm未満ではない)であり、
前記不完全領域は、下記条件(i)又は(ii)のうち、少なくとも一つを満たし、
多角形状の完全領域を含み、当該多角形状の完全領域の少なくとも一つの頂点に、前記不完全領域により形成される境界部が3本集合し連結している連結部を有する、ワイヤグリッド偏光子。
条件(i):
当該境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの平面視形状とも異なる平面視形状を有する。
条件(ii):
当該不完全領域が有する表面凹凸形状の凸部の平均高さが、当該境界部の両側に存在するどちらの完全領域が有する線状凹凸パターンの凸部の成す面の高さよりも低い。 A wire grid polarizer having a wire layer formed of a conductive material on a substrate,
The wire layer includes two or more complete regions each having the same or different linear concave-convex pattern, and one or more imperfect regions forming a boundary connecting two adjacent complete regions,
The width of the incomplete region is 2 μm or less (but not less than 75 nm),
The incomplete region satisfies at least one of the following conditions (i) or (ii),
A wire grid polarizer comprising a polygonal complete region, and having a connecting portion where three boundary portions formed by the incomplete regions are gathered and connected to at least one vertex of the polygonal complete region.
Condition (i):
It has a planar view shape different from the planar view shape of the linear concave-convex pattern of either of the complete regions existing on both sides of the boundary.
Condition (ii):
The average height of the projections of the surface unevenness shape of the incomplete region is lower than the height of the surface formed by the projections of the linear uneven pattern of whichever perfect region exists on both sides of the boundary.
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