KR102502417B1

KR102502417B1 - 영상 표시 장치, 와이어 그리드 편광판 및 그의 제조 방법, 와이어 그리드 편광판의 관측 방법, 그리고 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향의 추정 방법

Info

Publication number: KR102502417B1
Application number: KR1020207002883A
Authority: KR
Inventors: 마사루 스기야마; 나오키 이노우에; 나오 기타미치
Original assignee: 아사히 가세이 가부시키가이샤
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2023-02-23
Also published as: JP7163303B2; EP3702826A1; WO2019082920A1; CN111201475B; CN111201475A; KR20200018697A; TW201923395A; US20210181504A1; US11960079B2; EP3702826A4; JPWO2019082920A1; TWI702424B

Abstract

반사형 편광판의 편광축 방향을 간단하고 또한 고정밀도로 식별할 수 있으며, 고정밀도로 편광 반사축 방향의 조정이 가능한 영상 표시 장치 및 간단히 편광축 방향을 조사하는 것이 가능한 와이어 그리드 편광판 등을 제공하는 것. 본 발명에 있어서의 헤드업 디스플레이 장치(1)는, 편광한 광인 영상광을 출사하는 영상 표시기(14)와, 영상광을 반사하는 반사면(28)을 갖는 반사형 편광판(15)과, 반사형 편광판에서 반사된 영상광이 투영되는 영사판(11)을 구비하는 영상 표시 장치로서, 반사형 편광판은, 반사면의 편광축 방향을 나타내는 표시로서의 휘선 B가 관찰 가능해지는 것을 특징으로 한다.

Description

영상 표시 장치, 와이어 그리드 편광판 및 그의 제조 방법, 와이어 그리드 편광판의 관측 방법, 그리고 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향의 추정 방법

본 발명은, 영상 표시 장치, 그것에 사용되는 와이어 그리드 편광판 및 그의 제조 방법, 와이어 그리드 편광판의 관측 방법, 그리고 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향의 추정 방법에 관한 것이다.

근년, 차량 탑재 표시 기기인 헤드업 디스플레이 장치의 이용이 확대되고 있다. 헤드업 디스플레이 장치는, 영사판에 투영하고, 드라이버가 시인하는 도로 등 경치와 차속 등 정보의 영상을 중첩할 수 있다. 드라이버의 시점 이동이 경감되기 때문에, 안전 운전에 공헌할 수 있다.

한편, 헤드업 디스플레이 장치는 영사판 근방에 설치되기 때문에, 태양광이 헤드업 디스플레이 장치의 광학계에 침입하는 경우가 있다. 헤드업 디스플레이 장치는 영상 표시기로서, 소형의 액정 디스플레이를 사용해서 영상을 생성하는 경우가 많기는 하지만, 액정 디스플레이에 사용된 흡수형 편광판까지 도달한 태양광은 흡수되어 열을 발해버릴 우려가 있다. 또한, 헤드업 디스플레이 장치는 소형의 액정 디스플레이가 생성하는 영상을 확대하기 위해서 확대경이나 렌즈를 사용하는 경우가 많고, 헤드업 디스플레이 장치에 침입한 태양광은, 액정 디스플레이에 도달하는 비율이 높아지고 있어, 헤드업 디스플레이 장치 내부가 파괴되어버릴 우려가 강해지고 있다.

이러한 대책으로서, 와이어 그리드 편광판과 같은 반사형 편광판을 반사경으로서 이용하고, 태양광의 영향을 반감시키는 것이 제안되어 있다.

일본특허공개 제2010-79169호 공보 일본특허공개 제2015-7763호 공보

상술한 헤드업 디스플레이 장치에서는, 액정 디스플레이에서 생성한 영상광은 편광이며, 반사경으로서 사용하는 반사형 편광판의 편광 반사축 방향과 맞출 필요가 있다. 요즘의 헤드업 디스플레이 장치는 영상의 확대율이 커지고 있어, 영사판에 투영되는 영상의 밝기의 균일성을 높이기 위해서, 편광 반사축 방향의 조정이 중요해지고 있다.

그러나, 일반적으로, 편광판의 편광축(편광 흡수축, 편광 반사축 혹은 편광 투과축) 방향을 시인하는 것은 어렵다. 예를 들어, 편광축 방향이 기지의 편광판을 중첩해서 회전시키고, 그 투과율의 변화 등으로부터 측정 대상의 편광판의 편광축 방향을 조사하는 방법이 제안되어 있지만, 측정이 번잡화하여, 간단히 편광축 방향을 조사할 수 없다.

본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 반사형 편광판의 편광축 방향을 인식해서 고정밀도로 편광 반사축 방향을 조정할 수 있는 영상 표시 장치, 용이하게 편광축 방향을 인식할 수 있는 와이어 그리드 편광판 및 그의 제조 방법, 와이어 그리드 편광판의 관측 방법, 그리고 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향의 추정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 편광한 광인 영상광을 출사하는 영상 표시기와, 상기 영상광을 반사하는 반사면을 갖는 반사형 편광판과, 상기 반사형 편광판에서 반사된 영상광이 투영되는 영사판을 구비하는 영상 표시 장치로서, 상기 반사형 편광판은, 상기 반사면의 편광축 방향을 나타내는 표시를 갖는 것을 특징으로 한다.

반사면의 편광축 방향을 나타내는 표시란, 특정 파장의 광을 입광시킨 경우에 형광 발광해서 편광축 방향을 표시하는 방법이나, 회절광을 발하는 구조를 제작해서 편광축 방향을 표시하는 방법 등, 상시에는 시인하기 어렵지만 특정 조건 하에서는 편광축 방향을 시인할 수 있는 표시를 의미한다. 표시 형상에 제한은 없고, 방향을 판별하기 쉬운 직선이나 기하학 도형 등으로 할 수 있다. 특정 조건 하에서 발현하기 때문에, 당해 반사형 편광판의 사용 영역(유효 영역) 내에 표시를 실시할 수 있어, 편광축 방향의 조정과 확인이 용이해진다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 반사형 편광판이 와이어 그리드 편광판이며, 상기 와이어 그리드 편광판은 금속 세선 영역을 갖고, 상기 금속 세선 영역은, 소정 방향으로 연장하는 복수개의 금속 세선을 포함하고, 상기 금속 세선 영역은, 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 금속 세선을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 3% 이상 60% 이하 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 와이어 그리드 편광판은, 소정 방향으로 연장하는 요철 구조를 표면에 갖는 기재를 포함하고, 상기 복수개의 금속 세선은 상기 기재의 상기 요철 구조에 접해 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 기재의 상기 요철 구조는, 주위의 볼록부와는 폭, 또는 높이가 3% 이상 60% 이하 다른 구조를 갖는 볼록부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 금속 세선 영역을 갖는 와이어 그리드 편광판으로서, 상기 금속 세선 영역은, 소정 방향으로 연장하는 복수개의 금속 세선을 포함하고, 상기 금속 세선 영역은, 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역은, 금속 세선이 결락한 영역, 또는 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 혹은 높이가 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선이 연장하는 방향이, 상기 주위의 금속 세선이 연장하는 방향과 실질적으로 평행인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 3% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 10% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 15% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 20% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 30% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역에 있어서의 금속 세선과 금속 세선의 간격이 50㎚ 이상 150㎚ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 간격이 50㎚ 이상 120㎚ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 소정 방향으로 연장하는 요철 구조를 표면에 갖는 기재를 포함하고, 상기 복수개의 금속 세선은 상기 기재의 상기 요철 구조에 접해 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 복수개의 금속 세선은 상기 기재의 상기 요철 구조의 볼록부의 한쪽 측면에 편재하도록 마련되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 기재의 상기 요철 구조는, 주위의 볼록부와는 다른 구조를 갖는 볼록부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 기재의 상기 요철 구조는, 상기 주위의 볼록부와는 폭, 또는 높이가 3% 이상 60% 이하 다른 구조를 갖는 상기 볼록부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 기재의 상기 요철 구조의 볼록부와 볼록부의 간격이 50㎚ 이상 150㎚ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선에 포함되는 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조의 상기 금속 세선이 연장하는 방향의 길이가 50㎚ 이상 800㎚ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조의 상기 금속 세선이 연장하는 방향의 길이가 편광 분리를 원하는 광의 파장 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 복수개 포함하는 이상 구조 영역을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 이상 구조 영역의 상기 금속 세선이 연장하는 방향과는 수직 방향의 폭이 50㎚ 이상 800㎚ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 이상 구조 영역의 상기 금속 세선이 연장하는 방향과는 수직 방향의 폭이 편광 분리를 원하는 광의 파장 이하의 길이인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 이상 구조 영역의 상기 금속 세선이 연장하는 방향의 폭이 50㎚ 이상 800㎚ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 이상 구조 영역의 상기 금속 세선이 연장하는 방향의 폭이 편광 분리를 원하는 광의 파장 이하의 길이인 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 와이어 그리드 편광판을 하기 조건에서 관측하는 것을 특징으로 한다.

관측 조건:

상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선 영역을 갖는 면에 광을 조사하여, 조사된 광의 정반사 방향이 아닌 각도로부터 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선 영역을 갖는 면을 관측한다.

본 발명은, 상기 방법으로 와이어 그리드 편광판을 관측함으로써 상기 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향을 추정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 소정 방향으로 연장하는 금속 세선을 갖는 와이어 그리드 편광판이며, 하기 조건에서 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면을 관측한 경우에 휘선을 관찰 가능한 것을 특징으로 한다.

관측 조건:

주위가 암소인 조건에서, 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면에 20㎝의 거리를 이격해서 점 광원의 백색 LED를 배치하고, 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면에 조도 3000럭스의 비편광의 백색광을 조사한다. 상기 와이어 그리드 편광판에 상기 백색광을 조사했을 때의 정반사 방향이 아닌 각도 모두에서 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면을 관측한다.

또한, 상기 조건에서 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면을 관측한 경우에, 상기 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향에 대하여 대략 평행, 또는 대략 수직 방향으로 연장되는 휘선을 관찰 가능한 것이 바람직하다.

본 발명은, 금속 세선 영역을 갖는 와이어 그리드 편광판의 제조 방법으로서, 기재 상에 소정 방향으로 연장하는 복수개의 금속 세선을 상기 금속 세선 영역에 포함되도록 형성하는 금속 세선 형성 공정과, 상기 금속 세선 형성 공정과 동시에, 또는 다른 공정에서, 상기 기재 상에 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 금속 세선을 상기 금속 세선 영역에 포함되도록 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 기재 상에 상기 소정 방향으로 연장하는 요철 구조를 형성하는 요철 구조 형성 공정과, 요철 구조 형성 공정과 동시에, 또는 다른 공정에서, 상기 기재 상에 주위의 볼록부와는 다른 구조를 갖는 볼록부를 형성하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 복수개의 금속 세선이 알루미늄을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 영상 표시 장치에 의하면, 반사경으로서 사용하는 반사형 편광판의 편광 반사축 방향을 용이하게 조정할 수 있기 때문에, 영사판에 투영되는 영상의 밝기의 균일성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 와이어 그리드 편광판 및 그의 제조 방법, 와이어 그리드 편광판의 관측 방법, 그리고 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향의 추정 방법은, 편광축 방향을 용이하게 인식할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 헤드업 디스플레이 장치가 발하는 영상광이 시인되기까지의 광로의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 헤드업 디스플레이 장치를 도시한 단면 모식도이다.
도 3의 A는 헤드업 디스플레이 장치에 내장되는 반사형 편광판의 평면도이고, 도 3의 B는 반사형 편광판의 표면을, 예를 들어 미분 간섭 현미경을 사용하여, 관찰했을 때의 모식도이다.
도 4는 와이어 그리드 편광판의 부분 단면 모식도이다.
도 5는 본 실시 형태의 와이어 그리드 편광판의 표면을 나타내는 평면 모식도의 일례이다.
도 6은 본 실시 형태의 와이어 그리드 편광판의 표면을 나타내는 평면 모식도의 일례이다.
도 7은 본 실시 형태의 와이어 그리드 편광판의 표면을 나타내는 평면 모식도의 일례이다.
도 8은 본 실시 형태의 와이어 그리드 편광판을 관찰했을 때의 도면이다.
도 9는 금속 세선의 높이를 주위보다 낮게 함으로써, 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선의 영역을 제작한 와이어 그리드 편광판의 단면도이다.
도 10은 금속 세선의 일부를 깎아냄으로써, 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선의 영역을 제작한 와이어 그리드 편광판의 평면도이다.
도 11은 금속 세선의 폭을 주위보다 굵게 함으로써, 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선의 영역을 제작한 와이어 그리드 편광판의 평면도이다.

이하, 본 발명의 영상 표시 장치의 일례로서, 헤드업 디스플레이 장치의 일 실시 형태(이하, 「실시 형태」라고 약기한다.)에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 그의 요지의 범위 내에서 다양하게 변형되어 실시할 수 있다. 또한, 기술 상식으로서 「직선 편광」은, 완전한 직선 편광뿐만 아니라, 약간 타원화한 편광도 포함하는 것이다. 본 실시 형태에 있어서는, 타원의 장축의 길이에 대한 단축의 길이가 0.3 이하인 타원 편광은, 해당 장축 방향을 진동 방향으로 하는 직선 편광으로 간주한다. 타원의 장축의 길이에 대한 단축의 길이가 0.1 이하인 타원 편광인 것이 보다 바람직하다. 마찬가지로, 복수의 직선 편광이 포함되는 경우에는, 가장 고강도의 직선 편광을 본 실시 형태의 직선 편광으로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 헤드업 디스플레이 장치(1)는, 예를 들어 차량의 대시보드(2)에 마련되어, 영상광(표시광)(3)을, 영사판으로서의 프론트 유리(4)에 투영하고, 운전 정보를 허상(5)으로서 표시하는 영상 표시 장치이다. 운전자(6)는, 허상(5)을, 프론트 유리(4)를 통과시킨 풍경과 중첩시켜서 시인할 수 있다. 또한, 영사판으로서는, 자동차의 프론트 유리나, 컴바이너라고 불리는 반투과판을 들 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 헤드업 디스플레이 장치(1)는, 영상 표시기(14), 반사형 편광판(15), 반사기(30) 등을 하우징(17) 내에 수용하고, 영상광(L)을 취출하기 위한 투광성의 창부(18)를 해당 하우징(17)에 마련한 것이다.

영상광(L)은, 영상 표시기(14)로부터 출광되어 반사형 편광판(15)으로 입광하기까지를 제1 영상광(L1), 반사형 편광판(15)으로 반사되고 나서 영사판(11)으로 입광하기까지를 제2 영상광(L2, L3)이라 한다. 또한, 도 2와 같이, 반사형 편광판(15)과 영사판(11) 사이에 반사기(30)를 갖는 것도 가능하고, 반사기(30)를 오목 거울(이하, 오목면 반사경(30)이라고 한다)로서, 영상의 투영 범위를 확대하는 것도 가능하다.

영상 표시기(14)로서는, 직선 편광의 제1 영상광(L1)을 출광하는 것으로서, 액정 표시기를 들 수 있다. 영상 표시기(14)는, 액정 표시 패널(20)과, 광원(21)과, 광원(21)을 내부에 수용하면서 액정 표시 패널(20)을 유지하는 유지체(22)를 갖는다. 또한, 광원(21)의 주변에는, 리플렉터가 배치되어 있고, 광원(21)으로부터의 광은, 리플렉터에 의해, 액정 표시 패널(20)을 향해서 반사된다.

액정 표시 패널(20)은, 투명 전극막이 형성된 한 쌍의 투광성 기판에 액정을 봉입한 액정 셀(24)과, 액정 표시 패널의 출광측, 즉 액정 셀(24)의 광원(21)과 반대측에 접착된 제1 직선 편광판(25)과, 액정 셀(24)의 광원(21)측에 접착된 제2 직선 편광판(26)을 구비하고 있다.

제1 직선 편광판(25)은, 고유의 편광축을 갖고, 이 편광축을 따라 액정 셀(24)에서 변조된 광원광을 편광 분리하여, 영상을 생성한다.

제2 직선 편광판(26)에 의해, 액정 셀(24)로 입광하는 광원광의 편광 상태를 제어할 수 있다. 제2 직선 편광판(26)으로서는, 고유의 편광축을 갖는 반사형 편광판으로 하는 것도 가능하고, 영상 표시기(14)의 액정 셀(24)에 접착하지 않고 간격을 두고 경사 배치하는 것이나, 만곡 형상의 것을 배치하는 것도 가능하다.

광원(21)으로서는, 특별히 제한없이, 백색 발광하는 발광 다이오드 등을 단수 또는 복수 사용할 수 있다. 또한, 광원(21)의 주위에 광을 반사하는 반사판을 마련해서 광 이용율을 향상시키는 것이나, 광원(21)과 액정 표시 패널(20) 사이에 확산판이나 프리즘 시트 등을 마련해서 액정 표시 패널(20) 면 내의 조도 균일성을 향상시킬 수 있다.

유지체(22)는, 제1 영상광(L1)을 회전 중심축으로 하는 회전 방향으로 액정 표시 패널(20)의 설치 방향을 조정하는 기구를 갖는 것도 가능하다. 이 설치 방향을 조정함으로써, 제1 직선 편광판(25)의 편광축 방향을 바꾸어서 영상광의 편광 상태를 조정할 수 있다.

반사형 편광판(15)은, 지지 부재(37)를 개재해서 하우징(17) 내면에 지지되어 있다. 반사형 편광판(15)은, 반사면(28)을 구비하고, 이 반사면(28)에 대하여 영상 표시기(14)로부터 출광하는 제1 영상광(L1)이 경사 입광하도록 영상 표시기(14)와 반사형 편광판(15)이 배치되어 있다. 또한, 반사형 편광판(15)의 이면에 위치하는 지지 부재(37)에, 히트 싱크(방열 부재)(29)를 마련하는 것이 바람직하고, 예를 들어 상기 히트 싱크(29)는, 복수의 방열핀에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

반사형 편광판(15)은, 고유의 편광 반사축을 갖고, 가시광으로부터 적외광의 파장의 광을 편광 분리 가능한 와이어 그리드 편광자를 사용하는 것이 적합하다. 또한, 본문 중에 있어서의 와이어 그리드 편광자란, 와이어 그리드 편광판을 영상 표시 장치인 헤드업 디스플레이 장치에 사용하기 위해서 부품화한 경우의 총칭으로 하였으며, 필름 기재를 포함하는 와이어 그리드 편광판을 평판 형상의 유리 기판 등에 접착한 것, 유리 기판 상에 와이어 그리드 구조를 갖는 것, 타광학 기능 재료와 조합한 것 등을 포함한다. 와이어 그리드 편광자로서는, 광학 특성이나 형상에 제한은 없고, 형상을 평판 형상으로 한 것, 만곡 형상으로 한 것 등을 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 「고유의 편광 반사축」이란, 편광 분리를 하는 층(편광 분리층)이 고유의 축 방향을 갖고, 상기 고유의 축 방향에 대하여 전기장의 진동 방향이 평행하거나 혹은 직교하는 광의 성분을 각각 반사 혹은 투과하는 것을 의미한다. 따라서, 상기 반사형 편광판(15)으로 입광하는 광의 입광 방향 및 입광 각도에, 편광 분리된 광의 편광축 방향은 의존하지 않기 때문에, 광각으로 입광하는 광(제1 영상광(L1))의 편광 상태를 변화시키지 않고 편광 반사할 수 있다. 또한, 가시광으로부터 적외광의 파장광을 편광 분리할 수 있음으로써, 영상 표시기(14)나 영상광의 광로 상의 광학 부재로 입광하는 가시광으로부터 적외광의 파장의 외광의 절반을 제거할 수 있기 때문에, 영상 표시기(14)나 영상광의 광로 상의 광학 부재의 과열에 의한 열화를 방지할 수 있다.

또한, 반사형 편광판(15)의 이면은, 편광 분리되어 투과한 광을 흡수하기 위한 흑색층을 마련하는 것이나, 또는 미광을 발생시키지 않는 구성이나 구조로 하는 것이 바람직하다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제2 영상광(L2)은, 반사형 편광판(15)으로부터 오목면 반사경(30)에 도달하여, 비구면경(19)에서 반사시킬 수 있다.

도 2에 도시한 비구면경(19)은, 소정의 파장의 광을 반사할 수 있으면 특별히 제한은 없고, 예를 들어 알루미늄, 은, 구리, 백금, 금, 또는 이들 금속을 주성분으로 하는 합금을 사용한 금속막 미러 등을 적합하게 사용할 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 비구면경(19)은, 오목면 형상으로 형성되어 있고, 이에 의해, 제2 영상광(L3)을 확대해서 출광시킬 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 비구면경(19)은, 각도 조정부를 개재해서 지지되어 있다. 각도 조정부는, 하우징(17)의 내면에 설치된 지지대(31)와, 이 지지대(31)에 마련된 스테핑 모터(32)와, 이 스테핑 모터(32)의 회전축에 설치된 기어부(34)와, 이 기어부(34)에 맞물림과 함께, 축부(35)를 개재해서 비구면경(19)에 설치된 기어부(36)를 구비하고 있다. 각도 조정부에서는, 스테핑 모터(32)를 구동함으로써, 각 기어부(34, 36)를 회전해서 비구면경(19)을 회전 방향으로 가동할 수 있어, 영사판(11)에 대한 제2 영상광(L3)의 투영 방향이 조정 가능하게 되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 하우징(17)은 투광성의 창부(18)를 갖고, 제2 영상광(L3)은, 창부(18)를 투과하고, 프론트 유리(4) 등의 영사판(11)에 도달한다. 제2 영상광(L3)은, 영사판(11)에서 반사되고, 제3 영상광(L4)이, 운전자(관찰자)(6)에 도달한다. 이에 의해, 운전자(6)는, 영사판(11)의 방향으로 허상(5)을 관찰할 수 있다. 또한, 하우징(17) 내에는 차광벽(38)이 마련되고, 이 차광벽(38)에 의해 태양광 등의 외광이 입광해서 미광이 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 하우징(17)의 외주면에는, 복수의 방열핀(39)이 마련되어 있다. 단, 차광벽(38)이나 방열핀(39)을 마련할지 여부는 임의이다.

그런데, 반사형 편광판(15)은, 상술한 바와 같이, 고유의 편광축을 갖는 와이어 그리드 편광자가 바람직하다. 편광축에는 편광 반사축과 편광 투과축이 있고, 서로 직교한다. 편광 투과축과 평행한 편광 성분의 광을 투과하고, 그 이외의 광을 반사한다. 영상 표시기(14)로부터 반사형 편광판(15)으로 입광하는 제1 영상광(L1)은 직선 편광이며, 그 직선 편광은, 반사형 편광판(15)의 반사면(28)에서 반사하도록, 편광 반사축을 조정한다.

도 3의 A에 도시한 바와 같이, 반사형 편광판(15)인 와이어 그리드 편광자의 반사면(28)에는, 일방향(도 3의 A에서는 가로 방향)으로 연장하는 복수개의 금속 세선(16)이 마련되어 있다. 이 복수개의 금속 세선이 마련된 영역을 금속 세선 영역으로 한다. 이 금속 세선(16)의 연장 방향과, 편광 반사축 방향 A는 실질적으로 평행이 된다. 그러나, 금속 세선(16)의 연장 방향을 시인하는 것은, 예를 들어 전자 현미경을 사용한 미시적 관찰이 아니면 곤란하다.

그래서, 본 발명자들은, 복수 있는 상기 금속 세선(16) 중에, 주위와 다른 구조의 금속 세선(16)의 영역(16a)을 제작하고, 반사 관찰 시에 회절광을 발하는 영역을 마련하고, 도 3의 B에 도시한 바와 같이, 상기 영역(16a)을 휘선 B로서 거시적 관찰에 의해 인식할 수 있도록 했다.

와이어 그리드 편광자를 구성하는 금속 세선(16)의 주기는, 편광 분리를 원하는 광의 파장의 1/3 내지 1/4 이하로 하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 금속 세선(16)이 연장하는 방향과 직교하는 편광 성분의 광은 투과할 수 있다. 상술한, 주위와 다른 구조의 금속 세선(16)의 영역(16a)이란, 인접하는 금속 세선(16)을 연결시키거나, 단속적으로 하거나, 금속 세선 자체의 폭을 크게 해서 세선 간격을 작게 하거나, 혹은 금속 세선 자체의 폭을 작게 해서 세선 간격을 크게 하거나 한 영역을 의미한다. 주위와 다르게 함으로써, 회절이 발생한다.

상기 영역(16a)이 신장하는 방향에 제한은 없지만, 금속 세선(16)이 연장하는 방향과 실질적으로 평행하거나, 혹은 실질적으로 직교하는 것이 바람직하다. 편광 반사축 및 편광 투과축은 금속 세선의 연장 방향과 실질적으로 평행하거나, 혹은 직교하고 있어, 상기 영역의 회절광과 편광축 방향을 오인할 우려를 저하할 수 있는 것 외에, 제조를 용이하게 할 수 있기 때문이다. 또한, 편광 투과축과 편광 반사축을 용이하게 이해할 수 있도록, 회절광의 발생 간격을 편광 투과축 방향과 편광 반사축 방향에서 다르게 하는 것도, 효과적이다.

또한, 상기 영역(16a)은 선상인 것이 바람직하고, 그의 폭은 원하는 광의 파장 이하인 것이 바람직하다. 원하는 파장이란, 와이어 그리드 편광자로 입광시켜서 편광 분리시키고 싶은 광의 파장이며, 가시광 550㎚의 광이면, 상기 영역(16a)의 폭은 550㎚ 이하가 바람직하다고 되어 있다. 상기 영역(16a)의 폭을 크게 하면, 회절광이 강해지거나, 혹은 반사광이 확산되는 농담 불균일이 발생하여, 정반사 광을 사용하는 용도에 있어서는, 이용 효율을 저하시켜버릴 우려가 있다.

이와 같이, 금속 세선(16)의 연장 방향을 파악하기 위해서는, 종래에 있어서는, ㎚ 오더의 미시적인 관찰을 행할 필요가 있었지만, 본 실시 형태와 같이, 예를 들어 금속 세선(16)에 단속적인 영역(16a)을 금속 세선(16)의 연장 방향으로 마련함으로써, 미시적인 관찰이 아니고, 거시적인 관찰로도, 격자 줄무늬(16)의 연장 방향, 즉 반사형 편광판(15)의 편광 반사축 방향 A를 적절히 파악하는 것이 가능하다.

여기서, 관찰 조건에 관해서 설명한다. 주위가 암소인 조건에서, 목시 관찰에 충분한 크기의 와이어 그리드 편광자의 금속 세선을 갖는 면에 20㎝의 거리를 이격해서 점 광원인 백색 LED를 배치하고, 와이어 그리드 편광자의 금속 세선(16)을 갖는 면에 조도 3000럭스의 비편광의 백색광을 조사한다. 와이어 그리드 편광자에 백색광을 조사했을 때의 정반사 방향과 다른 각도 모두에서 관찰자가 와이어 그리드 편광자를 목시한다. 본 실시 형태에 있어서의 「목시」란, 예를 들어 거시적으로 관찰하는 것을 말하며, 구체적으로는 육안에 의해 관찰하는 것을 말한다.

본 실시 형태의 와이어 그리드 편광판은 상기 관측 조건에서 관측했을 때 휘선 B가 관찰 가능하기 때문에, 편광축 방향을 용이하게 추정하는 것이 가능해진다. 휘선 B가 신장하는 방향은, 와이어 그리드 편광판의 투과축 방향이어도 되고, 반사축 방향이어도 된다. 휘선 B는 와이어 그리드 편광판을 상기 관측 조건에서 관측했을 때 와이어 그리드 편광자의 편광축 방향에 대하여 대략 평행, 또는 대략 수직 방향으로 연장하는 휘선인 것이 바람직하다. 상기 관찰자가 와이어 그리드 편광자를 목시한 각도 중 어느 각도로, 휘선 B를 관찰할 수 있으면 된다.

도 8은 상기 관찰 조건에서 본 실시 형태의 와이어 그리드 편광판을 관찰했을 때의 도면이고, 휘선을 관측할 수 있다.

이상에 의해, 본 실시 형태의 헤드업 디스플레이 장치(1)에 의하면, 반사경으로서 사용하는 반사형 편광판(15)의 편광 반사축 방향 A를 용이하게 조정할 수 있기 때문에, 영사판(11)에 투영되는 영상의 밝기의 균일성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 금속 세선(16)이 연장하는 방향과 주위와 다른 구조의 금속 세선의 영역(16a)이 신장하는 방향이 평행하고, 반사형 편광판(15)의 반사면(28)에 강한 광(편광/자연광의 구별없음)을 입광시킨 경우, 회절광인 휘선 B의 관찰이 가능하다.

즉, 본 실시 형태에 있어서, 「편광 반사축 방향 A를 나타내는 표시를 갖는다」란, 구체적으로는, 거시적 관찰을 했을 때 관찰되는 휘선 B가 된다.

본 실시 형태에서는, 반사형 편광판(15)은, 와이어 그리드 편광자인 것이 바람직하다. 와이어 그리드 편광자에 관해서는, 상술한 바와 같이, 헤드업 디스플레이 장치에 내장하는 부품의 명칭이다. 이하, 유리 기판에 필름 기재 상에 금속 세선을 갖는 와이어 그리드 편광판을 접착한 경우에 대해서 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 와이어 그리드 편광판은, 기재(50a)와, 기재(50a)의 표면에 마련된 편광 분리층(50b)을 갖고 구성되어 있다. 또한, 기재(50a)는 필름이 바람직하고, 이에 의해, 권취해서 연속적으로 생산을 할 수 있기 때문에, 비용을 저렴하게 할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 기재(50a)의 표면에는, 복수의 격자상 볼록부(23)가 마련되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 각 격자상 볼록부(23)의 표면의 적어도 일부에 유전체층(26)을 개재해서 금속 세선(금속 와이어)(27)이 형성되어 있다. 유전체층(26)은 형성되어 있지 않아도 된다. 이러한 경우, 금속 세선(27)이 직접, 격자상 볼록부(23)의 표면에 형성된다.

금속 세선(27)은, 대략 등간격으로 정렬되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 기재(50a)의 표면에 복수의 격자상 볼록부(23)를 제작해서 요철 구조를 형성함으로써, 금속 세선(27)과 기재(50a)의 접촉 면적이 확대되고, 물리적인 외력에 대한 내구성이 향상된다. 이에 의해, 금속 세선(27) 상으로의 보호 필름의 사용이 가능해지고, 와이어 그리드 편광판의 취급이 용이해진다.

도 4에 도시한 바와 같이, 반사형 편광판(15)으로서 사용되는 와이어 그리드 편광판은, 소정 방향으로 연장하는 요철 구조를 표면에 갖는 기재(50a)와, 요철 구조의 격자상 볼록부(23)의 한쪽 측면에 편재하도록 마련된 금속 세선(27)을 갖는다.

그리고, 와이어 그리드 편광판에 있어서, 도 3의 B에 도시된 바와 같은, 편광 반사축 방향 A를 나타내는 표시로서의 휘선 B 등을 관찰 가능하게 하도록, 예를 들어 금속 세선(27)이 단속적이 된 영역을, 요철 구조(금속 세선(27))의 연장 방향으로 신장시킨다. 즉, 도 3의 A에 준해서 설명하면 금속 세선(16)의 연장 방향은, 금속 세선(27)(요철 구조)의 연장 방향이며, 도 3의 A의 금속 세선(16)의 단속적인 영역(16a)과 마찬가지로, 금속 세선(27)을 단속적으로 형성하고, 이러한 단속적인 영역을, 금속 세선(27)의 연장 방향으로 마련한다. 이에 의해, 도 3의 B에 나타내는 거시적인 관찰에 있어서, 예를 들어 편광축 반사축 방향 A를 나타내는 표시로서의 휘선 B를 관찰할 수 있고, 따라서, 와이어 그리드 편광판의 편광 반사축 방향 A를 용이하게 조정할 수 있고, 도 1에 도시한 헤드업 디스플레이 장치(1)에 있어서, 영사판(11)에 투영되는 영상의 밝기의 균일성을 높일 수 있다.

또한, 다른 실시 형태의 와이어 그리드 편광판에 대해서 설명하면, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 금속 세선의 예를 들어, 인접하는 금속 세선(23)끼리를 연결시킨다. 연결 부분을 부호 23a로 나타냈다. 이와 같이, 금속 세선(23)을 연결시킴으로써도, 거시적인 관찰에 있어서, 예를 들어 편광 반사축 방향을 나타내는 표시로서의 휘선 B를 관찰할 수 있다.

혹은, 금속 세선(23)이 연장 방향으로 신장되어 있어도, 거시적인 관찰에 있어서, 예를 들어 편광 반사축 방향을 나타내는 표시로서의 휘선 B를 관찰할 수 있다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 금속 세선(27) 중 금속 세선(27a)은, 세선폭이, 주위의 금속 세선(27)에 비해서 좁다. 금속 세선(27a)은 연장 방향의 전역에서 세선폭이 좁게 되어 있지 않아도, 금속 세선(27a)의 일부의 영역에서 세선폭이 좁아지고, 그 세선폭이 좁은 영역이, 금속 세선의 연장 방향으로 신장되어 있는 구성이어도 된다. 혹은, 금속 세선(27) 중 세선폭이, 주위의 금속 세선(27)에 비해서 넓게 되어 있고, 이러한 세선폭이 넓은 영역이, 요철 구조의 연장 방향으로 신장되어 있는 구성이어도 된다. 이것에 의해서도, 거시적인 관찰에 있어서, 예를 들어 편광축 방향을 나타내는 표시로서의 휘선 B를 관찰할 수 있다.

금속 세선(27)의 주기 및 요철 구조의 주기(격자상 볼록부(23) 사이의 피치 P)(도 4 참조), 즉 금속 세선(27) 및 볼록부(23)의 간격은, 특별히 한정되지 않지만, 가시광 영역의 광의 이용을 고려하는 경우, 금속 세선(27)의 주기와 기재(50a)의 요철 구조의 주기를 150㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 130㎚ 이하로 하는 것이며, 더욱 바람직하게는 120㎚ 이하로 하는 것이며, 가장 바람직하게는 100㎚ 이하로 하는 것이다. 금속 세선(27)의 주기와 기재(50a)의 요철 구조의 주기의 하한에 특별히 한정은 없지만, 제조 용이성의 관점에서, 50㎚ 이상이 바람직하고, 60㎚ 이상이 보다 바람직하고, 80㎚ 이상이 더욱 바람직하다. 금속 세선(27)의 주기가 짧을수록, 편광축 방향을 나타내는 휘선 B(도 3의 B 참조)의 관측이 용이해져서, 바람직하다.

또한, 휘선 B의 관측이 용이해진다는 관점에서, 상기 주위와는 다른 구조를 갖는 금속 세선(27)은, 주위의 금속 세선(27)과는 폭, 또는 높이가 3% 이상 다른 구조를 갖는 것이 바람직하고, 5% 이상 다른 것이 보다 바람직하고, 10% 이상 다른 것이 더욱 바람직하고, 15% 이상 다른 것이 보다 더욱 바람직하고, 20% 이상 다른 것이 특히 바람직하고, 30% 이상 다른 것이 가장 바람직하다. 상한은 특별히 한정은 없지만, 60% 이하 다른 것이 바람직하고, 50% 이하 다른 것이 보다 바람직하고, 40% 이하 다른 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 금속 세선(27)을 단면으로 보았을 때의 금속의 폭이 가장 굵은 부분의 길이를, 그 단면으로 본 개소에서의 금속 세선(27)의 폭으로 한다. 금속 세선(27)을 단면으로 보았을 때의 금속 높이가 가장 높은 부분의 길이를, 그 단면으로 본 개소에서의 금속 세선(27)의 높이로 한다. 휘선 B의 관측이 용이해진다는 관점에서, 상기 주위와는 다른 구조의 금속 세선(27)이 연장하는 방향의 길이는, 편광 분리를 원하는 광의 파장 이하의 길이인 것이 바람직하다. 보다 상세하게는 이 길이는 50㎚ 이상 800㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100㎚ 이상 600㎚ 이하이고, 보다 더욱 바람직하게는 100㎚ 이상 500㎚ 이하이다.

휘선 B의 관측이 용이해진다는 관점에서, 기재(50a)의 요철 구조는, 주위의 볼록부(23)와는 구조가 다른 볼록부(23)를 갖는 것이 바람직하고, 주위의 볼록부(23)와는 폭, 또는 높이가 3% 이상 다른 구조를 갖는 것이 바람직하고, 5% 이상 다른 것이 보다 바람직하고, 10% 이상 다른 것이 더욱 바람직하고, 15% 이상 다른 것이 보다 더욱 바람직하고, 20% 이상 다른 것이 특히 바람직하고, 30% 이상 다른 것이 가장 바람직하다. 상한은 특별히 한정은 없지만, 60% 이하 다른 것이 바람직하고, 50% 이하 다른 것이 보다 바람직하고, 40% 이하 다른 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 기재(50a)의 요철 구조를 단면으로 보았을 때의 볼록부(23)의 폭의 가장 굵은 부분의 길이를, 그 단면으로 본 개소에서의 볼록부(23)의 폭으로 한다. 기재(50a)의 요철 구조를 단면으로 보았을 때의 볼록부(23)의 높이가 가장 높은 부분의 길이를, 그 단면으로 본 개소에서의 볼록부(23)의 높이로 한다.

또한, 상술은, 금속 세선의 연장 방향과 주위와 다른 영역의 연장 방향이 실질적으로 평행한 경우이다. 이것을, 실질적으로 직교시키는 것은 가능하고, 적절히 실시 가능하다.

이하, 요철 구조를 가진 경우의 와이어 그리드 편광판의 제조 방법 등을 상세히 설명한다.

기재(50a)에는, 목적으로 하는 파장 영역에 있어서 실질적으로 투명하면 되고, 예를 들어 유리 등의 무기 재료나 수지 재료를 사용할 수도 있지만, 필름(수지 재료)을 사용하는 것이 바람직하다. 기재(50a)로서 수지 기판을 사용함으로써, 롤 프로세스가 가능해지는 플렉시블성을 가질 수 있는 등의 장점이 있다. 기재(50a)에 사용할 수 있는 수지로서는, 예를 들어 폴리메타크릴산메틸 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 시클로올레핀 수지(COP), 가교 폴리에틸렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르케톤 수지 등의 비정질성 열가소성 수지나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 방향족 폴리에스테르 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리아미드 수지 등의 결정성 열가소성 수지나, 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계 등의 자외선(UV)경화성 수지나 열경화성 수지 등을 들 수 있다. 이 외에, 트레아세테이트 수지(TAC) 등이 있고, 구체적으로는, 후지 필름사제의 TD80UL이나 ZRD60SL, 코니카 미놀타사제의 KC6UA 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, UV 경화성 수지나 열경화성 수지와 상기 열가소성 수지나, 트레아세테이트 수지를 조합하거나, 단독으로 사용해서 기재를 구성시키거나 할 수 있다. 또한, 상기 UV 경화성 수지를 도포하는 방법으로서는, 그라비아 롤을 사용한 그라비아 방식이나, 슬롯다이 방식, 나이프 코팅 방식 외에, 잉크젯 방식이나 전위차를 이용한 스프레이 코팅 방식 등을 들 수 있다. 또한, 경화시키기 위해서, UV 광이나, 첨가된 자외선 흡수제에서의 흡수를 고려한 405㎚ 정도의 가시광을 발하는 광원을 사용하거나, 전자선을 발하는 광원을 이용하거나 하는 것도 가능하다.

기재(50a)의 표면에 형성된 격자상 볼록부(23)를 갖는 요철 구조는, 요철 구조의 연장 방향에 대하여 수직인 단면에 있어서, 직사각형 형상인 것이 바람직하다. 직사각형 형상이란, 오목부와 볼록부의 반복으로 이루어지고, 그것은, 사다리꼴 형상, 직사각형 형상, 사각형 형상을 포함한다. 또한, 단면으로 보는 것에 있어서의 요철 구조의 윤곽을 함수로 간주한 경우의 변곡점 전후가, 포물선과 같이 완만하게 곡률이 변화하는 곡선부를 가질 수도 있고, 볼록부에 잘록부가 있는 형상도 포함할 수 있다. 요철 구조의 형상에 의해, 기재 표면에 있는 요철 형상의 볼록부의 측면 및 오목부의 저부에, 후술하는 경사 증착법으로 금속 세선간은 이격하면서도 연직 방향으로 연속한 형상의 금속 세선을 형성하는 것이 용이해진다. 또한, 경사 증착법으로 금속 세선을 형성한 경우, 볼록부(23)의 한쪽 측면에 편재하도록 금속 세선(27)이 마련된다. 이 때문에, 요철 구조의 주기와 금속 세선(27)의 주기(피치 P)는 대략 동일한 간격이 된다.

요철 구조의 주기(격자상 볼록부(23) 사이의 피치 P)(도 4 참조)는, 특별히 한정되지 않지만, 편광 분리 특성을 발휘할 수 있는 주기로 하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 와이어 그리드 편광판은, 금속 세선(27)의 주기가 작아질수록, 광대역에서 양호한 편광 분리 특성을 나타낸다. 금속 세선(27)이 공기(굴절률 1.0)와 접하는 경우에는, 금속 세선(27)의 주기를 대상으로 하는 광의 파장의 1/3 내지 1/4 이하로 함으로써, 실용적으로 충분한 편광 분리 특성을 나타내게 된다. 이 때문에, 가시광 영역의 광의 이용을 고려하는 경우, 금속 세선(27)의 주기와 기재(50a)의 요철 구조의 주기를 150㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 130㎚ 이하로 하는 것이며, 더욱 바람직하게는 120㎚ 이하로 하는 것이고, 가장 바람직하게는 100㎚ 이하로 하는 것이다. 금속 세선(27)의 주기와 기재(50a)의 요철 구조의 주기의 하한에 특별히 한정은 없지만, 제조 용이성의 관점에서, 50㎚ 이상이 바람직하고, 60㎚ 이상이 보다 바람직하고, 80㎚ 이상이 더욱 바람직하다. 금속 세선(27)의 주기가 짧을수록, 편광축 방향을 나타내는 휘선 B(도 3의 B 참조)의 관측이 용이해져서, 바람직하다.

또한, 당해 와이어 그리드 편광판은, 요철 구조의 격자상 볼록부(23)의 한쪽 측면에 편재하도록 금속 세선(27)을 마련하는 것이 바람직하다. 따라서, 요철 구조의 연장 방향과 금속 세선(27)의 연장 방향은 실질적으로 평행이 된다. 또한, 요철 구조와 금속 세선(27)은 실질적으로 소정의 방향으로 연장되어 있으면 되고, 요철 구조의 오목부, 볼록부, 금속 세선의 각각이 엄밀하게 평행하게 연장되어 있을 필요는 없다. 또한, 상기 요철 구조의 주기(피치)는, 주위와 다른 영역(16a) (도 3의 A 참조)을 제외하고, 등간격인 것이 바람직하다.

표면에 요철 구조를 갖는 기재(50a)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 금속 스탬퍼를 사용한 제조 방법을 예시한다. 요철 구조의 제작에, 반도체 제조의 포토리소그래피 기술의 응용에 의해 제작한 실리콘계 기판 등을 사용한다. 반도체 제조의 포토리소그래피 기술을 사용함으로써, 주위와 다른 영역을 선택적으로 제작할 수 있다. 요철 구조를 갖는 실리콘계 기판을 주형으로 하여, 요철 구조를 표면에 갖는 수지판을 제작한다. 계속해서, 얻어진 요철 구조를 표면에 갖는 수지판으로부터, 전해 도금법 등을 사용하여, 요철 구조를 갖는 금속 스탬퍼를 제작한다. 기재 상에 도포한 UV 경화성 수지에 상기 금속 스탬퍼를 꽉 누르면서 UV 광을 조사하고, 상기 기재 상에 요철 구조를 전사함으로써, 표면에 요철 구조를 갖는 기재(50a)를 제작할 수 있다. 또한, 금속 스탬퍼의 표면에 이형성을 부여하는 이형제를 도포하는 것은 유효하여, 불소계나 실리콘계의 이형제를 적절히 사용할 수 있다. 예를 들어, KF-965, KS-62F, KF-965SP, KS-7201, KS-707(신에츠 실리콘제) 등을 들 수 있고, 이 밖에, 다이 프리나 옵툴(DSX나 HD1100TH, HD2100TH, 다이킨제) 등을 들 수 있다.

상기 실리콘계 기판 등 표면에 요철 구조를 제작하는 방법 중 하나로서, 간극을 두지 않고 레티클의 패턴을 인접시키도록 순차, 전사(노광)하는 방법을 들 수 있다. 당해 방법에서는, 인접하는 노광 영역의 경계(이음매)에, 주위와 다른 영역을 선택적으로 제작하는 것이 용이하다.

상술한 금속 스탬퍼는, 기재의 표면에 요철 구조를 전사해서 형성할 수 있기만 하면, 그의 외형에 제한은 없고, 평판 형상, 원통 형상, 혹은 그 밖의 형상으로 할 수 있다. 양산성을 고려하면, 원통 형상이 바람직하고, 이에 의해, 원통 형상의 금속 스탬퍼를 판재로 해서 판동에 구비하고, 요철 형상을 연속해서 형성하는 롤 프로세스가 가능해진다.

원통 형상의 금속 스탬퍼를 제작하는 방법으로서는, 예를 들어 평판 형상의 금속 스탬퍼를 원통 형상으로 둥글게 하여, 단부를 접합하는 방법을 들 수 있다. 평판 형상의 금속 스탬퍼에 주름을 만들지 않고 일정한 곡률로 둥글게 하기 위해서는, 3축롤 등의 사용이 바람직하다. 또한, 원통 형상으로 한 금속 스탬퍼를 용이하게 탈착하기 위해서, 판동(실린더, 샤프트)에 내거는 기능을 부여하여, 원통 형상의 금속 스탬퍼를 고정하는 것이 바람직하다. 또한, 판동에 원통 형상으로 한 금속 스탬퍼를 세트할 때, 판동과 금속 스탬퍼 사이에, 고진원도의 원통의 강관을 신장하는 방향으로 나누어, 스페이서로서 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 금속 스탬퍼를 원 형상을 유지한 채 내걸 수 있어, 판동에 구비된 금속 스탬퍼의 진원도를 높게 할 수 있다. 판동과 금속 스탬퍼 사이에 삽입하는 스페이서로서는, 간극을 메우거나, 원통 형상으로 한 금속 스탬퍼의 원통 내측의 볼록형 돌기의 완충재로 하거나 할 수 있는 실리콘계 필름이나 PET 필름과 같은 유연성을 갖는 필름류를 사용하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이, 당해 와이어 그리드 편광판의 기재는 필름이 바람직하고, 이에 의해, 롤 프로세스를 실현할 수 있다. 평판 상의 금속 스탬퍼를 원통 형상으로 한 금속 스탬퍼는 접합부를 갖는다. 원통 형상의 금속 스탬퍼를 사용하여, 기재인 필름에 UV 경화성 수지를 도포해서 요철 구조를 전사하는 롤 프로세스를 실시한 경우, 필름 상에는 접합부도 전사된다. 요철 구조가 전사된 필름 중, 금속 스탬퍼의 접합부가 전사된 주변은, 상기 UV 경화성 수지의 두께가 주위와 다르다. 금속 세선(27)의 형상으로서는, 요철 구조의 볼록부의 측면 및 오목부의 저부에 연속한 형상의 금속 세선(27)을 형성하는 것이 바람직하고, 또한 필름면 내에 마찬가지 금속 세선(27)을 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 후술하는 경사 증착법에 의해 금속 세선(27)을 제작하는 경우, 금속 스탬퍼의 접합부가 전사된 주변은, 상기 UV 경화성 수지의 두께가 주위와 다르기 때문에, 금속의 증착에 의해 형성되는 금속 세선의 형상이 주위와 다르게 되어버린다. 이것을 방지하기 위해서, 인접하는 금속 세선(27)의 간격인 피치 P에 대하여 볼록부의 높이 H를, 1.0배 이하로 하는 것이 바람직하다. 피치 P에 대하여 볼록부(23)의 높이 H가 1.0배를 초과하면, 시트면 내의 편광 분리성에 차이가 발생하기 쉽다. 또한, 반사형 편광판으로서는, 입광하는 광 중, 편광 반사축 방향으로 직교하는 편광 성분(편광 투과축 방향으로 평행한 편광 성분)의 반사율에 대한 편광 반사축 방향으로 평행한 편광 성분의 반사율로부터 산출되는 반사 소광비가 높은 것이 바람직하다. 당해 영상 표시 장치에서도 마찬가지이며, 이것을 이루기 위해서는, 인접하는 금속 세선(27)의 간격인 피치 P에 대하여 볼록부의 높이 H를, 1.0배 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 기재 상에, 상술한 요철 구조를 갖고, 또한 본 발명의 특징인 주위와 다른 요철 구조의 영역을 제작한 경우에는, 금속 세선(27)을 제작하기 이전에도, 거시적인 관찰에 있어서, 회절광을 확인할 수 있다. 나노 사이즈의 요철 구조는, 예를 들어 굴절률차에서 발생하는 표면 반사를 억제해서 저반사성을 나타내거나, 요철 구조의 연장 방향과 직교하는 방향에서 발생하는 굴절률차로부터 복굴절성을 나타내거나 한 광학적 기능을 갖는다. 상기 광학적 기능에는 축 방향이 있고, 거시적인 관찰로 시인할 수 있는 회절광(휘선)을 이용한다고 하는 본 발명을 사용함으로써, 눈으로 보기가 어려운 축 방향의 판별을 가능하게 할 수 있다.

금속 세선(27)은, 요철 구조의 격자상 볼록부(23)의 한쪽 측면에 형성된다. 이에 의해, 소정의 방향으로 연속해서 연장하는 금속 세선(27)을 제작할 수 있다. 금속 세선(27)은, 알루미늄, 은, 구리, 백금, 금 또는 이들의 각 금속을 주성분으로 하는 합금 등의 도전 재료를 사용해서 형성할 수 있다. 특히, 알루미늄은, 가시 영역에서의 흡수 손실을 작게 할 수 있기 때문에, 바람직하다. 금속 세선(27)의 제작 방법에, 제한은 없다. 예를 들어, 전자선 리소그래피법, 또는 간섭 노광법에 의한 마스크 패터닝과 건식 에칭을 사용해서 형성하는 방법이나, 경사 증착법에 의해 제작하는 방법 등을 들 수 있다. 생산성의 관점에서는, 경사 증착법이 바람직하다.

경사 증착법이란, 요철 구조의 연장 방향으로 수직인 단면(이하, 「단면으로 본다」라고 약기한다.)에 있어서, 증착원이 기재의 표면의 수직 방향에 대하여 경사진 방향으로 존재하고, 소정의 각도를 유지해서 금속을 기재에 증착해서 적층시켜 가는 방법이다. 증착 각도는, 요철 구조의 볼록부와 제작하는 금속 세선의 단면 형상으로부터 바람직한 범위가 결정되며, 일반적으로는, 5도 내지 45도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5도 내지 35도이다. 또한, 증착 중에 적층한 금속의 사영 효과를 고려하면서, 증착 각도를 서서히 감소, 또는 증가시키는 것은, 금속 세선(27)의 높이 등 단면 형상을 제어하는 데 있어서 적합하다. 또한, 기재(50a)의 표면이 만곡되어 있는 경우에는, 기재(50a)의 표면의 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로부터 증착을 행하는 것으로 해도 된다. 또한, 증착원의 형상은, 피증착 영역을 충분히 증착할 수 있는 것이면 제한이 없고, 단속적인 점상이나, 연속적인 선상을 선택할 수 있다. 증착원이 점상인 경우, 요철 구조의 연장 방향에 대하여 경사 방향으로부터도 증착 가능하게 되어, 외관 상, 요철 구조의 간격이 넓어져서 오목부의 저부까지 증착할 수 있기 때문에, 바람직하다.

구체적으로는, 특정 방향으로 소정의 피치를 갖고 대략 평행하게 연장하는 요철 구조를 표면에 갖는 기재(50a)의 표면의 피증착 영역의 중심에 있어서의 수직 방향에 대하여, 5도 이상 45도 미만이 되는 방향으로 증착원의 중심을 두고, 요철 구조 상에 금속 세선(27)을 형성한다. 더욱 바람직하게는, 기재(50a)의 표면의 피증착 영역의 중심에 있어서의 수직 방향에 대하여 5도 이상 35도 미만이 되는 각도 방향으로 증착원의 중심을 두는 것이다. 이에 의해, 금속 세선(27)을, 기재(50a)의 표면의 요철 구조의 볼록부(23)의 어느 한쪽 측면에, 선택적으로 마련하는 것이 가능해진다. 또한, 기재(50a)를 반송하면서 증착하는 경우에는, 어떤 순간에 있어서의 피증착 영역의 중심과 증착원의 중심이, 상술한 조건이 되도록 증착을 행해도 된다.

상술한 경사 증착법을 사용한 경우, 요철 구조의 볼록부(23)와 금속 세선(27)의 연장 방향은 똑같아진다. 또한, 와이어 그리드 편광판의 단면으로 보는 것에 있어서의 금속 세선(27)의 형상은, 사영 효과를 부여하는 요철 구조의 볼록부(23)의 높이 H와 폭, 또한 금속 증착량의 영향을 받는다.

주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선(27)의 영역을 제작하기 위해서, 주위와 다른 요철 구조의 영역을 제작하는 것은 바람직하고, 볼록부(23)의 높이 H와 폭 중 적어도 어느 한쪽을, 주위와 다르도록 하는 것은 적합하다. 또한, 요철 구조 중, 인접하는 볼록부(23) 사이의 오목부 깊이(높이)를 얕게(작게)하거나, 연장하는 요철 구조의 볼록부(23)를 단속적으로 함으로써, 주위와 다른 구조의 금속 세선(27)의 영역을 제작할 수 있다. 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선(27)의 영역은, 예를 들어 금속 세선(27)의 폭이나 높이를 주위의 금속 세선(27)과 다르게 함으로써 제작 가능하다. 이 외에, 금속 세선(27)의 일부를 깎아냄으로써도 제작 가능하다.

휘선 B(도 3의 B 참조)의 관측이 용이해진다는 관점에서, 이 주위와는 다른 구조를 갖는 금속 세선(27)은, 주위의 금속 세선(27)과는 폭, 또는 높이가 3% 이상 다른 구조를 갖는 것이 바람직하고, 5% 이상 다른 것이 보다 바람직하고, 10% 이상 다른 것이 더욱 바람직하고, 15% 이상 다른 것이 보다 더욱 바람직하고, 20% 이상 다른 것이 특히 바람직하고, 30% 이상 다른 것이 가장 바람직하다. 상한은 특별히 한정은 없지만, 60% 이하 다른 것이 바람직하고, 50% 이하 다른 것이 보다 바람직하고, 40% 이하 다른 것이 더욱 바람직하다. 이 주위의 금속 세선(27)과는 폭, 또는 높이가 다른 구조를 갖는 영역(16a)(도 3의 A 참조)은, 선상의 영역인 것이 바람직하다. 휘선 B의 관측이 용이해진다는 관점에서, 이 선상의 영역(16a)의 면적은 1000㎚² 이상인 것이 바람직하고, 2000㎚² 이상인 것이 보다 바람직하고, 5000㎚² 이상인 것이 더욱 바람직하고, 10000㎚² 이상인 것이 보다 더욱 바람직하고, 100000㎚² 이상인 것이 가장 바람직하다.

금속 세선(27)을 단면으로 보았을 때의 금속의 폭이 가장 굵은 부분의 길이를, 그 단면으로 본 개소에서의 금속 세선(27)의 폭으로 한다. 마찬가지로, 금속 세선(27)을 단면으로 보았을 때의 금속 높이가 가장 높은 부분의 길이를, 그 단면으로 본 개소에서의 금속 세선(27)의 높이로 한다.

휘선 B의 관측이 용이해진다는 관점에서, 기재(50a)의 요철 구조는, 주위의 볼록부(23)와는 구조가 다른 볼록부(23)를 갖는 것이 바람직하고, 주위의 볼록부(23)와는 폭, 또는 높이가 3% 이상 다른 구조를 갖는 것이 바람직하고, 5% 이상 다른 것이 보다 바람직하고, 10% 이상 다른 것이 더욱 바람직하고, 15% 이상 다른 것이 보다 더욱 바람직하고, 20% 이상 다른 것이 특히 바람직하고, 30% 이상 다른 것이 가장 바람직하다. 상한은 특별히 한정은 없지만, 60% 이하 다른 것이 바람직하고, 50% 이하 다른 것이 보다 바람직하고, 40% 이하 다른 것이 더욱 바람직하다. 이 주위의 볼록부(23)와는 구조가 다른 구조를 갖는 영역(16a)은, 선상의 영역인 것이 바람직하다. 휘선 B의 관측이 용이해진다는 관점에서, 이 선상의 영역(16a)의 면적은 1000㎚² 이상인 것이 바람직하고, 2000㎚² 이상인 것이 보다 바람직하고, 5000㎚² 이상인 것이 더욱 바람직하고, 10000㎚² 이상인 것이 보다 더욱 바람직하고, 100000㎚² 이상인 것이 가장 바람직하다.

기재(50a)의 요철 구조를 단면으로 보았을 때의 볼록부(23)의 폭의 가장 굵은 부분의 길이를, 그 단면으로 본 개소에서의 볼록부(23)의 폭으로 한다. 마찬가지로, 기재(50a)의 요철 구조를 단면으로 보았을 때의 볼록부(23)의 높이가 가장 높은 부분의 길이를, 그 단면으로 본 개소에서의 볼록부(23)의 높이로 한다.

주위의 금속 세선(27)과는 다른 구조를 갖는 금속 세선(27)을 형성하는 공정은, 주위의 금속 세선(27)을 형성하는 공정과 동시여도 되고 다른 공정이어도 된다. 또한, 기재(50a) 상에 주위의 볼록부(23)와는 다른 구조를 갖는 볼록부(23)를 형성하는 공정은, 기재(50a) 상에 요철 구조를 형성하는 공정과 동시여도 되고 다른 공정이어도 된다.

도 9는 금속 세선의 높이를 주위보다 낮게 함으로써, 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선의 영역을 제작한 와이어 그리드 편광판의 단면도이다. 도 9의 점선 부분이 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선의 영역이 된다.

도 10은 금속 세선의 일부를 깎아냄으로써, 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선의 영역을 제작한 와이어 그리드 편광판의 평면도이다. 도 10의 점선 부분이 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선을 복수 포함하는 이상 구조 영역이 된다. 이상 구조 영역의 금속 세선이 연장하는 방향과는 수직 방향의 폭은, 편광축 방향을 나타내는 휘선의 관측을 용이하게 한다는 관점에서, 편광 분리를 원하는 광의 파장 이하의 길이인 것이 바람직하다. 보다 상세하게는 이 폭은 50㎚ 이상 800㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100㎚ 이상 600㎚ 이하이고, 보다 더욱 바람직하게는 100㎚ 이상 500㎚ 이하이다. 도 10에 있어서, 이상 구조 영역의 금속 세선이 연장하는 방향과는 수직 방향의 폭은, 점선 부분의 폭이며 400㎚가 된다. 주위와는 다른 구조의 바람직한 높이, 폭의 범위는 상술한 범위와 마찬가지이다.

도 11은 금속 세선의 폭을 주위보다 굵게 함으로써, 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선의 영역을 제작한 와이어 그리드 편광판의 평면도이다. 도 11의 점선 부분이 주위와 다른 구조(형상)의 금속 세선을 복수 포함하는 이상 구조 영역이 된다. 이상 구조 영역의 금속 세선이 연장하는 방향의 폭은, 편광축 방향을 나타내는 휘선의 관측을 용이하게 한다는 관점에서, 편광 분리를 원하는 광의 파장 이하의 길이인 것이 바람직하다. 보다 상세하게는 이 폭은 50㎚ 이상 800㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100㎚ 이상 600㎚ 이하이고, 보다 더욱 바람직하게는 100㎚ 이상 500㎚ 이하이다. 도 11에 있어서, 이상 구조 영역의 금속 세선이 연장하는 방향의 폭은, 점선 부분의 폭이며 400㎚가 된다. 주위와는 다른 구조의 바람직한 높이, 폭의 범위는 상술한 범위와 마찬가지이다.

예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 격자상 볼록부(23) 중 격자상 볼록부(23b)는, 볼록부 폭이, 주위의 격자상 볼록부(23)에 비해서 좁다. 도 7에서는, 금속 세선(27) 및 유전체층(26)을 제외하고 도시했다. 따라서, 도 7에는, 기재에 형성된 요철 구조의 표면 형상이 나타나 있다. 또한, 격자상 볼록부(23b)는 연장 방향의 전역에서 볼록부 폭이 좁게 되어 있지 않아도, 격자상 볼록부(23b)의 일부의 영역에서 볼록부 폭이 좁아져서, 볼록부 폭이 좁은 영역이, 요철 구조의 연장 방향으로 신장되어 있는 구성이어도 된다. 혹은, 격자상 볼록부(23) 중 볼록부 폭이, 주위의 격자상 볼록부(23)에 비해 넓게 되어 있고, 이러한 볼록부 폭이 넓은 영역이, 요철 구조의 연장 방향으로 신장되어 있는 구성이어도 된다. 이에 의해서도, 거시적인 관찰에 있어서, 예를 들어 편광축 방향을 나타내는 표시로서의 휘선 B를 관찰할 수 있다.

또한, 금속 증착량(평균 두께)은 50㎚ 내지 300㎚ 정도가 바람직하다. 또한, 여기에서 말하는 평균 두께란, 평활 유리 기판 상에 유리면에 수직 방향으로부터 물질을 증착시켰다고 가정했을 때의 증착물의 두께를 가리키며, 금속 증착량의 목표로서 사용한다.

또한, 광학 특성의 관점에서, 금속 세선(27)의 불필요한 부분을 에칭에 의해 제거해도 된다. 에칭 방법은, 기재(50a)나, 유전체층(26)에 악영향을 미치지 않고, 금속 부분을 선택적으로 제거할 수 있는 방법이면, 특별히 한정은 없다. 생산성의 관점에서, 알칼리성의 수용액에 침지시키는 방법이 바람직하지만, 금속 세선(27)은 매우 얇게 제작되기 때문에, 상술한 에칭은 필수는 아니다.

기재(50a)를 구성하는 재료와 금속 세선(27)과의 밀착성 향상을 위해, 양자간에, 양자와 밀착성이 높은 유전체층(26)을 개재시킬 수 있다. 이에 의해, 기재(50a)와 금속 세선(27)의 밀착성을 높임으로써, 금속 세선(27)의 박리를 방지할 수 있다. 적합하게 사용할 수 있는 유전체로서는, 예를 들어 규소(Si)의 산화물, 질화물, 할로겐화물, 탄화물의 단체 또는 그의 복합물(유전체 단체에 다른 원소, 단체 또는 화합물이 혼합된 유전체)이나, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 이트륨(Y), 지르코니아(Zr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 바륨(Ba), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 세륨(Ce), 구리(Cu) 등의 금속의 산화물, 질화물, 할로겐화물, 탄화물의 단체 또는 그들의 복합물을 사용할 수 있다. 유전체 재료는, 투과 편광 성능을 대상의 파장 영역에 있어서 실질적으로 투명한 것이 바람직하다. 유전체 재료의 적층 방법에는 특별히 한정은 없고, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 물리적 증착법을 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 내습열성 및 방오성의 관점에서, 금속 세선(27)이 제작된 표면에 피막층을 마련하는 것이 바람직하다. 상기 피막층에 의해, 와이어 그리드 편광판의 금속 세선(27)에 대한 직접적인 물 분자에 의한 산화 열화에 대한 내성이 향상되고, 헤드업 디스플레이 장치가 설치되는 차내 공간에 있어서도 지속적인 내습열성을 발휘할 수 있다. 피막층의 재료나 형성 방법은, 도전체의 내습열성을 향상시키는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 일본특허공개 제2014-85516호 공보에 기재된 재료나 제작 방법을 들 수 있다. 피막층의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 규소, 질화규소, 산화규소, 탄화규소 및 다이아몬드 라이크 카본 등의 무기 재료나 산화티타늄이나 인듐주석 산화물(ITO) 등의 금속 산화물, 퍼플루오로에테르기나 퍼플루오로알킬기 등을 함유한 불소계 유기 분자 등의 불소 함유 조성물 등을 들 수 있다. 또한, 피막층의 적층 전후에서의 투과율의 저하를 방지하기 위해서, 적어도 대상으로 하는 파장 영역에 있어서 실질적으로 흡수가 없는 재료인 것이 바람직하다. 피막층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 건식법, 증기 확산법이나 액 적하법이나 액 침지법 등의 습식법 등을 적합하게 사용할 수 있다. 건식법에서는 특히, 얇고, 또한 균일한 성막이 가능한 방법이며, 물질 충돌에 의해 물리적인 밀착성을 높이기 쉽고, 또한 요철 구조의 형상에 추종하기 쉬운 진공 증착법 및 스퍼터링법이 바람직하다. 반응성의 재료를 사용한 경우, 금속 세선(27)으로의 적층 후, 반응을 촉진시키는 소정의 온도 및 습도에 있어서 에이징해도 된다. 피막층은, 금속 세선(27) 정상부뿐만 아니라, 금속 세선(27) 표면 전체와 요철 구조를 갖는 기재(50a) 표면까지를 동시에 피복하는 것이 바람직하다. 피막층의 층 구성은, 단일 조성으로 이루어지는 단층 구성이나, 복수층으로 이루어지는 다층 구성, 또는 복수 조성이 혼합된 층으로 구성되어 있어도 상관없다. 특히, 피막층과 금속 세선(27)의 밀착성의 관점에서, 피막층은 무기 재료 및 금속 산화물 재료의 적어도 한쪽을 포함하는 제1 피막층과, 적어도 상기 제1 피막층의 표면을 피막하는, 불소 함유 조성을 포함하는 제2 피막층을 갖는 것이 바람직하다. 상술한 구성에 있어서는, 제1 피막층의 두께는, 피복 전후에서의 투과율이나 편광성 성능의 저하를 방지하기 위해서 20㎚ 이하의 두께가 바람직하고, 성막 후의 굽힘에 의한 크랙의 발생을 방지하기 위해서, 15㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 제2 피막층은, 제1 피막층에 안정적으로 고정화시키기 위해서, 분자 구조의 말단에 반응기를 갖는 것이 바람직하다. 제2 피막층의 두께는, 5㎚ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3㎚ 이하이다. 또한, 증기 확산법을 사용하는 경우에는, 와이어 그리드 편광자로 한 후에 부품 전체의 표면을 처리하는 것도 가능하다. 와이어 그리드 편광판을 유리 기판에 접합한 와이어 그리드 편광자에 있어서는, 제2 피막층이 유리 기판면의 표층이 되고, 불소 함유 조성을 포함하는 상기 제2 피막층은 저굴절률로 할 수 있기 때문에, 계면 반사를 저감할 수 있다.

상술한 와이어 그리드 편광판은 기재(50a)가 필름이다. 본 실시 형태의 영상 표시 장치(1)(도 2 참조)에 사용하는 반사형 편광판(15)에는, 영상광을 반사하는 기능도 요구되기 때문에, 상기 영상 표시 장치(1)의 설계에 따라, 평판 형상의 유리 기판에 접착 가공을 하거나, 수지판에 접착 가공 후에 열 성형하거나 할 수도 있다. 이하, 와이어 그리드 편광판을 평판 상의 유리 기판에 접착 가공한 와이어 그리드 편광자를 예시한다.

평판 형상의 유리 기판에 와이어 그리드 편광판을 접착 가공하는 방법으로서는, 예를 들어 와이어 그리드 편광판의 금속 세선(27)을 갖는 면에 보호 필름을 접착하고, 금속 세선(27)을 갖지 않는 기재(50a)가 노출되는 면에 점착 가공을 실시한 후, 평판 형상의 유리 기판에 접착 가공을 행하고, 마지막으로 보호 필름을 박리하는 방법 등을 들 수 있다.

상술한 접착 방법에 있어서, 기재인 필름(수지 재료)의 내부 잔류 응력을 저감시키고, 또한 상술한 피막층의 에이징의 관점에서, 열처리를 가하는 것이 바람직하다. 사용하는 재료 그대로이지만, 100℃ 내지 140℃ 정도의 환경에, 30분 내지 2시간 정도 놓아 둠으로써, 헤드업 디스플레이 장치(1)에 내장 후의 내환경 특성을 향상시킬 수 있다.

보호 필름으로서는, 약점착성의 실리콘계 점착층을 갖는 것이나 아크릴계 점착층을 갖는 것, 우레탄계 점착층을 갖는 것 등을 들 수 있고, 구체적으로는, 기모토사제의 Prosave SQ(등록상표)(50SQ, 50SQD), Prosave RC(등록상표)(25THS), Prosave EP(등록상표)(75LS, 75MS) 등을 들 수 있다. 특히, 상기 피막층을 갖는 와이어 그리드 편광판에 있어서는, 밀착성과 상기 피막층에 대한 오염성의 관점에서, 아크릴계 점착층을 갖는 보호 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 점착 가공 전에, 와이어 그리드 편광판의 금속 세선(27)을 갖지 않는 기재(50a)가 노출되는 면에, 코로나 처리 등 표면 처리를 실시하는 것은, 점착 강도의 향상에 효과가 있다. 기재(50a)가 COP인 경우에는, 금속 세선(27)이, 기재(50a)의 요철 구조로부터 탈리하는 것을 방지하기 위해서, 방전 전극 길이, 기재 필름 반송 속도 및 방전 전력으로부터 산출되는 방전량을 10 내지 120W·min/㎡ 상당이 되도록 처리 조건을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 금속 세선(27)의 탈리의 방지의 관점에서, 코로나 처리 장치가 갖는 전극과 유전체 사이에, 더욱 충분한 두께를 갖는 평판 형상의 수지판을 삽입하고, 와이어 그리드 편광판의 기재(50a)가 노출되는 면에 표면 처리를 실시하는 것도 유효하다.

점착 가공에 사용하는 점착 재료로서는, 그의 양면을 박리지로 덮은 양면 테이프를 사용할 수 있다. 목적으로 하는 파장의 광을 투과할 수 있는 투명성을 갖는 재료이면 문제없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 닛토덴코제 CS9861US, CS9862UA, HJ-9150W나 린텍제 MO-T015, MO-3005, MO-3006, MO-3014, 세끼스이 가가꾸사제 5405X-75 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 기재(50a)가 필름인 와이어 그리드 편광판을 유리 기판에 접착하는 경우, 환경 온도의 변화에 수반하는 필름의 팽창 및 수축을 고려할 필요가 있다. 유리 기판과 상기 필름의 팽창률의 차이에 따라, 유리 기판이 휘어져버리면, 와이어 그리드 편광자를 편광 반사하는 거울로서 이용하는 경우, 투영하는 영상의 왜곡이 발생해버릴 우려가 있다. 유리 기판의 휨 발생을 억제하기 위해서는, 유연성을 갖는 점착 재료가 유효하고, 상술한 바와 같은 아크릴계 수지를 포함하는 것이나, 실리콘계 수지를 포함하는 점착 재료가 바람직하다. 또한, 점착 재료의 두께는, 유연성을 유지하는 관점에서, 50㎛ 이상이 바람직하다. 한편, 점착 재료를 너무 두껍게 해버리면, 경면성(평탄성)을 확보하기 어려워져버리기 때문에, 100㎛ 이하가 바람직하다.

접착 대상이 되는 유리 기판은, 본 실시 형태의 영상 표시 장치(1)가 와이어 그리드 편광자에 요구하는 경면성을 실현할 수 있는 평탄도를 갖고 있으면 되고, 나아가 와이어 그리드 편광판을 투과한 광을 투과 내지 흡수할 수 있는 성질을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 알칼리성 성분 함유량이 적은 것이 바람직하다. 소다석회 유리 등의 알칼리성 성분 함유량을 많이 포함하는 유리 기판을 사용한 경우, 결로와 건조를 반복함으로써 알칼리성 성분이 용출하여, 유리 기판 표면을 오염시키거나, 와이어 그리드 편광판을 구성하는 금속 와이어를 부식시켜 버리거나 할 가능성이 발생한다.

유리 기판에 와이어 그리드 편광판을 접착 가공 후, 오토클레이브 처리나, 유리 기판과 점착 재료의 밀착력을 높이기 위한 어닐 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명의 헤드업 디스플레이 장치는, 차량용 또는 그 밖의 용도의 헤드업 디스플레이 시스템으로서, 적합하게 사용할 수 있다.

본 출원은, 2017년 10월 24일 출원의 일본특허출원 제2017-204880호에 기초한다. 이 내용은, 모두 여기에 포함해 둔다.

Claims

편광된 광인 영상광을 출사하는 영상 표시기와, 상기 영상광을 반사하는 반사면을 갖는 반사형 편광판과, 상기 반사형 편광판에서 반사된 영상광이 투영되는 영사판을 구비하는 영상 표시 장치로서,
상기 반사형 편광판은, 상기 반사면의 편광축 방향을 나타내는 표시를 갖고,
상기 반사형 편광판은, 와이어 그리드 편광판이며,
상기 와이어 그리드 편광판은, 금속 세선 영역을 갖고,
상기 금속 세선 영역은, 소정 방향으로 연장하는 복수개의 금속 세선을 포함하며,
상기 금속 세선 영역은, 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 금속 세선을 포함하고,
상기 와이어 그리드 편광판은, 반사 관찰 시에 편광축 방향에 대응하는 휘선이 관찰되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 3% 이상 60% 이하 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광판은, 소정 방향으로 연장하는 요철 구조를 표면에 갖는 기재를 포함하고,
상기 복수개의 금속 세선은 상기 기재의 상기 요철 구조에 접해 있는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 기재의 상기 요철 구조는, 주위의 볼록부와는 폭, 또는 높이가 3% 이상 60% 이하 다른 구조를 갖는 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
금속 세선 영역을 갖는 와이어 그리드 편광판으로서,
상기 금속 세선 영역은, 소정 방향으로 연장하는 복수개의 금속 세선을 포함하고,
상기 금속 세선 영역은, 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 금속 세선을 포함하며,
상기 와이어 그리드 편광판은, 반사 관찰 시에 편광축 방향에 대응하는 휘선이 관찰되는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제5항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 금속 세선이 결락한 영역, 또는 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 혹은 높이가 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제6항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제5항에 있어서, 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선이 연장하는 방향이, 상기 주위의 금속 세선이 연장하는 방향과 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제5항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 3% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제9항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 10% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제9항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 15% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제9항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 20% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제9항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 30% 이상 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제9항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 금속 세선의 폭, 또는 높이가 3% 이상 60% 이하 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제5항에 있어서, 상기 금속 세선 영역에 있어서의 금속 세선과 금속 세선의 간격이 50㎚ 이상 150㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제15항에 있어서, 상기 간격이 50㎚ 이상 120㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제5항에 있어서, 소정 방향으로 연장하는 요철 구조를 표면에 갖는 기재를 포함하고,
상기 복수개의 금속 세선은 상기 기재의 상기 요철 구조에 접해 있는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제17항에 있어서, 상기 복수개의 금속 세선은 상기 기재의 상기 요철 구조의 볼록부의 한쪽 측면에 편재하도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제17항에 있어서, 상기 기재의 상기 요철 구조는, 주위의 볼록부와는 다른 구조를 갖는 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제19항에 있어서, 상기 기재의 상기 요철 구조는, 상기 주위의 볼록부와는 폭, 또는 높이가 3% 이상 60% 이하 다른 구조를 갖는 상기 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제17항에 있어서, 상기 기재의 상기 요철 구조의 볼록부와 볼록부의 간격이 50㎚ 이상 150㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제21항에 있어서, 상기 간격이 50㎚ 이상 120㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제5항에 있어서, 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선에 포함되는 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조의 상기 금속 세선이 연장하는 방향의 길이가 50㎚ 이상 800㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제23항에 있어서, 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조의 상기 금속 세선이 연장하는 방향의 길이가 편광 분리를 원하는 광의 파장 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제5항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 복수개 포함하는 이상 구조 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제23항에 있어서, 상기 금속 세선 영역은, 상기 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 상기 금속 세선을 복수개 포함하는 이상 구조 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제25항에 있어서, 상기 이상 구조 영역의 상기 금속 세선이 연장하는 방향과는 수직 방향의 폭이 50㎚ 이상 800㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제25항에 있어서, 상기 이상 구조 영역의 상기 금속 세선이 연장하는 방향과는 수직 방향의 폭이 편광 분리를 원하는 광의 파장 이하의 길이인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제25항에 있어서, 상기 이상 구조 영역의 상기 금속 세선이 연장하는 방향의 폭이 50㎚ 이상 800㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제25항에 있어서, 상기 이상 구조 영역의 상기 금속 세선이 연장하는 방향의 폭이 편광 분리를 원하는 광의 파장 이하의 길이인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제5항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 와이어 그리드 편광판을 하기 조건에서 관측하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판의 관측 방법.
관측 조건:
상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선 영역을 갖는 면에 광을 조사하여, 조사된 광의 정반사 방향이 아닌 각도로부터 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선 영역을 갖는 면을 관측한다.
제31항에 기재된 방법으로 와이어 그리드 편광판을 관측함으로써 상기 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향을 추정하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향의 추정 방법.
금속 세선 영역을 갖는 와이어 그리드 편광판이며, 상기 금속 세선 영역은 소정 방향으로 연장하는 복수개의 금속 세선을 가져 회절광을 발하고, 상기 금속 세선 영역은 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 금속 세선을 포함하며, 하기 조건에서 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면을 관측한 경우에 편광축 방향에 대응하는 휘선을 관찰 가능한 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
관측 조건:
주위가 암소인 조건에서, 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면에 20㎝의 거리를 이격해서 점 광원의 백색 LED를 배치하고, 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면에 조도 3000럭스의 비편광의 백색광을 조사한다. 상기 와이어 그리드 편광판에 상기 백색광을 조사했을 때의 정반사 방향이 아닌 각도 모두에서 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면을 관측한다.
제33항에 있어서, 상기 조건에서 상기 와이어 그리드 편광판의 상기 금속 세선을 갖는 면을 관측한 경우에, 상기 와이어 그리드 편광판의 편광축 방향에 대하여 대략 평행, 또는 대략 수직 방향으로 연장되는 휘선을 관찰 가능한 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
제5항에 기재된 금속 세선 영역을 갖는 와이어 그리드 편광판의 제조 방법으로서,
기재 상에 소정 방향으로 연장하는 복수개의 금속 세선을 상기 금속 세선 영역에 포함되도록 형성하는 금속 세선 형성 공정과,
상기 금속 세선 형성 공정과 동시에, 또는 다른 공정에서, 상기 기재 상에 주위의 금속 세선과는 다른 구조를 갖는 금속 세선을 상기 금속 세선 영역에 포함되도록 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판의 제조 방법.
제35항에 있어서, 상기 기재 상에 상기 소정 방향으로 연장하는 요철 구조를 형성하는 요철 구조 형성 공정과,
요철 구조 형성 공정과 동시에, 또는 다른 공정에서, 상기 기재 상에 주위의 볼록부와는 다른 구조를 갖는 볼록부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판의 제조 방법.
제35항 또는 제36항에 있어서, 상기 복수개의 금속 세선이 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판의 제조 방법.
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