KR20120018750A - 와이어그리드형 편광자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20120018750A
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유리코 가이다
히로시 사카모토
요스케 아키타
히로미 사쿠라이
야스히로 이케다
에이지 시도지
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아사히 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

편광도 및 p 편광 투과율이 높고, 이면 s 편광 반사율이 낮은 와이어그리드형 편광자 및 그 제조 방법을 제공한다.
바닥부로부터 정상부를 향함에 따라 폭이 차츰 좁아지는 복수의 볼록조 (12) 가, 볼록조 (12) 사이에 형성되는 평탄부 (13) 를 개재하여 서로 평행하게 또한 소정의 피치 (Pp) 로 표면에 형성된 광 투과성 기판 (14) 과, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층 (20) 과, 볼록조 (12) 와 제 1 반사층 (20) 사이에 존재하며, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 전체면을 피복하는, 금속 재료보다 광을 흡수하는 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층 (22) 을 갖는 와이어그리드형 편광자 (10), 및 사방 증착법으로 제 1 흡수층 (22) 및 제 1 반사층 (20) 을 형성하는 와이어그리드형 편광자 (10) 의 제조 방법, 그리고 당해 와이어그리드형 편광자 (10) 를 구비한 액정 표시 장치.

Description

와이어그리드형 편광자 및 그 제조 방법{WIRE-GRID POLARIZER AND METHOD OF FABRICATING SAME}
본 발명은, 와이어그리드형 편광자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치, 리어 프로젝션 텔레비전, 프론트 프로젝터 등의 화상 표시 장치에 사용되는, 가시광 영역에서 편광 분리능을 나타내는 편광자 (편광 분리 소자라고도 한다) 로는, 흡수형 편광자 및 반사형 편광자가 있다.
흡수형 편광자는, 예를 들어 요오드 등의 이색성 색소를 수지 필름 중에 배향시킨 편광자이다. 그러나, 흡수형 편광자는 일방의 편광을 흡수하기 때문에, 광의 이용 효율이 낮다.
한편, 반사형 편광자는, 편광자에 입사되지 않고 반사된 광을 편광자에 재입사시킴으로써, 광의 이용 효율을 높일 수 있다. 그 때문에, 액정 표시 장치 등의 고휘도화를 목적으로 하여 반사형 편광자의 요구가 높아지고 있다.
반사형 편광자로는, 복굴절 수지 적층체로 이루어지는 직선 편광자, 콜레스테릭 액정으로 이루어지는 원 편광자, 와이어그리드형 편광자가 있다.
그러나, 직선 편광자 및 원 편광자는 편광 분리능이 낮다. 그 때문에, 높은 편광 분리능을 나타내는 와이어그리드형 편광자가 주목되고 있다.
와이어그리드형 편광자는, 광 투과성 기판 상에 복수의 금속 세선이 서로 평행하게 배열된 구조를 갖는다. 금속 세선의 피치가 입사광의 파장보다 충분히 짧은 경우, 와이어그리드형 편광자의 볼록조가 형성된 측 (이하, 표면측이라고 기재한다) 으로부터 입사된 광 중, 금속 세선에 직교하는 전장(電場) 벡터를 갖는 성분 (즉 p 편광) 은 투과되고, 금속 세선과 평행한 전장 벡터를 갖는 성분 (즉 s 편광) 은 반사된다.
가시광 영역에서 편광 분리능을 나타내는 와이어그리드형 편광자로는, 하기의 것이 알려져 있다.
(1) 광 투과성 기판의 표면에 소정의 피치로 형성된 복수의 볼록조에 금속층을 형성하여, 금속 세선으로 한 와이어그리드형 편광자 (특허문헌 1, 2).
(1) 의 와이어그리드형 편광자는, 금속의 증착으로 금속 세선을 형성하고 있기 때문에 생산성이 양호하다. 그러나, (1) 의 와이어그리드형 편광자를, 액정 표시 장치의 액정 패널의 백라이트측 표면에 첩착(貼着)한 경우, 액정 패널측 (와이어그리드형 편광자의 볼록조가 형성되어 있지 않은 측. 이하, 이면측이라고 기재한다) 으로부터 입사된 s 편광이 금속 세선에 의해 반사되어, 표시되는 화상의 콘트라스트가 저하된다.
이면측으로부터 입사되는 s 편광의 반사율 (이하, 이면 s 편광 반사율이라고 기재한다) 이 억제된 와이어그리드형 편광자로는, 하기의 것이 제안되어 있다.
(2) 광 투과성 기판의 표면에 소정의 피치로 형성된 단면 직사각형의 복수의 볼록조 상부에 흑색층 및 금속층을 형성한 와이어그리드형 편광자 (특허문헌 3 의 도 28(a), (b)).
일본 공개특허공보 2006-003447호 국제 공개 제2006/064693호 팜플렛 (미국 공개 2008/0129931) 국제 공개 제2008/084856호 팜플렛
그러나, (2) 의 (a) 의 와이어그리드형 편광자에서는 하기의 문제가 있다.
(ⅰ) 볼록조의 단면 형상이 직사각형이며, 또한 직사각형의 볼록조 상부에 L 자형의 금속층이 형성되어 있기 때문에, p 편광 투과율이 낮아, 표시되는 화상의 휘도가 저하된다.
(ⅱ) 볼록조의 정상부에만 흑색층이 형성되어 있기 때문에, 이면 s 편광 반사율의 억제가 불충분하여, 표시되는 화상의 콘트라스트가 저하된다.
(ⅲ) 이면 s 편광 반사율의 억제 효과를 얻기 위해서는 흑색층측을 액정 패널에 첩부(貼付)할 필요가 있는데, 흑색층측은 요철로 되어 있기 때문에, 와이어그리드형 편광자를 액정 패널에 첩부하기 어렵다. 또한, 첩부하였을 때에 사용하는 점착제의 영향으로 광학 특성이 저하될 가능성이 있다.
(ⅳ) 백라이트로부터의 광이 광 투과성 기판측으로부터 입사되기 때문에, 공기와 광 투과성 기판의 계면에서 p 편광의 반사가 발생하여, 표시되는 화상의 휘도가 저하된다.
또한, (2) 의 (b) 의 와이어그리드형 편광자에서는 하기의 문제가 있다.
(ⅰ) 볼록조의 단면 형상이 직사각형이며, 또한 직사각형의 볼록조 상부에 L 자형의 금속층이 형성되어 있기 때문에, p 편광 투과율이 낮아, 표시되는 화상의 휘도가 저하된다.
(ⅱ) 볼록조의 정상부에만 금속층이 형성되어 있기 때문에, 편광도가 낮다.
(ⅲ) 흑색층이 볼록조의 일방의 측면을 완전히 피복하고 있지 않기 때문에, 이면 s 편광 반사율의 억제가 불충분하여, 표시되는 화상의 콘트라스트가 저하된다.
본 발명은, 편광도 및 p 편광 투과율이 높고, 이면 s 편광 반사율이 낮은 와이어그리드형 편광자 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 와이어그리드형 편광자는, 바닥부로부터 정상부를 향함에 따라 폭이 차츰 좁아지는 복수의 볼록조가, 그 볼록조 사이에 형성되는 평탄부를 개재하여 서로 평행하게, 또한 소정의 피치로 표면에 형성된 광 투과성 기판과, 상기 볼록조의 제 1 측면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층과, 상기 볼록조의 제 1 측면과 상기 제 1 반사층 사이에 존재하며, 상기 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복하는, 상기 금속 재료보다 광을 흡수하는 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 흡수층의 두께는 3 ～ 20 ㎚ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어그리드형 편광자는, 상기 볼록조의 제 1 측면과 상기 제 1 흡수층 사이에 존재하며, 상기 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 하지(下地)층을 추가로 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어그리드형 편광자는, 상기 볼록조의 제 2 측면의 전체면을 피복하는, 상기 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 2 흡수층을 추가로 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어그리드형 편광자는, 상기 제 2 흡수층의 표면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 2 반사층을 추가로 갖는 것이 바람직하다.
상기 볼록조의 길이 방향에 직교하는 단면 형상은 삼각형 또는 사다리꼴인 것이 바람직하다.
상기 피치 (Pp) 는 300 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어그리드형 편광자의 제조 방법은, 바닥부로부터 정상부를 향함에 따라 폭이 차츰 좁아지는 복수의 볼록조가, 그 볼록조 사이에 형성되는 평탄부를 개재하여 서로 평행하게, 또한 소정의 피치로 표면에 형성된 광 투과성 기판과, 상기 볼록조의 제 1 측면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층과, 상기 볼록조의 제 1 측면과 상기 제 1 반사층 사이에 존재하며, 상기 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복하는, 상기 금속 재료보다 광을 흡수하는 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층을 갖는 와이어그리드형 편광자를 제조하는 방법으로서, 상기 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 상기 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 1 측면측에 25 ～ 40°의 각도를 이루는 방향으로부터 상기 광 흡수성 재료를, 증착량이 3 ～ 20 ㎚ 가 되는 조건으로 증착하여 상기 제 1 흡수층을 형성하고, 상기 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 상기 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 1 측면측에 25 ～ 50°의 각도를 이루는 방향으로부터 상기 금속 재료를, 증착량이 15 ～ 50 ㎚ 가 되는 조건으로 증착하여 상기 제 1 반사층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 볼록조의 길이 방향에 직교하는 단면 형상은 삼각형 또는 사다리꼴인 것이 바람직하다.
상기 볼록조는 광경화 수지 또는 열가소성 수지로 이루어지고, 임프린트법으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 1 쌍의 기판 사이에 액정층을 협지한 액정 패널과, 백라이트 유닛과, 상기 볼록조가 형성된 측의 면이 상기 백라이트 유닛측이 되고, 상기 볼록조가 형성되어 있지 않은 측의 면이 상기 액정 표시 장치의 시인측이 되도록 배치된 상기 본 발명의 와이어그리드형 편광자를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 흡수형 편광자를 추가로 갖고, 상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 액정 패널의 일방의 표면에 배치되며, 상기 흡수형 편광자가, 상기 와이어그리드형 편광자가 배치된 측과는 반대측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되어 있는 것인 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어그리드형 편광자는, 상기 백라이트 유닛측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되고, 상기 흡수형 편광자가, 상기 백라이트 유닛측과는 반대측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 흡수형 편광자를 추가로 갖고, 상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 액정 패널의 상기 1 쌍의 기판 중 일방의 기판과 일체화되며, 상기 흡수형 편광자가, 상기 와이어그리드형 편광자가 일체화된 측과는 반대측의 상기 액정 패널의 기판 표면에 배치되어 있는 것인 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 백라이트 유닛측의 상기 액정 패널의 상기 기판과 일체화되고, 상기 흡수형 편광자가, 상기 백라이트 유닛측과는 반대측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 흡수형 편광자를 추가로 갖고, 상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 액정 패널의 상기 1 쌍의 기판 중 일방의 기판의 액정층측에 배치되며, 상기 흡수형 편광자가, 상기 와이어그리드형 편광자가 배치된 측과는 반대측의 상기 액정 패널의 기판 표면에 배치되어 있는 것인 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 액정 패널의 상기 1 쌍의 기판 중 상기 백라이트 유닛측의 기판의 액정층측에 배치되고, 상기 흡수형 편광자가, 상기 백라이트 유닛측과는 반대측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 와이어그리드형 편광자는, 편광도 및 p 편광 투과율이 높고, 이면 s 편광 반사율이 낮다. 또한, 이면측을 액정 패널에 첩부할 수 있기 때문에, 와이어그리드형 편광자를 액정 패널에 첩부하기 쉽다. 또한, 백라이트로부터의 광이 표면측으로부터 입사되기 때문에, 그 계면에서의 p 편광의 반사가 억제된다.
본 발명의 와이어그리드형 편광자의 제조 방법에 의하면, 편광도 및 p 편광 투과율이 높고, 이면 s 편광 반사율이 낮은 와이어그리드형 편광자를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
특히 본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 파장 450 ㎚, 550 ㎚, 700 ㎚ 에 있어서, 35 ％ 이상, 보다 바람직하게는 38 ％ 이상, 가장 바람직하게는 40 ％ 이상의 높은 p 편광 투과율, 동(同) 각 파장에 있어서 35 ％ 이상의 높은 표면 s 편광 반사율, 동 각 파장에 있어서 20 ％ 미만의 낮은 이면 s 편광 반사율을 갖고, 또한 99.2 ％ 이상의 편광도를 갖는 와이어그리드형 편광자를 얻을 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 휘도가 높고, 콘트라스의 저하가 억제된다.
도 1 은, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 4 는, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 5 는, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 6 은, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 7 은, 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
<와이어그리드형 편광자>
본 발명의 와이어그리드형 편광자는, 바닥부로부터 정상부를 향함에 따라 폭이 차츰 좁아지는 복수의 볼록조가, 그 볼록조 사이에 형성되는 평탄부를 개재하여 서로 평행하게, 또한 소정의 피치로 표면에 형성된 광 투과성 기판과, 볼록조의 제 1 측면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층과, 볼록조의 제 1 측면과 제 1 반사층 사이에 존재하며, 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복하는, 금속 재료보다 광을 흡수하는 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층을 갖는 것이다. 이러한 볼록조의 제 1 측면의 제 1 반사층 및 제 1 흡수층은, 볼록조의 길이 방향으로 신장되는 띠 형상을 이루고 있고, 와이어그리드형 편광자를 구성하는 금속 세선에 상당한다. 본 발명에 있어서는, 상기한 광 투과성 기판 표면에 소정 피치로 광 투과성 기판의 일 방향으로 신장되도록 형성된, 예를 들어 길이 방향의 단면 형상이 삼각형 또는 사다리꼴인 볼록조의 대향하는 측면의 일방을 제 1 측면, 타방을 제 2 측면이라고 칭한다.
본 발명의 와이어그리드형 편광자는, 볼록조의 제 1 측면과 제 1 흡수층 사이에 존재하며, 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 하지층을 갖고 있어도 된다. 또한, 볼록조의 다른 일방의 측면인 볼록조의 제 2 측면에, 당해 제 2 측면의 전체면을 피복하는, 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 2 흡수층을 갖고 있어도 된다. 또한, 본 발명의 와이어그리드형 편광자는, 제 2 흡수층의 표면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 2 반사층을 추가로 갖고 있어도 된다.
본 발명에 있어서 피복이란, 표면에 층이 직접 형성되어 있는 경우에 한정되지 않고, 다른 층을 개재하여 상기 표면에 덮어 씌워지도록 상기 층이 형성되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서, 「～」이란, 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.
(광 투과성 기판)
광 투과성 기판은, 와이어그리드형 편광자의 사용 파장 범위에 있어서 광 투과성을 갖는 기판이다. 광 투과성이란, 광을 투과하는 것을 의미하고, 사용 파장 범위는 구체적으로는 400 ㎚ ～ 800 ㎚ 의 범위이다. 바람직하게는, 400 ㎚ ～ 800 ㎚ 의 범위에 있어서의 평균 광 투과율이 85 ％ 이상이다.
본 발명에 있어서 볼록조란, 광 투과성 기판의 주표면 (평탄부) 으로부터 솟아오르고, 또한 그 솟아오름이 일 방향으로 연장되어 있는 부분을 말한다. 볼록조는 광 투과성 기판의 주표면과 일체로, 광 투과성 기판의 주표면과 동일한 광 투과성 재료로 이루어져 있어도 되고, 광 투과성 기판의 주표면과 상이한 광 투과성 재료로 이루어져 있어도 된다. 볼록조는 광 투과성 기판의 주표면과 일체로, 또한 광 투과성 기판의 주표면과 동일한 재료로 이루어져 있는 것이 바람직하고, 광 투과성 기판의 적어도 주표면을 성형함으로써 형성된 볼록조인 것이 바람직하다.
복수의 볼록조는, 볼록조마다의 대응하는 측면이 실질적으로 평행하게 형성되어 있으면 되고, 완전히 평행하게 형성되어 있지 않아도 된다. 또한, 각 볼록조는, 면 내에 있어서 광학적인 이방성을 가장 발현시키기 쉬운 직선 형상인 것이 바람직하지만, 인접하는 볼록조가 접촉하지 않는 범위에서 곡선 형상 또는 접은선 형상이어도 된다.
볼록조는, 그 길이 방향과 광 투과성 기판의 주표면에 직교하는 방향의 단면의 형상이 길이 방향에 걸쳐 거의 일정하고, 복수의 볼록조에 있어서도 그들의 단면 형상은 모두 거의 일정한 것이 바람직하다. 볼록조의 단면 형상은, 바닥부 (광 투과성 기판의 주표면) 로부터 정상부를 향함에 따라 폭이 차츰 좁아지는 형상이다. 구체적인 단면 형상으로는, 예를 들어 삼각형, 사다리꼴 등을 들 수 있다. 그 단면 형상은, 각이나 변 (측면) 이 곡선 형상이어도 된다. 또한, 평행 또는 대략 평행하게 광 투과성 기판의 주표면에 형성된 복수의 볼록조 사이의 피치의 폭, 즉 평탄부의 폭은 각각 일정, 혹은 거의 일정한 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 볼록조의 정상부란, 상기 단면 형상의 가장 높은 부분이 길이 방향으로 이어진 부분을 의미한다. 볼록조의 정상부는 면이어도 되고 선이어도 된다. 예를 들어, 단면 형상이 사다리꼴인 경우에는 정상부는 면을 이루고, 단면 형상이 삼각형인 경우에는 정상부는 선을 이룬다. 본 발명에 있어서, 볼록조의 정상부 이외의 표면을 볼록조의 측면이라고 한다. 또한, 인접하는 2 개의 볼록조 사이의 평탄부 (인접하는 2 개의 볼록조로부터 형성되는 홈의 바닥면) 는 볼록조의 표면이 아니라, 광 투과성 기판의 주표면으로 간주한다.
광 투과성 기판의 재료로는, 광경화 수지, 열가소성 수지, 유리 등을 들 수 있고, 후술하는 임프린트법으로 볼록조를 형성할 수 있는 점에서 광경화 수지 또는 열가소성 수지가 바람직하며, 광임프린트법으로 볼록조를 형성할 수 있는 점 및 내열성 및 내구성이 우수한 점에서 광경화 수지가 특히 바람직하다. 광경화 수지로는, 생산성면에서 광라디칼 중합에 의해 광경화할 수 있는 광경화성 조성물을 광경화하여 얻어지는 광경화 수지가 바람직하다.
광경화성 조성물로는, 광경화 후의 경화막의 물에 대한 접촉각이 90°이상이 되는 것이 바람직하다. 그 경화막의 물에 대한 접촉각이 90°이상이면, 광임프린트법에 의해 볼록조를 형성할 때, 몰드와의 이형성이 양호하며, 정밀도 높은 전사가 가능해져, 얻어지는 와이어그리드형 편광자가 목적으로 하는 성능을 충분히 발휘할 수 있다. 또한, 그 접촉각이 높아도 각 흡수층 또는 하지층의 부착에는 지장이 없다.
(제 1 반사층)
제 1 반사층은, 볼록조의 길이 방향으로 연장되는 선조를 이루고 있고, 와이어그리드형 편광자를 구성하는 금속 세선에 상당한다. 제 1 반사층은, 볼록조의 제 1 측면의 일부 또는 전체면을 피복한다. 제 1 반사층은, 이면 s 편광 반사율이 보다 낮아지는 점에서, 볼록조의 제 1 측면의 일부를 피복하는 것이 바람직하다. 제 1 반사층은, 볼록조의 정상부의 일부 혹은 전부를 피복해도 된다. 또한, 제 1 반사층은 볼록조의 제 1 측면에 인접하는 평탄부의 일부를 피복해도 된다.
볼록조의 제 1 측면을 피복하는 제 1 반사층은, 연속되어 있는 것이 통례이다. 볼록조의 제 1 측면은, 제 1 반사층에 의해 연속적으로 피복되어 있는 것이 바람직하지만, 제조상의 문제 등에 의해 극히 일부의 제 1 측면이 제 1 반사층에 의해 피복되지 않는 경우도 있다. 그 경우라 하더라도, 제 1 측면이 제 1 반사층에 의해 거의 연속적으로 피복되어 있으면, 제 1 측면이 제 1 반사층에 의해 연속적으로 피복되어 있는 것으로 간주한다.
제 1 반사층의 금속 재료는, 가시광에 대한 반사율이 높고, 충분한 도전성을 갖는 것이면 되고, 내식성 등의 특성도 고려된 것이 바람직하다.
금속 재료로는, 금속 단체(單體), 합금, 도펀트 또는 불순물을 함유하는 금속 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 알루미늄, 은, 마그네슘, 알루미늄계 합금, 은계 합금 등을 들 수 있고, 가시광에 대한 반사율이 높고, 가시광의 흡수가 적으며, 또한 높은 도전율을 갖는 점에서, 알루미늄, 알루미늄계 합금, 은, 마그네슘이 바람직하고, 알루미늄, 알루미늄계 합금이 특히 바람직하다.
(제 2 반사층)
제 2 반사층은, 볼록조의 길이 방향으로 연장되는 선조를 이루고 있고, 와이어그리드형 편광자를 구성하는 금속 세선에 상당한다. 제 2 반사층은, 볼록조의 제 2 측면의 일부 또는 전체면을 피복한다. 제 2 반사층은, 이면 s 편광 반사율이 보다 낮아지는 점에서, 볼록조의 제 2 측면의 일부를 피복하는 것이 바람직하다. 제 2 반사층은, 볼록조의 정상부의 일부 혹은 전부를 피복해도 된다. 또한, 제 2 반사층은, 볼록조의 제 2 측면에 인접하는 평탄부의 일부를 피복해도 된다.
볼록조의 제 2 측면을 피복하는 제 2 반사층은, 그 제 2 측면의 길이 방향으로 연속되어 있는 것이 통례이다. 볼록조의 제 2 측면은, 제 2 반사층에 의해 연속적으로 피복되어 있는 것이 바람직하지만, 제조상의 문제 등에 의해 극히 일부의 제 2 측면이 제 2 반사층에 의해 피복되지 않는 경우도 있다. 그 경우라 하더라도, 제 2 측면이 제 2 반사층에 의해 거의 연속적으로 피복되어 있으면, 제 2 측면이 제 2 반사층에 의해 연속적으로 피복되어 있는 것으로 간주한다.
제 2 반사층이 존재함으로써 볼록조를 피복하는 금속 재료의 양이 증가하게 되어, 투과율의 저하가 적은 상태에서 소광비를 향상시킬 수 있다.
제 2 반사층의 금속 재료로는, 제 1 반사층의 금속 재료와 동일한 것을 들 수 있다.
(제 1 흡수층)
제 1 흡수층은, 볼록조의 제 1 측면과 제 1 반사층 사이에 존재하고, 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복한다. 제 1 흡수층은, 볼록조의 정상부의 일부 혹은 전부를 피복해도 된다. 제 1 흡수층은, p 편광의 투과율이 우수한 점에서, 볼록조의 정상부를 피복하지 않는 것이 바람직하다. 제 1 흡수층은, 볼록조의 제 1 측면에 인접하는 평탄부의 일부를 피복해도 된다.
볼록조의 제 1 측면을 피복하는 제 1 흡수층은, 그 제 1 측면의 길이 방향으로 연속되어 있는 것이 통례이다. 볼록조의 제 1 측면은, 제 1 흡수층에 의해 완전히 피복되어 있는 것이 바람직하지만, 제조상의 문제 등에 의해 극히 일부의 제 1 측면이 제 1 흡수층에 의해 피복되지 않는 경우도 있다. 그 경우라 하더라도, 제 1 측면의 거의 전체면이 제 1 흡수층에 의해 피복되어 있으면, 제 1 측면의 전체면이 제 1 흡수층에 의해 피복되어 있는 것으로 간주한다.
제 1 흡수층이 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복함으로써, 와이어그리드형 편광자의 이면 s 편광 반사율이 낮아진다.
제 1 흡수층의 광 흡수성 재료는, 제 1 반사층의 금속 재료보다 광을 흡수하는 재료이면 된다. 각 재료의 광의 흡수도는, 두께 60 ㎚ 의 박막 상태에 있어서의 파장 550 ㎚ 의 광의 흡수율로 한다. 흡수율은, 하기 식으로 정의한다.
파장 550 ㎚ 의 광의 흡수율 (％) ＝ 100 － [파장 550 ㎚ 의 광의 투과율 (％)] － [파장 550 ㎚ 의 광의 반사율 (％)]
광 흡수성 재료로는, 구체적으로는 니켈, 크롬, 티탄, 텅스텐, 백금, 몰리브덴, 바나듐 등의 저반사성 금속 ; 산화크롬, 산화알루미늄 등의 무기 산화물 ; 질화티탄, 질화규소 등의 무기 질화물 ; 탄화알루미늄, 탄화몰리브덴 등의 무기 탄화물 ; 카본 블랙, 카본 나노 튜브 등의 탄소 화합물 등을 들 수 있는데, 무기 산화물은, 제 1 흡수층을 형성시킬 때의 금속과 산소의 반응에 의해 발생하는 열에 의해 볼록조가 변형되기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 광 흡수성 재료로는, 광 흡수율이 크고 생산성이 높은 점에서 니켈, 크롬, 티탄이 바람직하다.
(하지층)
하지층은, 볼록조의 제 1 측면과 제 1 흡수층 사이에 존재하고, 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복한다.
하지층은, 볼록조의 정상부의 일부 혹은 전부를 피복해도 된다. 또한, 하지층은, 볼록조의 제 1 측면에 인접하는 평탄부의 일부를 피복해도 된다.
볼록조의 제 1 측면을 피복하는 하지층은, 그 제 1 측면의 길이 방향으로 연속되어 있는 것이 통례이다. 볼록조의 제 1 측면은, 하지층에 의해 완전히 피복되어 있는 것이 바람직하지만, 제조상의 문제 등에 의해 극히 일부의 제 1 측면이 하지층에 의해 피복되지 않는 경우도 있다. 그 경우라 하더라도, 제 1 측면의 거의 전체면이 하지층에 의해 피복되어 있으면, 제 1 측면의 전체면이 하지층에 의해 피복되어 있는 것으로 간주한다.
광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층은 압축 응력이 크기 때문에, 볼록조를 그 길이 방향에 직교하는 방향으로 변형 (굴곡) 시키기 쉽다. 금속 재료로 이루어지는 하지층은, 제 1 흡수층에 있어서의 압축 응력을 완화시키는 작용을 갖는다.
따라서, 하지층의 금속 재료로는, 압축 응력의 발생이 적은 것이 바람직하고, 구체적으로는 알루미늄, 은, 마그네슘, 알루미늄계 합금, 은계 합금 등을 들 수 있고, 가시광 영역에서의 반사율이 높은 점에서, 알루미늄, 알루미늄계 합금이 바람직하다.
(제 2 흡수층)
제 2 흡수층은, 볼록조의 제 2 측면의 전체면을 피복한다. 제 2 흡수층은, 볼록조의 정상부의 일부 혹은 전부를 피복해도 되고, 볼록조의 제 2 측면에 인접하는 평탄부의 일부를 피복해도 된다.
볼록조의 제 2 측면을 피복하는 제 2 흡수층은, 그 제 2 측면의 길이 방향으로 연속되어 있는 것이 통례이다. 볼록조의 제 2 측면은, 제 2 흡수층에 의해 완전히 피복되어 있는 것이 바람직하지만, 제조상의 문제 등에 의해 극히 일부의 제 2 측면이 제 2 흡수층에 의해 피복되지 않는 경우도 있다. 그 경우라 하더라도, 제 2 측면의 거의 전체면이 제 2 흡수층에 의해 피복되어 있으면, 제 2 측면의 전체면이 제 2 흡수층에 의해 피복되어 있는 것으로 간주한다.
광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층은 압축 응력이 크기 때문에, 볼록조를 그 길이 방향에 직교하는 방향으로 변형 (굴곡) 시키기 쉽다. 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 2 흡수층은, 제 1 흡수층과 대향함으로써, 압축 응력을 상쇄시키는 작용을 갖는다.
따라서, 제 2 흡수층의 광 흡수성 재료는, 제 1 흡수층의 광 흡수성 재료와 동일한 것이면 되고, 완전히 동일한 것이 바람직하다.
<와이어그리드형 편광자의 제조 방법>
와이어그리드형 편광자는, 표면에 복수의 볼록조가 서로 평행하게 또한 소정의 피치로 형성된 광 투과성 기판을 제작한 후, 각 층을 순서대로 형성함으로써 제조된다.
(광 투과성 기판의 제작)
광 투과성 기판의 제작 방법으로는, 임프린트법 (광임프린트법, 열임프린트법), 리소그래피법 등을 들 수 있고, 볼록조를 양호한 생산성으로 형성할 수 있는 점 및 광 투과성 기판을 대면적화할 수 있는 점에서, 임프린트법이 바람직하며, 볼록조를 보다 양호한 생산성으로 형성할 수 있는 점 및 몰드의 홈을 양호한 정밀도로 전사할 수 있는 점에서, 광임프린트법이 특히 바람직하다.
광임프린트법은, 예를 들어 전자선 묘화와 에칭의 조합에 의해, 복수의 홈이 서로 평행하게 또한 소정의 피치로 형성된 몰드를 제작하고, 그 몰드의 홈을, 임의의 기재의 표면에 도포된 광경화성 조성물에 전사하며, 동시에 그 광경화성 조성물을 광경화시키는 방법이다.
광임프린트법에 의한 광 투과성 기판의 제작은, 구체적으로는 하기의 공정 (ⅰ) ～ (ⅳ) 를 거쳐 실시되는 것이 바람직하다.
(ⅰ) 광경화성 조성물을 기재의 표면에 도포하는 공정.
(ⅱ) 복수의 홈이 서로 평행하게 또한 소정의 피치로 형성된 몰드를, 홈이 광경화성 조성물에 접하도록, 광경화성 조성물에 가압하는 공정.
(ⅲ) 몰드를 광경화성 조성물에 가압한 상태에서 방사선 (자외선, 전자선 등) 을 조사하여 광경화성 조성물을 경화시켜, 몰드의 홈에 대응하는 복수의 볼록조를 갖는 광 투과성 기판을 제작하는 공정.
(ⅳ) 광 투과성 기판으로부터 몰드를 분리하는 공정.
또한, 얻어진, 기재 상의 광 투과성 기판은, 기재와 일체인 채로 후술하는 각 층의 형성을 실시할 수 있다. 또한 필요에 따라 각 층의 형성 후에 광 투과성 기판과 기재를 분리할 수 있다. 또한, 기재 상에 제작된 광 투과성 기판을 기재로부터 분리한 후, 후술하는 각 층의 형성을 실시할 수 있다.
열임프린트법에 의한 광 투과성 기판의 제작은, 구체적으로는 하기의 공정(ⅰ) ～ (ⅲ) 을 거쳐 실시되는 것이 바람직하다.
(ⅰ) 기재의 표면에 열가소성 수지의 피전사막을 형성하는 공정, 또는 열가소성 수지의 피전사 필름을 제작하는 공정.
(ⅱ) 복수의 홈이 서로 평행하게 또한 일정한 피치로 형성된 몰드를, 홈이 피전사막 또는 피전사 필름에 접하도록, 열가소성 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 또는 융점 (Tm) 이상으로 가열된 피전사막 또는 피전사 필름에 가압하여, 몰드의 홈에 대응하는 복수의 볼록조를 갖는 광 투과성 기판을 제작하는 공정.
(ⅲ) 광 투과성 기판을 Tg 또는 Tm 보다 낮은 온도로 냉각하여 광 투과성 기판으로부터 몰드를 분리하는 공정.
또한, 얻어진, 기재 상의 광 투과성 기판은, 기재와 일체인 채로 후술하는 각 층의 형성을 실시할 수 있다. 또한 필요에 따라 각 층의 형성 후에 광 투과성 기판과 기재를 분리할 수 있다. 또한, 기재 상에 제작된 광 투과성 기판을 기재로부터 분리한 후, 후술하는 각 층의 형성을 실시할 수 있다.
임프린트법에서 사용되는 몰드의 재료로는, 실리콘, 니켈, 석영, 수지 등을 들 수 있고, 전사 정밀도면에서 수지가 바람직하다. 수지로는, 불소계 수지 (에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체 등), 고리형 올레핀, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지 등을 들 수 있고, 몰드의 정밀도면에서 광경화성의 아크릴 수지가 바람직하다. 수지 몰드는, 전사의 반복 내구성면에서 표면에 두께 2 ～ 10 ㎚ 의 무기막을 갖는 것이 바람직하다. 무기막으로는, 산화규소, 산화티탄, 산화알루미늄 등의 산화막이 바람직하다.
(각 층의 형성)
각 층은, 증착법으로 형성되는 것이 바람직하다. 증착법으로는, 물리 증착법 (PVD) 또는 화학 증착법 (CVD) 을 들 수 있고, 진공 증착법, 스퍼터법, 이온 플레이팅법이 바람직하며, 진공 증착법이 특히 바람직하다. 진공 증착법은, 부착시키는 미립자의 광 투과성 기판에 대한 입사 방향을 제어하는 것이 용이하고, 후술하는 사방(斜方) 증착법을 실시하는 것이 용이하다. 각 층의 형성은, 볼록조의 각 측면에 선택적으로 각 재료를 증착하여 형성할 필요가 있기 때문에, 증착법으로는 진공 증착법에 의한 사방 증착법이 가장 바람직하다.
(하지층의 형성)
하지층은, 구체적으로는 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 1 측면측에 25 ～ 40°의 각도를 이루는 방향으로부터 금속 재료를, 증착량이 3 ～ 15 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다. 각도는 30 ～ 45°가 바람직하고, 증착량은 5 ～ 15 ㎚ 가 바람직하다.
증착량이 3 ～ 15 ㎚ 가 되는 조건이란, 볼록조에 금속층을 형성할 때에, 볼록조가 형성되어 있지 않은 영역 (평탄한 평탄 부분) 의 표면에 금속 또는 금속 화합물을 증착하여 형성되는 금속층의 두께가 3 ～ 15 ㎚ 가 되는 것과 같은 조건을 의미하고, 그 조건에서 하지층을 사방 증착법으로 형성한다. 또한, 이하의 제 1 흡수층, 제 2 흡수층, 제 1 반사층 및 제 2 반사층의 형성에 있어서의 증착량의 조건도 동일하다.
(제 1 흡수층의 형성)
제 1 흡수층은, 구체적으로는 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 1 측면측에 25 ～ 40°의 각도를 이루는 방향으로부터 광 흡수 재료를, 증착량이 3 ～ 20 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다. 각도는 30 ～ 35°가 바람직하고, 증착량은 5 ～ 15 ㎚ 가 바람직하다.
(제 2 흡수층의 형성)
제 2 흡수층은, 구체적으로는 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 2 측면측에 25 ～ 40°의 각도를 이루는 방향으로부터 광 흡수 재료를, 증착량이 3 ～ 20 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다. 각도는 30 ～ 40°가 바람직하고, 증착량은 5 ～ 15 ㎚ 가 바람직하다.
(제 1 반사층의 형성)
제 1 반사층은, 구체적으로는 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 1 측면측에 25 ～ 50°의 각도를 이루는 방향으로부터 금속 재료를, 증착량이 15 ～ 50 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다. 각도는 30 ～ 45°가 바람직하고, 증착량은 20 ～ 45 ㎚ 가 바람직하다.
(제 2 반사층의 형성)
제 2 반사층은, 구체적으로는 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 2 측면측에 25 ～ 50°의 각도를 이루는 방향으로부터 금속 재료를, 증착량이 15 ～ 50 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다. 각도는 30 ～ 45°가 바람직하고, 증착량은 20 ～ 45 ㎚ 가 바람직하다.
<와이어그리드형 편광자의 실시형태>
이하, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 실시형태를, 도면을 사용하여 설명한다. 이하의 도면은 모식도로서, 실제의 와이어그리드형 편광자는 도시한 바와 같은 이론적 또한 이상적 형상을 갖는 것은 아니다. 예를 들어, 실제 와이어그리드형 편광자에 있어서는, 볼록조 등의 형상의 붕괴가 다소 있어, 각 층의 두께 불균일도 적지 않게 발생하고 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 볼록조 및 각 층의 각 치수는, 와이어그리드형 편광자의 단면의 주사형 전자 현미경 이미지 또는 투과형 전자 현미경 이미지에 있어서, 5 개의 볼록조 및 그 볼록조 상의 각 층에 있어서의 각 치수의 최대값을 측정하고, 5 개의 그 최대값을 평균낸 것으로 한다.
〔제 1 실시형태〕
도 1 은, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도이다. 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 동 도면의 화살표 지면 A 방향으로 신장되는, 단면 형상이 사다리꼴인 복수의 볼록조 (12) 가, 그 볼록조 (12) 사이에 형성되는 홈의 평탄부 (13) 를 개재하여 서로 평행하게 또한 소정의 피치 (Pp) 로 표면에 형성된 광 투과성 기판 (14) 과, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 표면의 일부를 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층 (20) 과, 볼록조 (12) 의 제 1 측면과 제 1 반사층 (20) 사이에 존재하며, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 전체면을 피복하는, 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층 (22) 을 갖는다. 제 1 반사층 (20) 은 볼록조 (12) 의 길이 방향으로 신장되어 금속 세선을 구성한다.
(광 투과성 기판)
Pp 는, 볼록조 (12) 의 바닥부의 폭 (Dpb) 과, 볼록조 (12) 사이에 형성되는 평탄부 (13) 의 폭의 합계이다. Pp 는, 300 ㎚ 이하가 바람직하고, 50 ～ 300 ㎚ 의 범위가 바람직하며, 나아가서는 50 ～ 250 ㎚ 가 보다 바람직하다. Pp 가 300 ㎚ 이하이면, 높은 표면 s 편광 반사율을 나타내며, 또한 400 ㎚ 정도의 단파장 영역에 있어서도 높은 편광도를 나타낸다. 또한, 회절에 의한 착색 현상이 억제된다. 또한, Pp 가 50 ～ 200 ㎚ 이면, 증착에 의해 각 층을 형성하기 쉽다.
Dpb 와 Pp 의 비 (Dpb/Pp) 는, 0.1 ～ 0.7 이 바람직하고, 0.25 ～ 0.55 가 보다 바람직하다. Dpb/Pp 가 0.1 이상이면, 높은 편광도를 나타낸다. Dpb/Pp 를 0.7 이하로 함으로써, 간섭에 의한 투과광의 착색이 억제된다.
Dpb 는, 증착에 의해 각 층을 형성하기 쉬운 점에서, 30 ～ 100 ㎚ 가 바람직하다.
볼록조의 단면 형상이 사다리꼴 형상인 경우, 볼록조 (12) 의 정상부 (19) 의 폭 (Dpt) 은, Dpb 의 절반 이하가 바람직하고, 40 ㎚ 이하가 보다 바람직하며, 20 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다. Dpt 가 Dpb 의 절반 이하이면, p 편광 투과율이 보다 높아져, 각도 의존성이 충분히 낮아진다.
볼록조 (12) 의 높이 (Hp) 는 80 ～ 500 ㎚ 가 바람직하고, 80 ～ 400 ㎚ 가 보다 바람직하며, 120 ～ 300 ㎚ 가 더욱 바람직하고, 120 ～ 270 ㎚ 가 가장 바람직하다. Hp 가 80 ㎚ 이상이면, 편광 분리능이 충분히 높아진다. Hp 가 500 ㎚ 이하이면, 파장 분산이 작아진다. 또한, Hp 가 80 ～ 270 ㎚ 이면, 증착에 의해 각 층을 형성하기 쉽다.
제 1 측면 (16) 의 광 투과성 기판의 평탄부를 이루는 주표면에 대한 경사각 (θ1) 및 제 2 측면 (18) 의 경사각 (θ2) 은, 30°이상, 90°미만이 바람직하고, 50°이상, 90°미만이 보다 바람직하며, 또한 70 이상, 90°미만이 바람직하고, 75°이상, 90°미만이 가장 바람직하다. θ1 과 θ2 는 동일해도 되고, 상이해도 된다.
광 투과성 기판 (14) 의 두께 (Hs) 는 0.5 ～ 1000 ㎛ 가 바람직하고, 1 ～ 40 ㎛ 가 보다 바람직하다.
(제 1 반사층)
제 1 반사층 (20) 의, 볼록조 (12) 의 폭 방향 두께의 최대값 (Dr1) 은, 하기 식 (Ⅰ) 을 만족하는 것이 바람직하다.
0.2 × (Pp － Dpb) ≤ Dr1 ≤ 0.5 × (Pp － Dpb) … (Ⅰ).
Dr1 이 0.2 × (Pp － Dpb) 이상이면 높은 p 편광 투과율을 나타내며, 또한 파장 분산이 작다. Dr1 이 0.5 × (Pp － Dpb) 이하이면 편광 분리능이 충분히 높아진다.
제 1 반사층 (20) 의 높이 (Hr1) 는 80 ～ 500 ㎚ 가 바람직하고, 80 ～ 400 ㎚ 가 보다 바람직하며, 120 ～ 300 ㎚ 가 더욱 바람직하다. Hr1 이 80 ㎚ 이상이면, 제 1 반사층 (20) 의 결정화가 억제되어, 높은 s 편광 반사율을 나타낸다. Hr1 이 500 ㎚ 이하이면, 단파장 영역에 있어서도 편광 분리능이 충분히 높아진다.
Hr1/Hp 는 0.5 ～ 1 이 바람직하고, 0.6 ～ 1 이 보다 바람직하다. Hr1/Hp 가 1 이하이면 편광 분리능이 향상된다. Hr1/Hp 가 0.5 이상이면 광학 특성의 각도 의존성이 충분히 낮아진다.
제 1 반사층 (20) 이 볼록조 (12) 의 정상부의 일부 혹은 전부를 피복하는 경우에는, 정상부에 있어서의 그 높이는 투과율의 저하를 억제하는 점에서 20 ㎚ 이하가 바람직하다.
(제 1 흡수층)
제 1 흡수층 (22) 의, 볼록조 (12) 의 폭 방향 두께의 최대값 (Da1) 은 3 ～ 20 ㎚ 가 바람직하고, 5 ～ 15 ㎚ 가 보다 바람직하다. Da1 이 3 ㎚ 이상이면 이면, s 편광 반사율이 충분히 낮아진다. Da1 이 20 ㎚ 이하이면, 제 1 흡수층 (22) 의 압축 응력을 낮게 억제할 수 있다.
제 1 흡수층 (22) 의 높이 (Ha1) 는, 제 1 흡수층이 제 1 측면의 전체면에 피복, 형성되기 때문에, Hp 와 거의 동일하다.
〔제 2 실시형태〕
도 2 는, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 제 2 실시형태를 나타내는 사시도이다. 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 단면 형상이 사다리꼴인 복수의 볼록조 (12) 가, 그 볼록조 (12) 사이에 형성되는 홈의 평탄부 (13) 를 개재하여 서로 평행하게 또한 소정의 피치 (Pp) 로 표면에 형성된 광 투과성 기판 (14) 과, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 표면의 일부를 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층 (20) 과, 볼록조 (12) 의 제 1 측면과 제 1 반사층 (20) 사이에 존재하며, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 전체면을 피복하는, 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층 (22) 과, 볼록조 (12) 와 제 1 흡수층 (22) 사이에 존재하며, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 전체면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 하지층 (24) 을 갖는다.
제 2 실시형태에 있어서는, 제 1, 2 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
(하지층)
하지층 (24) 의, 볼록조 (12) 의 폭 방향 두께의 최대값 (Db1) 은 3 ～ 20 ㎚ 가 바람직하고, 5 ～ 15 ㎚ 가 보다 바람직하다. Db1 이 3 ㎚ 이상이면, 제 1 흡수층 (22) 에 있어서의 압축 응력을 충분히 완화시킬 수 있다. Db1 이 20 ㎚ 이하이면, 이면 s 편광 반사율의 상승이 억제된다.
하지층 (24) 의 높이 (Hb1) 는, 하지층이 제 1 측면의 전체면에 피복, 형성되기 때문에, Hp 와 거의 동일하다.
〔제 3 실시형태〕
도 3 은, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 제 3 실시형태를 나타내는 사시도이다. 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 단면 형상이 사다리꼴인 복수의 볼록조 (12) 가, 그 볼록조 (12) 사이에 형성되는 홈의 평탄부 (13) 를 개재하여 서로 평행하게 또한 소정의 피치 (Pp) 로 표면에 형성된 광 투과성 기판 (14) 과, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 표면의 일부를 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층 (20) 과, 볼록조 (12) 와 제 1 반사층 (20) 사이에 존재하며, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 전체면을 피복하는, 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층 (22) 과, 볼록조 (12) 의 제 2 측면 (18) 의 전체면을 피복하는, 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 2 흡수층 (26) 을 갖는다.
제 3 실시형태에 있어서는, 제 1 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
(제 2 흡수층)
제 2 흡수층 (26) 의, 볼록조 (12) 의 폭 방향 두께의 최대값 (Da2) 은 3 ～ 20 ㎚ 가 바람직하고, 5 ～ 15 ㎚ 가 보다 바람직하다. Da2 가 3 ㎚ 이상이면, 이면 s 편광 반사율이 충분히 낮아진다. Da2 가 20 ㎚ 이하이면, 제 2 흡수층 (26) 의 압축 응력을 낮게 억제할 수 있다.
Da2 는, 제 1 흡수층 (22) 과 제 2 흡수층 (26) 에서 압축 응력을 상쇄시키는 점에서, Da1 의 두께의 0.55 ～ 2 배가 바람직하고, 0.55 ～ 1.5 가 보다 바람직하다.
제 2 흡수층 (26) 의 높이 (Ha2) 는, 제 2 흡수층이 제 2 측면의 전체면에 피복, 형성되기 때문에, Hp 와 거의 동일하다.
〔제 4 실시형태〕
도 4 는, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 제 4 실시형태를 나타내는 사시도이다. 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 단면 형상이 사다리꼴인 복수의 볼록조 (12) 가, 그 볼록조 (12) 사이에 형성되는 홈의 평탄부 (13) 를 개재하여 서로 평행하게 또한 소정의 피치 (Pp) 로 표면에 형성된 광 투과성 기판 (14) 과, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 표면의 일부를 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층 (20) 과, 볼록조 (12) 의 제 1 측면과 제 1 반사층 (20) 사이에 존재하며, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 전체면을 피복하는, 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층 (22) 과, 볼록조 (12) 와 제 1 흡수층 (22) 사이에 존재하며, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 전체면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 하지층 (24) 과, 볼록조 (12) 의 제 2 측면 (18) 의 전체면을 피복하는, 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 2 흡수층 (26) 을 갖는다.
제 4 실시형태에 있어서는, 제 1 ～ 3 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
〔제 5 실시형태〕
도 5 는, 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 제 5 실시형태를 나타내는 사시도이다. 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 단면 형상이 사다리꼴인 복수의 볼록조 (12) 가, 그 볼록조 (12) 사이에 형성되는 홈의 평탄부 (13) 를 개재하여 서로 평행하게 또한 소정의 피치 (Pp) 로 표면에 형성된 광 투과성 기판 (14) 과, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 일부를 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층 (20) 과, 볼록조 (12) 와 제 1 반사층 (20) 사이에 존재하며, 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 전체면을 피복하는, 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층 (22) 과, 볼록조 (12) 의 제 2 측면 (18) 의 일부를 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 2 반사층 (28) 과, 볼록조 (12) 와 제 2 반사층 (28) 사이에 존재하며, 볼록조 (12) 의 제 2 측면 (18) 의 전체면을 피복하는, 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 2 흡수층 (26) 을 갖는다.
제 5 실시형태에 있어서는, 제 1 ～ 4 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
(제 2 반사층)
제 2 반사층 (28) 의, 볼록조 (12) 의 폭 방향 두께의 최대값 (Dr2) 은, 하기 식 (Ⅱ) 를 만족하는 것이 바람직하다.
0.2 × (Pp － Dpb) ≤ Dr2 ≤ 0.5 × (Pp － Dpb) … (Ⅱ)
Dr2 가 0.2 × (Pp － Dpb) 이상이면 높은 p 편광 투과율을 나타내며, 또한 파장 분산이 작다. Dr2 가 0.5 × (Pp － Dpb) 이하이면 편광 분리능이 충분히 높아진다.
제 2 반사층 (28) 의 높이 (Hr2) 는 80 ～ 500 ㎚ 가 바람직하고, 80 ～ 400 ㎚ 가 보다 바람직하며, 120 ～ 300 ㎚ 가 더욱 바람직하다. Hr2 가 80 ㎚ 이상이면, 제 2 반사층 (28) 의 결정화가 억제되어, 높은 s 편광 반사율을 나타낸다. Hr2 가 500 ㎚ 이하이면, 단파장 영역에 있어서도 편광 분리능이 충분히 높아진다.
Hr2/Hp 는 0.5 ～ 1 이 바람직하고, 0.6 ～ 1 이 보다 바람직하다. Hr2/Hp 가 1 이하이면, 편광 분리능이 향상된다. Hr2/Hp 가 0.5 이상이면, 광 학 특성의 각도 의존성이 충분히 낮아진다.
제 2 반사층 (28) 이 볼록조 (12) 의 정상부의 일부 혹은 전부를 피복하는 경우에는, 정상부에 있어서의 그 높이는, 투과율의 저하를 억제하는 점에서 20 ㎚ 이하가 바람직하다.
전술한 본 발명의 제 1 ～ 5 의 각 실시 양태의 와이어그리드형 편광자의 도 1 ～ 도 5 의 설명에 있어서, 볼록조의 제 1 측면을 동 볼록조의 우측의 면으로 하고, 이 제 1 측면에 제 1 흡수층, 제 1 반사층, 나아가서는 하지층을 형성한 예에 대하여 설명하고, 볼록조의 제 2 측면을 동 볼록조의 좌측의 면으로 하고, 이 제 2 측면에 제 2 흡수층, 추가로 제 2 반사층을 형성한 예에 대하여 설명하였지만, 물론 각 도면의 볼록조의 제 1 측면을 동 볼록조의 좌측의 면으로 하고, 볼록조의 제 2 측면을 동 볼록조의 우측의 면으로 해도 된다.
<각 실시형태의 와이어그리드형 편광자의 제조 방법>
〔제 1 실시형태의 와이어그리드형 편광자의 제조 방법〕
제 1 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 광 투과성 기판 (14) 의 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 표면에 제 1 흡수층 (22) 을 형성하고, 그 제 1 흡수층 (22) 의 표면에 제 1 반사층 (20) 을 형성함으로써 제조할 수 있다.
(제 1 흡수층의 형성)
제 1 흡수층 (22) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 볼록조 (12) 의 길이 방향 (L) 에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조 (12) 의 높이 방향 (H) 에 대하여 제 1 측면 (16) 측에 25 ～ 40°의 각도 (θR) 를 이루는 방향 (V1) 으로부터 광 흡수성 재료를, 전술한 증착량이 3 ～ 20 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다.
증착은, 토탈 증착량이 3 ～ 20 ㎚ 가 되는 조건으로, n 회 (단, n 은 2 이상의 정수이다) 로 나누어 실시해도 된다. i 회째 (단, i 는 1 ～ n－1 의 정수이다) 의 각도 (θR i) 와 i＋1 회째의 각도 (θR i ＋1) 는 θR i ＋1 ＜ θR i 인 것이 바람직하다.
증착원으로는, 광 흡수 재료 (니켈, 크롬, 티탄, 텅스텐, 백금, 몰리브덴, 바나듐 등의 저반사성 금속 ; 산화크롬, 산화알루미늄 등의 무기 산화물 ; 질화티탄, 질화규소 등의 무기 질화물 ; 탄화알루미늄, 탄화몰리브덴 등의 무기 탄화물 ; 카본 블랙, 카본 나노 튜브 등의 탄소 화합물 등) 를 들 수 있고, 흡수율의 크기와 고생산성면에서, 니켈, 크롬, 티탄이 바람직하다.
(제 1 반사층의 형성)
제 1 반사층 (20) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 볼록조 (12) 의 길이 방향 (L) 에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조 (12) 의 높이 방향 (H) 에 대하여 제 1 측면 (16) 측에 25 ～ 50°의 각도 (θR) 를 이루는 방향 (V1) 으로부터 금속 재료를, 전술한 증착량이 15 ～ 50 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다.
증착은, 토탈 증착량이 15 ～ 50 ㎚ 가 되는 조건으로, n 회 (단, n 은 2 이상의 정수이다) 로 나누어 실시해도 된다. i 회째 (단, i 는 1 ～ n－1 의 정수이다) 의 각도 (θR i) 와 i＋1 회째의 각도 (θR i ＋1) 는 θR i ＋1 ＜ θR i 인 것이 바람직하다.
증착원으로는, 금속 재료 (알루미늄, 은, 마그네슘, 알루미늄계 합금, 은계 합금 등) 를 들 수 있고, 가시광에 대한 반사율이 높고, 가시광의 흡수가 적으며, 또한 높은 도전율을 갖는 점에서, 알루미늄, 알루미늄계 합금, 은, 마그네슘이 바람직하고, 알루미늄, 알루미늄계 합금이 특히 바람직하다.
〔제 2 실시형태의 와이어그리드형 편광자의 제조 방법〕
제 2 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 광 투과성 기판 (14) 의 볼록조 (12) 의 제 1 측면 (16) 의 표면에 하지층 (24) 을 형성하고, 그 하지층 (24) 의 표면에 제 1 흡수층 (22) 을 형성하며, 그 제 1 흡수층 (22) 의 표면에 제 1 반사층 (20) 을 형성함으로써 제조할 수 있다.
제 2 실시형태에 있어서는, 제 1 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
(하지층의 형성)
하지층 (24) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 볼록조 (12) 의 길이 방향 (L) 에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조 (12) 의 높이 방향 (H) 에 대하여 제 1 측면 (16) 측에 25 ～ 40°의 각도 (θR) 를 이루는 방향 (V1) 으로부터 금속 재료를, 전술한 증착량이 3 ～ 15 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다.
증착은, 토탈 증착량이 3 ～ 15 ㎚ 가 되는 조건으로, n 회 (단, n 은 2 이상의 정수이다) 로 나누어 실시해도 된다. i 회째 (단, i 는 1 ～ n－1 의 정수이다) 의 각도 (θR i) 와 i＋1 회째의 각도 (θR i ＋1) 는 θR i ＋1 ＜ θR i 인 것이 바람직하다.
증착원으로는, 금속 재료 (알루미늄, 은, 마그네슘, 알루미늄계 합금, 은계 합금 등) 를 들 수 있고, 가시광 영역의 고반사율면에서, 알루미늄, 알루미늄계 합금이 바람직하다.
〔제 3 실시형태의 와이어그리드형 편광자의 제조 방법〕
제 3 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 제 1 실시형태의 제조 방법에 하기의 공정을 추가함으로써 제조할 수 있다.
임의의 단계에서, 광 투과성 기판 (14) 의 볼록조 (12) 의 제 2 측면 (18) 의 표면에 제 2 흡수층 (26) 을 형성하는 공정을 추가한다.
제 3 실시형태에 있어서는, 제 1 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
(제 2 흡수층의 형성)
제 2 흡수층 (26) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 볼록조 (12) 의 길이 방향 (L) 에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조 (12) 의 높이 방향 (H) 에 대하여 제 2 측면 (18) 측에 25 ～ 40°의 각도 (θL) 를 이루는 방향 (V2) 으로부터 광 흡수 재료를, 전술한 증착량이 3 ～ 20 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다.
증착은, 토탈 증착량이 3 ～ 20 ㎚ 가 되는 조건으로, n 회 (단, n 은 2 이상의 정수이다) 로 나누어 실시해도 된다. i 회째 (단, i 는 1 ～ n－1 의 정수이다) 의 각도 (θL i) 와 i＋1 회째의 각도 (θL i ＋1) 는 θL i ＋1 ＜ θL i 인 것이 바람직하다.
증착원으로는, 광 흡수 재료 (니켈, 크롬, 티탄, 텅스텐, 백금, 몰리브덴, 바나듐니켈, 크롬, 티탄 등) 를 들 수 있고, 흡수율의 크기와 고생산성면에서, 니켈, 크롬, 티탄이 바람직하다.
〔제 4 실시형태의 와이어그리드형 편광자의 제조 방법〕
제 4 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 제 2 실시형태의 제조 방법에 하기의 공정을 추가함으로써 제조할 수 있다.
임의의 단계에서, 광 투과성 기판 (14) 의 볼록조 (12) 의 제 2 측면 (18) 의 표면에 제 2 흡수층 (26) 을 형성하는 공정을 추가한다.
제 4 실시형태에 있어서는, 제 1 ～ 3 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
〔제 5 실시형태의 와이어그리드형 편광자의 제조 방법〕
제 5 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 는, 제 3 실시형태의 제조 방법에 하기의 공정을 추가함으로써 제조할 수 있다.
임의의 단계에서, 제 2 흡수층 (26) 의 표면에 제 2 반사층 (28) 을 형성하는 공정을 추가한다.
제 5 실시형태에 있어서는, 제 1 ～ 4 실시형태의 와이어그리드형 편광자 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
(제 2 반사층의 형성)
제 2 반사층 (28) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 볼록조 (12) 의 길이 방향 (L) 에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조 (12) 의 높이 방향 (H) 에 대하여 제 2 측면 (18) 측에 25 ～ 50°의 각도 (θL) 를 이루는 방향 (V2) 으로부터 금속 재료를, 전술한 증착량이 15 ～ 50 ㎚ 가 되는 조건으로 증착함으로써 형성할 수 있다.
증착은, 토탈 증착량이 15 ～ 50 ㎚ 가 되는 조건으로, n 회 (단, n 은 2 이상의 정수이다) 로 나누어 실시해도 된다. i 회째 (단, i 는 1 ～ n－1 의 정수이다) 의 각도 (θL i) 와 i＋1 회째의 각도 (θL i ＋1) 는 θL i ＋1 ＜ θL i 인 것이 바람직하다.
증착원으로는, 금속 재료 (알루미늄, 은, 마그네슘, 알루미늄계 합금, 은계 합금 등) 를 들 수 있고, 가시광에 대한 반사율이 높고, 가시광의 흡수가 적으며, 또한 높은 도전율을 갖는 점에서, 알루미늄, 알루미늄계 합금, 은, 마그네슘이 바람직하고, 알루미늄, 알루미늄계 합금이 특히 바람직하다.
제 1 ～ 5 실시형태의 제조 방법에 있어서의 각도 (θR) (θL) 는, 예를 들어, 하기의 증착 장치를 사용함으로써 조정할 수 있다.
볼록조 (12) 의 길이 방향 (L) 에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조 (12) 의 높이 방향 (H) 에 대하여 제 1 측면 (16) (제 2 측면 (18)) 측에 각도 (θR) (θL) 를 이루는 방향 (V1) (V2) 의 연장선 상에 증착원이 위치하도록, 증착원에 대향하여 배치된 광 투과성 기판 (14) 의 기울기를 변경할 수 있는 증착 장치.
이상 설명한 본 발명의 와이어그리드형 편광자에 있어서는, 광 투과성 기판의 표면에 형성된 복수의 볼록조의 단면 형상이, 바닥부로부터 정상부를 향함에 따라 폭이 차츰 좁아지는 형상이며, 또한 그 볼록조의 제 1 측면이 제 1 반사층에 의해 피복되어 있기 때문에, 높은 편광도 및 높은 p 편광 투과율을 나타낸다. 또한, 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복하는 제 1 흡수층이 볼록조와 제 1 반사층 사이에 존재하기 때문에, 이면 s 편광 반사율이 낮다.
또한, 이상 설명한 본 발명의 와이어그리드형 편광자의 제조 방법에 있어서는, 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 1 측면측에 25 ～ 40°의 각도를 이루는 방향으로부터 광 흡수성 재료를, 증착량이 3 ～ 20 ㎚ 가 되는 조건으로 증착하여 제 1 흡수층을 형성하고, 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 1 측면측에 25 ～ 40°의 각도 (θ) 를 이루는 방향으로부터 금속 재료를, 증착량이 15 ～ 50 ㎚ 가 되는 조건으로 증착하여 제 1 반사층을 형성하고 있기 때문에, 편광도 및 p 편광 투과율이 높고, 이면 s 편광 반사율이 낮은 와이어그리드형 편광자를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
<액정 표시 장치>
본 발명의 액정 표시 장치는, 1 쌍의 기판 사이에 액정층을 협지한 액정 패널과, 백라이트 유닛과, 볼록조가 형성된 측의 면이 백라이트 유닛측이 되고, 볼록조가 형성되어 있지 않은 측의 면이 액정 표시 장치의 시인측이 되도록 배치된 상기 본 발명의 와이어그리드형 편광자를 갖는 것이다.
와이어그리드형 편광자는, 액정 패널의 일방의 표면에 배치되어 있어도 되고, 백라이트 유닛측의 액정 패널의 표면에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 와이어그리드형 편광자는, 일본 공개특허공보 2006-139283호의 도 15 등에 기재되어 있는 바와 같이, 액정 패널의 1 쌍의 기판 중 일방의 기판과 일체화된 상태로 배치되어 있어도 되고, 백라이트 유닛측의 액정 패널의 상기 기판과 일체화되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 와이어그리드형 편광자는, 일본 특허공보 제4412388호의 도 14 등에 기재되어 있는 바와 같이, 액정 패널의 1 쌍의 기판 중 일방의 기판의 액정층측, 즉 액정 패널의 내부에 배치되어 있어도 되고, 액정 패널의 1 쌍의 기판 중 백라이트 유닛측의 기판의 액정층측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 박형화면에서, 와이어그리드형 편광자가 배치된 측과는 반대측의 액정 패널의 표면에 흡수형 편광자를 갖는 것이 바람직하다.
흡수형 편광자는, 백라이트 유닛측과는 반대측의 액정 패널의 표면에 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다.
도 7 은, 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 단면도이다. 액정 표시 장치 (30) 는, 1 쌍의 기판 (31), 기판 (32) 사이에 액정층 (33) 을 협지한 액정 패널 (34) 과, 백라이트 유닛 (35) 과, 백라이트 유닛 (35) 측의 액정 패널 (34) 의 표면에 첩착된 본 발명의 제조 방법으로 얻어진 와이어그리드형 편광자 (10) 와, 백라이트 유닛 (35) 측과는 반대측의 액정 패널 (34) 의 표면에 첩착된 흡수형 편광자 (36) 를 갖는다.
이상 설명한 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 편광도 및 p 편광 투과율이 높은 와이어그리드형 편광자를 갖기 때문에, 휘도가 높다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 일방의 면 (볼록조가 형성된 측의 면, 즉 표면) 의 s 편광 반사율이 높으며, 또한 타방의 면 (볼록조가 형성되어 있지 않은 측의 면, 즉 이면) 의 s 편광 반사율이 낮은 본 발명의 제조 방법으로 얻어진 와이어그리드형 편광자가, 볼록조가 형성된 측의 면이 백라이트 유닛측이 되고, 볼록조가 형성되어 있지 않은 측의 면이 액정 표시 장치의 시인측이 되도록 배치되어 있기 때문에, 콘트라스트의 저하가 억제된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
예 1 ～ 30 은 실시예이며, 예 31 ～ 34 는 비교예이다.
(볼록조 및 각 층의 각 치수)
볼록조 및 각 층의 각 치수는, 와이어그리드형 편광자의 단면의 투과형 전자 현미경 이미지에 있어서, 5 개의 볼록조 및 그 볼록조 상의 각 층에 있어서의 각 치수의 최대값 (단, Dr1, Dr2, Db1, Da1 및 Da2 는 상기에서 정의한 값) 을 측정하고, 5 개의 그 최대값을 평균내어 구하였다.
(p 편광 투과율)
p 편광 투과율은, 자외 가시 분광 광도계 (JASCO 사 제조, V-7200) 를 사용하여 측정하였다. 측정은, 부속의 편광자를, 광원과 와이어그리드형 편광자 사이에, 와이어그리드형 편광자의 금속 세선의 장축에 흡수축이 평행한 방향으로 세팅하고, 와이어그리드형 편광자의 표면측 (볼록조가 형성된 측) 또는 이면측 (볼록조가 형성되어 있지 않은 측) 으로부터 편광을 입사되여 실시하였다. 측정 파장은 450 ㎚, 550 ㎚, 700 ㎚ 로 하였다.
p 편광 투과율이 40 ％ 이상을 S 로 하고, 35 ％ 이상 40 ％ 미만을 A 로 하며, 30 ％ 이상 35 ％ 미만을 B 로 하고, 30 ％ 미만을 X 로 하였다.
(s 편광 반사율)
s 편광 반사율은, 자외 가시 분광 광도계 (JASCO 사 제조, V-7200) 를 사용하여 측정하였다. 측정은, 부속의 편광자를, 광원과 와이어그리드형 편광자 사이에, 와이어그리드형 편광자의 금속 세선의 장축에 흡수축이 직행하는 방향으로 세팅하고, 와이어그리드형 편광자의 표면 또는 이면에 대하여, 5 도의 각도로 편광을 입사되여 실시하였다. 측정 파장은 450 ㎚, 550 ㎚, 700 ㎚ 로 하였다.
표면 s 편광 반사율이 40 ％ 이상을 S 로 하고, 35 ％ 이상 40 ％ 미만을 A 로 하며, 30 ％ 이상 35 ％ 미만을 B 로 하였다.
또한, 이면 s 편광 반사율이 10 ％ 미만을 S 로 하고, 10 ％ 이상 20 ％ 미만을 A 로 하며, 20 ％ 이상을 B 로 하고, 20 ％ 미만을 X 로 하였다.
(편광도)
편광도는, 하기 식으로부터 계산하였다.
편광도 ＝ ((Tp － Ts)/(Tp ＋ Ts))0.5
단, Tp 는 표면 p 편광 투과율이며, Ts 는 표면 s 편광 투과율이다.
편광도가 99.5 ％ 이상을 S 로 하고, 99.2 ％ 이상 99.5 ％ 미만을 A 로 하며, 99 ％ 이상 99.2 ％ 미만을 B 로 하고, 99 ％ 미만을 X 로 하였다.
(휘도)
휘도는 이하의 방법으로 측정하였다.
2 인치 사이즈의 LED 사이드 라이트형 백라이트 상에, 와이어그리드형 편광자, 액정 셀을 순서대로 중첩하였다. 와이어그리드형 편광자는, 이면측이 액정 셀측이 되도록 설치하였다. 액정 셀로는, 상측에만 요오드계 편광판을 구비한 것을 사용하였다.
암실 내에서 백라이트 및 액정 셀을 동작시켰다. 액정 셀의 전체면의 표시를 백색 표시로 하고, 점등 10 분 후의 중심 휘도 (B31) 를, 색채 휘도계 (톱콘 사 제조, BM-5AS) 를 사용하여 시야각 0.1°에서 측정하였다. 이어서, 액정 셀의 전체면의 표시를 흑색 표시로 하고, 그 때의 휘도 (B32) 를 측정하였다.
동일한 백라이트를 사용하고, 이 위에 상측 및 하측에 요오드계 편광판을 구비한 액정 셀을 중첩하였다. 암실 내에서 백라이트 및 액정 셀을 동작시켜, 동일하게 액정 셀의 전체면의 표시를 백색 표시로 하였을 때의 중심 휘도 (B21) 를 측정하였다.
상기 측정에서 얻어진 값을 사용하여, 하기 식으로부터 휘도 향상률을 구하였다.
휘도 향상률 ＝ (B32 － B21)/B21 × 100
휘도 향상률이 25 ％ 이상을 S 로 하고, 20 ％ 이상 25 ％ 미만을 A 로 하며, 15 ％ 이상 20 ％ 미만을 B 로 하고, 15 ％ 미만을 X 로 하였다.
(콘트라스트)
상기 측정에서 얻어진 값을 사용하여, 하기 식으로부터 콘트라스트를 구하였다.
콘트라스트 ＝ B31/B32
콘트라스트가 1000 이상을 S 로 하고, 500 이상 1000 미만을 A 로 하며, 300 이상 500 미만을 B 로 하고, 300 ％ 미만을 X 로 하였다.
(광 흡수성 재료의 흡수율의 측정)
광 흡수성 재료의 흡수율은, 이하의 방법으로 추측하였다.
(니켈의 흡수율)
진공 증착 장치 (쇼와 진공사 제조, SEC-16CM) 의 내부에, 두께 : 0.55 ㎜ 의 5 인치 석영 웨이퍼를, 타깃에 대하여 수평으로 세팅하고, 압력 : 1.2 × 10-4 ㎩ 의 조건하에서 석영 웨이퍼 상에 니켈을 두께가 60 ㎚ 가 되도록 증착하였다.
자외 가시 분광 광도계 (JASCO 사 제조, V-7200) 를 사용하여, 상면에 니켈 박막이 형성된 석영 웨이퍼의 파장 550 ㎚ 에서의 투과율, 반사율을 구하였다. 석영 웨이퍼를 블랭크로 하였다.
흡수율은 하기 식으로부터 추산하였다.
파장 550 ㎚ 의 광의 흡수율 (％) ＝ 100 － 파장 550 ㎚ 의 광의 투과율 (％) － 파장 550 ㎚ 의 광의 반사율 (％)
투과율 : 1 ％, 반사율 : 25 ％, 흡수율 : 74 ％
(티탄의 흡수율)
니켈과 동일한 방법으로 흡수율을 추산하였다.
투과율 : 0.5 ％, 반사율 : 18 ％, 흡수율 : 81.5 ％
(크롬의 흡수율)
니켈과 동일한 방법으로 흡수율을 추산하였다.
투과율 : 2 ％, 반사율 : 15 ％, 흡수율 : 87 ％
(알루미늄의 흡수율)
니켈과 동일한 방법으로 흡수율을 추산하였다.
투과율 : 0 ％, 반사율 : 95 ％, 흡수율 : 5 ％
(광경화성 조성물의 조제)
교반기 및 냉각관을 장착한 1000 ㎖ 의 4 구 플라스크에,
단량체 1 (신나카무라 화학 공업사 제조, NK 에스테르 A-DPH, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트) 60 g,
단량체 2 (신나카무라 화학 공업사 제조, NK 에스테르 A-NPG, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트) 40 g,
광중합 개시제 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조, IRGACURE 907) 4.0 g,
함불소 계면 활성제 (아사히 가라스사 제조, 플루오로아크릴레이트 (CH2 ＝ CHCOO(CH2)2(CF2)8F) 와 부틸아크릴레이트의 코올리고머, 불소 함유량 : 약 30 질량 ％, 질량 평균 분자량 : 약 3000) 0.1 g,
중합 금지제 (와코 순약사 제조, Q1301) 1.0 g, 및
시클로헥사논 65.0 g 을 넣었다.
플라스크 내를 상온 및 차광으로 한 상태에서, 1 시간 교반하여 균일화하였다. 이어서, 플라스크 내를 교반하면서, 콜로이드 형상 실리카 100 g (고형분 : 30 g) 을 천천히 첨가하고, 추가로 플라스크 내를 상온 및 차광으로 한 상태에서 1 시간 교반하여 균일화하였다. 이어서, 시클로헥사논 340 g 을 첨가하고, 플라스크 내를 상온 및 차광으로 한 상태에서 1 시간 교반하여 광경화성 조성물 1 의 용액을 얻었다.
〔예 1〕
두께 100 ㎛ 의 고투과 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름 (테이진 듀퐁사 제조, 테이진 테토론 O3, 100 ㎜ × 100 ㎜) 의 표면에, 광경화성 조성물 1 을 스핀 코트법에 의해 도포하여, 두께 5 ㎛ 의 광경화성 조성물 1 의 도막을 형성하였다.
복수의 홈이, 그 홈 사이에 형성되는 평탄부를 개재하여 서로 평행하게 또한 소정의 피치로 형성된 석영제 몰드 (면적 : 150 ㎜ × 150 ㎜, 패턴 면적 : 100 ㎜ × 100 ㎜, 홈의 피치 (Pp) : 140 ㎚, 홈의 상부의 폭 (Dpb) : 60 ㎚, 홈의 바닥부의 폭 (Dpt) : 20 ㎚, 홈의 깊이 (Hp) : 200 ㎚, 홈의 길이 : 100 ㎜, 홈의 단면 형상 : 대략 사다리꼴) 를, 홈이 광경화성 조성물 1 의 도막에 접하도록, 25 ℃ 에서 0.5 ㎫ (게이지압) 로 광경화성 조성물 1 의 도막에 가압하였다.
그 상태를 유지한 채로, PET 필름측으로부터 고압 수은등 (주파수 : 1.5 ㎑ ～ 2.0 ㎑, 주파장광 : 255 ㎚, 315 ㎚ 및 365 ㎚, 365 ㎚ 에 있어서의 조사 에너지 : 1000 mJ) 의 광을 15 초간 조사하여, 광경화성 조성물 1 을 경화시키고, 석영제 몰드의 홈에 대응하는 복수의 볼록조 및 그 볼록조 사이의 평탄부를 갖는 광 투과성 기판 1 (볼록조의 피치 (Pp) : 140 ㎚, 볼록조의 바닥부의 폭 (Dpb) : 60 ㎚, 볼록조의 정상부의 폭 (Dpt) : 20 ㎚, 볼록조의 높이 (Hp) : 200 ㎚, θ1 및 θ2 : 84°) 을 제작하였다. 광 투과성 기판 1 로부터 석영제 몰드를 천천히 분리하였다.
증착원에 대향하는 광 투과성 기판 1 의 기울기를 변경할 수 있는 진공 증착 장치 (쇼와 진공사 제조, SEC-16CM) 를 사용하여, 압력 : 1.2 × 10-4 ㎩ 의 조건하에서 광 투과성 기판 1 의 볼록조의 제 1 측면에, 증착 1 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 니켈을 증착시켜 제 1 흡수층을 형성하고, 이어서 상기 제 1 흡수층면 상에 증착 2 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 제 1 반사층을 형성하여, 이면에 PET 필름이 첩착된 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
또한, 증착량 (t) 은, 수정 진동자를 막두께 센서로 하는 막두께 모니터에 의해 측정하였다.
〔예 2, 3〕
제 1 흡수층을 형성하는 니켈을 티탄 또는 크롬으로 변경한 것 이외에는, 예 1 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 4〕
제 1 반사층을 형성할 때의 각도 (θR) 를 표 1 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 1 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 5〕
압력 : 1.2 × 10-4 ㎩ 의 조건하에서 예 1 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 1 의 볼록조의 제 1 측면에, 증착 1 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 하지층을 형성하며, 이어서 상기 하지층면 상에 증착 2 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 니켈을 증착시켜 제 1 흡수층을 형성하고, 이어서 상기 제 1 흡수층면 상에 증착 3 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 제 1 반사층을 형성하여, 이면에 PET 필름이 첩착된 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 6, 7〕
제 1 흡수층을 형성하는 니켈을 티탄 또는 크롬으로 변경한 것 이외에는, 예 5 와 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 8〕
제 1 반사층을 형성할 때의 각도 (θR) 를 표 1 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 6 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 9〕
압력 : 1.2 × 10-4 ㎩ 의 조건하에서 예 1 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 1 의 볼록조의 제 2 측면에, 증착 1 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θL) 및 증착량 (t) 으로 니켈을 증착시켜 제 2 흡수층을 형성하고, 이어서 상기 볼록조의 제 1 측면에 증착 2 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 니켈을 증착시켜 제 1 흡수층을 형성하고, 이어서 증착 3 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 제 1 반사층을 형성하여, 이면에 PET 필름이 첩착된 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 10, 11〕
제 1 흡수층 및 제 2 흡수층을 형성하는 니켈을 티탄 또는 크롬으로 변경한 것 이외에는, 예 9 와 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 12〕
제 1 반사층을 형성할 때의 각도 (θR) 를 표 1 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 10 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 13〕
압력 : 1.2 × 10-4 ㎩ 의 조건하에서 예 1 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 1 의 볼록조의 제 1 측면에, 증착 1 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 하지층을 형성하고, 이어서 상기 볼록조의 제 2 측면에 증착 2 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θL) 및 증착량 (t) 으로 니켈을 증착시켜 제 2 흡수층을 형성하며, 이어서 상기 하지층면 상에 증착 3 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 니켈을 증착시켜 제 1 흡수층을 형성하고, 이어서 상기 제 1 흡수층면 상에 증착 4 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 제 1 반사층을 형성하여, 이면에 PET 필름이 첩착된 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 14, 15〕
제 1 흡수층 및 제 2 흡수층을 형성하는 니켈을 티탄 또는 크롬으로 변경한 것 이외에는, 예 13 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 16〕
제 1 반사층을 형성할 때의 각도 (θR) 를 표 1 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 14 와 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 17〕
압력 : 1.2 × 10-4 ㎩ 의 조건하에서 예 1 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 1 의 볼록조의 제 1 측면에, 증착 1 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 니켈을 증착시켜 제 1 흡수층을 형성하고, 이어서 상기 볼록조의 제 2 측면에 증착 2 회째로서 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θL) 및 증착량 (t) 으로 니켈을 증착시켜 제 2 흡수층을 형성하며, 이어서 상기 제 1 흡수층면 상에 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 제 1 반사층을 형성하고, 이어서 상기 제 2 흡수층면 상에 표 1 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θL) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 제 2 반사층을 형성하여, 이면에 PET 필름이 첩착된 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 18, 19〕
제 1 흡수층 및 제 2 흡수층을 형성하는 니켈을 티탄 또는 크롬으로 변경한 것 이외에는, 예 17 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 20〕
제 2 반사층을 형성할 때의 각도 (θL) 를 표 1 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 18 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 21〕
몰드로서, 복수의 홈이, 그 홈 사이에 형성되는 평탄부를 개재하여 서로 평행하게 또한 소정의 피치로 형성된 석영제 몰드 (면적 : 150 ㎜ × 150 ㎜, 패턴 면적 : 100 ㎜ × 100 ㎜, 홈의 피치 (Pp) : 140 ㎚, 홈의 폭 (Dpb) : 60 ㎚, 홈의 깊이 (Hp) : 200 ㎚, 홈의 길이 : 100 ㎜, 홈의 단면 형상 : 대략 이등변 삼각형) 를 사용한 것 이외에는, 예 1 과 동일하게 하여 석영제 몰드의 홈에 대응하는 복수의 볼록조 및 그 볼록조 사이의 평탄부를 갖는 광 투과성 기판 2 (볼록조의 피치 (Pp) : 140 ㎚, 볼록조의 폭 (Dpb) : 60 ㎚, 볼록조의 높이 (Hp) : 200 ㎚, θ1 및 θ2 : 87°) 를 제작하였다.
광 투과성 기판 2 를 사용한 것 이외에는, 예 1 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 22〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용하고, 제 1 반사층을 형성할 때의 각도 (θR) 를 표 2 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 1 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 23〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용한 것 이외에는, 예 5 와 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 24〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용하고, 제 1 반사층을 형성할 때의 각도 (θR) 를 표 2 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 5 와 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 25〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용한 것 이외에는, 예 9 와 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 26〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용하고, 제 1 반사층을 형성할 때의 각도 (θR) 를 표 2 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 9 와 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 27〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용한 것 이외에는, 예 13 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 28〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용하고, 제 1 반사층을 형성할 때의 각도 (θR) 를 표 2 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 13 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 29〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용한 것 이외에는, 예 17 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 30〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용하고, 제 1 반사층을 형성할 때의 각도 (θR) 와 제 2 반사층을 형성할 때의 각도 (θL) 를 표 2 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 17 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 31〕
몰드로서, 복수의 홈이, 그 홈 사이에 형성되는 평탄부를 개재하여 서로 평행하게 또한 소정의 피치로 형성된 석영제 몰드 (면적 : 150 ㎜ × 150 ㎜, 패턴 면적 : 100 ㎜ × 100 ㎜, 홈의 피치 (Pp) : 150 ㎚, 홈의 폭 (Dpb) : 60 ㎚, 홈의 깊이 (Hp) : 200 ㎚, 홈의 길이 : 100 ㎜, 홈의 단면 형상 : 직사각형) 를 사용한 것 이외에는, 예 1 과 동일하게 하여 석영제 몰드의 홈에 대응하는 복수의 볼록조 및 그 볼록조 사이의 평탄부를 갖는 광 투과성 기판 3 (볼록조의 피치 (Pp) : 150 ㎚, 볼록조의 폭 (Dpb) : 60 ㎚, 볼록조의 높이 (Hp) : 200 ㎚, θ1 및 θ2 : 90°) 을 제작하였다.
광 경화성 기판 (3) 을 사용하고, 예 1 과 동일한 진공 증착 장치를 사용하여, 압력 : 1.2 × 10-4 ㎩ 의 조건하에서 0.2 ㎚/sec 의 산소를 도입하면서, 광 투과성 기판 3 의 볼록조의 제 1 측면에, 증착 1 회째로서 표 2 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로, 크롬을 산화시키면서 증착시켜 제 1 흡수층 (산화크롬층) 을 형성하였다. 이어서, 산소의 도입을 멈추고, 상기 제 1 흡수층면 상에 표 2 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 제 1 반사층 (알루미늄층) 을 형성하여, 이면에 PET 필름이 첩착된 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
산화크롬층 및 최외층인 알루미늄층은, 볼록조의 정상부 부근에만 형성되어 있었다. 산화크롬층의 볼록조의 폭 방향 최대폭은 67 ㎚ 이며, 높이는 45 ㎚ 였다. 알루미늄층의 볼록조의 폭 방향 최대폭은 75 ㎚ 이며, 높이는 117 ㎚ 였다.
〔예 32〕
예 31 에서 제작한 광 투과성 기판 3 을 사용하고, 예 1 과 동일한 진공 증착 장치를 사용하여, 압력 : 1.2 × 10-4 ㎩ 의 조건하에서 광 투과성 기판 3 의 볼록조의 제 1 측면에, 증착 1 회째로서 표 2 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 제 1 반사층 (알루미늄층) 을 형성하였다. 이어서, 0.2 ㎚/sec 의 산소를 도입하면서, 상기 제 1 반사층면 상에 표 2 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 크롬을 산화시키면서 증착시켜 제 1 흡수층 (산화크롬층) 을 형성하여, 이면에 PET 필름이 첩착된 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
알루미늄층 및 최외층인 산화크롬층은, 볼록조의 정상부 부근에만 형성되어 있었다. 알루미늄층의 볼록조의 폭 방향 최대폭은 70 ㎚ 이며, 높이는 116 ㎚ 였다. 최외층인 산화크롬층의 볼록조의 폭 방향 최대폭은 74 ㎚ 이며, 높이는 20 ㎚ 였다.
〔예 33〕
예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 를 사용하고, 제 1 흡수층을 형성할 때의 각도 (θR) 를 표 2 에 나타내는 각도로 한 것 이외에는, 예 1 과 동일하게 하여 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔예 34〕
압력 : 1.2 × 10-4 ㎩ 의 조건하에서 예 21 과 동일하게 하여 제작한 광 투과성 기판 2 의 볼록조에, 표 2 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θR) 및 증착량 (t) 으로 알루미늄을 증착시켜 제 1 반사층을 형성하고, 이어서 표 2 에 나타내는 방향 (V), 각도 (θL) 및 증착량 (t) 으로 니켈을 증착시켜 제 1 흡수층을 형성하여, 이면에 PET 필름이 첩착된 와이어그리드형 편광자를 얻었다.
〔측정, 평가〕
예 1 ～ 34 의 와이어그리드형 편광자에 대하여, 각 층의 각 치수를 측정하였다. 결과를 표 3, 4 에 나타낸다.
또한, 예 1 ～ 34 의 와이어그리드형 편광자에 대하여, 투과율, 반사율, 편광도, 휘도, 콘트라스트를 측정하였다. 결과를 표 5, 6 에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
산업상 이용가능성
본 발명의 와이어그리드형 편광자는, 액정 표시 장치, 리어 프로젝션 텔레비전, 프론트 프로젝터 등의 화상 표시 장치의 편광자로서 유용하다.
또한, 2009년 4월 30일에 출원된 일본 특허출원 2009-111487호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 개시로서 도입하는 것이다.
10 : 와이어그리드형 편광자
12 : 볼록조
13 : 평탄부
14 : 광 투과성 기판
16 : 제 1 측면
18 : 제 2 측면
19 : 정상부
20 : 제 1 반사층
22 : 제 1 흡수층
24 : 하지층
26 : 제 2 흡수층
28 : 제 2 반사층
30 : 액정 표시 장치
31 : 기판
32 : 기판
33 : 액정층
34 : 액정 패널
35 : 백라이트 유닛
36 : 흡수형 편광자

Claims (21)

  1. 바닥부로부터 정상부를 향함에 따라 폭이 차츰 좁아지는 복수의 볼록조가, 그 볼록조 사이에 형성되는 평탄부를 개재하여 서로 평행하게, 또한 소정의 피치로 표면에 형성된 광 투과성 기판과,
    상기 볼록조의 제 1 측면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층과,
    상기 볼록조와 상기 제 1 반사층 사이에 존재하며, 상기 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복하는, 상기 금속 재료보다 광을 흡수하는 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층을 갖는, 와이어그리드형 편광자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 흡수층의 두께가 3 ～ 20 ㎚ 인, 와이어그리드형 편광자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 볼록조와 상기 제 1 흡수층 사이에 존재하며, 상기 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 하지층을 추가로 갖는, 와이어그리드형 편광자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록조의 제 2 측면의 전체면을 피복하는, 상기 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 2 흡수층을 추가로 갖는 와이어그리드형 편광자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 흡수층의 표면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 2 반사층을 추가로 갖는, 와이어그리드형 편광자.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록조의 길이 방향에 직교하는 단면 형상이 삼각형 또는 사다리꼴인, 와이어그리드형 편광자.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피치 (Pp) 가 300 ㎚ 이하인, 와이어그리드형 편광자.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 반사층의 두께가 3 ～ 20 ㎚ 인, 와이어그리드형 편광자.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록조의 바닥부의 폭 (Dpb) 과 그 Dpb 와 볼록조 사이에 형성된 평탄부의 폭의 합계 길이 (Pp) 의 비 (Dpb/Pp) 가 0.1 ～ 0.7 인, 와이어그리드형 편광자.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록조의 바닥부의 폭을 Dpb 로 하고, 그 Dpb 와 볼록조 사이에 형성된 평탄부의 폭의 합계 길이를 Pp 로 하며, 제 1 반사층의 볼록조의 폭 방향 두께의 최대값을 Dr1 로 하였을 때, Dr1 이 하기 식을 만족하는, 와이어그리드형 편광자.
    0.2 × (Pp － Dpb) ≤ Dr1 ≤ 0.5 × (Pp － Dpb)
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록조의 제 1 측면에 형성된 제 1 반사층의 높이 (Hr1) 와 상기 볼록조의 높이 (Hp) 의 비 (Hr1/Hp) 가 0.5 ～ 1.0 인, 와이어그리드형 편광자.
  12. 바닥부로부터 정상부를 향함에 따라 폭이 차츰 좁아지는 복수의 볼록조가, 그 볼록조 사이에 형성되는 평탄부를 개재하여 서로 평행하게, 또한 소정의 피치로 표면에 형성된 광 투과성 기판과, 상기 볼록조의 제 1 측면을 피복하는, 금속 재료로 이루어지는 제 1 반사층과, 상기 볼록조와 상기 제 1 반사층 사이에 존재하며, 상기 볼록조의 제 1 측면의 전체면을 피복하는, 상기 금속 재료보다 광을 흡수하는 광 흡수성 재료로 이루어지는 제 1 흡수층을 갖는 와이어그리드형 편광자를 제조하는 방법으로서,
    상기 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 상기 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 1 측면측에 25 ～ 40°의 각도를 이루는 방향으로부터 상기 광 흡수 재료를, 증착량이 3 ～ 20 ㎚ 가 되는 조건으로 증착하여 상기 제 1 흡수층을 형성하고,
    상기 볼록조의 길이 방향에 대하여 대략 직교하며, 또한 상기 볼록조의 높이 방향에 대하여 제 1 측면측에 25 ～ 50°의 각도를 이루는 방향으로부터 상기 금속 재료를, 증착량이 15 ～ 50 ㎚ 가 되는 조건으로 증착하여 상기 제 1 반사층을 형성하는, 와이어그리드형 편광자의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 볼록조의 길이 방향에 직교하는 단면 형상이 삼각형 또는 사다리꼴인, 와이어그리드형 편광자의 제조 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 볼록조가 광경화 수지 또는 열가소성 수지로 이루어지고, 임프린트법으로 형성되는, 와이어그리드형 편광자의 제조 방법.
  15. 1 쌍의 기판 사이에 액정층을 협지한 액정 패널과,
    백라이트 유닛과,
    볼록조가 형성된 측의 면이 상기 백라이트 유닛측이 되고, 볼록조가 형성되어 있지 않은 측의 면이 액정 표시 장치의 시인측이 되도록 배치된 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 와이어그리드형 편광자를 갖는, 액정 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    흡수형 편광자를 추가로 갖고,
    상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 액정 패널의 일방의 표면에 배치되며,
    상기 흡수형 편광자가, 상기 와이어그리드형 편광자가 배치된 측과는 반대측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 백라이트 유닛측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되고,
    상기 흡수형 편광자가, 상기 백라이트 유닛측과는 반대측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    흡수형 편광자를 추가로 갖고,
    상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 액정 패널의 상기 1 쌍의 기판 중 일방의 기판과 일체화되며,
    상기 흡수형 편광자가, 상기 와이어그리드형 편광자가 일체화된 측과는 반대측의 상기 액정 패널의 기판 표면에 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 백라이트 유닛측의 상기 액정 패널의 상기 기판과 일체화되고,
    상기 흡수형 편광자가, 상기 백라이트 유닛측과는 반대측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    흡수형 편광자를 추가로 갖고,
    상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 액정 패널의 상기 1 쌍의 기판 중 일방의 기판의 액정층측에 배치되며,
    상기 흡수형 편광자가, 상기 와이어그리드형 편광자가 배치된 측과는 반대측의 상기 액정 패널의 기판 표면에 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 와이어그리드형 편광자가, 상기 액정 패널의 상기 1 쌍의 기판 중 상기 백라이트 유닛측의 기판의 액정층측에 배치되고,
    상기 흡수형 편광자가, 상기 백라이트 유닛측과는 반대측의 상기 액정 패널의 표면에 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
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