ワイヤグリッド偏光板
【課題】特別な工程を施すことなく、優れた耐候性を有するワイヤグリッド偏光板を提供すること。
【解決手段】本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部１ａを有する基材１と、前記格子状凸部１ａを含む領域上に設けられた誘電体層２と、前記誘電体層２上に設けられた金属ワイヤ３と、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤ３は、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内となるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【解決手段】本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部１ａを有する基材１と、前記格子状凸部１ａを含む領域上に設けられた誘電体層２と、前記誘電体層２上に設けられた金属ワイヤ３と、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤ３は、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内となるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格子状凸部を有するワイヤグリッド偏光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のフォトリソグラフィー技術の発達により、光の波長レベルのピッチを有する微細構造パターンを形成することができるようになってきた。このように非常に狭いピッチのパターンを有する部材や製品は、半導体分野だけでなく、光学分野において利用範囲が広く有用である。
【０００３】
例えば、基板上に金属などの導電体線が特定のピッチで格子状に配列したワイヤグリッドは、そのピッチが入射光（例えば、可視光の波長４００ｎｍから８００ｎｍ）に比べてかなり小さい場合（例えば、２分の１以下）であれば、導電体線に対して平行に振動する電場ベクトル成分をほとんど反射し、垂直な電場ベクトル成分をほとんど透過させるため、単一偏光を作り出すワイヤグリッド偏光板として使用できる。このようなワイヤグリッド偏光板は、透過しない光を反射して再利用することができるので、光の有効利用の観点からも望ましいものである。このようなワイヤグリッド偏光板として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。
【特許文献１】特開２００６−３４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ワイヤグリッド偏光板は、高温、低温、あるいは高湿などの環境に晒されると、透過率や偏光度などの光学特性が低下する。このような問題に対しては、金属ワイヤに意図的に自然酸化被膜を形成させたり、金属ワイヤに有機保護膜をコーティングしたり、金属ワイヤをガラスで保護したりする耐候性向上処理を施すことが考えられている。しかしながら、これらの方法では、ワイヤグリッド偏光板を作製した後に、別工程で耐候性向上処理を施す必要がある。また、金属ワイヤをガラスで保護する方法では、ワイヤグリッド偏光板の厚みも増してしまう。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、特別な工程を施すことなく、優れた耐候性を有するワイヤグリッド偏光板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内となるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度８５℃、湿度９０％の恒温槽に２５００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度１２０℃の恒温槽に５０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度−４０℃の恒温槽に１０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明のワイヤグリッド偏光板においては、前記合金は、アルミニウム合金であり、前記不純物がシリコン、マグネシウム、マンガン、及び鉄からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素であることが好ましい。
【００１１】
本発明のワイヤグリッド偏光板においては、前記合金中の前記不純物の含有量が０．０５重量％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のワイヤグリッド偏光板によれば、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内となるような含有量で前記不純物を含むので、特別な工程を施すことなく、優れた耐候性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の一部を示す断面図である。このワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部１ａを有する基材１と、基材１上に設けられた誘電体層２と、誘電体層２上に立設された金属ワイヤ３とから主に構成されている。なお、誘電体層２は必ずしも設けなくても良い。
【００１４】
基材１に用いる素材は、可視光領域で実質的に透明な素材であればよいが、加工性に優れた樹脂であることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ）、架橋ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂などの非晶性熱可塑性樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの結晶性熱可塑性樹脂や、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。また、基材１として、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂と、ガラスなどの無機基板、上記熱可塑性樹脂、トリアセテート樹脂とを組み合わせた複合基材を用いても良い。
【００１５】
基材１の格子状凸部１ａのピッチｐは、可視光領域の広帯域にわたる偏光特性を考慮すると、１５０ｎｍ以下であり、好ましくは８０ｎｍから１２０ｎｍである。ピッチｐが小さくなるほど偏光特性が良くなるが、可視光に対しては８０ｎｍから１２０ｎｍのピッチｐで十分な偏光特性が得られる。４００ｎｍ近傍の短波長光の偏光特性を重視しない場合は、ピッチｐを１５０ｎｍ程度まで大きくしても良い。
【００１６】
格子状凸部１ａのピッチｐは、熱可塑性樹脂を基材１に用いた場合、基材１に格子状凸部形状を付与した後に施す延伸加工の条件を調整することにより制御することができる。なお、本発明において、基材１の格子状凸部１ａのピッチｐと、誘電体層２のピッチと、金属ワイヤ３のピッチとは、本発明のワイヤグリッドのピッチとほぼ等しく、同じピッチをとることができる。
【００１７】
基材１の格子状凸部１ａの断面形状に制限はない。これらの断面形状は、例えば、台形、矩形、方形、プリズム状や、半円状などの正弦波状を挙げることができる。ここで、正弦波状とは凹部と凸部の繰り返しからなる曲線部をもつことを意味する。なお、曲線部は湾曲した曲線であればよく、例えば、凸部にくびれがある形状も正弦波状に含める。また、基材１の格子状凸部１ａ及びその側面の少なくとも一部を誘電体が覆いやすくする観点から、前記形状の端部又は頂点、谷は緩やかな曲率をもって湾曲していることが好ましい。また、基材１と誘電体層２との密着強度を高くする観点から、これらの断面形状は正弦波状であることがより好ましい。
【００１８】
基材１に格子状凸部を設ける方法としては、例えば、表面に１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する被延伸部材を、前記凹凸格子の長手方向（格子状凸部の格子と平行な方向）と略直交する方向の前記被延伸部材の幅を自由にした状態で前記長手方向と略平行な方向に自由端一軸延伸加工する方法が挙げられる。この結果、前記被延伸部材の凹凸格子の凸部のピッチが縮小され、ピッチが約１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する基材（延伸済み部材）が得られる。格子状凸部のピッチは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲に設定するが、要求する格子状凸部のピッチや延伸倍率に応じて適宜変更することができる。
【００１９】
また、表面に１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する被延伸部材を得るには、レーザ光を用いた干渉露光法や切削法などで形成した、１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する型を用いて、被延伸部材にその凹凸格子形状を熱プレスなどの方法で転写すれば良い。なお、干渉露光法とは、特定の波長のレーザ光を角度θ’の２つの方向から照射して形成される干渉縞を利用した露光法であり、角度θ’を変化させることで使用するレーザの波長で制限される範囲内で色々なピッチを有する凹凸格子の構造を得ることができる。干渉露光に使用できるレーザとしては、ＴＥＭ００モードのレーザに限定され、ＴＥＭ００モードのレーザ発振できる紫外光レーザとしては、アルゴンレーザ（波長３６４ｎｍ，３５１ｎｍ，３３３ｎｍ）や、ＹＡＧレーザの４倍波（波長２６６ｎｍ）などが挙げられる。
【００２０】
あるいは、基材１に格子状凸部を設ける方法としては、表面にピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する型を用いて、基材の表面に格子状凸部を転写して成型する方法が挙げられる。ここで、表面にピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する型は、前記方法により得た、ピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する基材を、順に導電化処理、メッキ処理、樹脂基材の除去処理を施すことで作製することができる。
【００２１】
誘電体層２を構成する誘電体は、可視光領域で実質的に透明な誘電体であれば良い。基材１を構成する材料及び金属ワイヤ３を構成する金属との間の密着性が強い誘電体材料を好適に用いることができる。例えば、珪素（Ｓｉ）の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はその複合物や、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニア（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、バリウム（Ｂａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）などの金属の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はそれらの複合物（誘電体単体に他の元素、単体又は化合物が混ざった誘電体）を用いることができる。
【００２２】
誘電体層２を、格子状凸部１ａを有する基材１の格子状凸部を含んだ領域上に形成する方法としては、誘電体層２を構成する材料により適宜選択する。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法などの物理的蒸着法を好適に用いることができる。密着強度の観点からスパッタリング法が好ましい。
【００２３】
金属ワイヤ３を構成する金属としては、可視光領域で光の反射率が高く、誘電体層２を構成する材料との間の密着性のよいものであることが好ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）の合金で構成されていることが好ましい。コストの観点から、Ａｌ合金で構成されていることがさらに好ましい。
【００２４】
金属ワイヤ３を構成する合金は所定の不純物を含む。このような不純物を含むことにより、金属ワイヤ３の形成において、誘電体層２上に被着したときに、不純物により粒子成長が妨げられ、粒子径が必要以上に大きくなることを抑制できる。このため、金属ワイヤ３の幅方向（水平方向）への粒子成長を抑えることができる。その結果、金属ワイヤ同士の接触や結合を防止することができる。
【００２５】
金属ワイヤ３を構成する合金に含まれる不純物の含有量は、得られたワイヤグリッド偏光板の耐候性が向上するように設定する。ここでいう耐候性とは、例えば次のような特性をいう。
（１）ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内である。
（２）ワイヤグリッド偏光板を温度８５℃、湿度９０％の恒温槽に２５００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内である。
（３）ワイヤグリッド偏光板を温度１２０℃の恒温槽に５０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内である。
（４）ワイヤグリッド偏光板を温度−４０℃の恒温槽に１０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内である。
【００２６】
したがって、金属ワイヤ３を構成する合金に含まれる不純物の含有量は、上記のような耐候性を満足するように調整する。これらは使用する金属によるが具体的には、以下のように調整することが好ましい。
【００２７】
（１）ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内とするためには、不純物の含有量を０．０１重量％〜２０．０重量％にすることが望ましく、透過率の低下が０．５％以内であり、かつ偏光度の低下が０．０５％以内とするためには、不純物の含有量を０．１重量％〜１０．０重量％にすることが望ましい。
【００２８】
（２）ワイヤグリッド偏光板を温度８５℃、湿度９０％の恒温槽に２５００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内とするためには、不純物の含有量を０．０１重量％〜２０．０重量％にすることが望ましく、透過率の低下が０．５％以内であり、かつ偏光度の低下が０．０５％以内とするためには、不純物の含有量を０．１重量％〜１０．０重量％にすることが望ましい。
【００２９】
（３）ワイヤグリッド偏光板を温度１２０℃の恒温槽に５０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内とするためには、不純物の含有量を０．０１重量％〜２０．０重量％にすることが望ましい。
【００３０】
（４）ワイヤグリッド偏光板を温度−４０℃の恒温槽に１０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内とするためには、不純物の含有量を０．０１重量％〜２０．０重量％にすることが望ましい。
【００３１】
また、合金中の不純物の含有量は、耐候性を十分に発揮させることや光学特性を考慮して、０．０５重量％以上であることが好ましい。
【００３２】
合金に含まれる不純物としては、シリコン、マグネシウム、マンガン、及び鉄からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素であることが好ましい。
【００３３】
金属ワイヤ３を形成するために金属を基材１又は誘電体層２上に被着する方法としては、基材１又は誘電体層２を構成する材料と金属ワイヤ３とを構成する金属との間で十分な密着性が得られる方法であれば特に限定されない。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理的蒸着法を好適に用いることができる。中でも、金属を誘電体層２の凸部に選択的に、又は誘電体層２の凸部の一方の側面に偏って選択積層できるような方法が好ましい。そのような方法として、例えば、真空蒸着法が挙げられる。
【００３４】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（格子状凸部を有する基材の作製）
・凹凸格子形状が転写されたＣＯＰ板の作製
ピッチが２３０ｎｍで、凹凸格子の高さが２３０ｎｍである凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパを準備した。この凹凸格子は、レーザ干渉露光法を用いたパターニングにより作製されたものであり、その断面形状は正弦波状で、上面からの形状は縞状格子形状であった。また、その平面寸法は縦横ともに５００ｍｍであった。このニッケルスタンパを用いて、熱プレス法により厚さ０．５ｍｍ、縦横がそれぞれ５２０ｍｍのシクロオレフィン樹脂（以下、ＣＯＰと略す）板の表面に凹凸格子形状を転写し、凹凸格子形状を転写したＣＯＰ板を作製した。
【００３５】
・延伸によるピッチの縮小
次いで、この凹凸格子形状が転写されたＣＯＰ板を５２０ｍｍ×４６０ｍｍの長方形に切り出し、被延伸部材としての延伸用ＣＯＰ板とした。このとき、５２０ｍｍ×４６０ｍｍの長手方向（５２０ｍｍ）と凹凸格子の長手方向とが互いに略平行になるように切り出した。
【００３６】
次いで、この延伸用ＣＯＰ板の表面に、スプレーによりシリコーンオイルを塗布し、約８０℃の循環式空気オーブン中に３０分放置した。次いで、延伸用ＣＯＰ板の長手方向の両端１０ｍｍを延伸機のチャックで固定し、その状態で１１３±１℃に温度調節された循環式空気オーブン中に延伸用ＣＯＰ板を１０分間放置した。その後、２５０ｍｍ／分の速度でチャック間の距離が５倍延伸したところで延伸を終え、２０秒後に延伸したＣＯＰ板（延伸済みＣＯＰ板）を室温雰囲気下に取り出し、チャック間の距離を維持したまま冷却した。この延伸済みＣＯＰ板の中央部分約４０％は、ほぼ均一にくびれており、最も幅が縮小されている部分は２００ｍｍになっていた。
【００３７】
この延伸済みＣＯＰ板の表面と断面を、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）にて観察したところ、微細凹凸格子のピッチと高さがそれぞれ、１００ｎｍ／９５ｎｍ（ピッチ／高さ）であり、その断面形状が正弦波状で、上面からの形状が縞状格子状となっており、実質的に延伸前の凹凸格子形状と相似で縮小されていたことが分かった。
【００３８】
・ニッケルスタンパ作製
得られた、１００ｎｍピッチの延伸済みＣＯＰ板表面に、それぞれ導電化処理として金をスパッタリングにより３０ｎｍ被覆した後、それぞれニッケルを電気メッキし、厚さ０．３ｍｍ、縦３００ｍｍ、横１８０ｍｍの微細凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパを作製した。
【００３９】
・紫外線硬化性樹脂を用いた格子状凸部転写フィルムの作製
厚み０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（以下、ＰＥＴフィルム）に紫外線硬化性樹脂（スリーボンド社製ＴＢ３０７８Ｄ、屈折率１．４１）を約０．０３ｍｍ塗布し、塗布面を下にして上記１００ｎｍピッチの微細凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパ上に、それぞれ端部からニッケルスタンパとＰＥＴフィルムとの間に空気が入らないように載せ、ＰＥＴフィルム側から中心波長３６５ｎｍの紫外線ランプを用いて紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ2照射し、ニッケルスタンパの微細凹凸格子を転写した。続いて、ニッケルスタンパからＰＥＴフィルムを剥離した後、更に窒素雰囲気下でＰＥＴフィルムに紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ2照射し、紫外線硬化性樹脂の未硬化成分を硬化させて、縦３００ｍｍ、横１８０ｍｍの格子状凸部転写フィルムを作製した。得られた格子状凸部転写フィルムをＦＥ−ＳＥＭにより観察し、その断面形状が正弦波状で、上面からの形状が縞状格子状となっていることを確認した。
【００４０】
（ワイヤグリッド偏光板の作製：実施例１〜３）
・スパッタリング法を用いた誘電体層の形成
上記のように紫外線硬化性樹脂を用いて作製した格子状凸部転写フィルムに、スパッタリング法を用い誘電体を被覆した。本実施例では、誘電体として窒化珪素を用いた場合について説明する。Ａｒガス圧力０．６７Ｐａ、スパッタリングパワー４Ｗ／ｃｍ2、被覆速度０．２２ｎｍ／ｓにて誘電体の被覆を行った。層厚み比較用サンプルとして表面が平滑なガラス基板を格子状凸部転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板への誘電体積層厚みが２０ｎｍとなるように成膜を行った。
【００４１】
・真空蒸着法を用いた金属の蒸着
格子状凸部転写フィルムに誘電体層を形成した後、電子ビーム真空蒸着法（ＥＢ蒸着法）を用いて金属ワイヤを形成した。本実施例では、金属としては、組成を変えたアルミニウム合金（Ａｌ合金）を用いた。真空度２．５×１０-3Ｐａ、蒸着速度４ｎｍ／ｓ、基板温度は常温として蒸着を行った。層厚み比較用サンプルとして表面が平滑なガラス基板を誘電体積層格子状凸部転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑基板へのＡｌ蒸着厚みが２００ｎｍとなるように蒸着を行った。なお、格子の長手方向と垂直に交わる平面内において基材面の法線と蒸着源とのなす角度θは２０°とした。また、組成解析用のサンプルとして純度９９．９９９％以上のＦｅ基板も誘電体積層格子状凸部転写フィルムと同時に装置に挿入した。なお、使用したＡｌ合金の重量比率は下記表１に示す。
【表１】
【００４２】
・エッチングによる不要金属の除去
格子状凸部転写フィルムに誘電体及びＡｌを積層した後、フィルムを室温下の０．１重量％水酸化ナトリウム水溶液中で、処理時間を３０秒〜９０秒の間において１０秒間隔で変えながら洗浄（エッチング）し、すぐに水洗してエッチングを停止させた。フィルムを乾燥させてワイヤグリッド偏光板を得た。ワイヤグリッド偏光板の大きさは、縦３００ｍｍ、横１８０ｍｍであった。
【００４３】
・蛍光Ｘ線による組成解析
Ｆｅ基板上のＡｌ合金膜の組成を蛍光Ｘ線により定量した。その結果、Ａｌ／Ｓｉ合金（実施例１）では、Ａｌ／Ｓｉ＝９９．５重量％／０．５重量％であり、Ａｌ／Ｍｇ合金（実施例２）では、Ａｌ／Ｍｇ＝９３．７重量％／６．３重量％であり、Ａｌ／Ｍｎ合金（実施例３）では、Ａｌ／Ｍｎ＝９７．４重量％／２．６重量％であった。また、Ａｌ（比較例）では、他の金属は検出されなかった。
【００４４】
（分光光度計による偏光性能評価）
得られた実施例及び比較例のワイヤグリッド偏光板について、分光光度計を用い偏光度及び光線透過率を測定した。その結果を下記表２に示す。得られた実施例のワイヤグリッド偏光板は、いずれも可視光領域のほぼ全領域にわたって優れた光線透過率及び偏光度を示した。なお、ここでは、直線偏光に対する平行ニコル、直交ニコル状態での透過光強度を測定し、偏光度、光線透過率は下記式より算出した。また、測定波長域は可視光として４００ｎｍ〜７００ｎｍとした。
偏光度＝[（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）]×１００ ％
光線透過率＝[（Ｉmax＋Ｉmin）／２] ×１００ ％
ここで、Ｉmaxは平行ニコル時の透過光強度であり、Ｉminは直交ニコル時の透過光強度である。
【００４５】
（高温高湿試験による耐候性評価）
得られた実施例及び比較例のワイヤグリッド偏光板について、以下の４つの耐候性条件（Ａ）〜（Ｄ）で高温高湿試験を行い、高温高湿試験後の偏光度及び光線透過率を上記のようにして測定した。その結果を下記表２に示す。
耐候性試験（Ａ）：温度８５℃、湿度９０％の恒温槽において２５００時間静置
耐候性試験（Ｂ）：温度１２０℃の恒温槽において５０００時間静置
耐候性試験（Ｃ）：温度−４０℃の恒温槽において１０００時間静置
耐候性試験（Ｄ）：−４０℃から１００℃への急激な変化を行った後１００℃から−４０℃へサイクルさせるヒートショック試験を１サイクル１時間で行うときの１００サイクル
【表２】
【００４６】
表２から分かるように、いずれの耐候性試験においても本発明に係るワイヤグリッド偏光板（実施例１〜実施例３）は、光学特性の変化率が比較例１のワイヤグリッド偏光板に比べて低かった。これは、金属ワイヤを構成する金属に所定量の不純物を加えて合金にすることにより、耐熱、耐湿性などの耐候性が向上したためである。
【００４７】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における寸法、材質などは例示的なものであり、適宜変更して実施することが可能である。また、上記実施の形態における偏光板については、板状の部材である必要はなく、必要に応じてシート状、フィルム状であっても良い。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 基材
１ａ 格子状凸部
２ 誘電体層
３ 金属ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格子状凸部を有するワイヤグリッド偏光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のフォトリソグラフィー技術の発達により、光の波長レベルのピッチを有する微細構造パターンを形成することができるようになってきた。このように非常に狭いピッチのパターンを有する部材や製品は、半導体分野だけでなく、光学分野において利用範囲が広く有用である。
【０００３】
例えば、基板上に金属などの導電体線が特定のピッチで格子状に配列したワイヤグリッドは、そのピッチが入射光（例えば、可視光の波長４００ｎｍから８００ｎｍ）に比べてかなり小さい場合（例えば、２分の１以下）であれば、導電体線に対して平行に振動する電場ベクトル成分をほとんど反射し、垂直な電場ベクトル成分をほとんど透過させるため、単一偏光を作り出すワイヤグリッド偏光板として使用できる。このようなワイヤグリッド偏光板は、透過しない光を反射して再利用することができるので、光の有効利用の観点からも望ましいものである。このようなワイヤグリッド偏光板として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。
【特許文献１】特開２００６−３４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ワイヤグリッド偏光板は、高温、低温、あるいは高湿などの環境に晒されると、透過率や偏光度などの光学特性が低下する。このような問題に対しては、金属ワイヤに意図的に自然酸化被膜を形成させたり、金属ワイヤに有機保護膜をコーティングしたり、金属ワイヤをガラスで保護したりする耐候性向上処理を施すことが考えられている。しかしながら、これらの方法では、ワイヤグリッド偏光板を作製した後に、別工程で耐候性向上処理を施す必要がある。また、金属ワイヤをガラスで保護する方法では、ワイヤグリッド偏光板の厚みも増してしまう。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、特別な工程を施すことなく、優れた耐候性を有するワイヤグリッド偏光板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内となるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度８５℃、湿度９０％の恒温槽に２５００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度１２０℃の恒温槽に５０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明のワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度−４０℃の恒温槽に１０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明のワイヤグリッド偏光板においては、前記合金は、アルミニウム合金であり、前記不純物がシリコン、マグネシウム、マンガン、及び鉄からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素であることが好ましい。
【００１１】
本発明のワイヤグリッド偏光板においては、前記合金中の前記不純物の含有量が０．０５重量％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のワイヤグリッド偏光板によれば、表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内となるような含有量で前記不純物を含むので、特別な工程を施すことなく、優れた耐候性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の一部を示す断面図である。このワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部１ａを有する基材１と、基材１上に設けられた誘電体層２と、誘電体層２上に立設された金属ワイヤ３とから主に構成されている。なお、誘電体層２は必ずしも設けなくても良い。
【００１４】
基材１に用いる素材は、可視光領域で実質的に透明な素材であればよいが、加工性に優れた樹脂であることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ）、架橋ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂などの非晶性熱可塑性樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの結晶性熱可塑性樹脂や、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。また、基材１として、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂と、ガラスなどの無機基板、上記熱可塑性樹脂、トリアセテート樹脂とを組み合わせた複合基材を用いても良い。
【００１５】
基材１の格子状凸部１ａのピッチｐは、可視光領域の広帯域にわたる偏光特性を考慮すると、１５０ｎｍ以下であり、好ましくは８０ｎｍから１２０ｎｍである。ピッチｐが小さくなるほど偏光特性が良くなるが、可視光に対しては８０ｎｍから１２０ｎｍのピッチｐで十分な偏光特性が得られる。４００ｎｍ近傍の短波長光の偏光特性を重視しない場合は、ピッチｐを１５０ｎｍ程度まで大きくしても良い。
【００１６】
格子状凸部１ａのピッチｐは、熱可塑性樹脂を基材１に用いた場合、基材１に格子状凸部形状を付与した後に施す延伸加工の条件を調整することにより制御することができる。なお、本発明において、基材１の格子状凸部１ａのピッチｐと、誘電体層２のピッチと、金属ワイヤ３のピッチとは、本発明のワイヤグリッドのピッチとほぼ等しく、同じピッチをとることができる。
【００１７】
基材１の格子状凸部１ａの断面形状に制限はない。これらの断面形状は、例えば、台形、矩形、方形、プリズム状や、半円状などの正弦波状を挙げることができる。ここで、正弦波状とは凹部と凸部の繰り返しからなる曲線部をもつことを意味する。なお、曲線部は湾曲した曲線であればよく、例えば、凸部にくびれがある形状も正弦波状に含める。また、基材１の格子状凸部１ａ及びその側面の少なくとも一部を誘電体が覆いやすくする観点から、前記形状の端部又は頂点、谷は緩やかな曲率をもって湾曲していることが好ましい。また、基材１と誘電体層２との密着強度を高くする観点から、これらの断面形状は正弦波状であることがより好ましい。
【００１８】
基材１に格子状凸部を設ける方法としては、例えば、表面に１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する被延伸部材を、前記凹凸格子の長手方向（格子状凸部の格子と平行な方向）と略直交する方向の前記被延伸部材の幅を自由にした状態で前記長手方向と略平行な方向に自由端一軸延伸加工する方法が挙げられる。この結果、前記被延伸部材の凹凸格子の凸部のピッチが縮小され、ピッチが約１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する基材（延伸済み部材）が得られる。格子状凸部のピッチは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲に設定するが、要求する格子状凸部のピッチや延伸倍率に応じて適宜変更することができる。
【００１９】
また、表面に１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する被延伸部材を得るには、レーザ光を用いた干渉露光法や切削法などで形成した、１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する型を用いて、被延伸部材にその凹凸格子形状を熱プレスなどの方法で転写すれば良い。なお、干渉露光法とは、特定の波長のレーザ光を角度θ’の２つの方向から照射して形成される干渉縞を利用した露光法であり、角度θ’を変化させることで使用するレーザの波長で制限される範囲内で色々なピッチを有する凹凸格子の構造を得ることができる。干渉露光に使用できるレーザとしては、ＴＥＭ００モードのレーザに限定され、ＴＥＭ００モードのレーザ発振できる紫外光レーザとしては、アルゴンレーザ（波長３６４ｎｍ，３５１ｎｍ，３３３ｎｍ）や、ＹＡＧレーザの４倍波（波長２６６ｎｍ）などが挙げられる。
【００２０】
あるいは、基材１に格子状凸部を設ける方法としては、表面にピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する型を用いて、基材の表面に格子状凸部を転写して成型する方法が挙げられる。ここで、表面にピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する型は、前記方法により得た、ピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する基材を、順に導電化処理、メッキ処理、樹脂基材の除去処理を施すことで作製することができる。
【００２１】
誘電体層２を構成する誘電体は、可視光領域で実質的に透明な誘電体であれば良い。基材１を構成する材料及び金属ワイヤ３を構成する金属との間の密着性が強い誘電体材料を好適に用いることができる。例えば、珪素（Ｓｉ）の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はその複合物や、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニア（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、バリウム（Ｂａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）などの金属の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はそれらの複合物（誘電体単体に他の元素、単体又は化合物が混ざった誘電体）を用いることができる。
【００２２】
誘電体層２を、格子状凸部１ａを有する基材１の格子状凸部を含んだ領域上に形成する方法としては、誘電体層２を構成する材料により適宜選択する。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法などの物理的蒸着法を好適に用いることができる。密着強度の観点からスパッタリング法が好ましい。
【００２３】
金属ワイヤ３を構成する金属としては、可視光領域で光の反射率が高く、誘電体層２を構成する材料との間の密着性のよいものであることが好ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）の合金で構成されていることが好ましい。コストの観点から、Ａｌ合金で構成されていることがさらに好ましい。
【００２４】
金属ワイヤ３を構成する合金は所定の不純物を含む。このような不純物を含むことにより、金属ワイヤ３の形成において、誘電体層２上に被着したときに、不純物により粒子成長が妨げられ、粒子径が必要以上に大きくなることを抑制できる。このため、金属ワイヤ３の幅方向（水平方向）への粒子成長を抑えることができる。その結果、金属ワイヤ同士の接触や結合を防止することができる。
【００２５】
金属ワイヤ３を構成する合金に含まれる不純物の含有量は、得られたワイヤグリッド偏光板の耐候性が向上するように設定する。ここでいう耐候性とは、例えば次のような特性をいう。
（１）ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内である。
（２）ワイヤグリッド偏光板を温度８５℃、湿度９０％の恒温槽に２５００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内である。
（３）ワイヤグリッド偏光板を温度１２０℃の恒温槽に５０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内である。
（４）ワイヤグリッド偏光板を温度−４０℃の恒温槽に１０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内である。
【００２６】
したがって、金属ワイヤ３を構成する合金に含まれる不純物の含有量は、上記のような耐候性を満足するように調整する。これらは使用する金属によるが具体的には、以下のように調整することが好ましい。
【００２７】
（１）ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内とするためには、不純物の含有量を０．０１重量％〜２０．０重量％にすることが望ましく、透過率の低下が０．５％以内であり、かつ偏光度の低下が０．０５％以内とするためには、不純物の含有量を０．１重量％〜１０．０重量％にすることが望ましい。
【００２８】
（２）ワイヤグリッド偏光板を温度８５℃、湿度９０％の恒温槽に２５００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内とするためには、不純物の含有量を０．０１重量％〜２０．０重量％にすることが望ましく、透過率の低下が０．５％以内であり、かつ偏光度の低下が０．０５％以内とするためには、不純物の含有量を０．１重量％〜１０．０重量％にすることが望ましい。
【００２９】
（３）ワイヤグリッド偏光板を温度１２０℃の恒温槽に５０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内とするためには、不純物の含有量を０．０１重量％〜２０．０重量％にすることが望ましい。
【００３０】
（４）ワイヤグリッド偏光板を温度−４０℃の恒温槽に１０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内とするためには、不純物の含有量を０．０１重量％〜２０．０重量％にすることが望ましい。
【００３１】
また、合金中の不純物の含有量は、耐候性を十分に発揮させることや光学特性を考慮して、０．０５重量％以上であることが好ましい。
【００３２】
合金に含まれる不純物としては、シリコン、マグネシウム、マンガン、及び鉄からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素であることが好ましい。
【００３３】
金属ワイヤ３を形成するために金属を基材１又は誘電体層２上に被着する方法としては、基材１又は誘電体層２を構成する材料と金属ワイヤ３とを構成する金属との間で十分な密着性が得られる方法であれば特に限定されない。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理的蒸着法を好適に用いることができる。中でも、金属を誘電体層２の凸部に選択的に、又は誘電体層２の凸部の一方の側面に偏って選択積層できるような方法が好ましい。そのような方法として、例えば、真空蒸着法が挙げられる。
【００３４】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（格子状凸部を有する基材の作製）
・凹凸格子形状が転写されたＣＯＰ板の作製
ピッチが２３０ｎｍで、凹凸格子の高さが２３０ｎｍである凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパを準備した。この凹凸格子は、レーザ干渉露光法を用いたパターニングにより作製されたものであり、その断面形状は正弦波状で、上面からの形状は縞状格子形状であった。また、その平面寸法は縦横ともに５００ｍｍであった。このニッケルスタンパを用いて、熱プレス法により厚さ０．５ｍｍ、縦横がそれぞれ５２０ｍｍのシクロオレフィン樹脂（以下、ＣＯＰと略す）板の表面に凹凸格子形状を転写し、凹凸格子形状を転写したＣＯＰ板を作製した。
【００３５】
・延伸によるピッチの縮小
次いで、この凹凸格子形状が転写されたＣＯＰ板を５２０ｍｍ×４６０ｍｍの長方形に切り出し、被延伸部材としての延伸用ＣＯＰ板とした。このとき、５２０ｍｍ×４６０ｍｍの長手方向（５２０ｍｍ）と凹凸格子の長手方向とが互いに略平行になるように切り出した。
【００３６】
次いで、この延伸用ＣＯＰ板の表面に、スプレーによりシリコーンオイルを塗布し、約８０℃の循環式空気オーブン中に３０分放置した。次いで、延伸用ＣＯＰ板の長手方向の両端１０ｍｍを延伸機のチャックで固定し、その状態で１１３±１℃に温度調節された循環式空気オーブン中に延伸用ＣＯＰ板を１０分間放置した。その後、２５０ｍｍ／分の速度でチャック間の距離が５倍延伸したところで延伸を終え、２０秒後に延伸したＣＯＰ板（延伸済みＣＯＰ板）を室温雰囲気下に取り出し、チャック間の距離を維持したまま冷却した。この延伸済みＣＯＰ板の中央部分約４０％は、ほぼ均一にくびれており、最も幅が縮小されている部分は２００ｍｍになっていた。
【００３７】
この延伸済みＣＯＰ板の表面と断面を、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）にて観察したところ、微細凹凸格子のピッチと高さがそれぞれ、１００ｎｍ／９５ｎｍ（ピッチ／高さ）であり、その断面形状が正弦波状で、上面からの形状が縞状格子状となっており、実質的に延伸前の凹凸格子形状と相似で縮小されていたことが分かった。
【００３８】
・ニッケルスタンパ作製
得られた、１００ｎｍピッチの延伸済みＣＯＰ板表面に、それぞれ導電化処理として金をスパッタリングにより３０ｎｍ被覆した後、それぞれニッケルを電気メッキし、厚さ０．３ｍｍ、縦３００ｍｍ、横１８０ｍｍの微細凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパを作製した。
【００３９】
・紫外線硬化性樹脂を用いた格子状凸部転写フィルムの作製
厚み０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（以下、ＰＥＴフィルム）に紫外線硬化性樹脂（スリーボンド社製ＴＢ３０７８Ｄ、屈折率１．４１）を約０．０３ｍｍ塗布し、塗布面を下にして上記１００ｎｍピッチの微細凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパ上に、それぞれ端部からニッケルスタンパとＰＥＴフィルムとの間に空気が入らないように載せ、ＰＥＴフィルム側から中心波長３６５ｎｍの紫外線ランプを用いて紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ2照射し、ニッケルスタンパの微細凹凸格子を転写した。続いて、ニッケルスタンパからＰＥＴフィルムを剥離した後、更に窒素雰囲気下でＰＥＴフィルムに紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ2照射し、紫外線硬化性樹脂の未硬化成分を硬化させて、縦３００ｍｍ、横１８０ｍｍの格子状凸部転写フィルムを作製した。得られた格子状凸部転写フィルムをＦＥ−ＳＥＭにより観察し、その断面形状が正弦波状で、上面からの形状が縞状格子状となっていることを確認した。
【００４０】
（ワイヤグリッド偏光板の作製：実施例１〜３）
・スパッタリング法を用いた誘電体層の形成
上記のように紫外線硬化性樹脂を用いて作製した格子状凸部転写フィルムに、スパッタリング法を用い誘電体を被覆した。本実施例では、誘電体として窒化珪素を用いた場合について説明する。Ａｒガス圧力０．６７Ｐａ、スパッタリングパワー４Ｗ／ｃｍ2、被覆速度０．２２ｎｍ／ｓにて誘電体の被覆を行った。層厚み比較用サンプルとして表面が平滑なガラス基板を格子状凸部転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板への誘電体積層厚みが２０ｎｍとなるように成膜を行った。
【００４１】
・真空蒸着法を用いた金属の蒸着
格子状凸部転写フィルムに誘電体層を形成した後、電子ビーム真空蒸着法（ＥＢ蒸着法）を用いて金属ワイヤを形成した。本実施例では、金属としては、組成を変えたアルミニウム合金（Ａｌ合金）を用いた。真空度２．５×１０-3Ｐａ、蒸着速度４ｎｍ／ｓ、基板温度は常温として蒸着を行った。層厚み比較用サンプルとして表面が平滑なガラス基板を誘電体積層格子状凸部転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑基板へのＡｌ蒸着厚みが２００ｎｍとなるように蒸着を行った。なお、格子の長手方向と垂直に交わる平面内において基材面の法線と蒸着源とのなす角度θは２０°とした。また、組成解析用のサンプルとして純度９９．９９９％以上のＦｅ基板も誘電体積層格子状凸部転写フィルムと同時に装置に挿入した。なお、使用したＡｌ合金の重量比率は下記表１に示す。
【表１】
【００４２】
・エッチングによる不要金属の除去
格子状凸部転写フィルムに誘電体及びＡｌを積層した後、フィルムを室温下の０．１重量％水酸化ナトリウム水溶液中で、処理時間を３０秒〜９０秒の間において１０秒間隔で変えながら洗浄（エッチング）し、すぐに水洗してエッチングを停止させた。フィルムを乾燥させてワイヤグリッド偏光板を得た。ワイヤグリッド偏光板の大きさは、縦３００ｍｍ、横１８０ｍｍであった。
【００４３】
・蛍光Ｘ線による組成解析
Ｆｅ基板上のＡｌ合金膜の組成を蛍光Ｘ線により定量した。その結果、Ａｌ／Ｓｉ合金（実施例１）では、Ａｌ／Ｓｉ＝９９．５重量％／０．５重量％であり、Ａｌ／Ｍｇ合金（実施例２）では、Ａｌ／Ｍｇ＝９３．７重量％／６．３重量％であり、Ａｌ／Ｍｎ合金（実施例３）では、Ａｌ／Ｍｎ＝９７．４重量％／２．６重量％であった。また、Ａｌ（比較例）では、他の金属は検出されなかった。
【００４４】
（分光光度計による偏光性能評価）
得られた実施例及び比較例のワイヤグリッド偏光板について、分光光度計を用い偏光度及び光線透過率を測定した。その結果を下記表２に示す。得られた実施例のワイヤグリッド偏光板は、いずれも可視光領域のほぼ全領域にわたって優れた光線透過率及び偏光度を示した。なお、ここでは、直線偏光に対する平行ニコル、直交ニコル状態での透過光強度を測定し、偏光度、光線透過率は下記式より算出した。また、測定波長域は可視光として４００ｎｍ〜７００ｎｍとした。
偏光度＝[（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）]×１００ ％
光線透過率＝[（Ｉmax＋Ｉmin）／２] ×１００ ％
ここで、Ｉmaxは平行ニコル時の透過光強度であり、Ｉminは直交ニコル時の透過光強度である。
【００４５】
（高温高湿試験による耐候性評価）
得られた実施例及び比較例のワイヤグリッド偏光板について、以下の４つの耐候性条件（Ａ）〜（Ｄ）で高温高湿試験を行い、高温高湿試験後の偏光度及び光線透過率を上記のようにして測定した。その結果を下記表２に示す。
耐候性試験（Ａ）：温度８５℃、湿度９０％の恒温槽において２５００時間静置
耐候性試験（Ｂ）：温度１２０℃の恒温槽において５０００時間静置
耐候性試験（Ｃ）：温度−４０℃の恒温槽において１０００時間静置
耐候性試験（Ｄ）：−４０℃から１００℃への急激な変化を行った後１００℃から−４０℃へサイクルさせるヒートショック試験を１サイクル１時間で行うときの１００サイクル
【表２】
【００４６】
表２から分かるように、いずれの耐候性試験においても本発明に係るワイヤグリッド偏光板（実施例１〜実施例３）は、光学特性の変化率が比較例１のワイヤグリッド偏光板に比べて低かった。これは、金属ワイヤを構成する金属に所定量の不純物を加えて合金にすることにより、耐熱、耐湿性などの耐候性が向上したためである。
【００４７】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における寸法、材質などは例示的なものであり、適宜変更して実施することが可能である。また、上記実施の形態における偏光板については、板状の部材である必要はなく、必要に応じてシート状、フィルム状であっても良い。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 基材
１ａ 格子状凸部
２ 誘電体層
３ 金属ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内となるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
【請求項２】
表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度８５℃、湿度９０％の恒温槽に２５００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
【請求項３】
表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度１２０℃の恒温槽に５０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
【請求項４】
表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度−４０℃の恒温槽に１０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
【請求項５】
前記合金は、アルミニウム合金であり、前記不純物がシリコン、マグネシウム、マンガン、及び鉄からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板。
【請求項６】
前記合金中の前記不純物の含有量が０．０５重量％以上であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板。
【請求項１】
表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を−４０℃の恒温槽１００℃の恒温槽へ移し、その後１００℃の恒温槽から−４０℃の恒温槽へと戻すヒートショック試験を１サイクル１時間で１００サイクル行った際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内となるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
【請求項２】
表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度８５℃、湿度９０％の恒温槽に２５００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
【請求項３】
表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度１２０℃の恒温槽に５０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
【請求項４】
表面に格子状凸部を有する基材と、前記格子状凸部を含む領域上に設けられた金属ワイヤと、を具備するワイヤグリッド偏光板であって、前記金属ワイヤは、不純物を含有させてなる合金で構成されており、前記合金は、前記ワイヤグリッド偏光板を温度−４０℃の恒温槽に１０００時間保持した際の透過率の低下が２％以内であり、かつ偏光度の低下が０．１％以内であるような含有量で前記不純物を含むことを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
【請求項５】
前記合金は、アルミニウム合金であり、前記不純物がシリコン、マグネシウム、マンガン、及び鉄からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板。
【請求項６】
前記合金中の前記不純物の含有量が０．０５重量％以上であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のワイヤグリッド偏光板。
【図１】
【公開番号】特開２００８−２６８２９６（Ｐ２００８−２６８２９６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０７５３８（Ｐ２００７−１０７５３８）
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
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