JP2007033559A - Grid polarizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信、光記録、センサー、画像表示装置等に使用されるグリッド偏光子に関し、詳細には、耐擦傷性、防汚性を有し、且つ十分なフレキシビリティーと強度を有するグリッド偏光子に関する。 The present invention relates to a grid polarizer used in optical communications, optical recording, sensors, image display devices, and the like, and in particular, has scratch resistance and antifouling properties, and has sufficient flexibility and strength. It relates to a grid polarizer.
偏光面を自由に設定することができる偏光子としてグリッド偏光子が知られている。これは、多数の線状金属（ワイヤ）を一定の周期で平行に配列したグリッド構造をもつ光部品である。このような金属グリッドを形成すると、グリッド周期が入射光の波長より短い場合に、金属グリッドを形成している線状金属に対して平行な偏光成分は反射し、垂直な偏光成分は透過するため、単一偏光を作りだす偏光子として機能する。このグリッド偏光子は、光通信ではアイソレーターの光部品として、液晶表示装置では光の利用率を高め輝度を向上させるための部品として、利用することが提案されている。 A grid polarizer is known as a polarizer whose polarization plane can be freely set. This is an optical component having a grid structure in which a large number of linear metals (wires) are arranged in parallel at a constant period. When such a metal grid is formed, when the grid period is shorter than the wavelength of the incident light, the polarization component parallel to the linear metal forming the metal grid is reflected and the perpendicular polarization component is transmitted. It functions as a polarizer that creates single polarized light. It has been proposed that this grid polarizer is used as an optical component of an isolator in optical communication, and as a component for increasing light utilization and improving luminance in a liquid crystal display device.
特許文献１には、図１６に示すような、 可視スペクトル用の埋込み型ワイヤ・グリッド偏光子であって、ある屈折率を有する第１の層４１０と、第１の層から分離した、ある屈折率を有する第２の層４１３と、第１の層と第２の層の間に挟まれ、要素間に複数のギャップ４１２を形成した、平行に離間した細長い要素のアレイ４１１であって、ギャップが第１の層の屈折率より低い屈折率を提供する、アレイと、を含む偏光子が提案されている。特許文献１ではこのギャップ４１２には空気、真空、水、フッ化マグネシウム、油、炭化水素を含むことができると開示している。
Patent Document 1 discloses an embedded wire grid polarizer for the visible spectrum as shown in FIG. 16, and includes a
特許文献２には、図１７に示すような、入射された光ビームを偏光する埋込み式ワイヤグリッド偏光子であって、一表面を有する基材４１４と、上記表面上に配置された上記入射光の波長よりも小さいグリッド間隔で隔てられる複合ワイヤ４１８の列と、を有しており、複合ワイヤ４１８間の溝部４１５の各々が、光学的な誘電材料で充填され、上記複合ワイヤの各々が、交互になった細長い金属層４１６及び細長い誘電層４１７からなるワイヤ内下部構造を有し、また、交互になった細長い金属ワイヤ４１６と細長い誘電層４１７とからなる上記ワイヤ内下部構造が、少なくとも２つの上記細長い金属ワイヤ４１６を有していることを特徴とする埋込み式ワイヤグリッド偏光子が開示されている。特許文献２には、溝部４１５に充填される光学的誘電材料として空気、光学的に透明な液体、接着剤又はゲルが挙げられている。
Patent Document 2 discloses an embedded wire grid polarizer that polarizes an incident light beam as shown in FIG. 17, and includes a
特許文献３には、図１８に示すような、光透過性基材４２０上に光透過性を有する親水性樹脂薄膜層が形成され、当該薄膜層上に所望の微細周期構造で金属細線４２１が形成され、前記金属細線の間に光透過性を有する疎水性樹脂からなる層４２２が形成されているワイヤーグリッド偏光子が開示されている。
In Patent Document 3, a light-transmitting hydrophilic resin thin film layer is formed on a light-transmitting
本発明の目的は、耐擦傷性、防汚性を有し、且つ十分なフレキシビリティーと強度を有するグリッド偏光子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a grid polarizer having scratch resistance and antifouling properties and sufficient flexibility and strength.
本発明者らは、前記目的を達成するために検討した結果、透明材料からなる第一層と、第一層に積層された第二層とを備え、第二層が細長く線状に延びたＡ層と細長く線状に延びたＢ層とを有し、これらのＡ層及びＢ層が交互に複数並んで配置され、Ａ層が複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料を含み、Ｂ層が多孔質物質を含むことによって、耐擦傷性、防汚性を有し、且つ十分なフレキシビリティーと強度を有するグリッド偏光子が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである。 As a result of investigations to achieve the above object, the present inventors have a first layer made of a transparent material and a second layer laminated on the first layer, and the second layer is elongated and linearly extended. A layer and a thin and linearly extending B layer, and a plurality of these A layers and B layers are alternately arranged, and the A layer is a real part n of a complex refractive index (N = n−iκ) By including a material whose absolute value of the imaginary part κ is 1.0 or more and the B layer includes a porous material, it has scratch resistance and antifouling property, and has sufficient flexibility and strength. The present inventors have found that a grid polarizer can be obtained, and have completed the present invention based on this finding.
かくして本発明によれば、
（１） 透明材料からなる第一層と、
第一層に積層された第二層とを備え、
第二層は、細長く線状に延びたＡ層と、細長く線状に延びたＢ層とを有し、これらのＡ層およびＢ層が交互に複数並んで配置され、
細長く線状に延びたＡ層は複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料を含み、
細長く線状に延びたＢ層は多孔質物質を含む、グリッド偏光子が提供される。
Thus, according to the present invention,
(1) a first layer made of a transparent material;
A second layer laminated on the first layer,
The second layer has an elongated A-line A layer and an elongated, linear B layer, and a plurality of these A layers and B layers are alternately arranged,
The long and linearly extending A layer includes a material having an absolute value of a difference between a real part n and an imaginary part κ of a complex refractive index (N = n−iκ) of 1.0 or more,
An elongated, linearly extending B layer is provided with a grid polarizer containing a porous material.
また本発明によれば、
（２） 透明材料からなる第一層と、
第一層に積層された第二層とを備え、
第一層は、その表面に細長く線状に延びた凸部が互いに離間した状態で複数並んで形成され、
第二層は、前記凸部の頂面上に該凸部に沿って細長く線状に延びたＡ層と、隣り合うＡ層及び凸部の間に形成された溝部に当該溝部を埋めるように細長く線状に延びたＢ層とを有し、これらのＡ層およびＢ層が交互に複数並んで配置され、
細長く線状に延びたＡ層は複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料を含み、
細長く線状に延びたＢ層は多孔質物質を含む、グリッド偏光子が提供される。
Also according to the invention,
(2) a first layer made of a transparent material;
A second layer laminated on the first layer,
The first layer is formed side by side with a plurality of elongated elongated linear protrusions on the surface thereof.
The second layer is formed so that the groove layer is embedded in the groove formed between the adjacent A layer and the protrusions on the top surface of the protrusion and extending in a line shape along the protrusions. A thin and linearly extending B layer, and a plurality of these A layers and B layers are alternately arranged,
The long and linearly extending A layer includes a material having an absolute value of a difference between a real part n and an imaginary part κ of a complex refractive index (N = n−iκ) of 1.0 or more,
An elongated, linearly extending B layer is provided with a grid polarizer containing a porous material.
また、本発明によれば、好適な態様として、
（３）さらに、細長く線状に延びたＡ’層が前記溝部の底面上に設けられており、該Ａ’層は複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料を含む前記グリッド偏光子、
（４）多孔質物質からなる第三層をさらに有し、第一層、第二層、第三層の順に積層され、第三層は細長く線状に延びたＢ層と境目無く連なっている前記グリッド偏光子、
（５）樹脂からなる第四層をさらに有し、第一層、第二層、第四層の順に積層されてなる前記グリッド偏光子、
（６）樹脂からなる第四層をさらに有し、第一層、第二層、第三層、第四層の順に積層されてなる前記グリッド偏光子、及び／又は
（７）第一層が樹脂からなるものである前記グリッド偏光子が提供される。
Moreover, according to the present invention, as a preferred embodiment,
(3) Furthermore, an elongated A ′ layer extending in a linear shape is provided on the bottom surface of the groove, and the A ′ layer includes a real part n and an imaginary part κ of a complex refractive index (N = n−iκ). The grid polarizer comprising a material having an absolute difference of 1.0 or more,
(4) It further has a third layer made of a porous material and is laminated in the order of the first layer, the second layer, and the third layer, and the third layer is continuously connected to the elongated and linearly extending B layer. The grid polarizer,
(5) The grid polarizer further including a fourth layer made of a resin and laminated in the order of the first layer, the second layer, and the fourth layer,
(6) The grid polarizer which further has the 4th layer which consists of resin, and is laminated in order of the 1st layer, the 2nd layer, the 3rd layer, and the 4th layer, and / or (7) the 1st layer The grid polarizer is made of resin.
また、本発明によれば、
（７）前記のグリッド偏光子と、他の偏光光学部材とを重ね合わせた偏光素子が提供され、好適な態様として（８）他の偏光光学部材が、吸収型偏光子であり、グリッド偏光子の偏光透過軸と吸収型偏光子の偏光透過軸とが略平行である前記偏光素子が提供され、さらに（９）前記グリッド偏光子又は偏光素子を備える液晶表示装置が提供される。
Moreover, according to the present invention,
(7) A polarizing element obtained by superimposing the grid polarizer and another polarizing optical member is provided. (8) As another preferred embodiment, the other polarizing optical member is an absorptive polarizer, and the grid polarizer is provided. The polarization element in which the polarization transmission axis of the absorption polarizer and the polarization transmission axis of the absorptive polarizer are substantially parallel are provided, and (9) a liquid crystal display device including the grid polarizer or the polarization element is provided.
本発明のグリッド偏光子を構成する第一層は、透明材料からなるものであれば特に制限されない。
透明材料としては、ガラス、透明樹脂などが挙げられ、フレキシビリティーを考慮すると透明樹脂が好ましい。透明樹脂は、加工性の観点から樹脂のガラス転移温度が６０〜２００℃であることが好ましく、１００〜１８０℃であることがより好ましい。なお、ガラス転移温度は示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定することができる。
The first layer constituting the grid polarizer of the present invention is not particularly limited as long as it is made of a transparent material.
Examples of the transparent material include glass and transparent resin, and transparent resin is preferable in consideration of flexibility. The transparent resin preferably has a glass transition temperature of 60 to 200 ° C., more preferably 100 to 180 ° C., from the viewpoint of processability. The glass transition temperature can be measured by differential scanning calorimetry (DSC).
透明樹脂の具体例としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、脂環式オレフィンポリマーなどが挙げられる。これらのうち、透明性、低吸湿性、寸法安定性、加工性の観点から脂環式オレフィンポリマーが好適である。脂環式オレフィンポリマーとしては、特開平０５−３１０８４５号公報に記載されている環状オレフィンランダム多元共重合体、特開平０５−９７９７８号公報に記載されている水素添加重合体、特開平１１−１２４４２９号公報に記載されている熱可塑性ジシクロペンタジエン系開環重合体及びその水素添加物等が挙げられる。 Specific examples of the transparent resin include polycarbonate resin, polyethersulfone resin, polyethylene terephthalate resin, polyimide resin, polymethyl methacrylate resin, polysulfone resin, polyarylate resin, polyethylene resin, polyvinyl chloride resin, cellulose diacetate, and cellulose triacetate. And alicyclic olefin polymers. Of these, alicyclic olefin polymers are preferred from the viewpoints of transparency, low hygroscopicity, dimensional stability, and processability. Examples of the alicyclic olefin polymer include a cyclic olefin random multi-component copolymer described in JP-A No. 05-310845, a hydrogenated polymer described in JP-A No. 05-97978, and JP-A No. 11-124429. And thermoplastic dicyclopentadiene-based ring-opening polymers and hydrogenated products thereof.
本発明に用いる透明樹脂は、顔料や染料のごとき着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、耐電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤などの配合剤が適宜配合されたものであってもよい。
透明樹脂からなる第一層は、前記透明樹脂を公知の方法で成形することによって得られる。成形法としては、例えば、キャスト成形法、押出成形法、インフレーション成形法などが挙げられる。
The transparent resin used in the present invention contains coloring agents such as pigments and dyes, fluorescent brighteners, dispersants, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, antioxidants, lubricants, solvents, etc. An agent may be appropriately blended.
The first layer made of a transparent resin can be obtained by molding the transparent resin by a known method. Examples of the molding method include a cast molding method, an extrusion molding method, and an inflation molding method.
第一層は、通常、シート又はフィルム状を成しており、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が８０％以上で、平滑な面を有するものが好ましい。また第一層の平均厚みは、取り扱い性の観点から通常５μｍ〜１ｍｍ、好ましくは２０〜２００μｍである。
また、第一層は、その波長５５０ｎｍで測定したレターデーションＲｅ（Ｒｅ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）で定義される値、ｎｘ、ｎｙは第一層の面内主屈折率；ｄは第一層の平均厚みである）によって特に制限されない。面内の任意２点のレターデーションＲｅの差（レターデーションむら）が好ましくは１０ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以下である。レターデーションむらが大きいと、液晶表示装置に用いた場合に表示面の明るさにバラツキが生じやすくなる。
The first layer is usually in the form of a sheet or film, and preferably has a smooth surface with a light transmittance in the visible region of 400 to 700 nm of 80% or more. Moreover, the average thickness of a 1st layer is 5 micrometers-1 mm normally from a viewpoint of handleability, Preferably it is 20-200 micrometers.
Further, the first layer, the retardation Re (Re = d × (n x -n y) defined in the value, n x, n y in-plane principal refractive index of the first layer measured at the wavelength of 550 nm; d is an average thickness of the first layer) and is not particularly limited. The difference in retardation Re (retardation unevenness) at any two points in the plane is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less. When the retardation unevenness is large, the brightness of the display surface tends to vary when used in a liquid crystal display device.
本発明のグリッド偏光子を構成する第二層は、細長く線状に延びたＡ層と、細長く線状に延びたＢ層とを有し、これらのＡ層およびＢ層が交互に複数並んで配置され、第一層に積層されている。 The second layer constituting the grid polarizer of the present invention has an elongated A-line A layer and an elongated B-line B layer, and a plurality of these A layers and B layers are alternately arranged. Arranged and stacked on the first layer.
細長く線状に延びたＡ層は、複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料を含む。該材料は複素屈折率の実部と虚部のいずれかが大きく、その差の絶対値が１．０以上の材料の中から適宜選択することができる。複素屈折率の実部と虚部の差の絶対値が１．０以上の材料の具体例としては、金属；シリコン、ゲルマニウム等の無機半導体；ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ−ｐ−フェニレン等の導電性ポリマー、及びこれら導電性樹脂をヨウ素、三フッ化ホウ素、五フッ化ヒ素、過塩素酸等のドーパントを用いてドーピングした有機系導電性材料；絶縁性樹脂に金、銀などの導電性金属微粒子を分散した溶液を乾燥して得られる有機−無機複合系導電性材料、などが挙げられる。これらの中でも、グリッド偏光子の生産性、耐久性の観点からは金属材料が好ましい。可視域の光を効率よく偏光分離するためには、温度２５℃、波長５５０ｎｍにおける複素屈折率の実部ｎ及び虚部κのそれぞれは、好ましくはｎが４．０以下で、κが３．０以上で且つその差の絶対値｜ｎ−κ｜が１．０以上のものであり、より好ましくはｎが２．０以下で、κが４．５以上で且つ｜ｎ−κ｜が３．０以上のものである。前記好ましい範囲にあるものとしては、銀、アルミニウム、クロム、インジウム、イリジウム、マグネシウム、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、アンチモン、スズ等が挙げられ、前記より好ましい範囲にあるものとしては、アルミニウム、インジウム、マグネシウム、ロジウム、スズ等が挙げられる。また上記以外に、ｎが３．０以上で且つκが２．０以下の範囲にある材料、好ましくはｎが４．０以上で且つκが１．０以下の範囲にある材料も好適に用いることができる。このような材料としてはシリコンなどが挙げられる。複素屈折率Ｎは、電磁波の理論的関係式であり、実部の屈折率ｎと虚部の消衰係数κを用いて、Ｎ＝ｎ−ｉκで表現されるものである。 The thin and linearly extending A layer includes a material having an absolute value of a difference between the real part n and the imaginary part κ of the complex refractive index (N = n−iκ) of 1.0 or more. The material can be appropriately selected from materials in which either the real part or the imaginary part of the complex refractive index is large and the absolute value of the difference is 1.0 or more. Specific examples of materials whose absolute value of the difference between the real part and the imaginary part of the complex refractive index is 1.0 or more include metals; inorganic semiconductors such as silicon and germanium; polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, poly-p-phenylene, etc. Conductive polymers, and organic conductive materials obtained by doping these conductive resins with dopants such as iodine, boron trifluoride, arsenic pentafluoride, and perchloric acid; conductive resins such as gold and silver on insulating resins Examples thereof include organic-inorganic composite conductive materials obtained by drying a solution in which metal fine particles are dispersed. Among these, a metal material is preferable from the viewpoint of productivity and durability of the grid polarizer. In order to efficiently separate polarized light in the visible range, each of the real part n and the imaginary part κ of the complex refractive index at a temperature of 25 ° C. and a wavelength of 550 nm is preferably such that n is 4.0 or less and κ is 3. 0 or more and the absolute value of the difference | n−κ | is 1.0 or more, more preferably n is 2.0 or less, κ is 4.5 or more, and | n−κ | .0 or more. Examples of the preferable range include silver, aluminum, chromium, indium, iridium, magnesium, palladium, platinum, rhodium, ruthenium, antimony, and tin. Examples of the more preferable range include aluminum, indium. , Magnesium, rhodium, tin and the like. In addition to the above, a material in which n is 3.0 or more and κ is 2.0 or less, preferably a material in which n is 4.0 or more and κ is 1.0 or less is also preferably used. be able to. Examples of such a material include silicon. The complex refractive index N is a theoretical relational expression of electromagnetic waves, and is expressed by N = n−iκ using the refractive index n of the real part and the extinction coefficient κ of the imaginary part.
詳細は不明であるが｜ｎ−κ｜の値は次のような意義を持つ。まず、ｎ＜κの場合においては、κがより大きく、ｎがより小さいものほど好ましいということ示している。κが大きいものほど導電性が大きく、Ａ層の方向に振動できる自由電子が多くなるため、偏光（Ａ層に（電場が）平行な方向の偏光）の入射により発生する電界が強くなり、前記偏光に対する反射率が高まる。Ａ層の幅が小さいので、Ａ層と直交する方向には電子は動けず、Ａ層と直交する方向の偏光に対しては上記の効果は生じず、透過する。またｎが小さい方が入射した光の媒質中での波長が大きくなるため、相対的に微細凹凸構造のサイズ（線幅、ピッチ等）が小さくなり、散乱、回折等の影響を受け難くなり、光の透過率（Ａ層に直交する方向の偏光）、反射率（Ａ層に平行な方向の偏光）が高まる。ここで｜ｎ−κ｜が１．０以上というのは、κがより大きく、ｎがより小さいものほど好ましいということ示している。
一方ｎ＞κの場合においては、ｎがより大きく、κがより小さいものほど好ましいということを示している。ｎが大きいものほど、Ａ層とそれに隣接する部分（図１では多孔質物質）との屈折率ｎの差が大きくなり、構造複屈折が発現しやすくなる。一方κが大きいと光の吸収が大きくなるため、光の損失を防ぐ意味でκは小さいほど好ましい。ここで｜ｎ−κ｜が１．０以上というのは、ｎがより大きく、κがより小さいものほど好ましいということを示している。
Although the details are unknown, the value of | n−κ | has the following significance. First, in the case of n <κ, it is shown that κ is larger and n is smaller. The larger κ is, the higher the conductivity is, and the more free electrons that can vibrate in the direction of the A layer, the stronger the electric field generated by the incidence of polarized light (polarized light in a direction parallel to the A layer). The reflectance for polarized light is increased. Since the width of the A layer is small, electrons do not move in the direction orthogonal to the A layer, and the above effect does not occur for polarized light in the direction orthogonal to the A layer, and it passes therethrough. In addition, since the wavelength in the medium of incident light is smaller when n is smaller, the size (line width, pitch, etc.) of the fine concavo-convex structure is relatively small, and is less susceptible to the effects of scattering, diffraction, Light transmittance (polarized light in a direction perpendicular to the A layer) and reflectance (polarized light in a direction parallel to the A layer) are increased. Here, | n−κ | is 1.0 or more, which means that larger κ and smaller n are preferable.
On the other hand, in the case of n> κ, it is shown that n is larger and κ is smaller. As n increases, the difference in refractive index n between the A layer and the portion adjacent to it (porous material in FIG. 1) increases, and structural birefringence is more likely to occur. On the other hand, if κ is large, light absorption increases, so it is preferable that κ is small in order to prevent light loss. Here, | n−κ | being 1.0 or more indicates that n is larger and κ is smaller.
細長く線状に延びたＢ層は、多孔質物質を含む。
多孔質物質は、微小な空孔を多数有する材料であり、例えば、エアロゲルが挙げられる。エアロゲルは、マトリックス中に微小な空孔が分散した透明性多孔質体である。空孔の大きさは大部分が２００ｎｍ以下であり、空孔の含有量は、通常１０〜６０体積％、好ましくは２０〜４０体積％である。エアロゲルには、シリカエアロゲルと、中空粒子をマトリックス中に分散させた多孔質体とがある。
The elongated and linear B layer contains a porous material.
The porous material is a material having a large number of minute pores, and examples thereof include airgel. The airgel is a transparent porous body in which minute pores are dispersed in a matrix. The size of the pores is mostly 200 nm or less, and the content of the pores is usually 10 to 60% by volume, preferably 20 to 40% by volume. Aerogels include silica aerogels and porous bodies in which hollow particles are dispersed in a matrix.
シリカエアロゲルは、米国特許第４，４０２，９２７号公報、米国特許第４，４３２，９５６号公報および米国特許第４，６１０，８６３号公報などに開示されているように、アルコキシシランの加水分解重合反応によって得られたシリカ骨格からなるゲル状化合物を、アルコールあるいは二酸化炭素などの溶媒（分散媒）で湿潤状態にし、そしてこの溶媒を超臨界乾燥で除去することによって製造することができる。また、シリカエアロゲルは、米国特許第５，１３７，２７９号公報、米国特許５，１２４，３６４号公報などに開示されているように、ケイ酸ナトリウムを原料として、上記と同様にして製造することができる。 Silica aerogel is produced by hydrolysis of alkoxysilane as disclosed in U.S. Pat. No. 4,402,927, U.S. Pat. No. 4,432,956 and U.S. Pat. No. 4,610,863. The gel compound composed of the silica skeleton obtained by the polymerization reaction can be produced by wetting with a solvent (dispersion medium) such as alcohol or carbon dioxide and removing the solvent by supercritical drying. Silica airgel is manufactured in the same manner as described above using sodium silicate as a raw material as disclosed in US Pat. No. 5,137,279, US Pat. No. 5,124,364, and the like. Can do.
本発明において、特開平５−２７９０１１号公報および特開平７−１３８３７５号公報に開示されているようにして、アルコキシシランの加水分解、重合反応によって得られたゲル状化合物を疎水化処理して、シリカエアロゲルに疎水性を付与することが好ましい。この疎水性シリカエアロゲルは、湿気や水などが浸入し難くなり、シリカエアロゲルの屈折率や光透過性などの性能が劣化することを防ぐことができる。 In the present invention, as disclosed in JP-A-5-279011 and JP-A-7-138375, hydrolyzing the gel-like compound obtained by hydrolysis and polymerization reaction of alkoxysilane, It is preferable to impart hydrophobicity to the silica airgel. This hydrophobic silica airgel is difficult for moisture and water to enter, and can prevent the performance of the silica airgel such as refractive index and light transmittance from deteriorating.
中空微粒子がマトリックス中に分散された多孔質体としては、特開２００１−２３３６１１号公報および特開２００３−１４９６４２号公報に開示されているような多孔質体が挙げられる。 Examples of the porous body in which hollow fine particles are dispersed in a matrix include porous bodies as disclosed in JP-A Nos. 2001-233611 and 2003-149642.
マトリックスに用いる材料は、中空微粒子の分散性、多孔質体の透明性、多孔質体の強度などの条件に適合する材料から選択される。例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニル樹脂、アルコキシシランなどの加水分解性有機珪素化合物およびその加水分解物などが挙げられる。
これらの中でも中空微粒子の分散性、多孔質体の強度からアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、加水分解性有機珪素化合物およびその加水分解物が好ましい。
The material used for the matrix is selected from materials that meet conditions such as dispersibility of hollow fine particles, transparency of the porous body, and strength of the porous body. For example, hydrolyzable organosilicon compounds such as polyester resin, acrylic resin, urethane resin, vinyl chloride resin, epoxy resin, melamine resin, fluorine resin, silicone resin, butyral resin, phenol resin, vinyl acetate resin, alkoxysilane, Examples include decomposed products.
Among these, acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, silicone resin, hydrolyzable organosilicon compound and hydrolyzate thereof are preferable from the viewpoint of dispersibility of the hollow fine particles and the strength of the porous body.
中空微粒子は特に制限されないが、無機中空微粒子が好ましく、特にシリカ系中空微粒子が好ましい。無機中空微粒子を構成する無機化合物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３、ＭｏＯ３、ＺｎＯ２、ＷＯ３、ＴｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２−ＺｒＯ２、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３−ＳｎＯ２などを例示することができる。 The hollow fine particles are not particularly limited, but inorganic hollow fine particles are preferable, and silica-based hollow fine particles are particularly preferable. Examples of the inorganic compound constituting the inorganic hollow fine particles include SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , Ce 2 O 3 , P 2 O 5 , Sb 2 O 3 , MoO 3. , ZnO 2, WO 3, TiO 2 -Al 2 O 3, TiO 2 -ZrO 2, In 2 O 3 -SnO 2, Sb 2 O 3 -SnO 2 or the like can be exemplified.
中空微粒子の外殻は細孔を有する多孔質なものであってもよく、あるいは細孔が閉塞されて空洞が外殻の外側に対して密封されているものであってもよい。外殻は、内側層と外側層などからなる多層構造であることが好ましい。外側層の形成に含フッ素有機珪素化合物を用いた場合は、中空微粒子の屈折率が低くなるとともに、マトリックスへの分散性もよくなり、さらに低屈折率層に防汚性を付与する効果も生じる。この含フッ素有機珪素化合物の具体例としては、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシランなどが挙げられる。 The outer shell of the hollow fine particles may be porous having pores, or may be one in which the pores are closed and the cavity is sealed against the outside of the outer shell. The outer shell preferably has a multilayer structure including an inner layer and an outer layer. When a fluorine-containing organic silicon compound is used for forming the outer layer, the refractive index of the hollow fine particles is lowered, the dispersibility to the matrix is improved, and the effect of imparting antifouling properties to the low refractive index layer is also produced. . Specific examples of the fluorine-containing organosilicon compound include 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, methyl-3,3,3-trifluoropropyldimethoxysilane, heptadecafluorodecylmethyldimethoxysilane, and heptadecafluoro. Examples include decyltrichlorosilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, and tridecafluorooctyltrimethoxysilane.
外殻の厚みは通常１〜５０ｎｍ、好ましくは５〜２０ｎｍである。また、外殻の厚みは、無機中空微粒子の平均粒子径の１／５０〜１／５の範囲にあることが好ましい。 The thickness of the outer shell is usually 1 to 50 nm, preferably 5 to 20 nm. The thickness of the outer shell is preferably in the range of 1/50 to 1/5 of the average particle diameter of the inorganic hollow fine particles.
また、空洞には中空微粒子を調製するときに使用した溶媒および／または乾燥時に浸入する気体が存在してもよいし、空洞を形成するための前駆体物質が空洞に残存していてもよい。 Moreover, the solvent used when preparing the hollow fine particles and / or the gas that enters during the drying may be present in the cavity, or a precursor substance for forming the cavity may remain in the cavity.
中空微粒子の平均粒径は特に制限されないが、５〜２，０００ｎｍの範囲が好ましく、２０〜１００ｎｍがより好ましい。ここで、平均粒径は、透過型電子顕微鏡観察による数平均粒子径である。 The average particle size of the hollow fine particles is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 2,000 nm, and more preferably 20 to 100 nm. Here, the average particle diameter is a number average particle diameter by observation with a transmission electron microscope.
本発明のＢ層に含まれる多孔質物質は、その屈折率が小さいものほど偏光分離特性が高くなり好ましいが、屈折率が小さいものは機械的強度に劣るため、光学特性と機械的強度をバランスさせられるものから選択するのが好ましい。屈折率の好ましい範囲は１．０３〜１．４５、より好ましくは１．１０〜１．４０のものである。 The porous material contained in the B layer of the present invention is preferably as the refractive index is smaller because the polarization separation property is higher, but the material having a lower refractive index is inferior in mechanical strength, and therefore balances optical properties and mechanical strength. It is preferred to select from those that can be made. The preferred range of the refractive index is 1.03-1.45, more preferably 1.10-1.40.
Ａ層及びＢ層は、それぞれ細長く線状に延びており、且つそれらが交互に複数並んでいる。例えば、図１及び図２に示すように、透明材料からなる第一層３１０の上に、Ａ層及びＢ層が、それぞれ積層された構造を成している。Ａ層とＢ層は略平行に並んでいる。ここで略平行とは、例えば、Ａ層とＢ層が交わらず、Ａ層間のピッチが広がったり狭まったりしている場合でも、例えば平均ピッチの±５％程度以内に収まっていることをいう。Ａ層のピッチは使用する光の波長の１／２以下になっている。Ａ層の幅及び高さは細いほど透過方向の偏光成分の吸収が小さくなり、特性上好ましい。可視光線に用いるグリッド偏光子では、Ａ層のピッチが通常５０〜６００ｎｍであり、Ａ層の幅が通常２５〜３００ｎｍ、Ａ層の高さは１０〜５００ｎｍである。Ａ層及びＢ層は、通常光の波長より長く延びており、好ましくは８００ｎｍ以上延びている。
Each of the A layer and the B layer is elongated and linearly formed, and a plurality of them are alternately arranged. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the A layer and the B layer are laminated on the
本発明のグリッド偏光子は、耐擦傷性、防汚性を有し、且つ十分なフレキシビリティーと強度を有するので、これを液晶表示装置等に取り付ける際の取り扱い性がよい。また、液晶表示装置の液晶パネルとバックライト装置との間に配置すると、バックライト装置からの光を有効利用でき、表示画面の輝度を向上させることができる。 Since the grid polarizer of the present invention has scratch resistance and antifouling properties and sufficient flexibility and strength, it is easy to handle when attached to a liquid crystal display device or the like. Further, when the liquid crystal display device is disposed between the liquid crystal panel and the backlight device, the light from the backlight device can be effectively used, and the luminance of the display screen can be improved.
次に本発明の実施態様を図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明のグリッド偏光子の第一実施態様を示す図である。図２はグリッド偏光子の斜視図であり、図１は図２に示すグリッド偏光子の断面図である。
図１及び図２に示すグリッド偏光子は、透明樹脂などの透明な材料からなるフィルム３１０の上に、アルミニウムやシリコンなどの複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料を含むＡ層３１１が積層されている。Ａ層は、図２に示すように、フィルム３１０の面上に細長く線状に延びている。Ａ層３１１をフィルム３１０の上に形成する方法は特に限定されないが、例えば、フォトリソグラフ法によって得ることができる。フォトリソグラフ法の例として、（１）フィルム上に金属膜を蒸着、めっきなどの方法で積層し、その金属膜の上に感光性レジスト膜を形成し、線状パターンの光を照射しレジスト膜をパターンに合わせて硬化させ、未硬化部分を取り除き、さらにレジストが取り除かれた金属膜部分をエッチングし、最後に硬化したレジストを取り除く方法や、（２）フィルム上に感光性レジスト膜を形成し、線状パターンの光を照射しレジスト膜をパターンに合わせて硬化させ、未硬化部分を取り除き、そのパターンを形成されたレジスト上に蒸着、スパッタなどの方法で金属膜を形成し、最後に硬化したレジストを取り除く方法などが挙げられる。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 are views showing a first embodiment of the grid polarizer of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the grid polarizer, and FIG. 1 is a cross-sectional view of the grid polarizer shown in FIG.
1 and 2 includes a real part n and an imaginary part κ of a complex refractive index (N = n−iκ) such as aluminum or silicon on a
第一実施態様のグリッド偏光子では、Ａ層間の溝部にＢ層３１２が形成されている。Ｂ層は、多孔質物質を含んでいる。多孔質物質の具体例としては、シリカエアロゲルや、中空粒子をマトリックス中に分散させた多孔質物質などが挙げられる。
Ｂ層３１２を形成する方法は特に制限されないが、例えば、中空シリカ微粒子のイソプロパノール分散ゾルをシリコーンレジンのメタノール溶液に添加して塗布液を調整し、その塗布液をワイヤーバーコーターなどを用いてＡ層間の溝部に塗布液を流し込み、乾燥させ、次いで酸素雰囲気下で熱処理することによってＢ層を形成することができる。
In the grid polarizer of the first embodiment, the
The method for forming the
図３は、本発明のグリッド偏光子の第二実施態様を示す図である。第二実施態様のグリッド偏光子は、前記第一実施態様のグリッド偏光子のＢ層３１２に境目無く連なっている多孔質物質からなる層（第三層）３１３が積層された構造をなすものである。第三層を構成する多孔質物質は、Ｂ層に含まれる多孔質物質として例示したものと同じものを用いることができる。なお、第二実施態様では第三層として多孔質物質からなる層を用いているが、第三層として低複屈折率の物質からなる層を用いても構わない。第三層３１３は、Ｂ層を形成する方法と同様の方法で形成することができる。例えば、Ｂ層を形成するためにＡ層間の溝部に流し込んだ前記塗布液をＡ層を覆うように塗工することによって第三層を得ることができる。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the grid polarizer of the present invention. The grid polarizer of the second embodiment has a structure in which a layer (third layer) 313 made of a porous material continuously connected to the
図４は、本発明グリッド偏光子の第三実施態様を示す図である。第三実施態様のグリッド偏光子は、前記第一実施態様のグリッド偏光子のＡ層３１１及びＢ層３１２を第一層のフィルム３１０及び第四層３１４のフィルムで挟み込んだ構造を成している。
第四層は、図４の構造に限定されず、透明な材料からなる層であればよい。
第四層３１４は光を透過できる層であることが好ましく、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル等からなる透明樹脂からなる層；オルガノアルコキシシラン、無機微粒子分散アクリル等からなる有機・無機複合層；窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化ケイ素等からなる無機層等が挙げられる。第四層は、フレキシビリティーの観点から樹脂からなるものであることが好ましい。
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the grid polarizer of the present invention. The grid polarizer of the third embodiment has a structure in which the
The fourth layer is not limited to the structure of FIG. 4 and may be a layer made of a transparent material.
The
第四層を積層する手法は特に限定されない。例えば、フィルム状の第四層を貼り合わせて積層する方法、第四層を形成する組成物を含有するコーティング剤を塗布し、乾燥や、熱若しくは光により硬化することにより第四層を積層する方法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の手法が挙げられる。第四層の厚さは、特に制限されない。具体的には０．１μｍ〜５００μｍである。 The method of laminating the fourth layer is not particularly limited. For example, a method of laminating and laminating a film-like fourth layer, a coating agent containing a composition forming the fourth layer is applied, and the fourth layer is laminated by drying or curing by heat or light Examples of the method include a method, a vacuum deposition method, an ion plating method, and a sputtering method. The thickness of the fourth layer is not particularly limited. Specifically, it is 0.1 μm to 500 μm.
図５は、本発明グリッド偏光子の第四実施態様を示す図である。第四実施態様のグリッド偏光子は、前記第二実施態様のグリッド偏光子の第三層３１３の上にさらに第四層３１４を積層させた構造を成している。第四層は前記第三実施態様で説明したものと同様のものである。
FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment of the grid polarizer of the present invention. The grid polarizer of the fourth embodiment has a structure in which a
図６は、本発明グリッド偏光子の第五実施態様を示す図である。第五実施態様のグリッド偏光子は、第一層３１０の表面に細長く線状に延びた凸部が互いに離間した状態で複数並んで形成され、前記凸部の頂面上に凸部に沿って細長く線状に延びたＡ層が設けられ、隣り合うＡ層及び凸部の間に形成された溝部に当該溝部を埋めるように、細長く線状に延びたＢ層３１２が配置されている。
FIG. 6 is a diagram showing a fifth embodiment of the grid polarizer of the present invention. In the grid polarizer of the fifth embodiment, a plurality of elongated and linearly extending projections are formed on the surface of the
図７は、本発明グリッド偏光子の第六実施態様を示す図である。第六実施態様のグリッド偏光子は、第五実施態様において、細長く線状に延びたＡ’層３１１’が、さらに前記溝部の底面上に設けられているものである。Ａ’層３１１’は、Ａ層３１１と同様のものである。
FIG. 7 is a view showing a sixth embodiment of the grid polarizer of the present invention. In the grid polarizer of the sixth embodiment, in the fifth embodiment, an A ′
第五実施態様及び第六実施態様における、第一層３１０、Ａ層３１１及びＢ層３１２は、第一実施態様で説明したものと同様のものである。
The
第一層３１０の表面に形成された細長く線状に延びる凸部のピッチは、好ましくは５０〜６００ｎｍであり、凸部の巾は、通常光の波長よりも短く、好ましくは２５〜３００ｎｍであり、凸部の高さは好ましくは５０〜５００ｎｍである。凸部は線状に延びており、その長さは、通常光の波長より長く、通常８００ｎｍ以上である。
The pitch of the elongated linearly extending projections formed on the surface of the
細長く線状に延びた凸部が形成された第一層は、その製法によって特に制限されないが、該第一層の好適な製法は、線状に延びた凹部を有する転写用の型、好適には転写ロールを用いて長尺の樹脂フィルム表面に線状に延びた凸部を転写することを含むものである。 The first layer in which the elongated and linearly extending convex portions are formed is not particularly limited by the manufacturing method, but a preferable manufacturing method of the first layer is a transfer mold having a linearly extending concave portion, preferably Includes transferring convex portions extending linearly on the surface of a long resin film using a transfer roll.
この好適な製法に用いられる転写用の型又は転写ロールは、転写面に細長く線状に延びた凹部を有するものであればその製法によって特に限定されない。例えば、モース硬度９以上の材料を高エネルギー線を用いて加工し、先端に巾６００ｎｍ以下の突起を形成してなる工具を作製し、該工具を用いて型部材又はロール部材の表面にピッチが好ましくは５０〜６００ｎｍで、凹部の巾が好ましくは２５〜３００ｎｍで、凹部の深さが好ましくは５０〜５００ｎｍである、細長く線状に延びた凹部を形成する方法が挙げられる。 The transfer mold or transfer roll used in this preferred manufacturing method is not particularly limited by the manufacturing method as long as the transfer surface has a long and elongated recess on the transfer surface. For example, a material having a Mohs hardness of 9 or more is processed using a high energy beam, and a tool is formed by forming a protrusion having a width of 600 nm or less at the tip, and the pitch is formed on the surface of the mold member or roll member using the tool. A method of forming an elongated, linearly extending recess, preferably 50 to 600 nm, a recess width of preferably 25 to 300 nm, and a recess depth of preferably 50 to 500 nm.
図１１は工具１０の一例を示す図である。モース硬度９以上の直方体を高エネルギー線で加工し、先端の面に溝を彫り込み、先端に巾３００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下の直線状の突起１１を形成している。図１１では直線状突起が一定のピッチで複数本平行に並んでいる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the
先端に形成される突起の形状は特に制限されず、例えば、直線状突起の長手に垂直な面で切断した断面が、長方形、三角形、半円形、台形、又はこれらの形状を若干変形させたような形状などを挙げることができる。これらの中で断面が長方形のものが、複素屈折率の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料のＡ層を容易に形成できるので好適である。
工具の先端に形成される突起の算術平均粗さ（Ｒａ）は好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以下である。
The shape of the protrusion formed at the tip is not particularly limited, and for example, the cross section cut by a surface perpendicular to the length of the linear protrusion is rectangular, triangular, semicircular, trapezoidal, or these shapes are slightly deformed Can be mentioned. Among these, those having a rectangular cross section are preferable because an A layer made of a material having an absolute value of a difference between the real part n and the imaginary part κ of the complex refractive index of 1.0 or more can be easily formed.
The arithmetic average roughness (Ra) of the protrusion formed at the tip of the tool is preferably 10 nm or less, more preferably 3 nm or less.
工具の突起（凸部）が型部材又はロール部材の表面では凹部となり、工具の凹部が型部材又はロール部材の表面では凸部となって形成される。突起断面形状が長方形である切削工具１０（図１５；巾Ｗ１、ピッチＰ１、高さＨ１）を用いた場合、型部材又はロール部材の表面の突起１１の巾Ｗ２はＰ１−Ｗ１、突起１１のピッチＰ２はＰ１、突起１１の高さＨ２はＨ１以下となる。この関係と転写時の熱膨張などを考慮して、型部材又はロール部材の表面に形成したい凹部形状に対応する工具形状を決めることができる。工具の両側端の突起の巾ｅは、Ｗ１−２５＜ｅ＜Ｗ１＋２５（単位ｎｍ）又はｅ＝０であることが、加工継ぎ目部分のピッチを設定どおりの値にすることができることから好ましい。
The protrusion (convex portion) of the tool is formed as a concave portion on the surface of the mold member or roll member, and the concave portion of the tool is formed as a convex portion on the surface of the mold member or roll member. When the cutting tool 10 (FIG. 15; width W1, pitch P1, height H1) is used, the width W2 of the
工具に用いられるモース硬度９以上の材料としては、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、コランダムなどが挙げられる。これらの材料は単結晶又は焼結体であることが好ましい。単結晶であれば、加工精度と工具寿命の面で好ましく、単結晶ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素が硬度が高いためにより好ましく、単結晶ダイヤモンドが特に好ましい。焼結体としては、例えば、コバルト、スチール、タングステン、ニッケル、ブロンズなどを焼結材とするメタルボンド；長石、可溶性粘土、耐火粘土、フリットなどを焼結材とするビトリファイドボンドなどを挙げることができる。これらの中でダイヤモンドメタルボンドが好適である。 Examples of the material having a Mohs hardness of 9 or more used for the tool include diamond, cubic boron nitride, and corundum. These materials are preferably single crystals or sintered bodies. A single crystal is preferable in terms of processing accuracy and tool life, and single crystal diamond or cubic boron nitride is more preferable because of its high hardness, and single crystal diamond is particularly preferable. Examples of the sintered body include metal bonds that use cobalt, steel, tungsten, nickel, bronze, and the like as sintered materials; vitrified bonds that use feldspar, soluble clay, refractory clay, frit, and the like as sintered materials. it can. Of these, diamond metal bonds are preferred.
工具の作製に用いられる高エネルギー線としては、例えば、レーザービーム、イオンビーム、電子ビームなどが挙げられる。これらの中でイオンビームと電子ビームが好適である。イオンビームによる加工では材料の表面にフロン、塩素などの活性ガスを吹き付けながらイオンビームを照射する方法（イオンビーム援用化学加工という。）が好ましい。電子ビーム加工では、材料の表面に酸素ガスなどの活性ガスを吹き付けながら電子ビームを照射する方法（電子ビーム援用化学加工という。）が好ましい。これらビーム援用化学加工によって、エッチング速度を速め、スパッタされた物質の再付着を防ぎ、且つナノオーダーの高精度で微細加工を効率よく行うことができる。 Examples of the high energy beam used for manufacturing the tool include a laser beam, an ion beam, and an electron beam. Among these, an ion beam and an electron beam are preferable. In processing using an ion beam, a method of irradiating an ion beam while spraying an active gas such as chlorofluorocarbon or chlorine on the surface of the material (referred to as ion beam assisted chemical processing) is preferable. In electron beam processing, a method of irradiating an electron beam while spraying an active gas such as oxygen gas on the surface of the material (referred to as electron beam assisted chemical processing) is preferable. By these beam-assisted chemical processing, the etching rate can be increased, the reattachment of the sputtered substance can be prevented, and the fine processing can be efficiently performed with high accuracy on the nano order.
図１２は、前記で得られた工具を用いてロール部材２０の周面に細長く線状に延びた凹部２１を形成する方法の一例を示す図である。図１２では、工具１０の直線状突起１１をロール部材２０周面に圧しあて、ロール部材を回転させて、ロール部材周面を切削又は研削している。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a method for forming the recess 21 that is elongated and linearly formed on the peripheral surface of the roll member 20 using the tool obtained above. In FIG. 12, the
型部材又はロール部材の切削又は研削は、精密微細加工機を用いて行うことが好ましい。精密微細加工機は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の移動精度が、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下、特に好ましくは１０ｎｍ以下のものである。精密微細加工機は、好ましくは０．５Ｈｚ以上の振動の変位が５０μｍ以下に管理された室内、より好ましくは０．５Ｈｚ以上の振動の変位が１０μｍ以下に管理された室内に設置して、上記加工を行う。また、型部材又はロール部材の切削又は研削は、好ましくは温度が±０．５℃以内に管理された恒温室、より好ましくは±０．３℃以内に管理された恒温室で行う。 The cutting or grinding of the mold member or roll member is preferably performed using a precision fine processing machine. The precision micromachining machine has an X, Y, and Z axis movement accuracy of preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and particularly preferably 10 nm or less. The precision micro-machining machine is preferably installed in a room where the vibration displacement of 0.5 Hz or more is controlled to 50 μm or less, more preferably in a room where the vibration displacement of 0.5 Hz or more is controlled to 10 μm or less. Processing. Further, the cutting or grinding of the mold member or the roll member is preferably performed in a temperature-controlled room whose temperature is controlled within ± 0.5 ° C., more preferably a temperature-controlled room where the temperature is controlled within ± 0.3 ° C.
微細加工に用いられる型部材又はロール部材は特に制限はないが型部材又はロール部材の表面は適度な硬度のある材料で形成されていることが好ましく、例えば、電着又は無電解めっきにより形成された金属膜で形成される。金属膜を構成する材料としてはビッカース硬度が好ましくは４０〜３５０、より好ましくは２００〜３００の金属膜を得ることができるものがよく、具体的には、銅、ニッケル、ニッケル−リン合金、パラジウムなどが挙げられ、これらのうち、銅、ニッケル、ニッケル−リン合金が好ましい。 The mold member or roll member used for microfabrication is not particularly limited, but the surface of the mold member or roll member is preferably formed of a material having an appropriate hardness, for example, formed by electrodeposition or electroless plating. It is formed of a metal film. The material constituting the metal film is preferably a material that can obtain a metal film having a Vickers hardness of preferably 40 to 350, more preferably 200 to 300, specifically copper, nickel, nickel-phosphorus alloy, palladium. Of these, copper, nickel, and nickel-phosphorus alloys are preferable.
図１２では、ロール部材に直接工具を圧し付けて、細長く線状に延びた凹部を形成させているが、金型に細長く線状に延びた凸部を形成させ、その金型の上に電鋳などで金属版を作製し、金属版を金型から引き剥がし、その金属版をロール部材周面に貼り付ける方法で、転写ロールを作製してもよい。 In FIG. 12, the tool is directly pressed against the roll member to form a long and elongated linear recess, but the elongated and linear convex portion is formed on the mold, and the electric power is formed on the mold. A transfer roll may be produced by a method in which a metal plate is produced by casting or the like, the metal plate is peeled off from the mold, and the metal plate is attached to the peripheral surface of the roll member.
上記の方法などで得られた転写用型又は転写ロールを用いて樹脂フィルム表面に細長く線状に延びた凸部を形成する。図１３は、転写ロールで樹脂フィルム３０表面に細長く線状に延びた凸部を形成する工程の一例を示す図である。図１３では、転写ロール２０と、樹脂フィルムを挟んで反対側にあるロール２１とで、樹脂フィルム３０を圧し挟み、転写ロール周面の細長く線状に延びた凹部を樹脂フィルムに転写している。転写ロールとその反対側にあるロールによる挟み圧力は、好ましくは数ＭＰａ〜数十ＭＰａである。また転写時の温度は、樹脂フィルムを構成している透明樹脂のガラス転移温度をＴｇとすると、好ましくはＴｇ〜（Ｔｇ＋１００）℃である。樹脂フィルムと転写ロールとの接触時間は樹脂フィルムの送り速度、すなわちロール回転速度によって調整でき、好ましくは５〜６００秒である。 Using the transfer mold or transfer roll obtained by the above method or the like, a long and elongated protrusion is formed on the surface of the resin film. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a process of forming a long and elongated protrusion on the surface of the resin film 30 with a transfer roll. In FIG. 13, the transfer roll 20 and the roll 21 on the opposite side across the resin film are pressed against the resin film 30 to transfer the elongated, linearly extending recesses on the transfer roll peripheral surface to the resin film. . The pinching pressure between the transfer roll and the roll on the opposite side is preferably several MPa to several tens of MPa. The temperature during transfer is preferably Tg to (Tg + 100) ° C., where Tg is the glass transition temperature of the transparent resin constituting the resin film. The contact time between the resin film and the transfer roll can be adjusted by the feed speed of the resin film, that is, the roll rotation speed, and is preferably 5 to 600 seconds.
樹脂フィルム表面に細長く線状に延びた凸部を形成する別の方法としては、転写用型又は転写ロールに感光性透明樹脂を圧しあて、露光して、細長く線状に延びた凸部を転写する方法が挙げられる。具体的には感光性透明樹脂溶液を流延して、溶媒を除去し、次いで前記転写ロールを圧しあてると同時に光を照射して、感光性透明樹脂を硬化させて、細長く線状に延びた凸部を形成する方法である。 Another method for forming elongated and linearly protruding parts on the surface of the resin film is to apply a photosensitive transparent resin to a transfer mold or transfer roll and expose it to transfer the elongated and linearly protruding parts. The method of doing is mentioned. Specifically, the photosensitive transparent resin solution was cast, the solvent was removed, and then the transfer roll was pressed and irradiated with light at the same time to cure the photosensitive transparent resin, and elongated in a linear shape. This is a method of forming a convex portion.
次に、樹脂フィルム表面に形成された細長く線状に延びた凸部の頂面にＡ層を形成する。図７に示すように凸部の頂面にＡ層と、凸部間の溝部の底面にＡ’層とを形成させてもよいし、図６に示すように凸部頂面にＡ層だけを形成させてもよい。 Next, an A layer is formed on the top surface of the elongated and linearly formed convex portion formed on the surface of the resin film. As shown in FIG. 7, the A layer may be formed on the top surface of the convex portion, and the A ′ layer may be formed on the bottom surface of the groove between the convex portions, or only the A layer is formed on the top surface of the convex portion as shown in FIG. May be formed.
Ａ層及び／又はＡ’層を形成させる方法は特に制限されない。用いる材料に応じて、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜プロセスや、マイクログラビア法、スクリーンコート法、ディップコート法、無電解めっき、電解めっき等のウェットプロセスによる各種コーティング法を用いることができる。これらのうちグリッド構造の均一性の観点から、真空蒸着法、スパッタリング法が好ましい。 The method for forming the A layer and / or the A ′ layer is not particularly limited. Depending on the materials used, various coatings by vacuum deposition processes such as vacuum deposition, sputtering, and ion plating, and wet processes such as microgravure, screen coating, dip coating, electroless plating, and electrolytic plating Can be used. Of these, vacuum vapor deposition and sputtering are preferred from the viewpoint of the uniformity of the grid structure.
以下、金属を用いてＡ層及び／又はＡ’層を形成する場合を例示する。図１４は連続スパッタリング装置の一例を示す図である。図１４の装置５００は、巻き出しロール５０１に前記細長く線状に延びた凸部を形成させた樹脂フィルムを装填でき、ターゲット５０６に蒸着しようとする金属を装填できるようになった直流マグネトロンスパッタリング装置である。真空室を真空にして、巻き出しロール５０１からフィルムを巻き出し、清浄な成膜ロ−ル５０３にフィルムを巻きつけ、ターゲット５０６からのスパッタリングにより、フィルム表面に金属膜を形成させる。金属膜を形成させたフィルムは巻き取りロ−ル５０４に巻き取る。
Hereinafter, a case where the A layer and / or the A ′ layer are formed using metal will be exemplified. FIG. 14 is a diagram showing an example of a continuous sputtering apparatus. The
金属をスパッタリングや蒸着するときの方向をフィルムに形成された細長く線状に延びた凸部に対して傾けることによって、金属膜が形成される部分と金属膜が形成されない部分とができる。例えば、細長く線状に延びた凸部が形成された樹脂フィルムにおいて、樹脂フィルム法線方向からスパッタリング等を行うと凸部の頂面と凸部間の溝部の底面とに金属膜が形成されるが、凸部側面には金属膜が形成されない。また同じ樹脂フィルムで、凸部が延びる方向に略直角な方向でフィルム面に対し斜めからスパッタリング等を行うと、凸部の頂面と凸部の片側面の上半分の面に金属膜が形成されるが、凸部間の溝部の底面、凸部の片側面の下半分及びもう一方の片側面には金属膜が形成されない。このようなスパッタリングにより飛来する金属の直線性と、凸部及び凸部間の溝部とを利用して、互いに略並行に配置されたＡ層及び又はＡ’層を容易に得ることができる。 By tilting the direction when sputtering or vapor-depositing the metal with respect to the elongated linearly formed convex portion formed in the film, a portion where the metal film is formed and a portion where the metal film is not formed can be formed. For example, in a resin film formed with elongated and linearly protruding portions, a metal film is formed on the top surface of the protruding portion and the bottom surface of the groove portion between the protruding portions when sputtering or the like is performed from the normal direction of the resin film. However, no metal film is formed on the side surface of the convex portion. In addition, when the same resin film is sputtered obliquely to the film surface in a direction substantially perpendicular to the direction in which the convex portion extends, a metal film is formed on the top surface of the convex portion and the upper half of one side of the convex portion. However, the metal film is not formed on the bottom surface of the groove between the convex portions, the lower half of one side surface of the convex portion, and the other one side surface. By utilizing the linearity of the metal flying by such sputtering and the grooves between the protrusions and the protrusions, it is possible to easily obtain the A layer and / or the A ′ layer arranged substantially in parallel with each other.
図８は本発明グリッド偏光子の第七実施態様を示す図である。第七実施態様のグリッド偏光子は、前記第六実施態様のグリッド偏光子のＢ層に境目無く連なっている多孔質物質からなる第三層が積層された構造をなすものである。第三層は第二実施態様の説明でしたものと同様のものである。 FIG. 8 is a view showing a seventh embodiment of the grid polarizer of the present invention. The grid polarizer of the seventh embodiment has a structure in which a third layer made of a porous material is seamlessly connected to the B layer of the grid polarizer of the sixth embodiment. The third layer is the same as that described in the second embodiment.
図９は本発明グリッド偏光子の第八実施態様を示す図である。第八実施態様のグリッド偏光子は、前記第六実施態様のグリッド偏光子のＡ層及びＢ層の上に第四層を積層した構造を成しているものである。第四層は第三実施態様で説明したものと同様のものである。 FIG. 9 is a view showing an eighth embodiment of the grid polarizer of the present invention. The grid polarizer of the eighth embodiment has a structure in which a fourth layer is laminated on the A layer and the B layer of the grid polarizer of the sixth embodiment. The fourth layer is the same as that described in the third embodiment.
図１０は本発明グリッド偏光子の第九実施態様を示す図である。第九実施態様のグリッド偏光子は、前記第七実施態様のグリッド偏光子の第三層の上にさらに第四層を積層させた構造を成している。第四層は前記第三実施態様で説明したものと同様のものである。 FIG. 10 is a view showing a ninth embodiment of the grid polarizer of the present invention. The grid polarizer of the ninth embodiment has a structure in which a fourth layer is further laminated on the third layer of the grid polarizer of the seventh embodiment. The fourth layer is the same as that described in the third embodiment.
本発明の偏光素子は、前記グリッド偏光子と、他の偏光光学部材とを重ね合わせてなるものである。他の偏光光学部材としては、吸収型偏光子、位相差素子、偏光回折素子などが挙げられる。特に、液晶表示装置の輝度向上素子として用いる場合には、他の偏光光学部材が吸収型偏光子であることが好ましい。 The polarizing element of the present invention is formed by superimposing the grid polarizer and another polarizing optical member. Examples of other polarizing optical members include an absorption polarizer, a retardation element, and a polarization diffraction element. In particular, when used as a brightness enhancement element of a liquid crystal display device, the other polarizing optical member is preferably an absorptive polarizer.
本発明に用いられる吸収型偏光子は、直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過し、他方を吸収するものである。例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたもの、前記親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン配向フィルムなどが挙げられる。吸収型偏光子の厚さは、通常５〜８０μｍである。 The absorptive polarizer used in the present invention transmits one of two linearly polarized light intersecting at right angles and absorbs the other. For example, a hydrophilic polymer film such as a polyvinyl alcohol film or an ethylene vinyl acetate partially saponified film adsorbed a dichroic substance such as iodine or a dichroic dye and uniaxially stretched, the hydrophilic polymer film Examples include uniaxially stretched and dichroic substances adsorbed, and polyene oriented films such as polyvinyl alcohol dehydrated products and polyvinyl chloride dehydrochlorinated products. The thickness of the absorbing polarizer is usually 5 to 80 μm.
グリッド偏光子と吸収型偏光子は、グリッド偏光子の偏光透過軸と吸収型偏光子の偏光透過軸とが略平行になるように重ね合わせることが好ましい。このような配置にすることによって、自然光を効率的に直線偏光に変換することができる。 The grid polarizer and the absorption polarizer are preferably overlapped so that the polarization transmission axis of the grid polarizer and the polarization transmission axis of the absorption polarizer are substantially parallel. With such an arrangement, natural light can be efficiently converted into linearly polarized light.
本発明の偏光素子はその製法によって、特に限定されない。例えば、ロール状に巻かれた前記の長尺のグリッド偏光子及びロール状に巻かれた他の長尺の偏光光学部材を同時にロールから巻き出しながら、該グリッド偏光子と該他の偏光光学部材とを密着させることを含む方法が挙げられる。グリッド偏光子と他の偏光光学部材との密着面には接着剤を介在させることができる。グリッド偏光子と他の偏光光学部材とを密着させる方法としては、二本の平行に並べられたロールのニップにグリッド偏光子と他の偏光光学部材を一緒に通し圧し挟む方法が挙げられる。 The polarizing element of this invention is not specifically limited by the manufacturing method. For example, the grid polarizer and the other polarizing optical member while simultaneously unwinding the long grid polarizer wound in a roll shape and another long polarizing optical member wound in a roll shape from the roll. And a method including adhering to each other. An adhesive agent can be interposed between the grid polarizer and another polarizing optical member. As a method for bringing the grid polarizer and the other polarizing optical member into close contact with each other, there is a method in which the grid polarizer and the other polarizing optical member are pressed together and sandwiched between nips of two parallelly arranged rolls.
本発明の液晶表示装置は、前記のグリッド偏光子又は偏光素子を備えるものである。液晶表示装置は、偏光透過軸を電圧の調整で変化させることができる液晶パネルと、それを挟むように配置される二枚の吸収型偏光フィルムとで構成される。そして、この液晶パネルに光を送りこむために、表示面の裏側に、透過型液晶表示装置ではバックライト装置が、反射型液晶表示装置では反射板が備えられる。 The liquid crystal display device of the present invention includes the grid polarizer or the polarizing element. The liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which the polarization transmission axis can be changed by adjusting a voltage, and two absorption polarizing films arranged so as to sandwich the liquid crystal panel. In order to send light to the liquid crystal panel, a backlight device is provided in the transmissive liquid crystal display device and a reflector is provided in the reflective liquid crystal display device on the back side of the display surface.
本発明のグリッド偏光子は、直交する直線偏光のうちの一方を透過し、他方を反射する性質を持っている。また本発明の偏光素子は、グリッド偏光子側から透過させると、直交する直線偏光のうちの一方を透過し、他方を反射する性質を持っている。本発明の透過型液晶表示装置において、本発明のグリッド偏光子及び偏光素子（偏光素子のグリッド偏光子がバックライト側になるように配置する）を、バックライト装置と液晶パネルとの間に配置すると、バックライト装置で発光した光がグリッド偏光子によって、二つの直線偏光に分離され、一方の直線偏光は液晶パネルの方向へ、他方の直線偏光はバックライト装置の方向へ戻る。バックライト装置には反射板が通常備わっており、バックライト装置の方向へ戻った直線偏光は、その反射板により反射され、一部が偏光解消されて再びグリッド偏光子に戻ってくる。戻ってきた光はグリッド偏光子で再度二つの偏光に分離される。これを繰り返すことでバックライト装置で発光した光が有効に利用されることになる。その結果、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。また反射型液晶表示装置において、同様の原理で画面を明るくすることができる。 The grid polarizer of the present invention has a property of transmitting one of orthogonal linearly polarized light and reflecting the other. Further, the polarizing element of the present invention has a property of transmitting one of orthogonal linearly polarized light and reflecting the other when transmitted from the grid polarizer side. In the transmissive liquid crystal display device of the present invention, the grid polarizer and the polarizing element of the present invention (arranged so that the grid polarizer of the polarizing element is on the backlight side) are disposed between the backlight device and the liquid crystal panel. Then, the light emitted from the backlight device is separated into two linearly polarized light by the grid polarizer, and one linearly polarized light returns to the direction of the liquid crystal panel and the other linearly polarized light returns to the direction of the backlight device. The backlight device is usually provided with a reflecting plate, and the linearly polarized light returning to the direction of the backlight device is reflected by the reflecting plate, a part of the light is depolarized and returned to the grid polarizer again. The returned light is again separated into two polarized light by the grid polarizer. By repeating this, the light emitted from the backlight device is effectively used. As a result, light such as a backlight can be efficiently used for displaying images on the liquid crystal display device, and the screen can be brightened. In the reflective liquid crystal display device, the screen can be brightened by the same principle.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。また、部および％は、特に記載のない限り重量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example. Parts and% are based on weight unless otherwise specified.
（切削工具）
８ｍｍ×８ｍｍ×６０ｍｍのＳＵＳ製シャンクにろう付けされた寸法０．２ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍの直方体単結晶ダイヤモンドの０．２ｍｍ×１ｍｍの面に、アルゴンイオンビームを照射して切削加工を行って、長さ１ｍｍの辺に平行な幅０.０７μｍ、深さ０.１３μｍの溝をピッチ０.１５μｍで彫り込み、幅０.０８μｍ、高さ０.１３μｍの直線状の突起約１３００本をピッチ０.１５μｍで形成して、切削工具を得た。
(Cutting tools)
A 0.2 mm × 1 mm surface of a cuboid single crystal diamond having a size of 0.2 mm × 1 mm × 1 mm brazed to a SUS shank of 8 mm × 8 mm × 60 mm is irradiated with an argon ion beam to perform cutting. A groove having a width of 0.07 μm and a depth of 0.13 μm parallel to a side having a length of 1 mm is engraved with a pitch of 0.15 μm, and about 1300 linear protrusions having a width of 0.08 μm and a height of 0.13 μm are pitched to 0.15 μm. A cutting tool was obtained with a thickness of 15 μm.
（転写ロール）
直径２００ｍｍで長さ１５０ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ４３０製ロールの周面に、厚さ１００μｍのニッケル−リン無電解メッキを施した。次いで、先に作製した直線状突起を形成した切削工具を精密円筒研削盤に取付けて、該研削盤で、前記ロールのニッケル-リン無電解メッキ面に、ロール周方向に延びる、幅０．０７μｍ、高さ０．１３μｍ、ピッチ０．１５μｍの直線状の凸部を形成して、転写ロールを得た。
(Transfer roll)
Nickel-phosphorus electroless plating with a thickness of 100 μm was applied to the peripheral surface of a stainless steel SUS430 roll having a diameter of 200 mm and a length of 150 mm. Next, the cutting tool formed with the linear protrusions previously prepared is attached to a precision cylindrical grinding machine, and the grinding machine extends to the nickel-phosphorus electroless plating surface of the roll in the circumferential direction of the roll, and has a width of 0.07 μm. A linear convex portion having a height of 0.13 μm and a pitch of 0.15 μm was formed to obtain a transfer roll.
なお、集束イオンビーム加工による切削工具の作製と、ニッケル-リン無電解メッキ面の切削加工は、温度２０．０±０．２℃、振動制御システムにより０．５Ｈｚ以上の振動の変位が１０μｍ以下に管理された恒温低振動室内で行った。 In addition, the fabrication of the cutting tool by focused ion beam machining and the machining of the nickel-phosphorus electroless plating surface are performed at a temperature of 20.0 ± 0.2 ° C., and a vibration displacement of 0.5 Hz or more by the vibration control system is 10 μm or less. In a constant temperature and low vibration room controlled by
（シリコンアルコキシド溶液Ｉ）
テトラメトキシシランのオリゴマー（商品名：メチルシリケート５１、コルコート社製）と、メタノールとを質量比で４７：７８で混合してＡ液を調製した。また、水、アンモニア水（２８重量％）、メタノールを重量比で６０：１．２：９７．２で混合してＢ液を調製した。そしてＡ液とＢ液を１６：１７の質量比で混合してシリコンアルコキシド溶液Ｉを調製した。
(Silicon alkoxide solution I)
A liquid A was prepared by mixing tetramethoxysilane oligomer (trade name: methyl silicate 51, manufactured by Colcoat Co., Ltd.) and methanol at a mass ratio of 47:78. In addition, liquid B was prepared by mixing water, aqueous ammonia (28 wt%), and methanol in a weight ratio of 60: 1.2: 97.2. And A liquid and B liquid were mixed by the mass ratio of 16:17, and the silicon alkoxide solution I was prepared.
（シリコンアルコキシド溶液ＩＩ）
テトラメトキシシランのオリゴマーと、メタノールとの質量比を４７：７１に変えた以外は、前記シリコンアルコキシド溶液Ｉと同様にしてシリコンアルコキシド溶液ＩＩを調製した。
(Silicon alkoxide solution II)
A silicon alkoxide solution II was prepared in the same manner as the silicon alkoxide solution I except that the mass ratio of the tetramethoxysilane oligomer and methanol was changed to 47:71.
比較例１（グリッド偏光子０）
直径７０ｍｍのゴム製ロールからなるニップロール及び上記転写ロールを備えた転写装置を用いて、転写ロールの表面温度１７０℃、ニップロールの表面温度１００℃、フィルムの搬送テンション１ＭＰａ、及びニップ圧１５ＭＰａの条件で、厚さ１００μｍのシクロオレフィンポリマーフィルム（商品名：ＺＦ-１４、日本ゼオン社製）表面上に転写ロール表面の凹凸形状を転写することにより、フィルムの流れ方向と平行に幅０．０７５μｍ、高さ０．１２μｍ及びピッチ０．１５μｍの直線状に延びた凸部を有するフィルムを作製した。
Comparative Example 1 (Grid polarizer 0)
Using a nip roll composed of a rubber roll having a diameter of 70 mm and a transfer apparatus equipped with the transfer roll, the transfer roll surface temperature was 170 ° C., the nip roll surface temperature was 100 ° C., the film transport tension was 1 MPa, and the nip pressure was 15 MPa. By transferring the uneven shape of the transfer roll surface onto the surface of a cycloolefin polymer film (trade name: ZF-14, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm, the width is 0.075 μm in parallel with the film flow direction. A film having convex portions extending linearly with a thickness of 0.12 μm and a pitch of 0.15 μm was produced.
次いで、フィルムの凸部を形成した面に法線方向からアルミニウムを真空蒸着することにより、凸部の頂面及び凸部間の底面に厚さ５０ｎｍのアルミニウムからなるＡ層及びＡ’層を形成した。このグリッド偏光子を所定の形状に裁断して、枚葉のグリッド偏光子０を３枚作成した。 Next, aluminum is vacuum-deposited from the normal direction on the surface on which the convex portions of the film are formed, thereby forming an A layer and an A ′ layer made of aluminum having a thickness of 50 nm on the top surface of the convex portions and the bottom surface between the convex portions. did. This grid polarizer was cut into a predetermined shape to produce three single-piece grid polarizers 0.
次いで、導光板、光拡散シート、及びグリッド偏光子を順次積層し、線状光源を偏光板の端面に設置して偏光光源装置を得た。この偏光光源装置の上に吸収型偏光板をその偏光透過軸がグリッド偏光子の偏光透過軸と平行になるように載置し、さらに透過型のＴＮ液晶パネルを載せ、その上に別の吸収型偏光板を（偏光透過軸が前記吸収型偏光板のものと直交するように）載せて、液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の初期正面輝度を輝度計（商品名：ＢＭ-７、トプコン社製）を用いて測定した。結果を表１に示した。 Next, a light guide plate, a light diffusion sheet, and a grid polarizer were sequentially laminated, and a linear light source was installed on the end face of the polarizing plate to obtain a polarized light source device. An absorptive polarizing plate is placed on this polarized light source device so that its polarization transmission axis is parallel to the polarization transmission axis of the grid polarizer, and further a transmissive TN liquid crystal panel is placed thereon, on which another absorption is made. A liquid crystal display device was obtained by placing a polarizing plate (so that the polarization transmission axis was orthogonal to that of the absorption polarizing plate). The initial front luminance of the obtained liquid crystal display device was measured using a luminance meter (trade name: BM-7, manufactured by Topcon Corporation). The results are shown in Table 1.
また、二枚目のグリッド偏光子の一方の端を固定冶具に、もう一方の端を可動冶具にセットし、グリッド偏光子を±１５０度（グリッド偏光子が真っ直ぐな状態を０度）の角度に折り曲がるように可動冶具を動かし、−１５０度折り曲げ及び＋１５０度折り曲げの動作１回を１サイクル（動作速度は２秒／サイクル）とし、２００サイクル行った。２００サイクルの折り曲げ後でもグリッド偏光子に剥がれなど異常は目視では認められなかった。この２００サイクルの折り曲げを行った後のグリッド偏光子を用いて前記同様にして液晶表示装置を組み立て、屈曲後正面輝度を測定した。結果を表１に示した。 Also, set one end of the second grid polarizer to the fixed jig and the other end to the movable jig, and the grid polarizer is set to ± 150 degrees (0 degrees when the grid polarizer is straight) The movable jig was moved so as to be bent, and one cycle of −150 degree bending and +150 degree bending was performed as one cycle (operation speed was 2 seconds / cycle), and 200 cycles were performed. Even after 200 cycles of bending, no abnormalities such as peeling on the grid polarizer were observed visually. A liquid crystal display device was assembled in the same manner as described above using the grid polarizer after bending for 200 cycles, and the front luminance after bending was measured. The results are shown in Table 1.
次に三枚目のグリッド偏光子のＡ層を形成した面にスチールウール＃００００を荷重０．０２ＭＰａで接触させ表面全体を２０往復させ表面を擦った。スチールウールで擦った後のグリッド偏光子には細かい傷などの異常が目視で認められ、反射率又は透過率が面内でばらついていた。スチールウールで擦った後のグリッド偏光子を用いて前記同様にして液晶表示装置を組み立て、摩擦後正面輝度を測定した。結果を表１に示した。 Next, steel wool # 0000 was brought into contact with the surface of the third grid polarizer on which the A layer was formed at a load of 0.02 MPa, and the entire surface was reciprocated 20 times to rub the surface. The grid polarizer after rubbing with steel wool showed anomalies such as fine scratches visually, and the reflectance or transmittance varied in the plane. A liquid crystal display device was assembled in the same manner as described above using the grid polarizer after rubbing with steel wool, and the front luminance after rubbing was measured. The results are shown in Table 1.
実施例１
グリッド偏光子０のＡ層を形成した面に、前記シリコンアルコキシド溶液Ｉをメタノール雰囲気中で回転数５００ｒｐｍ、５秒間の条件でスピンコートした。コート後、そのまま１分１５秒間放置して、ゲル化したシリコンアルコキシドの薄膜を形成した。このゲル状薄膜を、水と２８％アンモニア水とメタノールを質量比で１６２：４：６４０で混合した組成の養生溶液中に浸漬し、室温で２４時間放置した。この薄膜をヘキサメチルジシラザンの１０％イソプロパノール溶液中に浸漬して、薄膜を疎水化した。次に、この疎水化した薄膜をイソプロパノールに浸漬して洗浄した。
Example 1
The silicon alkoxide solution I was spin-coated on the surface of the grid polarizer 0 on which the A layer was formed, in a methanol atmosphere under conditions of 500 rpm for 5 seconds. After coating, the film was allowed to stand for 1 minute 15 seconds to form a gelled silicon alkoxide thin film. This gel-like thin film was immersed in a curing solution having a composition in which water, 28% aqueous ammonia and methanol were mixed at a mass ratio of 162: 4: 640, and left at room temperature for 24 hours. This thin film was immersed in a 10% isopropanol solution of hexamethyldisilazane to hydrophobize the thin film. Next, this hydrophobicized thin film was immersed in isopropanol and washed.
さらに、薄膜を高圧容器に入れ、容器内を液化二酸化炭素で満たし、８０℃、１６ＭＰａ、２時間の条件で超臨界乾燥して、シリカゲルの網目構造の中に多数の空孔を有する構造のシリカエアロゲル薄膜Ｉ（Ｂ層、Ｂ’層及び第三層）を形成させて、３枚のグリッド偏光子１を得た。このシリカエアロゲル薄膜Ｉの屈折率は、１．３９であった。なお、屈折率は高速分光エリプソメトリ（型番号：Ｍ-２０００Ｕ、Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製）を用いて、測定波長５８９ｎｍ、入射角度５５、６０及び６５度でそれぞれ測定し、これらの測定値から算出した。シリカエアロゲル薄膜Ｉは、細長く線状に延びる凸部の頂面に形成したＡ層から２４０ｎｍの厚さがあり、隣り合うＡ層及び凸部の間に形成された溝部はシリカエアロゲルＩで満たされていた。 Furthermore, the thin film is put into a high-pressure vessel, the inside of the vessel is filled with liquefied carbon dioxide, and supercritical drying is performed under conditions of 80 ° C., 16 MPa, 2 hours. The airgel thin film I (B layer, B ′ layer, and third layer) was formed to obtain three grid polarizers 1. The refractive index of this silica airgel thin film I was 1.39. The refractive index was measured using a high-speed spectroscopic ellipsometry (model number: M-2000U, manufactured by JA Woollam) at a measurement wavelength of 589 nm and incident angles of 55, 60, and 65 degrees. Calculated from The silica airgel thin film I has a thickness of 240 nm from the A layer formed on the top surface of the elongated linearly extending protrusion, and the groove formed between the adjacent A layer and the protrusion is filled with the silica airgel I. It was.
２００サイクルの折り曲げ後及びスチールウールで擦った後のグリッド偏光子には剥離や傷などの異常が目視では認められなかった。これらのグリッド偏光子１を用いて比較例１と同様にして液晶表示装置を組み立てて輝度を測定した。結果を表１に示した。 Abnormalities such as peeling and scratches were not visually observed in the grid polarizer after being bent for 200 cycles and rubbed with steel wool. A liquid crystal display device was assembled using these grid polarizers 1 in the same manner as in Comparative Example 1, and the luminance was measured. The results are shown in Table 1.
実施例２
実施例１においてシリコンアルコシキシド溶液Ｉに代えて、シリコンアルコキシド溶液ＩＩを用いた以外は実施例１と同様にして３枚のグリッド偏光子２を得た。シリカエアロゲル薄膜ＩＩは、シリカゲルの網目構造の中に多数の空孔を有する構造を成しており、その屈折率は１．２２であった。シリカエアロゲル薄膜ＩＩは、細長く線状に延びる凸部の頂面に形成したＡ層から２２０ｎｍの厚さがあり、隣り合うＡ層及び凸部の間に形成された溝部はシリカエアロゲルＩＩで満たされていた。２００サイクルの折り曲げ後のグリッド偏光子には実施例１と同様に剥離などの異常が目視では認められなかった。スチールウールで擦った後のグリッド偏光子には細かい傷がついていることが目視で認められた。これらのグリッド偏光子２を用いて実施例１と同様にして液晶表示装置を組み立てて輝度を測定した。結果を表１に示した。
Example 2
Three grid polarizers 2 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the silicon alkoxide solution II was used in place of the silicon alkoxide solution I in Example 1. The silica airgel thin film II had a structure having a large number of pores in the network structure of silica gel, and the refractive index was 1.22. The silica airgel thin film II has a thickness of 220 nm from the A layer formed on the top surface of the elongated linearly extending protrusion, and the groove formed between the adjacent A layer and the protrusion is filled with the silica airgel II. It was. As in Example 1, abnormalities such as peeling were not visually observed in the grid polarizer after bending for 200 cycles. It was visually confirmed that the grid polarizer after rubbing with steel wool had fine scratches. A liquid crystal display device was assembled using these grid polarizers 2 in the same manner as in Example 1, and the luminance was measured. The results are shown in Table 1.
実施例３
実施例２と同様にしてグリッド偏光子２を得、さらにそれらのシリカエアロゲル薄膜ＩＩの上に、実施例１と同様にしてシリカエアロゲル薄膜Ｉを形成して、３枚のグリッド偏光子３を作成した。
シリカエアロゲル薄膜Ｉとシリカエアロゲル薄膜ＩＩとの境界は判別できなかった。シリカエアロゲル薄膜Ｉ及びシリカエアロゲル薄膜ＩＩを合わせた層は、細長く線状に延びる凸部の頂面に形成したＡ層から３７０ｎｍの厚さがあり、隣り合うＡ層及び凸部の間に形成された溝部はシリカエアロゲルＩＩで満たされていた。２００サイクルの折り曲げ後及びスチールウールで擦った後のグリッド偏光子には実施例１と同様に剥離や傷などの異常が目視では認められなかった。これらのグリッド偏光子３を用いて実施例１と同様にして液晶表示装置を組み立てて輝度を測定した。結果を表１に示した。
Example 3
The grid polarizer 2 was obtained in the same manner as in Example 2, and the silica airgel thin film I was formed on the silica airgel thin film II in the same manner as in Example 1 to produce three grid polarizers 3. did.
The boundary between the silica airgel thin film I and the silica airgel thin film II could not be discriminated. The combined layer of the silica airgel thin film I and the silica airgel thin film II has a thickness of 370 nm from the A layer formed on the top surface of the elongated linearly extending projection, and is formed between the adjacent A layer and the projection. The groove was filled with silica airgel II. As in Example 1, abnormalities such as peeling and scratches were not visually observed in the grid polarizer after being bent for 200 cycles and rubbed with steel wool. A liquid crystal display device was assembled using these grid polarizers 3 in the same manner as in Example 1, and the luminance was measured. The results are shown in Table 1.
（ハードコート剤）
６官能ウレタンアクリレートオリゴマー（商品名：ＮＫ オリゴ Ｕ-６ＨＡ、新中村化学社製）３０部、ブチルアクリレート４０部、イソボロニルメタクリレート３０部、２，２-ジメトキシ-１，２-ジフェニルエタン-１-オン１０部をホモジナイザーで混合して紫外線硬化性のハードコート剤を調製した。
(Hard coat agent)
Hexafunctional urethane acrylate oligomer (trade name: NK Oligo U-6HA, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 30 parts, butyl acrylate 40 parts, isobornyl methacrylate 30 parts, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1 -10 parts of ON was mixed with a homogenizer to prepare an ultraviolet curable hard coat agent.
実施例４
実施例２と同様にしてグリッド偏光子２を得、さらにそれらのシリカエアロゲル薄膜ＩＩの上に、前記ハードコート剤を硬化後の膜厚が５μｍになるように、バーコーターを用いて塗布した。８０℃で５分間乾燥させ、次いで紫外線を照射（積算光量３００ｍＪ／ｃｍ２）して、ハードコート剤を硬化させて、３枚のハードコート層付きグリッド偏光子４を作成した。
ハードコート剤はシリカエアロゲル薄膜ＩＩの表面から内部に約１３０ｎｍ浸透した状態で硬化しており、ハードコート層は前記浸透部も含め約５μｍであった。グリッド偏光子４の隣り合うＡ層及び凸部の間に形成された溝部はシリカエアロゲルＩＩで満たされていた。２００サイクルの折り曲げ後及びスチールウールで擦った後のグリッド偏光子には実施例１と同様に剥離や傷などの異常が目視では認められなかった。これらのグリッド偏光子４を用いて実施例１と同様にして液晶表示装置を組み立てて輝度を測定した。結果を表１に示した。
Example 4
The grid polarizer 2 was obtained in the same manner as in Example 2, and the hard coat agent was applied onto the silica airgel thin film II using a bar coater so that the film thickness after curing was 5 μm. It dried at 80 degreeC for 5 minute (s), and then irradiated with the ultraviolet-ray (integrated light quantity 300mJ / cm < 2 >), the hard-coat agent was hardened, and the grid polarizer 4 with 3 hard-coat layers was created.
The hard coat agent was cured in a state where it penetrated about 130 nm from the surface of the silica airgel thin film II, and the hard coat layer was about 5 μm including the permeation portion. The groove formed between the adjacent A layer and the convex portion of the grid polarizer 4 was filled with silica airgel II. As in Example 1, abnormalities such as peeling and scratches were not visually observed in the grid polarizer after being bent for 200 cycles and rubbed with steel wool. A liquid crystal display device was assembled using these grid polarizers 4 in the same manner as in Example 1, and the luminance was measured. The results are shown in Table 1.
実施例５
実施例２と同様にしてグリッド偏光子２を得、さらにそれらのシリカエアロゲル薄膜ＩＩの上に、ウレタンアクリレート系接着剤（屈折率１．４８）を介して、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを貼り合わせ、３枚のグリッド偏光子５を作成した。
ウレタンアクリレート系接着剤はシリカエアロゲル薄膜ＩＩの表面から内部に約４０ｎｍ浸透していた。グリッド偏光子５の隣り合うＡ層及び凸部の間に形成された溝部はシリカエアロゲルＩＩで満たされていた。２００サイクルの折り曲げ後のグリッド偏光子には実施例１と同様に剥離などの異常が目視では認められなかった。スチールウールで擦った後のグリッド偏光子には細かい傷がついていることが目視で認められた。これらのグリッド偏光子５を用いて実施例１と同様にして液晶表示装置を組み立てて輝度を測定した。結果を表１に示した。
Example 5
In the same manner as in Example 2, grid polarizers 2 were obtained, and a triacetyl cellulose film having a thickness of 80 μm was formed on the silica airgel thin film II via a urethane acrylate adhesive (refractive index: 1.48). The three grid polarizers 5 were prepared by bonding.
The urethane acrylate adhesive penetrated about 40 nm from the surface of the silica airgel thin film II to the inside. The groove formed between the adjacent A layer and the convex portion of the grid polarizer 5 was filled with silica airgel II. As in Example 1, abnormalities such as peeling were not visually observed in the grid polarizer after bending for 200 cycles. It was visually confirmed that the grid polarizer after rubbing with steel wool had fine scratches. A liquid crystal display device was assembled using these grid polarizers 5 in the same manner as in Example 1, and the luminance was measured. The results are shown in Table 1.
比較例２
グリッド偏光子０のＡ層を形成した面に、ウレタンアクリレート系接着剤（屈折率１．４８）を介して、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを貼り合わせ、３枚のグリッド偏光子６を作成した。
グリッド偏光の隣り合うＡ層及び凸部の間に形成された溝部にはウレタンアクリレート系接着剤が満たされていた。２００サイクルの折り曲げ後のグリッド偏光子６には実施例１と同様に剥離などの異常が目視では認められなかった。スチールウールで擦った後のグリッド偏光子には細かい傷がついていることが目視で認められた。これらのグリッド偏光子６を用いて実施例１と同様にして液晶表示装置を組み立てて輝度を測定した。結果を表１に示した。
Comparative Example 2
Three grid polarizers 6 are prepared by bonding a 80 μm thick triacetyl cellulose film to the surface of the grid polarizer 0 on which the A layer is formed via a urethane acrylate adhesive (refractive index 1.48). did.
The groove formed between the adjacent A layer and the convex portion of the grid polarized light was filled with a urethane acrylate adhesive. As in Example 1, no abnormalities such as peeling were visually observed in the grid polarizer 6 after being bent for 200 cycles. It was visually confirmed that the grid polarizer after rubbing with steel wool had fine scratches. A liquid crystal display device was assembled using these grid polarizers 6 in the same manner as in Example 1, and the luminance was measured. The results are shown in Table 1.
比較例３
実施例１において、グリッド偏光子１を配置しない状態で液晶表示装置の正面輝度を測定した。結果を第１表に示す。
Comparative Example 3
In Example 1, the front luminance of the liquid crystal display device was measured in a state where the grid polarizer 1 was not disposed. The results are shown in Table 1.
表中の略号は、Ａｌ＝アルミニウム、Ｓｉ１＝シリカエアロゲルＩ、Ｓｉ２＝シリカエアロゲルＩＩ、ＨＤ＝ハードコート層、ＴＡＣ＝トリアセチルセルロース、ＵＡ＝ウレタンアクリレート、Ａｉｒ＝空気、である。 Abbreviations in the table are Al = aluminum, Si1 = silica airgel I, Si2 = silica airgel II, HD = hard coat layer, TAC = triacetylcellulose, UA = urethane acrylate, Air = air.
以上の結果から、
１）基材が樹脂フィルムなので、何れの場合も（比較例含め）屈曲耐性があり、加工における「曲げ」の工程で性能が劣化しないことがわかる。
２）実施例では、表面の微細構造の凹部が屈折率の小さい多孔質物質（シリカエアロゲル）で満たされている。グリッド偏光子を使わない場合に比べ、輝度が大幅に向上している。またスチールウールで摩擦した後の輝度低下も抑制される。実施例によってはスチールウールで摩擦した時に傷が生じるものもあるが、それでも十分な輝度を保っており、液晶表示装置への組み込み作業時などに不用意に生じる摩擦等で性能が劣化したりすることが無くなることがわかる。
３）比較例１では、表面の微細構造の凹部が空気以外の物で満たされていない（屈折率１．０の空気である）。初期の輝度は一番大きいが、摩擦後に正面輝度が大幅に低下する。
４）比較例２では、微細構造の凹部が屈折率の大きい物質で満たされている。初期の輝度が低い。またスチールウールで摩擦した後の輝度低下が大きいことがわかる。
From the above results,
1) Since the base material is a resin film, it has bending resistance in any case (including the comparative example), and it is understood that the performance does not deteriorate in the “bending” process.
2) In the embodiment, the concave portion of the fine structure on the surface is filled with a porous material (silica airgel) having a small refractive index. The brightness is greatly improved compared to the case where no grid polarizer is used. Moreover, the brightness | luminance fall after rubbing with steel wool is also suppressed. Some examples may cause scratches when rubbed with steel wool, but still maintain sufficient brightness, and the performance may deteriorate due to inadvertent friction or the like during assembly into a liquid crystal display device. You can see that things are gone.
3) In Comparative Example 1, the concave portion of the surface microstructure is not filled with anything other than air (air with a refractive index of 1.0). Although the initial luminance is the highest, the front luminance is greatly reduced after friction.
4) In Comparative Example 2, the concave portion of the fine structure is filled with a substance having a large refractive index. Initial brightness is low. Moreover, it turns out that the brightness | luminance fall after rubbing with steel wool is large.
３１０：第一層
３１１：第二層を構成するＡ層
３１１’：Ａ’層
３１２：第二層を構成するＢ層
３１３：第三層
３１４：第四層
310: First layer 311: A
Claims (10)
第一層に積層された第二層とを備え、
第二層は、
細長く線状に延びたＡ層と、細長く線状に延びたＢ層とを有し、
これらのＡ層およびＢ層が交互に複数並んで配置され、
細長く線状に延びたＡ層は
複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料を含み、
細長く線状に延びたＢ層は
多孔質物質を含む、
グリッド偏光子。 A first layer of transparent material;
A second layer laminated on the first layer,
The second layer is
It has an A layer elongated in a line and a B layer elongated in a line,
A plurality of these A layers and B layers are alternately arranged,
The long and linearly extending A layer is
A material whose absolute value of the difference between the real part n and the imaginary part κ of the complex refractive index (N = n−iκ) is 1.0 or more;
The elongated and linear B layer is
Containing porous material,
Grid polarizer.
第一層に積層された第二層とを備え、
第一層は、
その表面に細長く線状に延びた凸部が互いに離間した状態で複数並んで形成され、
第二層は、
前記凸部の頂面上に該凸部に沿って細長く線状に延びたＡ層と、隣り合うＡ層及び凸部の間に形成された溝部に当該溝部を埋めるように細長く線状に延びたＢ層とを有し、
これらのＡ層およびＢ層が交互に複数並んで配置され、
細長く線状に延びたＡ層は
複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料を含み、
細長く線状に延びたＢ層は
多孔質物質を含む、
グリッド偏光子。 A first layer of transparent material;
A second layer laminated on the first layer,
The first layer is
A plurality of elongated protrusions extending linearly on the surface are formed side by side in a state of being separated from each other,
The second layer is
On the top surface of the convex portion, the A layer that is elongated and linear along the convex portion, and the elongated portion that extends linearly so as to fill the groove portion formed between the adjacent A layer and the convex portion. B layer
A plurality of these A layers and B layers are alternately arranged,
The long and linearly extending A layer is
A material whose absolute value of the difference between the real part n and the imaginary part κ of the complex refractive index (N = n−iκ) is 1.0 or more;
The elongated and linear B layer is
Containing porous material,
Grid polarizer.
A liquid crystal display device provided with the grid polarizer in any one of Claims 1-7, or the polarizing element in any one of Claims 8-9.
Priority Applications (6)
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-
2005
- 2005-07-22 JP JP2005213101A patent/JP2007033559A/en not_active Withdrawn
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