JP4696783B2 - 偏光分離フィルム、偏光分離フィルムの製造方法、および液晶表示装置 - Google Patents
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ここで、tは、前記溝部の平均幅を示す。
また、例えば、エンボス加工等の比較的単純なプロセスで、透明で長尺な樹脂フィルムに対して所定の溝部を連続的に形成し、この溝部が形成された基板に対して金属等の吸光性薄膜層を蒸着等により形成した簡単な構成であるため、偏光分離フィルムを簡単に製造できる。さらに、基板に正対した位置から見た際に、溝部を含む基板の表面の全体を覆うように基板の表面に対して正面から吸光性薄膜層を形成すればよいため、基板の表面に対して斜めから蒸着するような複雑なプロセスを行う必要がなく、製造効率を高めることができる。
金属や半導体が挙げられる。金属としては、マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、スズ、アンチモン、タングステン、イリジウム、プラチナ、金、タリウム等が挙げられる。これらは1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて合金としても用いることができる。中でもマグネシウム、アルミニウム、クロム、ルテニウム、ロジウム、銀、インジウム、スズ、アンチモン、金が好適である。半導体としては、シリコン、ゲルマニウムといった単元素半導体や、GaAs、InP、SiGe、GaTZn3P2、Pb1−xSnxTeなどといった化合物半導体が挙げられる。これらの中でもシリコン、SiGe、GaTZn3P2、Pb1―xSnxTeが好適である。
図2は、本発明の第一の実施形態に係る偏光分離フィルムの一部を示す垂直断面図である。図2に示すように、偏光分離フィルム12は、表面に、互いに略平行に伸びる複数列の溝部Yが形成された基板aと、基板aの表面側に形成された吸光性薄膜層bとを有している。図2において、溝部Yは、下辺より上辺の方が大きな断面逆等脚台形状に形成されている。溝部Yが断面逆等脚台形状であるため、吸光性薄膜層bは、基板aの表面に正対した位置から見た際に溝部Yを含む基板aの表面全体を覆うように、すなわち、基板aの表面および溝部Yの表面(側面部分および底面)に亘って連続的に形成されている。このような断面逆等脚台形状の溝部Yが基板aに形成された場合には、各符号h0,θ,dの値は、図2に示す各位置の寸法として示される。なお、吸光性薄膜層の厚さh1は、基板の表面での厚さと、溝部の底面での厚さとの平均値として求められる。
図1は、本発明の第二の実施形態に係る偏光分離フィルムの一部を示す垂直断面図である。図1に示すように、偏光分離フィルム11は、図2に示す偏光分離フィルム2とは、溝部の垂直断面形状が相違している。すなわち、図1において、溝部Xは、断面矩形状に形成されている。この場合には、吸光性薄膜層bは、基板aの表面に正対した位置から見た際に溝部Xを含む基板aの表面全体を覆うように、すなわち、基板aの表面および溝部Xの底面にのみ形成される。換言すれば、溝部Xの側面部分には、吸光性薄膜層bが形成されないことになる。このような断面矩形状の溝部Xが基板aに形成された場合には、各符号h0、h1、d、t、は、図1に示す各位置の寸法を示す。
本発明の偏光分離フィルムは、所定のパターンが形成された金型である転写用型を押し当てて、基板の表面に溝部を複数列形成した後(エンボス加工工程)、溝部が形成された基板の表面に吸光性薄膜層を形成する(薄膜形成工程)ことにより製造される。
基板に溝部を転写する方法としては、例えば、ロール状転写型とゴムロールとの間に樹脂フィルムを通過させながら圧し挟み、転写型表面にある溝形状の逆パターン(目的の溝形状)を樹脂フィルム上に転写する方法が挙げられる。この際、挟み圧力や、転写型温度、ゴムロール温度、フィルム基板温度、フィルム送り速度等の転写条件は適宜選択すればよい。
以上のようにして、本発明の偏光分離フィルムが製造される。
図3は、本発明の偏光分離フィルムを備える液晶表示装置を示す模式図である。図3に示すように、本液晶表示装置は、反射板Wと、光源Lと、拡散板Dと、偏光分離フィルムIと、吸収型偏光子P1と、液晶セルLCと、吸収型偏光子P2とをこの順に備えて構成されている。つまり、偏光分離フィルムIは、光源Lと吸収型偏光子P1との間の位置に設けられている。
切削加工により表面に凸凹形状(所望の凸凹形状とは逆パターン)が形成された金型を用いて、透明で長尺な熱可塑性樹脂フィルムの表面をエンボス加工した後、この基板の表面に吸光性薄膜層であるアルミニウム層を積層して、偏光分離フィルムを作製した。
また、偏光分離フィルムの形状測定については、偏光分離フィルムの一部分を断面が出るように薄壁状に集束イオンビーム(FIB)加工し、透過型電子顕微鏡(TEM)で形状を測定した。10周期分について、溝部の形状やアルミニウム膜厚をそれぞれ測定し、その平均値を測定値とした。
実施例1と同様の方法にて、図5に示すような偏光分離フィルムを作製し、同様に評価した。この偏光分離フィルムは、実施例1の偏光分離フィルムとは溝部の形状が相違し、溝部の断面形状が逆等脚台形状である。このような偏光分離フィルムの各寸法等を表3に示す。また、その評価結果を表4に示す。
11,12 偏光分離フィルム
a 基板
b 吸光性薄膜層
D 拡散板
I 偏光分離フィルム
L 光源
LC 液晶セル
P1,P2 吸収型偏光子
X,Y 溝部
W 反射板
Claims (7)
- 所定のパターンが形成されたロール状の金型を、透明で長尺な樹脂フィルムを含んでなる基板に押し当てて、該基板の表面に互いに略平行に伸びる複数列の溝部を形成する工程と、
前記溝部が形成された基板の表面に、該基板表面に正対した位置から見た際に前記溝部を含む基板の表面の全体を覆うように、吸光性薄膜層を形成する工程とを含む、下記(1)〜(5)を満たす偏光分離フィルムの製造方法。
(1)前記吸光性薄膜層は波長λ0における複素屈折率の実部n1が2.5以上または該複素屈折率の虚部k1が1.5以上である。
(2)基板の表面に形成された溝部の深さh0から吸光性薄膜層の厚さh1を差し引いた値(h0−h1)が、−0.1×λ0/(2π2n1 2k1)1/2 より大きい。
(3)式(A)で定義される平均角度θが60〜90°である。
ただし、式(A)中の、zは、溝部の底面を高さ0とした場合の高さ方向の距離(h0が溝部の最上部となる。)を示す。θ(z)は、偏光分離フィルムの垂直断面図において、高さzにおける溝部側面に対応する直線と基板表面を表す直線とが成す前記溝部側の角度を示す。
(4)隣接する前記溝部の間隔dがλ0/n0より小さい。ただし、n0は樹脂フィルムの複素屈折率の実部である。
(5)前記溝部の平均幅tが0.1dより大きく且つ0.8dより小さい。
- 吸光性薄膜層を形成する工程において、前記溝部の側面部分にも前記吸光性薄膜層が形成される、請求項1に記載の偏光分離フィルムの製造方法。
- 吸光性薄膜層を形成する工程において、前記基板の表面と前記溝部の側面部分とに亘って連続的に前記吸光性薄膜層が形成される、請求項1または2に記載の偏光分離フィルムの製造方法。
- 吸光性薄膜層を形成する工程の後に、前記吸光性薄膜層の表面側に保護層を形成する工程をさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光分離フィルムの製造方法。
- 前記吸光性薄膜層がアルミニウムからなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の偏光分離フィルムの製造方法。
- ロール状金型は、その表面に、銅、ニッケル、ニッケル−リン合金、またはパラジウムのめっきで形成された金属膜を有するものである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光分離フィルムの製造方法。
- 所定のパターンが形成されたロール状の金型を、透明で長尺な樹脂フィルムを含んでなる基板に押し当てる方法が、所定のパターンが形成されたロール状の金型とゴムロールとの間に、透明で長尺な樹脂フィルムを含んでなる基板を通過させながら圧し挟む方法である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の偏光分離フィルムの製造方法。
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