JP5476142B2

JP5476142B2 - ワイヤグリッド偏光板

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Publication number: JP5476142B2
Application number: JP2010014910A
Authority: JP
Inventors: 泰幸河津; 宏山木
Original assignee: Asahi Kasei E Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei E Materials Corp
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: JP2011154143A

Description

本発明は、ワイヤグリッド偏光板に関し、特に基材上に形成された金属ワイヤがもつ結晶構造が試料面内に結晶配向を有し、良好な偏光性能を示すワイヤグリッド偏光板に関する。

ワイヤグリッド偏光板は、直線状の金属ワイヤ（細線）をガラスやフィルムなどの基材上に一定方向に規則的に配列した構造を有する偏光子である。ワイヤの太さやワイヤ間隔をナノメートルスケールで制御することで偏光性と光透過率性が得られる。例えば、可視波長域において十分な偏光性能を付与したワイヤグリッド偏光子を作製する場合は、ワイヤと空隙を加えた幅（ピッチ）を１５０ｎｍ以下の極微細構造の必要性が知られている。

さらに、ワイヤグリッド偏光板を液晶表示装置等のディスプレイに用いる場合、画像の視認性をより明瞭にするうえで、高い偏光分離性能を示すことが望まれる。

直線状の金属ワイヤ（細線）をガラスやフィルムなどの基材上に一定方向に規則的に配列させる技術として、基材表面にアルミ薄膜を作製し、フォトレジストを用いたドライエッチング法（干渉露光法を含む）でＡｌの周期的な凹凸パタンを作製する方法（例えば、特許文献１）や、電子線リソグラフィーでＡｌ薄膜に直接凹凸パタンを描画する方法が報告されている。他にも、凹凸形状基材に対し、斜め蒸着法を利用して基材凸部の側面にＡｌを蒸着する方法が特許文献２等に記載されている。

しかしながら、前記ドライエッチング法や電子線リソグラフィー法は、高価な装置を必要とする、作製できる面積に限界がある、生産性が低いなどの問題がある。一方、基材凸部の片側側面に選択的にＡｌ蒸着する方法は、生産性に優れ、前記両側面蒸着と比較して工程が簡易であり、実用上十分な透過、偏光分離性能を有するワイヤグリッド偏光子の作製方法であることがこれまでに示されている。

ところで、近年のディスプレイはより高精彩な画像で、かつ省エネルギー性が要求されるようになってきており、従来よりも高い偏光分離性能を有するワイヤグリッド偏光子が望まれている。特許文献２に開示のある基材凸部の片側側面に選択的にＡｌ蒸着する方法では、蒸着する過程において、金属材料の結晶成長により、ランダムな方向に結晶成長したＡｌの粒子形態が、金属ワイヤ（細線）の直線性に影響を及ぼすため、さらに金属ワイヤの直線性を高め、偏光性能を向上させることが望ましいと考えられる。

特開２００６−０８４７７６号公報特開２００８−０８３６５７号公報

本発明は、金属ワイヤの直線性を高め、偏光性能を向上させることを目的の一とする。

本願発明では、金属ワイヤの延在方向への直線性を高めることが、ワイヤグリッドを透過する偏光光の旋光を抑止することが出来るという考察のもと、ワイヤグリッドの基材面上において、ワイヤグリッドの結晶成長方向を制御する方法を見出し、金属ワイヤの延在方向への直線性を高めることに成功した。その結果、高い偏光分離特性を示すワイヤグリッドを得た。

すなわち、本発明のワイヤグリッド偏光板の一態様は、特定方向に延在する格子状凹凸形状を有する基材と、格子状凹凸形状の凸部の一方側の基材壁面に立設する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、金属ワイヤを構成する金属の立方晶構造における（１１１）方位が、金属ワイヤの立設方向と垂直な基材面の垂直方向から８０°〜９０°の範囲で（１１１）方位への配向を２方向以上６方向以下有しており、格子状凹凸形状の凸部断面形状が略内反り形状であり、格子状凹凸形状の凸部の頂部の幅が１０ｎｍ以下であり、格子状凹凸形状の凸部の最も高い位置から凸部の高さの１／１０下がった位置の基材壁面点と最も近接する基材底点を結ぶ直線を基準とした場合、凸部の頂点より下方に位置する基材壁面である基材側壁部が直線よりも下方にのみ存在することを特徴としている。

本発明のワイヤグリッド偏光板の一態様において、金属ワイヤを構成する金属が基材壁面の垂直方向から上方へ６０°〜８０°向いた方向に（１１１）方位への配向を有することが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の一態様において、金属ワイヤは、特定方向と垂直に交わる平面において、基材壁面の稜線延長線方向を境界として、基材壁面側に立設されるアルミニウムが７０％以上の領域を占めることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板の一態様において、格子状凹凸形状の凸部断面形状が、凹部底部から凸部頂上までの１／２高さにおいて、格子状凸部の幅が格子ピッチの０．１〜０．６倍であることが好ましい。

本発明のワイヤグリッド偏光板は、ワイヤグリッドを透過する偏光光の旋光を抑止することで、偏光分離能に優れた効果を奏する。

本発明に係るワイヤグリッド偏光板の凹凸樹脂の構造を示した図である。本発明に係るワイヤグリッド偏光板の金属結晶の配向を示した図である。本発明の実施例及び比較例に係るワイヤグリッド偏光板Ａ、Ｂの表面ＳＥＭ像、断面ＴＥＭ像である。本発明の実施例に係るワイヤグリッド偏光板Ａのアルミニウム（１１１）極点図形である。本発明の比較例に係るワイヤグリッド偏光板Ｂのアルミニウム（１１１）極点図形である。

本発明のワイヤグリッド偏光板は、特定方向に延在する格子状凹凸形状を有する基材と、格子状凹凸形状の凸部一方側の基材壁面に立設する金属ワイヤとを具備し、金属ワイヤを構成する金属の立方晶構造における（１１１）方位が、基材壁面の垂直方向に有することを特徴とする。以下、ワイヤグリッド偏光板を構成する各成分について説明する。

（１）基材
基材は、凸部と凹部がそれぞれ特定方向に延在する格子状凹凸形状を有し、目的とする波長領域において実質的に透明であればよい。ここで、特定方向に延在するとは、格子状凹凸形状が実質的に延在していればよく、格子状凹凸形状が厳密に平行に延在している必要はない。基材としては、樹脂基材が、ロールプロセスが可能になる、ワイヤグリッド偏光板にフレキシブル性（屈曲性）を持たすことができる、等のメリットがある為好ましいが、ガラスなどの無機材料も基材に用いることが出来る。基材に用いることができる樹脂としては、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、ポリアクリレート樹脂、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（ＰＥＴ）樹脂、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（ＵＶ）硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。また、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材、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り、単独で用いて基材を構成させることも出来る。

（２）格子状凹凸形状体
格子状凹凸形状の凸部の断面形状（特定方向に垂直に交わる平面における凸部の形状）は、後述する金属ワイヤの結晶成長方向を揃えるという観点から、略内反り形状または内サイクロイドの１つの頂点とその両辺で示される類似形状とすることが好ましい（図１参照）。さらに、格子状凹凸形状の凸部の頂部の幅を３０ｎｍ以下とすることが好ましく、１０ｎｍ以下とすることが最も好ましい。これにより格子状凹凸形状の凸部上部から金属ワイヤがランダムな方位に結晶成長する現象を防ぐことができる。ここで「凸部の頂部」とは、凸部の最も高い位置を基準として凸部の高さの１／１０下がった位置までの間をいう。図１で示した場合、凸部の高さｈからｈ／１０下がった高さまでの間を指す。

さらに、図１の点線部で示すように、格子状凹凸形状の凸部の最も高い位置から凸部の高さの１／１０下がった位置の基材壁面点Ａと最も近接する基材底点Ｂを直線で結び、この直線よりも下方にのみ基材側壁部が存在する形状とすることがより好ましい。これにより、基材上方から金属ワイヤを蒸着する場合には特に、基材上方に結晶を成長させることが容易となり、基材面内方向に結晶方位を揃えて金属ワイヤを作製することが可能となる。ここで「基材側壁部」は、凸部の頂部より下方に位置する基材壁面であり、「基材底点」とは、隣接する凸部の頂点同士の中間点における基材部とする。

また、偏光透過率と偏光分離性能を両立するワイヤグリッドを得るという観点から、格子状凹凸形状の凸部の高さｈが５０〜２００nmであることが好ましい。

さらに、格子状凹凸形状の凸部の高さの１／２下がった位置における凸部の幅が、格子ピッチ幅ｄの０．１〜０．６倍であることが好ましく、０．２〜０．４倍であることがより好ましい。

（３）誘電体
本発明において基材を構成する材料と金属ワイヤとの密着性向上のため、両者の間に両者と密着性が高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（誘電体単体に他の元素、単体又は化合物が混じった誘電体）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を用いることができる。誘電体材料は、透過偏光性能を得ようとする波長領域において実質的に透明であることが好ましい。

誘電体材料の積層方法には特に限定は無く、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。

（４）金属ワイヤ
金属としてアルミニウムの他、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらの各金属を主成分とする合金を使用することもできる。

（５）金属ワイヤ断面形状
金属ワイヤは、格子状凹凸形状を有する基材の凸部の一方向側の基材壁面に接し、上部が凸部頂部より上方に伸びるよう設けられた構造を有している。

また、金属ワイヤは格子の長手方向（特定方向）と垂直に交わる平面内で、図１に示す基材壁面の稜線延長線方向を境界として、基材壁面側（稜線より蒸着側）に立設される金属が50％以上の面積を占めることが、結晶配向の点から好ましく、70％以上の面積を占めていることがより好ましい。

さらに、特定方向に垂直に交わる平面における金属ワイヤ断面積Ｓは、光学対称性や偏光透過率の観点から同じ面内で凹部の底部よりも上方の基材凸部断面積Ｌの１〜８倍であることが好ましく、１倍〜６倍であることがより好ましい。

金属ワイヤの底部は、格子状凹凸形状の凹部の底部と高さが同じ、もしくは、上部に位置してあることが光学対称性や偏光透過率の観点から好ましい。さらに、金属ワイヤの底部から頂部までの高さが格子状凸部の底部から金属ワイヤ頂部までの高さとほぼ等しくなることが好ましい。

一般にワイヤグリッド偏光板は、金属ワイヤのピッチ幅が小さくなるほど幅広い帯域で偏光特性を示すことが出来るが、近赤外〜赤外領域のみの偏光特性を考慮する場合は、ピッチは３００ｎｍ程度以下であればよく、ピッチの下限は、対象とする領域の１／４〜１／３であれば実用的な範囲である。

金属ワイヤの製造方法には特に限定は無いが、製造コストや生産性の観点から斜め蒸着法が好ましい。本発明でいう斜め蒸着法とは、格子状凹凸形状の延在方向と垂直に交わる平面内において、蒸着源が基材面（金属ワイヤの立設方向と垂直な基材面）の垂直方向（垂線）に対してある角度（入射角度）αを持ちながら金属を蒸着、積層させていく方法である。後述する立体角度も角度αをさす。後述するエッチング工程を考慮して、入射角度αは５°〜４０°であることが本発明の金属ワイヤ形状を作製するという面で好ましい。より好ましくは１０°〜３０°である。

本発明の金属ワイヤ形状を達成する為の金属蒸着量は格子状凸部の形状、面積によって異なるが、格子状凸部のアスペクト比（凸部の高さ/凸部の半値幅）が１．５〜１０であって、格子状凸部の幅がピッチ幅に対する格子状凸部半値幅で０．２〜０．４である場合は、平均厚みが５０ｎｍ〜１４０ｎｍとなるよう蒸着させることが好ましい。さらに好ましくは７０ｎｍ〜１３０ｎｍである。

ここでいう平均厚みとは、平滑ガラス基板上にガラス面に垂直方向から物質を蒸着させたと仮定した時の蒸着物厚みのことを指し、金属蒸着量の目安として使用している。金属蒸着量は格子状凸部の形状、面積に合わせて本発明の金属ワイヤ形状が達成できる範囲で適宜増減させることが出来る。

（６）金属ワイヤ結晶方位
金属ワイヤの結晶方位は、基材となる格子状凹凸形状の影響を強く受ける。例えば、凹凸のないフラットな基材上に、アルミニウムのような立方晶構造を有する金属を通常の抵抗加熱法などを用いて蒸着を施した場合、基材の垂直方向に最密充填面である（１１１）面が配向することが知られている。この性質を利用して、凹凸形状の側面方向を金属の結晶成長の起点とすることにより、格子状凹凸樹脂形状上での結晶方位を３次元方向に揃えることができる。以下、メカニズムについて図２を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は格子の長手方向（特定方向）と垂直に交わる平面を示し、図２（Ｂ）は基材面（金属ワイヤの立設方向と垂直な基材面）を示している。

まず、蒸着過程の初期には格子状凹凸形状における基材壁面と垂直方向（３ａ方向）に立方晶構造を有する金属の（１１１）面が形成される。基材壁面が曲面である場合にも、垂直方向に（１１１）面が形成される。また、この際に、格子の長手方向（特定方向）には金属が連続的に形成されるが、この特定方向に結晶面が揃うように原子が配列される。その結果、３ａ方向の（１１１）面と約７０度の立体角をなす方向（３ｂ方向、３ｃ方向）に（１１１）面と同等の結晶面間隔を持つ面が現れ、３ａ方向と約１１０度の立体角をなす方向（３ｄ方向、３ｅ方向）にも（１１１）面と同等の結晶面間隔を持つ面が現れる。これらの結晶方向は基材面内方向のＸ線回折測定を行うことにより検出することができ、結晶方位を制御して作製された金属ワイヤは、金属ワイヤ中の金属の立方晶構造における（１１１）方位が基材面の垂直方向からの立体角が８０°〜９０°の範囲で定義する基材面内において、２方向以上〜６方向以下に結晶配向を有し、好ましくは５方向に結晶配向を有する。このような極めて特異的な面内方向への結晶配向を形成させるための条件として、格子状凹凸形状の壁面垂直方向が、立方晶などの金属特有の結晶構造に由来する特定の立体角の関係を保つように設計されなければならない。条件が満たされない場合には基材壁面と垂直方向（３ａ方向）の１方向にのみ結晶配向が現れるが、基材壁面に形成された結晶子の方位が揃った条件では、２〜６方向に結晶配向が発現する。

さらに、蒸着過程の後期には、この格子状凹凸形状の側面より結晶成長した金属を起点として、この結晶成長の方向と約７０度の基材面上方の方向（３ｆ方向）に向かって結晶配向を持ちながら、結晶が成長する。

金属ワイヤの１つの結晶子は断面ＳＴＥＭにより粒界が観察され、たとえばアルミニウムの場合は５０ｎｍ〜６０ｎｍのドメインを持っている。結晶子の結晶方向が揃った界面においては、エッチング工程での粒界エッチングが進まず、エッチング後でも形状が揃った金属ワイヤを得ることができる。

（７）エッチング工程
光学特性の観点から、凹凸格子の凹部底部に積層する金属をエッチングにより除去することが好ましい。エッチング方法は、基材や誘電体層に悪影響を及ぼさず、金属部分が選択的に除去できる方法であれば特に限定は無いが、生産性の観点からアルカリ性の水溶液に浸漬させる方法が好ましい。エッチング時間は積層した金属の量にもよるが、３０〜１２０秒程度となる。

（８）光学特性
ワイヤグリッド偏光板の偏光特性を向上させる上で、グリッドを形成する金属の均一性が高いことが好ましい。前記のような斜め蒸着による積み上げ方式でワイヤグリッドを作製する場合、アルミニウムの結晶粒子のサイズや結晶方位のばらつきがアルカリエッチング後のグリッドの形状の均一性を損なう原因となりうる。この形状の不均一性が光学性能に及ぼす影響を把握するために、ＦＤＴＤ法などの光学シミュレーション法を用いて検証した結果、グリッド形状のばらつきが、電磁波により誘起される金属の電場方向を乱し、可視光の波長領域での偏光分離能が低下することが示された。この乱された電場による偏光漏れを数値化する方法として、以下に示す偏光光の旋光度で定義する指標を用いた。

十分な偏光性能を発現する上で、この旋光度が４５％以下であることが好ましく、より好ましくは３０％以下、さらに好ましくは１５％以下である。

次に、本発明の実施例について説明する。
[実施例１、比較例１]
（格子状凹凸形状を有する樹脂基材の作製）
・紫外線硬化樹脂を用いた格子状凹凸形状転写フィルムの作製

格子状凹凸形状転写フィルムの作製には、２種類のＮｉ製金型（以下、金型Ａ、金型Ｂという）を用いた。金型Ａは格子状凹凸形状のピッチが１３０ｎｍで、特定方向（格子の延在する方向）に垂直な断面における凸部形状が略内反り形状であり、凹凸形状の半値幅（底部から頂部までの高さの半分の位置での凹凸形状の幅）がピッチに対して０．３倍である。

この金型Ａは、矩形形状の格子状凹凸形状をもつＮｉ金型に逆スパッタを施し、形状を調整することによって、得ることができる。転写された樹脂の形状の先端が先鋭化されるように逆スパッタ時間を最適化した。

また、金型Ｂは格子状凹凸形状のピッチが１３０ｎｍで、特定方向（格子の延在する方向）に垂直な断面における凸部形状が略矩形であり、凹凸形状の高さの半値幅がピッチに対して０．５倍である。

厚み８０μｍのトリアセチルセルロース樹脂（以下、ＴＡＣと略す）フィルム（富士写真フィルム製ＴＤ８０ＵＬ−Ｈ）にアクリル系紫外線硬化樹脂（屈折率１．５２）を約３μｍ塗布し、塗布面を下にし、金型とＴＡＣフィルム間に空気が入らないように乗せた。ＴＡＣ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／ｃｍ^２照射し、金型Ａ、Ｂについて格子状凹凸形状を転写した。ＴＡＣフィルムを金型から剥離し、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍの格子状凹凸形状を転写したフィルムを作製した（以下、金型Ａ、Ｂの２種から転写したフィルムを、それぞれ転写フィルムＡ、転写フィルムＢという）。

転写フィルムＡの断面形状は、凸部の頂部の寸法は１０ｎｍ以下である。さらに、格子状凸部の最も高い位置から凸部の高さの１／１０下がった位置の基材壁面点と最も近接する基材底点を結ぶ直線を基準とした場合、この直線よりも下方にのみ基材側壁部が存在する略内反り形状であった。

転写フィルムＢの断面形状は、凸部の頂部の寸法は５０ｎｍである。さらに、格子状凸部の最も高い位置から凸部の高さの１／１０下がった位置の基材壁面点と最も近接する基材底点を結ぶ直線を基準とした場合、この直線よりも下方にのみ基材側壁部が存在する略矩形形状であった。

（ワイヤグリッド偏光板の作製）
・スパッタリング法を用いた誘電体層の形成
次に転写フィルムＡ、Ｂの格子状凹凸形状転写表面に、スパッタリング法により誘電体層として二酸化珪素を成膜した。スパッタリング装置条件は、Ａｒガス圧力０．２Ｐａ、スパッタリングパワー４Ｗ／ｃｍ^２、被覆速度０．１ｎｍ／ｓとし、転写フィルム上の誘電体平均厚みが３ｎｍとなるように成膜した。ここでは、誘電体の厚みを測定するため表面が平滑なガラス基板を転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板上の誘電体厚みを誘電体平均厚みとした。

・真空蒸着法を用いた金属の蒸着
次に誘電体層を成膜した転写フィルムＡ、Ｂ格子状凹凸形状転写表面に、真空蒸着によりアルミニウム（Ａｌ）を成膜した。Ａｌの蒸着条件は、常温下、真空度２．０×１０^−３Ｐａ、蒸着速度４０ｎｍ／ｓとした。Ａｌの厚みを測定するため表面が平滑なガラス基板を転写フィルムと同時に装置に挿入し、平滑ガラス基板上のＡｌ厚みをＡｌ平均厚みとし、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垂線と蒸着源のなす角度を蒸着角θとした。転写フィルムＡは蒸着角θを１５°、Ａｌ平均厚みを１０５ｎｍとし、転写フィルムＢは蒸着角θを２０°、Ａｌ平均厚みを９１ｎｍとした。

（Ｘ線Ｐｏｌｅ＿Ｆｉｇｕｒｅによる結晶成長配向の解析）
転写フィルムＡについてＰｏｌｅ＿Ｆｉｇｕｒｅ測定はＲｉｇａｋｕ製高精度薄膜Ｘ線回折装置ＡＴＸ−Ｇを用いて実施した。ブラッグ反射条件の２θ角が３８．４°となるようにシンチレーションカウンター検出器を固定し、試料の法線ベクトルを半球面方向に立体的に変化させて、アルミニウムの（１１１）方位の回折線強度の極点図形（図４（Ａ）参照）を測定した。基材面の垂直方向からの立体角が８０°〜９０°の範囲で定義する基材面内方向のＸ線回折強度を加算平均したプロット（図４（Ｂ））から、この転写フィルムは面内５方向に配向を示している。

転写フィルムＢについても同様の手法にてアルミニウムの（１１１）方位の回折線強度の極点図形（図５（Ａ）参照）を測定した。基材面の垂直方向からの立体角が８０°〜９０°の範囲で定義する基材面内方向のＸ線回折強度を加算平均したプロット（図５（Ｂ））から、この転写フィルムは樹脂壁面の垂直方向である面内１方向にのみ配向を示しており、結晶子同士の方位関係は存在していないことが分かる。

・不要Ａｌの除去
次にＡｌを蒸着した転写フィルムＡ、Ｂをアルカリ水溶液に浸漬し不要なＡｌを除去した。不要Ａｌの除去としては、Ａｌ蒸着した転写フィルムを室温下で、０．１重量％水酸化ナトリウム水溶液に所定時間浸漬することで行った。

この時、転写フィルムＡの金属ワイヤの形状において、格子の長手方向と垂直に交わる平面内で、基材壁面の稜線延長線方向を境界として、基材壁面側（稜線より蒸着側）に立設されるアルミニウムの面積をａ、基材上のアルミニウムの総面積をｂとしたときに、ａ／(ａ＋ｂ)＝０．８となるように調節して転写フィルムＡを上記水酸化ナトリウム水溶液に浸漬させた。上記の製造方法の場合、浸漬時間を７５秒とすることで目的の金属ワイヤ形状を達成することが出来た。その後すぐに水洗いし、フィルムを乾燥させた。

同様の手順でＡｌを蒸着した転写フィルムＢについても金属ワイヤの形状を上記水酸化ナトリウム水溶液により調整し、ａ／（ａ＋ｂ）＝０．５となるように調整した。

不要Ａｌの除去をした転写フィルムＡ、Ｂを以下、それぞれ偏光板Ａ（実施例１）、偏光板Ｂ（比較例１）と呼ぶ。図３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ得られた偏光板Ａ、Ｂの表面ＳＥＭおよび断面ＴＥＭによる観察像である。図３（Ａ）より、偏光板Ａの方が偏光板Ｂより突起状のラフネスがなく、金属ワイヤの直線性が高くなっていることが確認された。

（偏光度、光線透過率の測定）
偏光板Ａ、Ｂにおいては、偏光度と光線透過率の測定には日本分光社製偏光フィルム評価装置Ｖ７０００を用い、２３℃６５％ＲＨの条件で行った。

また、偏光度、光線透過率は下記式より算出した。Ｉｍａｘは直線偏光に対する平行ニコル、Ｉｍｉｎは直行ニコル状態での透過光強度である。尚、光線透過率Ｔ（θ）は、入射光角度θの光線透過率を示す。

偏光度＝[（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）]×１００％
光線透過率（Ｔ（θ））＝[（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）／２]×１００％

偏光板Ａは偏光度９９．９５％で光線透過率が４１．０％、偏光板Ｂは９９．８８％で透過率３４％の転写フィルムが得られた。

（分光光度計による旋光度の測定）
分光器（日本分光社製型番Ｖ７１００）を用いて、グランテーラー偏光プリズムを介して入射される偏光光（５５０ｎｍ）に対して検光子をクロスニコル位置に設定する。これにより旋光角度の基準となるφ=０を決定する。次にワイヤグリッドサンプルを入射偏光に対してクロスニコル配置になるように検光子の手前に設置する。サンプルを透過した光は検光子をもちいて消光角を解析し、φ=０からのズレ（絶対値）を旋光角度として定義する。

例えば、φ=２０度の場合、入射偏光から９０度捻じ曲げられた光の強度はＳｉｎ２φとなることから、光強度として１０％となる。

偏光板Ａの旋光度を前記手法にて測定した場合、φ＝１０°であり、偏光板Ｂでφ＝８０°であった。これは、偏光板Ａは偏光板Ｂに比べ、結晶の配向性があり、基材壁面側に立設されるＡｌの割合（ａ／（ａ＋ｂ））のうち、ａの部分が大きいためである。

本発明のワイヤグリッド偏光板は、光学機器、医療機器などの分野で好適に利用できる。

α 入射角度（立体角度）
Ｌ稜線延長方向
ｄ格子ピッチ幅
Ｈ格子状凹凸形状の凸部高さ
Ａ基材壁面点
Ｂ基材底点
３ａ方向格子状凹凸形状における基材壁面と垂直方向
３ｂ方向３ａ方向の（１１１）面と約７０度の立体角をなす方向
３ｃ方向３ａ方向の（１１１）面と約７０度の立体角をなす方向
３ｄ方向３ａ方向と約１１０度の立体角をなす方向
３ｅ方向３ａ方向と約１１０度の立体角をなす方向
３ｆ方向格子状凹凸形状の側面より結晶成長した金属を起点として、この結晶成長の方向と約７０度の基材面上方の方向

Claims

特定方向に延在する格子状凹凸形状を有する基材と、前記格子状凹凸形状の凸部の一方側の基材壁面に立設する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、前記金属ワイヤを構成する金属の立方晶構造における（１１１）方位が、前記金属ワイヤの立設方向と垂直な基材面の垂直方向から８０°〜９０°の範囲で（１１１）方位への配向を２方向以上６方向以下有しており、前記格子状凹凸形状の凸部断面形状が略内反り形状であり、前記格子状凹凸形状の凸部の頂部の幅が１０ｎｍ以下であり、前記格子状凹凸形状の前記凸部の最も高い位置から前記凸部の高さの１／１０下がった位置の基材壁面点と最も近接する基材底点を結ぶ直線を基準とした場合、前記凸部の頂点より下方に位置する前記基材壁面である基材側壁部が前記直線よりも下方にのみ存在することを特徴とするワイヤグリッド偏光板。
前記金属は、前記基材壁面の垂直方向から上方へ６０°〜８０°向いた方向に（１１１）方位への配向を有することを特徴とする請求項１に記載のワイヤグリッド偏光板。
前記金属ワイヤは、前記特定方向と垂直に交わる平面において、基材壁面の稜線延長線方向を境界として、基材壁面側に立設されるアルミニウムが７０％以上の領域を占めることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイヤグリッド偏光板。
前記格子状凹凸形状の凸部断面形状が、凹部底部から凸部頂上までの１／２高さにおいて、格子状凸部の幅が格子ピッチの０．１〜０．６倍であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のワイヤグリッド偏光板。