<ワイヤグリッド型偏光子>
 図1は、本発明のワイヤグリッド型偏光子の 一例を示す斜視図である。ワイヤグリッド型 偏光子10は、表面に複数の凸条12が互いに平� �にかつ所定のピッチ(Pp)で形成された光透過� ��基板14と、光透過性基板14の凸条12の上面16� �および凸条12の長さ方向に延びる2つの側面� �ある第1の側面18ならびに第2の側面20の計3面� ��被覆する、金属または金属化合物からなる� ��属細線22とを有する。

 Ppは、凸条12の幅Dpと、凸条12間に形成され� �溝の幅との合計である。Ppは、300nm以下が好� ��しく、50~200nmがより好ましい。Ppを300nm以下� ��することにより、ワイヤグリッド型偏光子1 0の表面側から入射する光に対してさらに高� �s偏光反射率を示し、かつ400nm程度の短波長� �域においてもワイヤグリッド型偏光子10の表 面側から入射する光に対してさらに高い偏光 度を示す。また、回折による着色現象が抑え られる。
 また、Ppは、蒸着によって金属細線22を形成 しやすい点から、100~200nmが特に好ましい。

 DpとPpの比(Dp/Pp)は、0.1~0.55が好ましく、0.25~0 .45がより好ましい。Dp/Ppを0.1以上とすること� ��より、ワイヤグリッド型偏光子10の表面側� �ら入射する光に対してさらに高い偏光度を� �す。Dp/Ppを0.55以下とすることにより、干渉� �よる透過光の着色が抑えられる。
 また、Dpは、蒸着によって金属細線22を形成 しやすい点から、30~80nmが特に好ましく、40~70 nmがより好ましい。

 凸条12の高さHpは、50~500nmが好ましく、80~300n mがより好ましい。Hpを50nm以上とすることに� �り、凸条12の表面への金属細線22の選択的な� ��成が容易となる。Hpを500nm以下とすることに より、ワイヤグリッド型偏光子10の偏光度の� ��射角度依存性が小さくなる。
 また、Hpは、蒸着によって金属細線22を形成 しやすい点から、100~270nmが特に好ましい。

(光透過性基板)
 光透過性基板14は、ワイヤグリッド型偏光� �10の使用波長範囲において光透過性を有する 基板である。光透過性とは、光を透過するこ とを意味し、使用波長範囲は、具体的には、 400nm~800nmの範囲である。
 光透過性基板14の厚さHsは、0.5~1000μmが好ま� ��く、1~40μmがより好ましい。

 光透過性基板14の材料としては、光硬化樹� �、熱可塑性樹脂、ガラス等が挙げられ、後� �するインプリント法にて凸条12を形成できる 点から、光硬化樹脂または熱可塑性樹脂が好 ましく、光インプリント法にて凸条12を形成� ��きる点および耐熱性および耐久性に優れる� ��から、光硬化樹脂が特に好ましい。
 光硬化樹脂としては、生産性の点から、光� ��化性組成物の光ラジカル重合により形成さ� ��る樹脂が好ましい。

 光硬化性組成物としては、光硬化後の硬� ��膜の水に対する接触角が90°以上となるもの が好ましい。該硬化膜の水に対する接触角が 90°以上であれば、光インプリント法により� �条12を形成する際、モールドとの離型性がよ くなり、精度の高い転写が可能となり、得ら れるワイヤグリッド型偏光子10が目的とする� ��能を充分に発揮できる。

(金属細線)
 金属細線22は、凸条12の上面16、第1の側面18� ��よび第2の側面20の計3面に形成され、凸条12� ��の溝の底面にはほとんど形成されず、金属� ��線22間は、凸条12間の溝の底面において連続 していない。ただし、第1の側面18または第2� �側面20に形成された金属細線22は、溝の底面� ��接していてもよい。

 金属細線22は、下記の条件(a)~(c)を満足する� ��うに形成する。
 (a)凸条12の第1の側面18を被覆している金属� �線22の厚さDm1および凸条12の第2の側面20を被� ��している金属細線22の厚さDm2がそれぞれ、� �式(1-1)および下式(1-2)を満足する。
 0nm<Dm1≦20nm ・・・(1-1)。
 0nm<Dm2≦20nm ・・・(1-2)。
 (b)凸条12の上面16を被覆している金属細線22� ��厚さHmおよび凸条12の高さHpが、下式(2)を満� ��する。
 40nm≦Hm≦0.5×Hp ・・・(2)。
 (c)Dm1、Dm2、凸条12のピッチPpおよび凸条12の� ��Dpが、下式(3)を満足する。
 Dm1+Dm2≦0.4×(Pp-Dp) ・・・(3)。

 条件(a):
 Dm1は、凸条12の上面16の高さにおいて凸条12� ��第1の側面18を被覆している金属細線22の厚� �をいう。Dm2は、凸条12の上面16の高さにおい� ��凸条12の第2の側面20を被覆している金属細� �22の厚さをいう。
 Dm1およびDm2がそれぞれ20nm以下であれば、凸 条12間の溝の空間が広くなり、表面側から入� ��する光に対して高いp偏光透過率を示す。ま た、Dm1およびDm2がそれぞれ20nm以下であれば� �第1の側面18を被覆している金属細線22および 第2の側面20を被覆している金属細線22によっ� ��、ワイヤグリッド型偏光子10の裏面側から� �射するs偏光の大部分が吸収されるため、裏� ��側から入射する光に対して低いs偏光反射率 を示す。Dm1およびDm2はそれぞれ15nm以下が好� �しく、10nm以下がより好ましい。

 Dm1およびDm2がそれぞれ0nm超であれば、第1 の側面18を被覆している金属細線22および第2� ��側面20を被覆している金属細線22によって、 ワイヤグリッド型偏光子10の裏面側から入射� ��るs偏光が吸収されるため、裏面側から入射 する光に対して低いs偏光反射率を示す。Dm1� �よびDm2はそれぞれ3nm以上が好ましく、5nm以� �がより好ましい。

 条件(b):
 Hmが40nm以上であれば、ワイヤグリッド型偏� ��子10の表面側から入射する光に対して高い� �光度およびs偏光反射率を示す。HmがHpの半分 以下であれば、光の利用効率が向上する。Hm� ��50nm以上が好ましい。また、HmはHpの0.4倍以� �または150nm以下が好ましく、120nm以下がより� ��ましい。

 条件(c):
 Dm1とDm2の合計の厚さが、(Pp-Dp)すなわち凸条 12間の溝の幅の40%以下であれば、凸条12間の� �の幅の60%以上の空間が残ることになるため� �表面側から入射する光に対して高いp偏光透� ��率を示す。Dm1とDm2の合計の厚さは、(Pp-Dp)の 35%以下が好ましく、30%以下がより好ましい。

 条件(d):
 金属細線22は、さらに下記の条件(d)を満足� �ることが好ましい。
 (d)凸条12の上面16を被覆している金属細線22� ��最大幅Dm、凸条12のピッチPpおよび凸条12の� �Dpが、下式(4)を満足する。
 Dm-Dp≦0.4×(Pp-Dp) ・・・(4)。

 Dm-DpがPp-Dp(すなわち凸条12間の溝の幅)の40%� �下であれば、凸条12間の溝の幅の60%以上の空 間がDmによって遮蔽されないため、表面側か� ��入射する光に対してさらに高いp偏光透過率 を示す。
 図2に示すように、蒸着の条件によっては、 上面16を被覆している金属細線22が、第1の側� ��18を被覆している金属細線22や第2の側面20を 被覆している金属細線22よりも大きく横方向� ��膨らむことがある。すなわち、Dmが、Dm1とDm 2とDpの合計の厚さよりも大きくなる場合があ る。なお、図1に示すように、Dmが、Dm1とDm2と Dpの合計の厚さと同じであれば、条件(d)は、� ��件(c)と同じとなる。

 条件(e):
 金属細線22は、さらに下記の条件(e)を満足� �ることが好ましい。
 (e)凸条12の第1の側面18を被覆している金属� �線22の幅(凸条12の上面16から溝への深さ方向� ��長さ)Hm1、凸条12の第2の側面20を被覆してい� ��金属細線22の幅(凸条12の上面16から溝への深 さ方向の長さ)Hm2および凸条12の高さHpがそれ� ��れ、下式(5-1)および下式(5-2)を満足する。
 Hm1≧0.5×Hp ・・・(5-1)。
 Hm2≧0.5×Hp ・・・(5-2)。

 Hm1およびHm2がそれぞれHpの50%以上であれ� �、第1の側面18を被覆している金属細線22およ び第2の側面20を被覆している金属細線22の面� ��が広くなり、ワイヤグリッド型偏光子10の� �面側から入射するs偏光が効率よく吸収され� ��ため、裏面側から入射する光に対してさら� ��低いs偏光反射率を示す。Hm1およびHm2はそれ ぞれHpの60%以上が好ましく、65%以上がより好� ��しい。また、Hm1およびHm2はそれぞれHpの100%� ��あってもよい。

 なお、本発明における上述の凸条12およ� �金属細線22の各寸法は、ワイヤグリッド型偏 光子10の断面の走査型電子顕微鏡像または透� ��型電子顕微鏡像において5箇所の凸条12およ� ��金属細線22における各寸法の最大値(ただし� ��Dm1とDm2は、上記で定義した値)を測定し、5� �所の該値を平均したものとする。

 金属細線22の材料としては、金属(銀、アル� ��ニウム、クロム、マグネシウム等。)または 金属化合物(TiN、TaN、TiSi ₂ 等。)が挙げられ、可視光に対する反射率が� �く、可視光の吸収が少なく、かつ高い導電� �を有する点から、銀、アルミニウム、クロ� �、マグネシウムが好ましく、アルミニウム� �特に好ましい。

(保護層)
 金属細線22の厚さは非常に微細であるため� �金属細線22がわずかに傷ついただけでもワイ ヤグリッド型偏光子10の性能に影響する。ま� ��、錆により金属細線22の導電率が低下し、� �イヤグリッド型偏光子10の性能が低下する場 合がある。よって、金属細線22の傷付きおよ� ��錆を抑えるために、金属細線22を保護層で� �覆してもよい。

 保護層としては、樹脂、金属酸化物、ガ� ��ス等が挙げられる。たとえば、金属として� ��ルミニウムを用いた場合、空気中で酸化さ� ��て酸化アルミニウムが表面に形成される。� ��属酸化膜は、金属細線22の保護層として機� �する。本発明において、アルミニウムが空� �中で酸化されて酸化アルミニウムに変化し� �場合、アルミニウムと酸化アルミニウムの� �法の合計を金属細線22の寸法とする。

 光透過性基板14と保護層との界面でのp偏光� ��反射を低減させるため、保護層の屈折率と� ��透過性基板の屈折率とを実質的に一致させ� ��ことが好ましい。
 保護層としては、耐熱性、可視光透過性を� ��するものが好ましく、広帯域にわたり高い� ��光分離能が得られる点から、屈折率の低い� ��のがより好ましい。
 保護層は、ワイヤグリッド型偏光子10の最� �面に存在するため、鉛筆硬度H以上の硬さを� ��するものが好ましく、防汚性も有すること� ��好ましい。
 保護層または光透過性基板14は、光の利用� �率を高めるため、表面に反射防止構造を有� �てもよい。

 ワイヤグリッド型偏光子10の表面側から入� �する光に対するs偏光反射率は、リサイクル� ��の利用効率を向上するためにできるかぎり� ��いことが好ましく、80%以上が好ましく、82%� ��上がより好ましい。ワイヤグリッド型偏光� ��10の裏面側から入射する光に対するs偏光反� ��率は、コントラストを向上させるためにで� ��るだけ低いことが好ましく、40%未満が好ま� ��く、30%未満がより好ましい。
 ワイヤグリッド型偏光子10の表面側から入� �する光に対するp偏光透過率は、透過光の利� ��効率を向上するためにできるかぎり高いこ� ��が好ましく、70%以上が好ましく、80%以上が� ��り好ましい。ワイヤグリッド型偏光子10の� �面側から入射する光に対するp偏光透過率は� ��透過光の利用効率を向上するためにできる� ��ぎり高いことが好ましく、70%以上が好まし� ��、80%以上がより好ましい。
 また、ワイヤグリッド型偏光子10の表面側� �ら入射する光に対する偏光度は、下式から� �算した。
 偏光度=((Tp-Ts)/(Tp+Ts))×100
 ただし、Tpは、表面側のp偏光透過率であり� ��Tsは、表面側のs偏光透過率である。表面側� ��ら入射する光に対する偏光度はコントラス� ��を向上させるため、99.5%以上が好ましく、99 .7%以上がより好ましい。

 以上説明したワイヤグリッド型偏光子10� �あっては、表面に複数の凸条12が互いに平行 にかつ所定のピッチ(Pp)で形成された光透過� �基板14と、光透過性基板14の凸条12の上面16、 第1の側面18および第2の側面20の計3面を被覆� �る、金属または金属化合物からなる金属細� �22とを有し、かつ上述の条件(a)~(c)を満足す� �ため、表面側から入射する光に対して高い� �光度、p偏光透過率およびs偏光反射率を示し 、かつ裏面側から入射する光に対して低いs� �光反射率を示す。

<ワイヤグリッド型偏光子の製造方法>
 ワイヤグリッド型偏光子10は、表面に複数� �凸条12が互いに平行にかつ所定のピッチ(Pp)� �形成された光透過性基板14を作製し、該光透 過性基板14の凸条12の上面16、第1の側面18およ び第2の側面20の計3面に金属細線22を形成する ことによって製造される。

(光透過性基板の作製方法)
 光透過性基板14の作製方法としては、イン� �リント法(光インプリント法、熱インプリン� ��法。)、リソグラフィ法等が挙げられ、凸条 12を生産性よく形成できる点および光透過性� ��板14を大面積化できる点から、インプリン� �法が好ましく、凸条12をより生産性よく形成 できる点およびモールドの溝を精度よく転写 できる点から、光インプリント法が特に好ま しい。

 光インプリント法は、たとえば、電子線� ��画とエッチングとの組み合わせにより、複� ��の溝が互いに平行にかつ所定のピッチ(Pp)で 形成されたモールドを作製し、該モールドの 溝を、任意の基材の表面に塗布された光硬化 性組成物に転写し、同時に該光硬化性組成物 を光硬化させる方法である。

 光インプリント法による光透過性基板14の� �製は、具体的には下記の工程(i)~(v)を経て行� ��れる。
 (i)光硬化性組成物を基材の表面に塗布する� ��程。
 (ii)複数の溝が互いに平行にかつ所定のピッ チで形成されたモールドを、溝が光硬化性組 成物に接するように、光硬化性組成物に押し つける工程。
 (iii)モールドを光硬化性組成物に押しつけ� �状態で放射線(紫外線、電子線等。)を照射し て光硬化性組成物を硬化させて、モールドの 溝に対応する複数の凸条12を有する光透過性� ��板14を作製する工程。
 (iv)光透過性基板14からモールドを分離する� ��程。
 (v)光透過性基板14の凸条12の3面に金属細線22 を形成する前または形成した後に、必要に応 じて、光透過性基板14から基材を分離する工� ��。

 熱インプリント法による光透過性基板14の� �製は、具体的には下記の工程(i)~(iv)を経て行 われる。
 (i)基材の表面に熱可塑性樹脂の被転写膜を� ��成する工程、または熱可塑性樹脂の被転写� ��ィルムを作製する工程。
 (ii)複数の溝が互いに平行にかつ一定のピッ チで形成されたモールドを、溝が被転写膜ま たは被転写フィルムに接するように、熱可塑 性樹脂のガラス転移温度(Tg)または融点(Tm)以� ��に加熱した被転写膜または被転写フィルム� ��押しつけ、モールドの溝に対応する複数の� ��条12を有する光透過性基板14を作製する工程 。
 (iii)光透過性基板14をTgまたはTmより低い温� �に冷却して光透過性基板14からモールドを分 離する工程。
 (iv)光透過性基板14の凸条12の3面に金属細線2 2を形成する前または形成した後に、必要に� �じて、光透過性基板14から基材を分離する工 程。

(金属細線の形成方法)
 金属細線22は、光透過性基板14の凸条12が形� ��された面の斜め上方から金属または金属化� ��物を蒸着させる斜方蒸着法により形成され� ��。蒸着法としては、真空蒸着法、スパッタ� ��、イオンプレーティング法等の物理蒸着法� ��挙げられる。

 金属細線22は、具体的には、下記の条件(A)~( F)を満足する蒸着法で形成される。
 (A)図3に示す凸条12の長さ方向Lに対して略直 交し、かつ凸条12の高さ方向Hに対して第1の� �面18の側に角度θ ^R をなす方向V1から凸条12の上面16および第1の� �面18に金属または金属化合物を蒸着する。
 (B)図3に示す凸条12の長さ方向Lに対して略直 交し、かつ凸条12の高さ方向Hに対して第2の� �面20の側に角度θ ^L をなす方向V2から凸条12の上面16および第2の� �面20に金属または金属化合物を蒸着する。
 (C)前記条件(A)による蒸着および前記条件(B)� ��よる蒸着を交互に、前記条件(A)による蒸着� ��m回(ただし、mは1以上)、前記条件(B)による� �着をn回(ただし、nは1以上)、合計(m+n)で3回以 上行う。
 (D)前記条件(A)によるm回の蒸着のうちの1回� �の蒸着における角度θ ^R は、下式(I)を満足し、前記条件(B)によるn回� �蒸着のうちの1回目の蒸着における角度θ ^L は、下式(II)を満足する。
 15゜≦θ ^R ≦45゜ ・・・(I)、
 15゜≦θ ^L ≦45゜ ・・・(II)。
 (E)前記mが2以上の場合、m回目のθ ^R _m と(m-1)回目のθ ^R _(m-1) とは、下式(III)を満足し、前記nが2以上の場� �、n回目のθ ^L _n と(n-1)回目のθ ^L _(n-1) とは、下式(IV)を満足する。
 θ ^R _m ≦θ ^R _(m-1)  ・・・(III)、
 θ ^L _n ≦θ ^L _(n-1)  ・・・(IV)。
 条件(F):
 蒸着法は、さらに下記の条件(F)を満足する� ��とが好ましい。
 (F)前記条件(A)によるm回の蒸着のうちの1回� �の蒸着および前記条件(B)によるn回の蒸着の� ��ちの1回目の蒸着においては、前記凸条の上 面に1回の蒸着で形成される金属細線の厚さHm ’を10nm以下とする。

 条件(A)、(B):
 条件(A)、(B)を満足しない場合、光透過性基� ��14の凸条12の3面に金属細線22を形成できない 。なお、本明細書において、「略直交し」と は、方向Lと方向V1(または方向V2)のなす角度� �85~95度の範囲にあることを意味する。

 条件(C):
 条件(C)を満足しない場合、凸条12の上面16を 被覆している金属細線22の厚さHmが薄くなる� �すなわち、凸条12の長さ方向Lに対して略直� �し、かつ凸条12の高さ方向Hに対して第1の側� ��18の側に角度θ ^R をなす方向V1(すなわち第1の側面18の側)、お� �び凸条12の長さ方向Lに対して略直交し、か� �凸条12の高さ方向Hに対して第2の側面20の側� �角度θ ^L をなす方向V2(すなわち第2の側面20の側)から� �それぞれ1回の蒸着で、凸条12の第1の側面18� �被覆している金属細線22の厚さDm1および凸条 12の第2の側面20を被覆している金属細線22の� �さDm2が所望の厚さとなるように蒸着しよう� �すると、角度θ ^R および角度θ ^L を大きくする必要があり、その結果、上面16� ��蒸着される金属または金属化合物の量が少� ��くなる。

 また、第1の側面18の側からの蒸着と第2の 側面20の側からの蒸着とを交互に行うことに� ��り、金属または金属化合物が偏って蒸着す� ��ことがなく、凸条12の第1の側面18を被覆し� �いる金属細線22の厚さDm1および凸条12の第2の 側面20を被覆している金属細線22の厚さDm2が� �ぼ同じになる。

 条件(D):
 光の波長以下のピッチの凸条12に蒸着を行� �場合、蒸着の角度θ ^R (または角度θ ^L )に応じて金属細線22の形状が変化するため、 角度θ ^R (または角度θ ^L )によっては、適切な形状の金属細線22を形成 できない場合がある。m回の蒸着のうちの1回� ��の蒸着における角度θ ^R およびn回の蒸着のうちの1回目の蒸着におけ� ��角度θ ^L が15゜未満では、凸条12間の溝の底面にも金� �または金属化合物が蒸着し、金属細線22が連 結してしまい、入射する光を透過できなくな る。m回の蒸着のうちの1回目の蒸着における� ��度θ ^R およびn回の蒸着のうちの1回目の蒸着におけ� ��角度θ ^L が45゜を超えると、金属または金属化合物が� ��って蒸着し、斜めに傾いた金属細線22が形� �されてしまう。また、該角度を大きくしす� �ると、連続膜が形成される場合がある。
 さらに、上記条件(A)によるm回の蒸着のうち の2回目の蒸着における角度θ ^R は、上式(I)を満足し、上記条件(B)によるn回� �蒸着のうちの2回目の蒸着における角度θ ^L は、上式(II)を満足することが好ましい。

 条件(E):
 条件(E)を満足しない場合、凸条12の第1の側� ��18を被覆している金属細線22の厚さDm1および 凸条12の第2の側面20を被覆している金属細線2 2の厚さDm2を所定の厚み以下にした場合、凸� �12の上面16を被覆している金属細線22の厚さHm が薄くなりすぎる。また、凸条12の上面16を� �覆している金属細線22の厚さHmを40nm以上にす る場合、凸条12の第1の側面18を被覆している� ��属細線22の厚さDm1および凸条12の第2の側面20 を被覆している金属細線22の厚さDm2が厚くな� ��すぎる。

 さらに、前記mが2以上の場合、m回目のθ ^R _m と(m-1)回目のθ ^R _(m-1) とは、下式(V)を満足し、前記nが2以上の場合� ��n回目のθ ^L _n と(n-1)回目のθ ^L _(n-1) とは、下式(VI)を満足することが好ましい。
 θ ^R _m <θ ^R _(m-1)  ・・・(V)、
 θ ^L _n <θ ^L _(n-1)  ・・・(VI)。

 式(V)、式(VI)を満足することにより、凸条12� ��上面16を被覆している金属細線22の厚さHmの� ��加に応じて角度θ ^R (または角度θ ^L )をしだいに小さくして蒸着を行うため、Hmの 増加に対してDm1およびDm2が厚くなりすぎるこ とがない。

 条件(F):
 初期の蒸着において、凸条12の上面16を被覆 している金属細線22の厚さHmを厚くしてしま� �と、凸条12の第1の側面18を被覆している金属 細線22の厚さDm1および凸条12の第2の側面20を� �覆している金属細線22の厚さDm2が厚くなりす ぎる場合がある。

 角度θ ^R および角度θ ^L は、たとえば、下記の蒸着装置を用いること によって調整できる。
 凸条12の長さ方向Lに対して略直交し、かつ� ��条12の高さ方向Hに対して第1の側面18の側ま� ��は第2の側面20の側に角度θ ^R をなす方向V1または角度θ ^L をなす方向V2の延長線上に蒸着源が位置する� ��うに、蒸着源に対向して配置された光透過� ��基板14の傾きを変更できる蒸着装置。

 蒸着源としては、金属(銀、アルミニウム、 クロム、マグネシウム等。)または金属化合� �(TiN、TaN、TiSi ₂ 等。)が挙げられ、可視光に対する反射率が� �く、可視光の吸収が少なく、かつ高い導電� �を有する点から、銀、アルミニウム、クロ� �、マグネシウムが好ましく、アルミニウム� �特に好ましい。

 以上説明したワイヤグリッド型偏光子10� �製造方法にあっては、上述の条件(A)~(F)を満� ��する蒸着法で金属細線22を形成しているた� �、上述の条件(a)~(c)を満足する金属細線22を� �成でき、その結果、表面側から入射する光� �対して高い偏光度、p偏光透過率およびs偏光 反射率を示し、かつ裏面側から入射する光に 対して低いs偏光反射率を示すワイヤグリッ� �型偏光子10を得ることができる。