[发明专利]线栅型偏振器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及线栅(wire grid)型偏振器及其制造方法。

背景技术

作为液晶显示装置、背面投影型电视机、正面投影型投影仪等图像显示装置中所用的在可见光范围内显示出偏振光分离能力的偏振器(也称为偏振光分离元件)，有吸收型偏振器和反射型偏振器。

吸收型偏振器是例如使碘等二色性染料在树脂膜中取向而得的偏振器。但是，吸收型偏振器由于吸收一方的偏振光，因此光的利用效率低。

另一方面，反射型偏振器通过使未入射偏振器而反射的光再次入射偏振器，可以提高光的利用效率。因此，为了液晶显示装置等的高亮度化，反射型偏振器的需求正在增长。

作为反射型偏振器，有由双折射树脂层叠体形成的线偏振器、由胆甾醇型液晶形成的圆偏振器、线栅型偏振器。

但是，线偏振器和圆偏振器的偏振光分离能力低。因此，显示出高偏振光分离能力的线栅型偏振器受到注目。

线栅型偏振器具有在透光性基板上多条金属细线相互平行地排列的结构。金属细线的间距与入射光的波长相比足够短的情况下，入射光中具有与金属细线垂直的电场矢量的成分(即，p偏振光)透射，具有与金属细线平行的电场矢量的成分(即，s偏振光)被反射。

作为在可见光范围内显示出偏振光分离能力的线栅型偏振器，已知以下的偏振器：

(1)在透光性基板上以规定的间距形成有金属细线的线栅型偏振器(专利文献1)；

(2)以规定的间距形成于透光性基板表面的多条凸条的上表面和侧面被由金属或金属化合物形成的材料膜被覆而形成金属细线的线栅型偏振器(专利文献2)。

但是，(1)、(2)的线栅型偏振器中，在形成有金属细线的面侧(以下记作正面侧)的反面侧(以下记作背面侧)也发生S偏振光的反射。如果是液晶显示装置，则在线栅型偏振器的背面侧配置有液晶面板，因此如果在线栅型偏振器的背面侧发生了反射的S偏振光入射液晶面板，则液晶面板所显示的图像的对比度下降。

专利文献1：日本专利特开2005-070456号公报

专利文献2：日本专利特开2006-003447号公报

发明的概要

本发明提供在可见光范围内对从正面侧入射的光显示出高偏振度、高p偏振光透射率和高s偏振光反射率，并且对从背面侧入射的光显示出低s偏振光反射率的线栅型偏振器及其制造方法。

本发明具有以下要点。

(1)一种线栅型偏振器，包括：透光性基板，在该透光性基板的表面以相互平行且隔开规定的间距(Pp)的方式形成有多条凸条；由金属或金属化合物形成的金属细线，该金属细线共计被覆3个面，即所述透光性基板的凸条的上表面以及沿该凸条的长度方向延伸的第一侧面和第二侧面这2个侧面；其特征在于，

满足下述条件(a)～(c)：

(a)被覆所述凸条的第一侧面的金属细线的厚度Dm1和被覆所述凸条的第二侧面的金属细线的厚度Dm2分别满足下式(1-1)和下式(1-2)：

0nm＜Dm1≤20nm…(1-1)

0nm＜Dm2≤20nm…(1-2)；

(b)被覆所述凸条的上表面的金属细线的厚度Hm和所述凸条的高度Hp满足下式(2)：

40nm≤Hm≤0.5×Hp…(2)；

(c)所述Dm1、所述Dm2、所述Pp和所述凸条的宽度Dp满足下式(3)：

Dm1+Dm2≤0.4×(Pp-Dp)…(3)。

(2)如上述(1)所述的线栅型偏振器，其特征在于，还满足下述条件(d)：

(d)被覆所述凸条的上表面的金属细线的最大宽度Dm、所述Pp和所述凸条的宽度Dp满足下式(4)：

Dm-Dp≤0.4×(Pp-Dp)…(4)。

(3)如上述(1)或(2)所述的线栅型偏振器，其特征在于，还满足下述条件(e)：

(e)被覆所述凸条的第一侧面的金属细线的宽度、即从凸条的上表面到沟的深度方向的长度Hm1，被覆所述凸条的第二侧面的金属细线的宽度、即从凸条的上表面到沟的深度方向的长度Hm2和所述凸条的高度Hp分别满足下式(5-1)和(5-2)：

Hm1≥0.5×Hp…(5-1)

Hm2≥0.5×Hp…(5-2)。

(4)如上述(1)～(3)中的任一项所述的线栅型偏振器，其特征在于，在可见光范围内，对于从形成有所述金属细线的面的一侧入射的光，偏振度在99.5％以上，p偏振光透射率在70％以上，s偏振光反射率在80％以上，并且对于从未形成所述金属细线的面的一侧入射的光，s偏振光反射率低于40％。