特許 6981025 偏光子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981025

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】偏光子

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/30 20060101AFI20211202BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/30

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-60020(P2017-60020)

(22)【出願日】2017年3月24日

(65)【公開番号】特開2018-163253(P2018-163253A)

(43)【公開日】2018年10月18日

【審査請求日】2020年1月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】藤崎 賀子

(72)【発明者】

【氏名】清水 利人

(72)【発明者】

【氏名】鹿島 啓二

【審査官】 中村 説志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０８６０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／００１７６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００８８７３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０５８３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７５７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１１５０５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

凹状溝が繰り返し配置された周期構造を備え、透明樹脂材により構成されている透明部材と、
前記凹状溝の間の頂部に設けられ、金属材料により構成されている第１の金属線状部と、
前記凹状溝の底部に設けられ、金属材料により構成されている第２の金属線状部と、
を備え、
前記第１の金属線状部上及び前記第２の金属線状部上のみに形成された保護膜と、
を備え、
前記第１の金属線状部上の前記保護膜の膜厚は、２．３ｎｍ以下である偏光子。

【請求項2】

凹状溝が繰り返し配置された周期構造を備え、透明樹脂材により構成されている透明部材と、
前記凹状溝の間の頂部に設けられ、金属材料により構成されている第１の金属線状部と、
前記凹状溝の底部に設けられ、金属材料により構成されている第２の金属線状部と、
を備え、
前記第１の金属線状部上及び前記第２の金属線状部上のみに形成された保護膜と、
を備え、
前記保護膜の膜厚は、平面換算で２ｎｍ以下である偏光子。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の偏光子において、
前記保護膜は、ＳｉＯｘにより形成されていること、
を特徴とする偏光子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、偏光子に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、例えば特許文献１に開示されているように、フラットな基板上に金属凸部層を立てるワイヤーグリッド型偏光子が知られている。
また、特許文献２の様に、基板上に絶縁体による凹凸形状を形成後、凸部に金属層を設ける形態も知られている。
さらに、特許文献３の様に、ワイヤーグリッド型偏光子を各種用途に使用することも知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−５８３９７号公報

【特許文献2】特開２０１０−２３１２０３号公報

【特許文献3】特開２００６−５０３４５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の偏光子は、構造上金属凸部が破損しやすかった。
また、特許文献２及び特許文献３の偏光子のように、保護層を偏光子の上に厚く一律に設ける場合には、保護層とその下の光学透過性材料との屈折率の差に起因する光学性能の低下を避けることができなかった。
さらに、特許文献２及び特許文献３の偏光子のように、透過性を有する光学透過性材料を覆う保護層の形成プロセスについては、その厚みをコントロールすることが困難であり、しばしば設計想定値と実物の性能が異なる物を製作することにつながり、歩留まりの悪化又は製品の性能ばらつきを有するものとなるおそれがあった。

【0005】

一方、偏光子の上に厚く一律に設ける保護層がない場合、保護層を備える場合と比較して、耐環境耐久性が劣る場合があった。保護層がない場合には、初期は、良好な偏光特性と良好な生産性とを両立することができる偏光子を提供することが可能である。しかし、耐湿熱条件下で所定の時間放置する耐久試験後は、その性能を維持することが困難であった。耐湿熱条件下での所定の時間放置された後において、金属酸化や樹脂膨潤等により偏光透過率性能が大幅に低下する場合があった。

【0006】

本発明の課題は、耐環境性が高く、かつ、製造が容易な偏光子を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

【0008】

第１の発明は、凹状溝（１１）が繰り返し配置された周期構造を備え、透明樹脂材により構成されている透明部材（１６）と、前記凹状溝（１１）の間の頂部に設けられ、金属材料により構成されている第１の金属線状部（１２）と、を備え、少なくとも前記第１の金属線状部（１２）上に形成された保護膜（１７）と、を備える偏光子（１０）である。

【0009】

第２の発明は、第１の発明に記載の偏光子（１０）において、前記凹状溝（１１）の底部に設けられ、金属材料により構成されている第２の金属線状部（１３）をさらに備え、前記保護膜（１７）は、前記第２の金属線状部（１３）の少なくとも一部にも形成されていること、を特徴とする偏光子（１０）である。

【0010】

第３の発明は、第２の発明に記載の偏光子（１０）において、前記保護膜（１７）は、前記透明部材（１６）と前記第１の金属線状部（１２）と前記第２の金属線状部（１３）とにより構成された凹凸形状の外形輪郭形状に沿って部分的に形成されていること、を特徴とする偏光子（１０）である。

【0011】

第４の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれかに記載の偏光子（１０）において、前記保護膜（１７）は、前記凹状溝（１１）の側壁の一部にも形成されていること、を特徴とする偏光子（１０）である。

【0012】

第５の発明は、第１の発明から第４の発明までのいずれかに記載の偏光子（１０）において、前記保護膜（１７）は、ＳｉＯｘにより形成されていること、を特徴とする偏光子（１０）である。

【0013】

第６の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれかに記載の偏光子（１０）において、前記保護膜（１７）の膜厚は、３０μｍ以下であること、を特徴とする偏光子（１０）である。

【0014】

第７の発明は、第１の発明から第６の発明までのいずれかに記載の偏光子（１０）において、前記保護膜（１７）の膜厚は、平面換算で２５μｍ以下であること、を特徴とする偏光子（１０）である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、耐環境性が高く、かつ、製造が容易な偏光子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】偏光子１０の斜視図である。

【図2】偏光子１０の製造工程を示すフローチャートである。

【図3】偏光子１０の製造工程を示す図である。

【図4】試験結果をまとめて示した図である。

【図5】保護膜１７が２．３ｎｍ形成されている実施例１の断面を拡大して撮影した顕微鏡写真である。

【図6】保護膜１７が３０ｎｍ形成されている実施例２の断面を拡大して撮影した顕微鏡写真である。

【図7】保護膜の有無による偏光特性の変化を調べた試験結果をまとめた図である。

【図8】偏光子１０のより実際に近い形態を模式的に示した図である。

【図9】偏光子１０のより実際に近い形態を模式的に示した図である。

【図10】偏光子１０のより実際に近い形態を模式的に示した図である。

【図11】偏光子１０のより実際に近い形態を模式的に示した図である。

【図12】凹状溝の他の形状を示す図である。

【図13】第１の金属線状部１２の他の形状を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。

【0018】

（実施形態）
図１は、偏光子１０の斜視図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
また、本発明において透明とは、少なくとも利用する波長の光を透過するものをいう。例えば、仮に可視光を透過しないものであっても、赤外線を透過するものであれば、赤外線用途に用いる場合においては、透明として取り扱うものとする。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において規定する具体的な数値には、一般的な誤差範囲は含むものとして扱うべきものである。すなわち、±１０％程度の差異は、実質的には違いがないものであって、本件の数値範囲をわずかに超えた範囲に数値が設定されているものは、実質的には、本件発明の範囲内のものと解釈すべきである。

【0019】

偏光子１０は、ワイヤーグリッド型偏光子であり、入射光のうち、透過軸方向と直交する方向に振動する光を反射するいわゆる反射型の偏光子である。すなわち、偏光子１０は、特定の偏光軸の方向（反射される光の振動方向と直交する方向）に振動する光を透過させる。
偏光子１０は、透過を制御する波長帯域で透明な透明材料により形成された透明部材１６を備えている。この透明部材１６の表面には、凹状溝１１が一定のピッチＰで繰り返して並べて配置されている。この凹状溝１１の延長方向と直交する方向へ繰り返し配置されている凹凸形状によって、透明部材１６の表面には、周期構造が設けられている。

【0020】

偏光子１０は、凹状溝１１間の凸部の頂部に、金属材料が配置されており、これにより凹状溝１１に沿って延長する金属材料による第１の金属線状部（凸部金属層）１２が形成されている。また、凹状溝１１の底面部には、第１の金属線状部１２と同一の金属材料が配置されており、凹状溝１１に沿って延長する金属材料によって第２の金属線状部（凹部金属層）１３が形成されている。偏光子１０は、凹状溝１１の繰り返しピッチＰが、この偏光子１０により透過を制御する波長帯域の最短波長λｍｉｎ以下のピッチＰ（Ｐ≦λｍｉｎ）となっている。このように、偏光子１０は、凹状溝１１間の頂部に設けられた第１の金属線状部１２と、凹状溝１１の底面に設けられた第２の金属線状部１３とによる２層構造の金属線状部を備えており、偏光子として機能する。なお、透過を制御する波長帯域としては、例えば、波長が３８０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲である可視光域としてもよいし、波長が７８０ｎｍ以上、２５００ｎｍ以下の近赤外光領域を波長帯域としてもよいし、上記以外の波長帯域としてもよい。

【0021】

ここで、この凹状溝１１の繰り返しによる凹凸形状は、凸部となる平坦な部位を間に挟んで、断面矩形形状の凹状溝１１が複数並んで構成される。よって、偏光子１０は、凸部の頂部及び凹部の底面部がそれぞれ平坦面に構成される。そして、この頂部及び底面部に厚みＴ１及びＴ２となるように金属材料を配置して第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３が形成される。これにより第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３は、それぞれ凸部の頂部形状、凹部の底面部形状に対応して凸部の頂部側及び凹状溝１１の底面側が平坦面に形成される。しかし、凸部の頂部及び又は凹部の底面部は、例えば、断面形状を円弧形状等に形成してもよく、種々の形状を広く適用することができる。また、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３は、凸部の頂部形状、凹部の底面部形状に応じた種々の形状を適用することができる。さらに、これに対応して第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３は、凸部の頂部側とは逆側、凹部の底面部側とは逆側についても、種々の形状を適用することができる。

【0022】

偏光子１０は、透明フィルム材を素材とする基材（基材層）１５に、透明材料を素材とする透明部材１６が支持されて設けられており、この透明部材１６の賦型処理により凹状溝１１が並んで配置された周期構造が構成される。また、この周期構造が作製された微細な凹凸面上に、蒸着、又は、スパッタリング、又は、電界メッキ、又は、無電解メッキ等により金属層が作製されて第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３が構成される。なお、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の作製には、上記の他、化学気相成長、原子層堆積法等を用いてもよい。

【0023】

ここで、この基材１５には、樹脂材料を面内の一方向に延伸して作製される透明フィルム材が用いられており、光学的に異方性を備えている。すなわち、基材１５に用いられる透明フィルム材は、樹脂材料の延伸による光学異方性の発現により、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向に比して増大した又は減少した（すなわち延伸方向（延伸軸方向）が遅相軸方向である又は延伸方向（延伸軸方向）に直交する方向が遅相軸方向である）状態にある。
なお、このような延伸方向（延伸軸方向）が遅相軸方向である樹脂材料は、正の複屈折性を示す樹脂材料であり、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂等である。また、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）フィルム、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム、ポリイミドフィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）が挙げられる。また、延伸方向（延伸軸方向）に直交する方向が遅相軸方向である樹脂材料は、負の複屈折性を示す樹脂材料であり、例えばＰＳ（ポリスチレン）樹脂等である。

【0024】

偏光子１０は、この基材１５の遅相軸方向に対して、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の延長方向が平行となるように、すなわち、基材１５の延伸軸の方向が偏光子１０の偏光軸の方向に対して０度の関係を持って配置されている。
このように設定すれば、基材１５においては、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３で反射する偏光成分に対して面内方向の屈折率が最も大きい向きであることにより、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３で反射する偏光成分を、最も効率よく反射する向きに基材１５が配置されることになる。またこれにより第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３で透過する偏光成分に対しては、界面反射が最も小さくなる向きに基材１５が配置されることになり、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３を透過する偏光成分を最も効率よく透過する向きに基材１５が配置されることになる。

【0025】

なお、基材１５の延伸軸の方向は、偏光子１０の偏光軸の方向に対して９０度の関係を持って配置されていてもよい。この９０度の関係としても、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３を透過する偏光成分に対して偏光作用を及ぼさないからである。
また、上述した基材１５の延伸軸の方向と偏光子１０の偏光軸の方向との関係は、０度±１度以内、又は、９０度±１度以内、の角度を持って配置されていれば、偏光子１０を透過した偏光成分に対して、基材１５が偏光作用を及ぼすことによる悪影響を無視できるレベルに抑えることができる。なお、上述の０度及び９０度に設けた±１度の範囲を超えてしまうと、急激に偏光状態が乱れるので、上記範囲内に納めることが望ましい。

【0026】

透明部材１６には、賦型処理可能な各種の硬化性樹脂を用いることができるが、本実施形態では、紫外線硬化性樹脂を用いている。なお、基材１５を加熱して軟化させた状態で賦型用金型に押圧して賦型処理してもよく、この場合、透明部材１６は、基材１５により構成されることになる。

【0027】

第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３に用いる金属材料は、例えば各種の導体に係る金属、合金、金属化合物等を広く適用することができるが、アルミニウム、ニッケル、クロム、銀、のいずれかの金属、又は、これらいずれかの金属を含む合金、又は、これらいずれかの金属の化合物を用いることが望ましい。なお、透過を制限する電磁波（光）を効率よく反射する観点からは、アルミニウム、ニッケル、銀等の反射率の高い金属、又は、これら金属の合金、又は、これら金属の化合物を用いることが望ましく、赤外光や可視光に対しては、特にアルミニウムが好ましい。またこれとは逆に、透過を制限する電磁波の反射を抑圧する観点からは、クロム等の反射率の低い金属、又は、これら金属の合金、又は、これら金属の化合物を用いることが望ましい。

【0028】

第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３は、複数の層構造となるように作製してもよい。このような層構造により作製することにより、例えば第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の上下から入射する入射光に対して特性を異ならせ、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の両面の色合いを異ならせたりすることができる。

【0029】

保護膜１７は、図１に示した例では、第１の金属線状部１２上と、第２の金属線状部１３上の両方に形成されている。保護膜１７は、ＳｉＯｘ（ただし、ｘは、自然数）を蒸着、又は、スパッタリングにより薄膜状に形成されている。本実施形態の保護膜１７は、ＳｉＯ_２により形成されている。保護膜１７の詳しい説明は、後述する。

【0030】

次に、偏光子１０の製造工程について説明する。
図２は、偏光子１０の製造工程を示すフローチャートである。
図３は、偏光子１０の製造工程を示す図である。
この製造工程では、ロールに巻き取った長尺透明フィルム材から基材１５が提供される。この製造工程は、ロールから基材１５を引き出して搬送しながら、凹凸形状作製工程ステップ（以下、単にＳ）２により、基材１５の表面に凹凸形状を作製する。

【0031】

より具体的には、このＳ２の凹凸形状作製工程では、図３（Ａ）に示すように、始めに、基材１５に紫外線硬化性樹脂の塗工液を塗工した後、周側面に微細凹凸形状が作製されている賦型用金型であるロール版に基材１５を押圧して搬送しながら、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させる。その後、硬化した紫外線硬化性樹脂を基材１５と一体にロール版より剥離する。この工程では、図３（Ｂ）に示すように、ロール版の周側面に形成された微細凹凸形状を転写して、基材１５の表面に、凹状溝１１の繰り返しによる凹凸形状を作製する。本実施形態では、円周方向に延長する向きに凸条が作製されたロール版を使用して、基材１５の長手方向に延長する凹状溝１１を作製する。よって、この基材１５の遅相軸方向に対して、凹状溝１１の延長方向が平行となり、基材１５の遅相軸方向に対して、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の延長方向が平行となるように形成される。

【0032】

続いて、金属線状部作製工程Ｓ３において、蒸着、又は、スパッタリング等により、図３（Ｃ）に示すように、凹状溝１１が作製された凹凸形状面の上面（図３中における上面）の全面に、金属材料を堆積させる。ここで、このように凹状溝１１が作製された凹凸形状面に金属材料を堆積させる場合、この凹凸形状の凹状溝１１間である頂部では、到来する金属材料が順次堆積して第１の金属線状部１２が形成される。これに対して凹状溝１１に到来する金属材料は、凹状溝１１に侵入して底面に堆積し、その結果、第２の金属線状部１３が形成される。このようにして、本実施形態では、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３を作製する。

【0033】

上述のようにして金属材料を堆積して第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３を作製した後、エッチング工程Ｓ４により隣接する第１の金属線状部１２間の空隙幅Ｓを拡大する。

【0034】

上述したように蒸着、又は、スパッタリング等により金属材料を堆積する場合、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の間の、凹状溝１１の壁面にも金属材料が付着することもある。しかし、この壁面に付着する金属材料は、極めて少量であって厚みが薄く、これにより金属材料層として機能することなく、第１の金属線状部１２と第２の金属線状部１３とは、互いに繋がることなく間隔を開けて配置されている。よって、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３は、幅方向について、隣接する第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３との間で絶縁性が担保され、偏光子１０においては、偏光面による透過率の選択性が担保される。

【0035】

しかし、例えば、蒸着により金属材料を堆積させる場合には、図３（Ｄ）に示すように、第１の金属線状部１２において、厚み方向だけでなく、幅方向にも金属材料が成長し、その結果、第１の金属線状部１２間の空隙幅Ｓが極端に低下するおそれがある。このように空隙幅Ｓが極端に低下すると、第１の金属線状部１２おける開口率（第１の金属線状部１２の繰り返し方向に係る空隙幅Ｓの占める割合）が低下し、その結果、透過率が低下することになる。

【0036】

そこで、本実施形態では、エッチング液を使用したエッチングにより開口率を増大させるエッチング工程（Ｓ４）を行う。
なおエッチング処理では、第１の金属線状部１２の厚みＴも減少することになるが、この厚みＴの減少に比べて空隙幅Ｓをより多く広げることができる。しかし、エッチング時間が余りにも長いと、第２の金属線状部１３の厚みが薄くなって光学特性が劣化し、特に吸収軸方向の反射率Ｒｓが急激に低下する。一方、余りにもエッチング時間が短いと、透過軸方向の透過率Ｔｐが低下する。また、エッチングの進行は、エッチング液の濃度や液温によっても左右される。したがって、エッチングの条件は、エッチング液の濃度、及び、エッチング液の温度、さらに、エッチング時間に関して、適切な条件を設定して行うとよい。

【0037】

なお、上述したウェットエッチングに代えて、いわゆるドライエッチングにより空隙幅Ｓを広げるようにしてもよい。また、実用上充分に空隙幅Ｓが確保されている場合には、エッチング工程を省略してもよい。なお、このエッチング工程により、凹状溝１１の壁面に付着した金属材料も全部又は一部が除去され、これにより第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３間の絶縁性を向上して偏光特性を向上することができる。

【0038】

第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３が形成されたら、その上にさらに保護膜１７を形成する保護膜形成工程（Ｓ５）を行う。本実施形態では、ＳｉＯ_２を蒸着することにより、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の双方の上にＳｉＯ_２を堆積させて、保護膜１７を形成する。
ここで、先の第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の形成時と同様に、凹状溝１１が作製された凹凸形状面に金属材料を堆積させる場合、この凹凸形状の凹状溝１１間である頂部では、到来するＳｉＯ_２が順次堆積して第１の金属線状部１２の上に保護膜１７が形成される。これに対して凹状溝１１に到来するＳｉＯ_２は、凹状溝１１に侵入して底面に堆積し、その結果、第２の金属線状部１３の上に保護膜１７が形成される。このようにして、本実施形態では、保護膜１７を作製する。

【0039】

なお、金属材料の場合と同様に、蒸着、又は、スパッタリング等によりＳｉＯｘを堆積する場合、第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の間の、凹状溝１１の壁面にもＳｉＯｘが付着することもある。しかし、この壁面に付着するＳｉＯｘは、極めて少量であって厚みが薄く、これによりこの壁面のＳｉＯｘの層（保護膜）が偏光特性に悪影響を与えることはない。

【0040】

このようにして第１の金属線状部１２及び第２の金属線状部１３の上に保護膜１７を形成した後、この製造工程の最終工程で、例えば、長尺の偏光子１０をロールに巻き取って偏光子巻取体が作製される。そして、この偏光子巻取体が続く処理工程に搬送されて切断処理が実行されて、個片の偏光子が作製される。

【0041】

ここで、保護膜１７について、より詳しく説明する。
本実施形態における保護膜１７は、特に耐湿を向上させて、過酷環境下における耐久性を向上させる目的で設けられている。この保護膜１７の効果を確認し、かつ、保護膜１７の適切な膜厚を明らかにするための試験を行った。
図４は、試験結果をまとめて示した図である。
この試験は、耐湿熱試験として、温度８５℃、湿度８５％の環境下に１０００時間、又は、５００時間放置する試験である。
試験に用いた偏光子は、Ｐ＝１００ｎｍ、Ｌ＝４０ｎｍ、Ｓ＝６０ｎｍ、Ｄ＝１２０ｎｍ、Ｔ１＝１０３ｎｍ、Ｔ２＝７０ｎｍとした。

【0042】

また、試験用のサンプルは、保護膜１７の膜厚が異なる以下の４種類を用意した。
比較例１：保護膜１７の膜厚＝０ｎｍ（すなわち、保護膜なし）。
実施例１：保護膜１７の膜厚＝２.３ｎｍ（平面換算膜厚＝２ｎｍ）。
実施例２：保護膜１７の膜厚＝３０ｎｍ（平面換算膜厚＝２５ｎｍ）。
比較例２：保護膜１７の膜厚＝６０ｎｍ（平面換算膜厚＝５０ｎｍ）。

【0043】

ここで、平面換算膜厚とは、保護膜形成工程において、平面に対して保護膜形成の工程を行った場合に形成される膜厚を指しており、蒸着（又は、スパッタリング）によってどの程度の成膜を行ったかを示す指標である。上記の実測の保護膜１７の膜厚は、第１の金属線状部１２の上に置ける膜厚を測定している。凹状溝１１の底面にまでは、ＳｉＯ_２が到達しにくく、底面に到達せずに凹状溝１１間の凸部の頂部に堆積するＳｉＯ_２が多いことから、上記のように実測値が厚めになっていると推測される。

【0044】

これら４種類のサンプルについて、それぞれ、試験前と試験後のＰ偏光透過率（以下、Ｔｐ）及びＳ偏光透過率（以下、Ｔｓ）を測定した。この測定は、波長＝９４０ｎｍの測定光を用いて、日本分光社製のＶ６７０分光器を用いて行った。
また図４には、これらＴｐ及びＴｓの試験後の変化量及び変化率と、試験前後のコントラスト値（Ｔｐ／Ｔｓ）を示した。
図４に示すように、保護膜１７が形成されていない比較例１では、５００時間の放置で、Ｔｐが大幅に低下してしまっている。これに対して、保護膜１７が２．３ｎｍ形成されている実施例１では、１０００時間放置後であっても、Ｔｐの低下がわずかに抑えられている。同様に、保護膜１７が３０ｎｍ形成されている実施例２でも、Ｔｐの低下がわずかに抑えられている。

【0045】

図５は、保護膜１７が２．３ｎｍ形成されている実施例１の断面を拡大して撮影した顕微鏡写真である。
図６は、保護膜１７が３０ｎｍ形成されている実施例２の断面を拡大して撮影した顕微鏡写真である。
なお、図５及び図６において第１の金属線状部１２の最も上方（図中における上方）に白く膜のように見える部分は、保護膜１７ではなく、顕微鏡写真の撮影までの観察工程において形成されるものであり、保護膜１７は、この最も白く見えている部分よりも色が濃く、第１の金属線状部１２に堆積している部分である。

【0046】

図４に示した保護膜１７の実測値は、第１の金属線状部１２の上に形成されている保護膜１７を測定したものである。そして、特に図５を見ると、実際には、保護膜１７は、第１の金属線状部１２上には形成されているものの、第２の金属線状部１３の上には、殆ど形成されていないか、極僅かにしか形成されていない。このような状態であっても、保護膜１７の存在によって、試験後であっても良好な偏光特性が得られている。隣り合う第１の金属線状部１２の間隔は、非常に狭くなっており、場所によっては略隙間が埋まっている部分も存在する。そして、この第１の金属線状部１２の上に保護膜１７が存在することにより、水分が凹状溝１１内に侵入できず、偏光子１０の耐環境性が向上していると考えられる。よって、保護膜１７は、少なくとも第１の金属線状部１２の上に極僅かに存在していればよいといえる。ここで、実施例１の２μｍ程度の保護膜１７の厚さは、略、保護膜１７の形成を制御できる限界であり、かつ、計測の限界に近いである。なお、偏光子１０の凹状溝１１とは反対側の面は、基材１５が設けられていることから、この基材１５によって、水分が偏光子１０へ浸入することを防いでいる。

【0047】

ただし、保護膜１７の膜厚が６０ｎｍ（平面換算膜厚＝５０ｎｍ）の比較例２では、試験前（０ｈｒ）のＴｐが低下してしまっている。これは、保護膜１７の厚さが厚すぎることが原因と考えられる。そこで、保護膜１７の厚さに着目して、保護膜１７の有無による偏光特性の変化について試験を行った。

【0048】

図７は、保護膜の有無による偏光特性の変化を調べた試験結果をまとめた図である。
図７の試験では、図４の試験とは異なる形状の偏光子１０を用いている。図７の偏光子１０は、Ｐ＝１００ｎｍ、Ｌ＝５０ｎｍ、Ｓ＝５０ｎｍ、Ｄ＝１２５ｎｍ、Ｔ１＝１００ｎｍ、Ｔ２＝７０ｎｍとした。測定は、波長＝９４０ｎｍの測定光を用いて、日本分光社製のＶ６７０分光器を用いて行った。

【0049】

図７に示す様に、サンプルＮｏ．１の保護膜１７の膜厚が３０ｎｍ（平面換算で２５ｎｍ）では、Ｔｐの減少量は大きくないが、サンプルＮｏ．２，３の保護膜１７の膜厚が５４．２ｎｍ（平面換算で５０ｎｍ）以上の物では、Ｔｐの減少量が大きくなり、偏光特性の悪化が顕著となる。
これら図４〜図７に示した結果から、保護膜１７の膜厚は、３０ｎｍ（平面換算で２５ｎｍ）を上限として、わずかであっても第１の金属線状部１２の上に形成されていれば、耐環境性を向上でき、偏光特性への悪影響も小さいといえる。

【0050】

次に、偏光子１０の他の態様について説明する。
図８から図１１は、偏光子１０のより実際に近い形態を模式的に示した図である。
偏光子１０は、理想的には、図１に示したような形状となるが、第１の金属線状部１２と第２の金属線状部１３と保護膜１７とは、型を用いて形成するのではなく、蒸着又はスパッタリングにより形成される。したがって、これらの形状は、図５及び図６の写真に示したように、図１に示した形状とは異なる形状となっている。偏光子１０は、実際には、図８から図１１に例示したように、第１の金属線状部１２の幅が凸部の幅と略同じ（図８）であったり、第１の金属線状部１２の幅が凸部の幅よりも膨らんでいたり（図９から図１１）、第１の金属線状部１２の一部が倒れて隣とくっついていたり（図１０，１１）と、形状に様々なバリエーションがある。

【0051】

また、凹状溝１１の構成についても、矩形形状に限らない。
図１２は、凹状溝の他の形状を示す図である。
例えば、図１２（Ａ）に示すように、対向する壁面が先細りのテーパ面である断面楔形形状により凹状溝を作製するようにしてもよく、また図１２（Ｂ）により示すように、全体が正弦波形状による凹凸面形状となる断面形状により凹状溝を作製してもよく、種々の形状を適用することができる。

【0052】

図１３は、第１の金属線状部１２の他の形状を示す図である。
エッチング工程の処理加減によっては、例えば、図１３に示すような形態とすることもできる。図１３の例では、第１の金属線状部１２は、エッチングの進行により幅方向に厚みが徐々に低下し、これにより透明部材１６と接する部位の幅が、凹状溝１１間の頂部の幅以下であり、かつ透明部材１６と接する部位より遠ざかるに従って徐々に幅が増大する涙滴形状の断面形状としてもよい。なお、凹状溝１１内の底部に存在する第２の金属線状部１３は断面視において円弧状の凹状の窪みが形成されている。ここで第１の金属線状部１２の涙滴形状とは、図８の断面視において、全体が円弧で形成されており、透明部材１６側の第１の金属線状部１２の基部の幅に比べて、それより上部の幅が広く膨らんだ紡錘形状を意味するものである。

【0053】

上述のように、偏光子の具体的な形態には、様々なバリエーションが存在するが、保護膜１７は、少なくとも第１の金属線状部の一部に形成されていれば、十分に耐環境性を向上させることができる。また、保護膜１７は、透明部材１６と第１の金属線状部１２と第２の金属線状部１３とにより構成された凹凸形状の外形輪郭形状に沿って部分的に形成されていてもよく、保護膜１７の具体的な配置は、適宜変更可能である。

【0054】

以上説明したように、本実施形態によれば、少なくとも第１の金属線状部１２の上に僅かに保護膜１７を設けるだけで耐環境性が高くなる。したがって、この偏光子１０は、耐環境性が高く、かつ、製造である。

【0055】

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。

【0056】

例えば、実施形態において、第１の金属線状部１２と第２の金属線状部１３の両方を備えた偏光子を例に挙げて説明した。これに限らず、例えば、第２の金属線状部１３を備えずに第１の金属線状部１２のみが形成されている偏光子であっても、保護層を設けることにより、同様に耐環境性を向上させることができる。

【0057】

なお、第１実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

【符号の説明】

【0058】

１０ 偏光子
１１ 凹状溝
１２ 第１の金属線状部
１３ 第２の金属線状部
１５ 基材
１６ 透明部材
１７ 保護膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】