(57)【要約】【課題】光学特性に優れた偏光素子およびその製造方法を提供する。また、そのような偏光素子を用いることで表示品位に優れた液晶装置を提供する。また、この種の液晶装置を備えた電子機器を提供する。【解決手段】本発明の偏光素子の製造方法は、基材１０の一方面１０ａにモスアイ構造１１を形成する工程と、基材１０のモスアイ構造１１上に金属ナノ粒子５が分散された誘電体薄膜２０を形成する工程と、基材１０を延伸することで金属ナノ粒子５を延伸させて針状金属粒子８とすることで基材１０上に偏光層９を形成する工程と、を有する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の一方面にモスアイ構造を形成する工程と、
前記基材の前記モスアイ構造上に金属ナノ粒子が分散された誘電体薄膜を形成する工程と、
前記基材を延伸することで前記金属ナノ粒子を延伸させて針状金属粒子とすることで前記基材上に偏光層を形成する工程と、を有することを特徴とする偏光素子の製造方法。
【請求項２】
前記金属ナノ粒子は金属ハロゲン化物であり、前記金属ナノ粒子を還元する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項３】
前記誘電体薄膜を形成する工程においては、前記基材に金属材料及び誘電体材料を同時に成膜することを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項４】
一方面に所定方向に延伸されたモスアイ構造が形成された基材と、
前記基材の前記モスアイ構造上に設けられ、光透過性を有する誘電体材料の中に複数の針状金属粒子が分散された偏光層と、を備え、
前記偏光層は、表面に前記モスアイ構造に倣う凹凸形状を有することを特徴とする偏光素子。
【請求項５】
一対の基板間に液晶が挟持された液晶パネルと、前記液晶パネルの少なくとも一面側に配置された偏光素子と、を備え、
前記偏光素子が、請求項４に記載の偏光素子であることを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子の製造方法、偏光素子、液晶装置、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
偏光素子の一つとして、偏光ガラスが知られている。偏光ガラスは無機物のみで構成できるため、有機物を含む偏光板に比べて、光に対する劣化が著しく少ない。したがって、偏光ガラスは、近年、高輝度化が進んでいる液晶プロジェクターに有効な光デバイスとして注目されている。
【０００３】
一般的な偏光ガラスとして、下記の特許文献１に記載されたものが公知である。その偏光ガラスの製造方法は以下の通りである。
（１）塩化物、臭化物、およびヨウ化物の群から選択した少なくとも一つのハロゲン化物および銀を含有する組成物から、所望の形状のガラス製品を作製する。
（２）そのガラス製品を、ガラス製品中にＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、またはＡｇＩの結晶を生成せしめるのに十分な期間にわたって、歪み点より高いが、ガラスの軟化点から約５０℃は高くない温度にまで加熱し、結晶含有製品を作製する。
（３）この結晶含有製品を、結晶が少なくとも５：１のアスペクト比に伸長されるように、アニール点より高いが、ガラスが約１０８ポアズの粘度を示す温度より低い温度において応力下で伸長せしめる。
（４）その製品を、製品上に化学的な還元表面層を発達せしめるのに十分な期間にわたり、約２５０℃より高いが、ガラスのアニール点から約２５℃は高くない温度の還元雰囲気に暴露する。これにより、伸長ハロゲン化銀粒子の少なくとも一部が銀元素に還元される。
上記従来技術においては、ガラス製品中に万遍なく金属ハロゲン化物が析出する。しかしながら、還元工程ではガラス製品表層の金属ハロゲン化物しか還元できないため、ガラス製品の厚さ方向の中央部分に金属ハロゲン化物が残存する。そのため、偏光素子の透過率が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−１６９１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術においては、偏光素子に、例えば、反射防止膜を形成する際、伸長工程後に蒸着法等を用いて別途反射防止膜を形成する必要があることから工程が煩雑化するといった問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光学特性に優れた偏光素子およびその製造方法を提供することを目的とする。また、そのような偏光素子を用いることで表示品位に優れた液晶装置を提供することを目的とする。また、この種の液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の偏光素子の製造方法は、基材の一方面にモスアイ構造を形成する工程と、前記基材の前記モスアイ構造上に金属ナノ粒子が分散された誘電体薄膜を形成する工程と、前記基材を延伸することで前記金属ナノ粒子を延伸させて針状金属粒子とすることで前記基材上に偏光層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の偏光素子の製造方法によれば、モスアイ構造上に形成された誘電体薄膜は、表面にモスアイ構造が転写されることとなる。よって、偏光素子に反射防止膜を形成する工程を設けることなく、表面に反射防止機能を付与することができる。したがって、反射防止機能を有することで所望の光学特性が得られる偏光素子を容易に製造することができる。
【０００９】
また、上記偏光素子の製造方法においては、前記金属ナノ粒子は金属ハロゲン化物であり、前記金属ナノ粒子を還元する工程をさらに有する製造方法としてもよい。
この構成によれば、延伸工程において基材を加熱する温度を下げつつ、還元工程により金属のみからなる針状金属粒子を容易かつ確実に得ることができる。
【００１０】
また、上記偏光素子の製造方法においては、前記誘電体薄膜を形成する工程においては、前記基材に金属材料及び誘電体材料を同時に成膜する製造方法としてもよい。
この構成によれば、誘電体薄膜を簡便に形成することができる。
【００１１】
本発明の偏光素子は、一方面に所定方向に延伸されたモスアイ構造が形成された基材と、前記基材の前記モスアイ構造上に設けられ、光透過性を有する誘電体材料の中に複数の針状金属粒子が分散された偏光層と、を備え、前記偏光層は、表面に前記モスアイ構造に倣う凹凸形状を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の偏光素子によれば、偏光層の表面にモスアイ構造に倣う凹凸形状が形成されているので、偏光素子の表面に別途反射防止膜を形成することなく、反射防止機能を得ることができる。したがって、反射防止機能を有することで所望の光学特性を得ることが可能な付加価値の高い素子となる。
【００１３】
本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶が挟持された液晶パネルと、前記液晶パネルの少なくとも一面側に配置された偏光素子と、を備え、前記偏光素子が、上記の偏光素子であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の液晶装置によれば、上記偏光素子を備えるので、該液晶装置自体も、反射防止機能を有することで良好な表示品位が得られる信頼性の高いものとなる。
【００１５】
本発明の電子機器は、上記の液晶装置を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の電子機器によれば、上記液晶装置を備えるので、該電子機器自体も、優れた表示品質を備えたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態の偏光素子の概略構成を示す断面図。
【図２】（ａ）は、凹凸形状の表面形状と屈折率との関係を示した図、（ｂ）は凹凸形状を有しないガラス表面における屈折率を示した図。
【図３】（ａ）は、シミュレーションに用いた凸部の形状モデルを示す図、（ｂ）は凸部を簡素化したモデルを示す図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、シミュレーションの計算結果を示したグラフ。
【図５】（ａ）は、別のシミュレーションに用いた凸部の形状モデルを示す図、（ｂ）は凸部を簡素化したモデルを示す図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、シミュレーションによる計算結果を示したグラフ。
【図７】所望の反射率を得るための凸部２１ａの条件を説明するためのグラフ。
【図８】偏光素子の製造方法のフローを示す図。
【図９】モスアイ構造形成工程を説明するための図。
【図１０】誘電体薄膜形成工程を説明するための図。
【図１１】誘電体薄膜形成工程Ｓ２において使用されるスパッタ装置１０１の概略構成を示す図。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、延伸工程を説明するための図。
【図１３】第二実施形態の偏光素子の製造方法のフローを示す図。
【図１４】還元工程を模式的に示す図。
【図１５】液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図。
【図１６】図１５のＨ−Ｈ’線に沿う断面図。
【図１７】液晶表示装置を備えた携帯電話機の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１９】
（第一実施形態）
図１は、本実施形態の偏光素子の概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、偏光素子１００は、基材１０と、基材１０に積層される偏光層９とを有する。基材１０は、表面１０ａにモスアイ構造１１が形成されている。ここで、モスアイ構造１１とは、光学素子の表面に入射光の波長よりも短い周期で錘形を配列させた凹凸構造をいう。
【００２０】
本実施形態において、基材１０に形成されたモスアイ構造１１は、複数の凸部１１ａを有する。複数の凸部１１ａは、数百ｎｍ（例えば３００ｎｍ程度）のピッチで形成されている。すなわち、複数の凸部１１ａは、可視光の波長域よりも短いピッチで形成されている。また、各凸部１１ａの高さは、数十〜数百ｎｍ（例えば、５０〜５００ｎｍ程度）に設定されている。なお、凸部１１ａは、例えば、平面視、四角錘、正四角錘、円錐、楕円錘等の錘形を呈する。
【００２１】
なお、基材１０の表面１０ａに形成されたモスアイ構造１１（凸部１１ａ）が基材１０とともに後述する製造方法による延伸工程により引き延ばされることで、互いに隣り合う凸部１１ａ間の間隔が変化する（延在方向に増大する）。すなわち、モスアイ構造１１は、凸部１１ａの間隔が延伸工程Ｓ３（図６参照）により引き延ばされた後においても、凸部１１ａの間隔が上述のように可視光の波長よりも小さくなるように形成されている。
【００２２】
本実施形態において、基材１０は透明である。基材１０としては、特に限定されず、公知のいかなる透明基板も用いることができる。これは後述する本実施形態の偏光素子の製造方法においては、基材１０中に金属ハロゲン化物を析出させたり、基材１０の表面にイオン交換により金属イオンを導入したりする必要がなく、モスアイ構造１１を形成可能なものであればよいからである。具体的には、石英ガラス、ソーダライムガラス、サファイアガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等、偏光素子の用途に応じて種々の透明基板を用いることができる。
【００２３】
偏光層９は、光透過性を有する誘電体材料から構成される誘電体層７と、該誘電体層７内に分散された複数の形状異方性金属粒子（針状金属粒子）８とを含む。形状異方性金属粒子８は、可視光の波長よりも狭い幅を有する。
【００２４】
本実施形態において、誘電体層７は、例えばＳｉＯ２から構成されるが、誘電体層７の材質はこれに限定されることはない。誘電体層７は、光透過性を有するものであれば適宜選択可能である。
【００２５】
偏光層９は、基材１０とは反対側の面９ａにモスアイ構造１１に倣う凹凸形状２１を有する。凹凸形状２１は、モスアイ構造１１の凸部１１ａに対応した間隔で上方に突出する複数の凸部２１ａと、該複数の凸部２１ａ間に生じる凹部２１ｂとを含む。すなわち、凹凸形状２１は、互いに隣り合う凸部２１ａ間のピッチが可視光の波長よりも狭いピッチとなっている。本明細書では、便宜上、偏光層９の基材１０とは反対側の面を、偏光層９の上面９ａと呼ぶ。
【００２６】
なお、偏光層９の上面９ａに形成された凹凸形状２１が基材１０とともに後述する製造方法による延伸工程により延伸方向に引き延ばされることで、互いに隣り合う凸部２１ａ間の間隔が変化する（延在方向に増大する）。ここで、凹凸形状２１は、モスアイ構造１１に倣って形成されたことから、互いに隣り合う凸部１１ａおよび互いに隣り合う凸部２１ａにおけるピッチの変化量は概ね互いに等しいものとみなすことができる。すなわち、凹凸形状２１は、互いに隣り合う凸部２１ａ間のピッチが延伸工程Ｓ３（図６参照）により引き延ばされた後においても、互いに隣り合う凸部２１ａ間のピッチが可視光の波長よりも小さくなるように形成されている。
【００２７】
本実施形態に係る偏光素子１００は、偏光層９の上面に形成された凹凸形状２１によって反射防止機能を有している。
【００２８】
ここで、凹凸形状２１による反射防止機能について説明する。図２は、凹凸形状２１による反射防止機能を説明するための図である。図２（ａ）は、凹凸形状２１の表面形状と屈折率との関係を示した図であり、図２（ｂ）は比較例として凹凸形状を有しないガラス表面における屈折率を示した図である。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、偏光素子１００は、偏光層９の上面９ａに形成された凹凸形状２１における互いに隣り合う凸部２１ａ間のピッチＤが可視光の波長以下に設定されている。この場合、凸部２１ａから偏光層９の内部に向かって屈折率が緩やかに変化する。
一方、図２（ｂ）に示すように、表面に凹凸形状２１が設けられていない一般的なガラス基板Ｇの表面においては、ガラス表面と空気との界面において屈折率が急激に変化するため、ガラス表面と空気との界面で一部の光（可視光）が反射されてしまう。
【００３０】
このように、表面に凹凸形状２１を有する偏光素子１００は、一般的なガラス基板に比べ、屈折率が急激に変化する界面がないため、可視光の反射を抑えることができる。すなわち、偏光素子１００は、反射防止機能を有している。よって、本実施形態に係る偏光素子１００の製造方法によれば、後工程で反射防止膜を形成しなくても、広い波長範囲や斜め入射光に対しても低反射率を実現することができる。
【００３１】
また、偏光素子１００は、可視光の波長よりも狭い幅を有する形状異方性金属粒子８が狭ピッチで配列されていることにより、所定の振動方向の直線偏光を透過させる機能を奏する光学素子として用いることができる。
【００３２】
続いて、シミュレーション結果を参照しつつ、偏光素子１００の反射防止効果について説明する。まず、凹凸形状２１における凸部２１ａが正四角錘（底面が正方形）とした場合のシミュレーション結果について説明する。
【００３３】
図３（ａ）は、このシミュレーションに用いた凸部２１ａの形状モデルを示すものであり、図３（ｂ）は凸部２１ａを簡素化したモデルを示すものである。
【００３４】
このシミュレーションでは、図３（ａ）に示すように凸部２１ａの高さをｈとし、四角錘の底面を構成する各辺の長さをｘ、ｙとする。なお、図３（ａ）に示すように四角錘の底面は、正方形であることからｘ，ｙは同じ値である。
【００３５】
このシミュレーションでは、ＲＣＷＡ法（厳密結合波解析）により計算し、偏光素子１００の表面の反射率を求めた。なお、本計算では、凸部２１ａを正四角錘とし、正四角錘を高さ方向に１０分割した。また、構造パラメーターとしては、ｘ、ｈを設定し、反射率を計算した。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｅ）は、このシミュレーションによる計算結果を示したグラフであり、横軸は入射光の波長（ｎｍ）であり、縦軸は偏光素子１００の反射率である。また、各グラフは、アスペクト比（ａｓｐ：ｈ／ｘ）を異ならせた場合の反射率を示す。ただし、ｈを一定として、ｘを変化させることによってアスペクト比を変化させた。また、各グラフにおいて、比較として凸部２１ａを有しない場合における波長と反射率との関係を示した。なお、図４（ａ）は、パラメーターｘを１００ｎｍに設定し、図４（ｂ）は、パラメーターｘを２００ｎｍに設定し、図４（ｃ）は、パラメーターｘを３００ｎｍに設定し、図４（ｄ）は、パラメーターｘを４００ｎｍに設定し、図４（ｅ）は、パラメーターｘを５００ｎｍに設定した。
【００３７】
図４（ａ）〜（ｅ）に示されるように、ｘ≧５００ｎｍの場合では、所定の波長域（例えば、５００ｎｍ未満の領域）において反射率が大きく増加する。これは、光の回折の影響によるものと考えられる。
【００３８】
さらに、凸部２１ａの形状が四角錘（底面が長方形）の場合のシミュレーション例について説明する。
【００３９】
図５（ａ）は、このシミュレーションに用いた凸部２１ａの形状モデルを示すものであり、図５（ｂ）は凸部２１ａを簡素化したモデルを示すものである。
【００４０】
このシミュレーションでは、図５（ａ）に示すように凸部２１ａの高さをｈとし、四角錘の底面を構成する各辺の長さをｘ、ｙとする。なお、このシミュレーションでは、図５（ａ）に示すように四角錘の底面は、長方形であることからｘ，ｙは異なる値である。
【００４１】
このシミュレーションにおいてもＲＣＷＡ法により、凸部２１ａを四角錘とし、四角錘を高さ方向に１０分割して、偏光素子１００の表面の反射率を求めた。また、構造パラメーターとしては、ｘ、ｙ、ｈを設定した。
【００４２】
図６（ａ）〜（ｃ）は、このシミュレーションによる計算結果を示したグラフであり、横軸は入射光の波長（ｎｍ）であり、縦軸は偏光素子１００の反射率である。また、各グラフは、アスペクト比（ａｓｐ：ｈ／ｘ）を異ならせた場合の反射率ＲＰおよび反射率ＲＣを示す。ただし、ｈを一定として、ｘを変化させることによってアスペクト比を変化させた。さらに、ｙ／ｘが３となるように、ｘに応じてｙを変化させた。ここで、ＲＰとは、入射光のうち偏光素子１００に対するＴＭ偏光の反射率を示すものであり、ＲＣとは、入射光のうち偏光素子１００に対するＴＥ偏光の反射率を示すものである。
【００４３】
なお、図６（ａ）は、パラメーターｘを１００ｎｍ、パラメーターｙを３００ｎｍに設定し、図６（ｂ）は、パラメーターｘを１５０ｎｍ、パラメーターｙを４５０ｎｍに設定し、図６（ｃ）は、パラメーターｘを２００ｎｍ、パラメーターｙを６００ｎｍに設定した。
【００４４】
図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ｙ＞３００ｎｍの場合では、光の回折により波長域においては反射率が大きく増加する。
【００４５】
図７は、図４に示したシミュレーション結果に基づいて、所望の反射率を得るために必要とされる凸部２１ａの条件を説明するためのグラフである。なお、図７において、横軸は正四角錘の一辺の長さｘ（ｎｍ）であり、縦軸は上記アスペクト比（ｈ／ｘ）である。また、入射光を緑色とした。
【００４６】
例えば、１％未満の反射率が要求される場合、凸部２１ａは、図７に示されるハッチングで示される領域Ａの範囲に収まる形状を有していればよい。
なお、図５に示したシミュレーションモデルにおいても、使用波長範囲に応じて、パラメーターｘ，ｙ，ｈを設定してモスアイ構造１１を設計することで偏光素子１００の反射率を所定の値に設定することが可能となる。
【００４７】
本実施形態に係る偏光素子１００によれば、可視光の波長よりも小さいピッチで複数の凸部２１ａが形成された凹凸形状２１が偏光層９の上面９ａに形成されているので、反射防止機能および優れた光学特性を有した付加価値の高い偏光素子となる。
【００４８】
続いて、偏光素子１００の製造方法について説明する。
図８は、偏光素子１００の製造方法のフローを示す図である。
本実施形態の偏光素子の製造方法は、図８に示すように、モスアイ構造形成工程Ｓ１と、誘電体薄膜形成工程Ｓ２と、延伸工程Ｓ３と、を有する。
【００４９】
図９は、モスアイ構造形成工程Ｓ１を説明するための図である。
モスアイ構造形成工程Ｓ１は、ナノインプリント技術を利用することで基材１０にモスアイ構造を形成する工程である。
【００５０】
モスアイ構造形成工程Ｓ１では、図９（ａ）に示すように、不図示の処理室内において、基材１０と、該基材１０を挟持する上型６１および下型６２とを所定温度に加熱する。なお、本実施形態においては、上記加熱を行うに際し、上型６１および下型６２の表面の酸化を防止するために処理室内を窒素置換しておく。上型６１の基材１０と対向する内面には、モスアイ構造を形成するための凹凸６１ａが形成されている。この凹凸は、基材１０に対し、上述した光の波長よりも短い周期の錘型（凸部１１ａ）を転写可能な形状を有している。
【００５１】
ここで、偏光素子１００に反射防止機能を付与する凹凸形状２１の形状は、後述する延伸工程Ｓ３が行われる前のモスアイ構造１１の凸部１１ａの形状に依存する。そのため、モスアイ構造１１の凸部１１ａは、凸部２１ａの寸法及び延伸量等から算出可能である。そこで、偏光素子１００において、延伸後において所望の反射率が得られる凹凸形状２１（凸部２１ａ）を上記シミュレーションにより算出し、最適なモスアイ構造１１（凸部１１ａ）を逆算して求めればよい。
本実施形態において、上型６１として、上述のようにして算出したモスアイ構造１１を形成可能となる寸法の凹凸６１ａが形成されたものを用いた。
【００５２】
続いて、図９（ｂ）に示すように、基材１０を保持した下型６２が上昇し、所定の圧力を加えた状態で上型６１および下型６２間に基材１０を所定時間保持することで凹凸形状の成形を行う。本実施形態においては、基材１０の成形時に、処理室内を真空引きしている。これにより、基材１０と上型６１との間にガスが残留しないようにしている。なお、本実施形態においては、上記保持時間および印加圧力を調整することで凹凸形状の転写率が所定の値となるように調整した。また、上記説明では、下型６２が上昇する場合を例示したが、上型６１が下降する構成や、上型６１および下型６２がそれぞれ近づくように移動する構成を採用しても良い。
【００５３】
続いて、基材１０からの離型を行う。本実施形態において、図９（ｃ）に示すように、下型６２を所定位置まで下降させることで基材１０と上型６１とを離間させる。本実施形態において、離型は加熱された基材１０の温度が低下する前に行うようにしている。これによれば、熱収縮により基材１０に割れが生じるのを防止することができる。
【００５４】
このようにして、基材１０の表面（一方面）１０ａに、複数の凸部１１ａを有するモスアイ構造１１が形成される。これにより、モスアイ構造形成工程Ｓ１が終了する。
【００５５】
続いて、基材１０の表面１０ａ側に誘電体薄膜を形成する誘電体薄膜形成工程Ｓ２へと進む。誘電体薄膜の成膜方法は、所望の厚さの誘電体薄膜を形成できる方法であれば特に限定されず、気相法、液相法のいずれであってもよい。気相法を用いる場合に、物理蒸着法、化学蒸着法のいずれであってもよい。成膜種が金属であることと、成膜厚さが数ｎｍ〜数十ｎｍ程度であることから、スパッタ系の物理蒸着法を用いるのが簡便である。スパッタ系の物理蒸着法としては、マグネトロンスパッタリング、イオンビームスパッタリング、ＥＣＲスパッタリングなどを例示することができる。
【００５６】
なお、上記スパッタ系の物理蒸着法に代えて、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ）、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法などの蒸発系の物理蒸着法を用いてもよいのはもちろんである。
【００５７】
図１０は、誘電体薄膜形成工程Ｓ２を説明するための図である。図１１は、誘電体薄膜形成工程Ｓ２において使用されるスパッタ装置１０１の概略構成を示す図である。
【００５８】
本実施形態において、誘電体薄膜形成工程Ｓ２は、基材１０の表面１０ａ側に誘電体薄膜２０をスパッタ法で形成する。図１１に示すように、スパッタ装置１０１は、真空チャンバー５５内に、基材１０、金属（例えば、Ａｌ）からなるターゲット５０と、誘電体材料（例えば、ＳｉＯ２）からなるターゲット５１とが設置されている。
【００５９】
基材１０は、基板ホルダー５２に固定されている。ターゲット５０、５１は、基材１０の誘電体薄膜２０が形成される面（表面１０ａ）に対向する位置に設置され、それぞれターゲットホルダー５３に固定されている。ターゲットホルダー５３にはそれぞれ高周波電源装置５４が接続されている。
【００６０】
本実施形態において、スパッタ装置１０１は、真空ポンプで内部を真空状態とした真空チャンバー５５内にスパッタガス（例えば、Ａｒ）を導入するとともに、高周波電源装置５４によりターゲット５０、５１に電圧を印加する。これにより、プラズマが発生し、プラズマ中のイオンにより、ターゲット５０からはじき出された複数の粒子とターゲット５１からはじき出された複数の粒子（Ａｌ粒子）が、基材１０の表面上に付着する。このように、ターゲット５０からはじき出された複数のＡｌ粒子を基材１０の表面上に付着させつつ、ターゲット５１からはじき出された複数の粒子（ＳｉＯ２粒子）を基材１０の表面上に付着させる。すなわち、本実施形態に係る誘電体薄膜形成工程Ｓ２においては、金属材料及び誘電体材料を同時に成膜して誘電体薄膜２０を形成している。これにより、誘電体薄膜２０を簡便に形成することができる。なお、本明細書において、金属材料及び誘電体材料を同時に成膜するとは、少なくとも誘電体薄膜２０の成膜工程の一部に、スパッタされた両方の材料が基材１０上に同時に付着される工程が含まれることを意味する。すなわち、後述のように成膜工程の後半で、基材１０上に成膜する材料として金属材料及び誘電体材料を交互に成膜する工程を含むことで誘電体薄膜２０を形成するようにしてもよい。
【００６１】
ＡｌおよびＳｉＯ２からなる複数のスパッタ粒子は、それぞれ微小かつ略均一な大きさを有する。基材１０に付着したスパッタ粒子は、同じ材質の粒子同士が凝集することにより大きくなる。所定時間が経過すると、基材１０上には、ＡｌおよびＳｉＯ２の凝集粒子が島状に形成される。
【００６２】
本実施形態において、スパッタ装置１０１は、高周波電源装置５４からターゲット５０に入力する電力とターゲット５１に入力する電力を変化させることにより、基材１０に付着する単位時間あたりのターゲット５０から飛来するスパッタ粒子の量とターゲット５１から飛来するスパッタ粒子の量とをそれぞれ調整することができる。
【００６３】
すなわち、高周波電源装置５４からターゲットに入力する電力を上げた場合には、はじき出されるスパッタ粒子は多くなるため、単位時間あたりに基材１０に付着するスパッタ粒子は多くなる。
一方、高周波電源装置５４からターゲットに入力する電力を下げた場合には、はじき出されるスパッタ粒子は少なくなるため、単位時間あたりに基材１０に付着するスパッタ粒子は少なくなる。
このように、高周波電源装置５４からターゲット５０に入力する電力とターゲット５１に入力する電力を調整することで、基材１０上に付着するターゲット５０から飛来するＡＬ粒子とターゲット５１から飛来するＳｉＯ２の割合を調整することができる。
【００６４】
スパッタ装置１０１は、Ａｌが凝集することで形成された金属ナノ粒子が所定の大きさとなったタイミングで、ターゲット５１からＳｉＯ２粒子のみを基材１０に選択的に付着させるように調整する。これにより、基材１０上には、図１０（ａ）に示すように、Ａｌからなる金属ナノ粒子５をＳｉＯ２からなる誘電体層７が覆った誘電体薄膜２０が成膜される。
【００６５】
ところで、本実施形態において、基材１０は、表面１０ａにモスアイ構造１１が形成されている。基材１０に付着するスパッタ粒子は、モスアイ構造１１の凸部１１ａの大きさに比べて十分に小さい。そのため、誘電体層７は、モスアイ構造１１の凹凸（凸部１１ａ）に倣うように形成されていく。また、誘電体層７中には、複数の金属ナノ粒子５が分散された状態となる。
【００６６】
スパッタ装置１０１は、金属ナノ粒子５の形成、及び該金属ナノ粒子５を誘電体層７で覆うステップを複数回繰り返すことで、基材１０上に誘電体薄膜２０を１μｍの厚みとなるように形成する。このようにして形成された誘電体薄膜２０は、図１０（ｂ）に示すように、モスアイ構造１１の凹凸（凸部１１ａ）が転写された凹凸形状２１を有することとなる。以上のようにして、誘電体薄膜形成工程Ｓ２が完了する。
【００６７】
なお、誘電体薄膜形成工程Ｓ２において、例えば、誘電体薄膜２０の誘電体層７として基材１０と同じ材料を用いてもよい。これによれば、誘電体薄膜２０と基材１０とが界面で一体化させることができ、誘電体薄膜２０と基材１０との界面において、屈折率差が生じるのを防止できる。
【００６８】
誘電体薄膜形成工程Ｓ２の後、延伸工程Ｓ３へと進む。図１２は延伸工程Ｓ３を説明するための図である。
延伸工程Ｓ３においては、図１２（ａ）に示すように、基材１０が軟化する温度において、基材１０を、誘電体薄膜２０が形成されていない基材１０の裏面１０ｂと平行な面方向のうちの所定方向（一方向）に沿って引き延ばす（延伸させる）。引き延ばす方法としては、基材１０を面と平行な方向に引っ張る延伸処理であってもよい。延伸工程Ｓ３における加熱温度は基材１０や誘電体薄膜２０の材質に応じて設定される。本実施形態の場合、基材１０を溶解させることなく軟化させることができ、かつ金属ナノ粒子５を引き延ばすことができる温度とされる。
【００６９】
延伸工程Ｓ３により、基材１０及び該基材１０上に形成された誘電体薄膜２０は延伸方向に引き延ばされるとともに薄く加工される。また、誘電体薄膜２０（誘電体層７）に分散された金属ナノ粒子５も、延伸方向に引き延ばされる。これにより、誘電体薄膜２０内には、図１２（ｂ）に示すように、基材１０の延伸方向（図示左右方向）に配向した多数の形状異方性金属粒子（針状金属粒子）８が形成されることとなる。形状異方性金属粒子８は形状異方性を有し、アスペクト比が例えば５以上の細長い形状である。例えば、幅３〜１０ｎｍ、長さ１５〜５０ｎｍ程度の大きさである。
【００７０】
延伸工程Ｓ３により形成される複数の形状異方性金属粒子８の間の領域には、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように細長いスリット状の領域が形成される。このスリット状の領域の大きさは、金属ナノ粒子５の形成密度により変化するが、幅３〜１０ｎｍ、長さ１５〜５０ｎｍ程度である。
【００７１】
以上の工程により、延伸工程Ｓ３が終了する。これにより、多数の形状異方性金属粒子８が誘電体層７に分散されてなる偏光素子１００を製造することができる。
【００７２】
以上に詳細に説明した本実施形態の製造方法によれば、基材１０の表面１０ａに形成したモスアイ構造１１上に誘電体薄膜２０を形成することで、誘電体薄膜２０の表面にモスアイ構造（凹凸形状２１）を転写することができる。これにより、偏光素子１００に反射防止膜を形成する工程を設けることなく、表面に上述のような反射防止機能を付与することができる。したがって、反射防止機能を有することで所望の光学特性が得られる偏光素子１００を容易に製造することができる。
【００７３】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と同様の構成要素については、適宜、上記の実施形態と同様の符号を付してその説明を簡略化、あるいは省略する。
【００７４】
本実施形態と第一実施形態との違いは、誘電体薄膜２０の違いにより還元工程が必要となる点である。以下では、誘電体薄膜２０の形成工程及び還元工程を主体に説明する。
【００７５】
図１３は、本実施形態の偏光素子の製造方法のフローを示す図である。図１４は、還元工程を模式的に示す図である。
本実施形態の偏光素子の製造方法は、図１３に示すように、モスアイ構造形成工程Ｓ１と、誘電体薄膜形成工程Ｓ２´と、延伸工程Ｓ３と、還元工程Ｓ４と、を有する。
【００７６】
本実施形態において、図１１に示したスパッタ装置１０１は、真空ポンプで内部を真空状態とした真空チャンバー５５内にスパッタガスとしてハロゲンガスおよびＡｒ等の不活性ガスを含むものを導入するとともに、高周波電源装置５４によりターゲット５０、５１に電圧を印加する。本実施形態において、ターゲット５０には、例えばＡｇが用いられ、ターゲット５１には上記実施形態と同様のＳｉＯ２）が用いられる。なお、ハロゲンガスとしては、Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２を用いることができる。
【００７７】
また、スパッタガスとしては、ハロゲン化合物ガスを、単体又はＡｒ等の不活性ガスとともに用いることができる。ハロゲン化合物としては、特に限定されるものではないが、ＢＣｌ３、ＢＢｒ３、ＢＦ３等のホウ素化合物、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６等のフッ化炭素化合物、ＧｅＣｌ４、ＧｅＦ４等のゲルマニウム化合物、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４等のシリコン化合物、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＨ２Ｃｌ２等のシラン化合物、ＮＦ３、ＰＦ３、ＳＦ６、ＳｎＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＷＦ６等を挙げることができる。
【００７８】
本実施形態において、誘電体薄膜形成工程Ｓ２´によって形成された誘電体薄膜２０に分散される金属ナノ粒子５は、例えば、ＡｇＣｌｘ、ＡｇＦ、ＡｇＢｒ、ＡｇＩ等の金属ハロゲン化物である。以下では、金属ナノ粒子５としてＡｇＣｌｘが形成された場合について説明する。
【００７９】
ここで、ＡｇＣｌｘの融点は４５０℃程度である。一方、Ａｇの融点は、１０００℃程度である。そのため、本実施形態では、金属ナノ粒子５がハロゲン化されていない場合（Ａｇ）に比べ、容易に金属ナノ粒子５を引き延ばすことが可能である。具体的に、本実施形態では、基材１０を６００℃〜７００℃に加熱すれば、基材１０とともに金属ナノ粒子５を容易に延伸させて形状異方性粒子８ａを形成することができる。
【００８０】
よって、本実施形態によれば、ターゲット５０として融点が基材１０よりも高いＡｇを用いた場合であっても、ハロゲン化することで延伸工程Ｓ３時に基材１０とともに容易に延伸させることができる。
【００８１】
本実施形態では、延伸工程Ｓ３の次に還元工程Ｓ４を行う。
還元工程Ｓ４では、図１４（ａ）に示すように、誘電体層７に分散されたＡｇＣｌｘからなる形状異方性粒子８ａを還元性雰囲気中で熱処理する。これにより、図１４（ｂ）に示すように、形状異方性粒子８ａをＡｇに還元することによって、形状異方性金属粒子８を形成する。化学的な還元表面層を発達せしめるのに十分な期間にわたり、約２５０℃より高いが、ガラスのアニール点からは約２５℃は高くない温度の還元雰囲気に基材１０を曝露する。本実施形態では、形状異方性粒子８ａは誘電体層７に覆われているため、誘電体薄膜２０の内部まで還元表面層が生じる程度の時間、還元熱処理を行えばよい。
【００８２】
還元性雰囲気としては、水素ガスを用いることが効率的である。アンモニア分解ガス、ＣＯ２とＣＯの混合物等の他の既知の還元性雰囲気を用いてもよい。
【００８３】
以上の工程により、誘電体層７内にＡｇからなる複数の形状異方性金属粒子８が分散された偏光層９を有する偏光素子２００を製造することができる。
【００８４】
本実施形態によれば、金属のままでは融点が高く延伸させにくい金属を用いた場合であっても、金属ナノ粒子５としてハロゲン化合物粒子を形成することで、比較的低い温度で基材１０とともに金属ナノ粒子５を容易に延伸させることができる。また、還元工程Ｓ４により金属のみからなる形状異方性金属粒子８を容易かつ確実に製造することができる。よって、融点の高い金属材料が使用可能となるので、用途に応じた偏光子を製造することができる。
【００８５】
（液晶装置）
以下、本発明の一実施形態である液晶装置を、図１５、図１６を参照して説明する。
本実施形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を画素スイッチング素子として用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の例を挙げて説明する。図１５は本実施形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図、図１６は図１５のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【００８６】
図１５および図１６に示すように、本実施形態の液晶表示装置３１は、ＴＦＴアレイ基板３２と対向基板３３とがシール材３４によって貼り合わされ、このシール材３４によって区画された領域内に液晶層３５が封入された液晶パネル３６を有している。液晶層３５は、正の誘電率異方性を有する液晶材料から構成されている。シール材３４の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）３７が形成されている。
【００８７】
シール材３４の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路３８および外部回路実装端子３９がＴＦＴアレイ基板３２の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路４０が形成されている。ＴＦＴアレイ基板３２の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路４０の間を接続するための複数の配線４１が設けられている。また、対向基板３３の角部においては、ＴＦＴアレイ基板３２と対向基板３３との間で電気的導通をとるための基板間導通材４２が配設されている。
【００８８】
対向基板３３の液晶層３５側の面には、カラーフィルター４３が形成されている。カラーフィルター４３は、マトリクス状に配列された複数のサブピクセルの各々に対応して、赤色色材層、緑色色材層、青色色材層を有している。液晶パネル３６の光入射側および光射出側には、偏光板４４、偏光板４５がそれぞれ配置されている。これらの偏光板４４，４５は、上記実施形態の偏光素子である。
【００８９】
本実施形態によれば、上記実施形態の偏光素子を備えたことにより、反射防止機能を備えることで、明るく、コントラストの高い良好な表示が可能な液晶表示装置を実現できる。
【００９０】
（電子機器）
以下、本発明の電子機器の一実施形態を、図１７を用いて説明する。
図１７は上記実施形態の液晶表示装置を備えた携帯電話機の斜視図である。図１７に示すように、携帯電話機１３００（電子機器）は、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、送話口１３０４とともに、上記実施形態の液晶表示装置からなる表示部１３０１を備えている。
【００９１】
本実施形態によれば、表示部１３０１として上記実施形態の液晶表示装置を備えたことにより、表示品位に優れた液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００９２】
なお、本発明の電子機器の具体例としては、上記の携帯電話機の他、プロジェクター、電子ブック、パーソナルコンピューター、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビジョン、ビューファインダー型またはモニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた電子機器等が挙げられる。
【００９３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００９４】
５…金属ナノ粒子、８…形状異方性金属粒子（針状金属粒子）、９…偏光層、９ａ，１０ａ，２２…表面、１０…基材、１０…基板、１０ａ…表面（一方面）、１１…モスアイ構造、２０…誘電体薄膜、２１…凹凸形状、３１…液晶表示装置、６１，６１ａ…凹凸、１００，２００…偏光素子、１３００…電子機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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