(57)【要約】【課題】  製造プロセスを簡略化することにより、信頼性の高い光学特性を有した光学素子を、低コストで製造することができる、光学素子の製造方法、及びこの製造方法により得られた光学素子を偏光素子として備える投射型表示装置を提供する。【解決手段】  誘電体からなる基板１１Ａ上に、導電層２を設け、導電層２の表面上に、レーザー光を選択的に照射することにより、周期的で、かつ平面視した状態で縞状となるエネルギ分布を生じさせるとともに、導電層２の表面上に反応材料を供給し、エネルギ分布の下で反応材料を化学変化させ、反応生成物を導電層２上に堆積することにより、導電層２上にエネルギ分布に対応する周期的な凹凸構造体１００を形成する。そして、凹凸構造体１００の凸部分１００ａをマスクにして、導電層２をエッチングし、導電層２をパターニングすることで、基板１１Ａ上に縞状に配置される導電部材１２を形成する。【選択図】        図８
2006350203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体からなる基板上に、導電層を設ける工程と、
前記導電層の表面上に、レーザー光を選択的に照射することにより、周期的で、かつ平面視した状態で縞状となるエネルギ分布を生じさせるとともに、前記導電層の表面上に反応材料を供給し、前記エネルギ分布の下で該反応材料を化学変化させ、反応生成物を前記導電層上に堆積させることにより、前記導電層上に前記エネルギ分布に対応する周期的な凹凸構造体を形成する工程と、
前記凹凸構造体の凸部分をマスクにして、前記導電層をエッチングし、該導電層をパターニングすることで、前記基板上に縞状に配置される導電部材を形成する工程と、を備えたことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
レーザー光を照射する際に、多光束干渉露光を用いることで前記エネルギ分布を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記導電層をエッチングする際して、前記凹凸構造体の凸部分を前記導電層上に残すようにして、前記凹凸構造体をエッチングした後、前記凸部分をマスクとして前記導電層をエッチングして導電部材を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記導電層上に前記凹凸構造体を形成する際の前記反応材料の化学反応は、分解反応、還元反応、酸化反応、及び置換反応のいずれかを含んだ状態で行われることを特徴する請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記基板上に前記導電部材を形成した際に、該導電部材上に前記凸部分の少なくとも一部が残された状態となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記導電部材上に形成される凹凸構造体は、Ｓｉ，Ａｌ，Ｔａ等の酸化物、ケイ化物、ホウ化物、窒化物、炭化物、単体金属、及びこれらの合金等から構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記導電層を形成する材料は、アルミ、銀、金、銅、パラジウム、白金、アルミニウム、ロジウム、シリコン、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄、クロム、チタン、ルテニウム、ニオブ、ネオジウム、イッテルビウム、イットリウム、モリブデン、インジウム、ビスマス等の単体、又はこれらの材料からなる合金からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
光源装置と、該光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備える投射型表示装置であって、
前記光変調装置の光入射側と光出射側とに偏光素子が配設されてなり、該偏光素子が請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法により製造された光学素子により構成されてなることを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の製造方法、投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等の投射型表示装置における光変調装置として、液晶装置が用いられている。このような液晶装置としては、対向配置された一対の基板間に液晶層が挟持された構成のものが知られており、この一対の基板の内側には、液晶層に電圧を印加するための電極が形成されている。また、この電極の内側には、電圧無印加時において液晶分子の配列を制御する配向膜が形成され、配向膜としてはポリイミド膜の表面にラビング処理を施したものが公知である。一方、一対の基板の外側には偏光板が配設されており、液晶層に対して所定の偏光が入射される構成となっている。偏光板としては、有機化合物の樹脂フィルムを一方向に延伸することによってヨウ素や二色性染料を一定方向に配向させて製造される偏光フィルムの他、特許文献１に開示されたような誘電体からなる基板に形成した凹部にアルミからなる導電部材を埋め込んだ埋め込み型のグリッド偏光素子も知られている。
【特許文献１】特開２００４−２７１５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１では、埋め込み型のグリッド偏光素子（光学素子）を製造する際に、基板上に塗布した樹脂に凹凸形状を有した金型を押し付けることで転写し、該凹凸形状が転写された樹脂を用いてドライエッチングを行い、基板に凹部を形成する。そして、アルミ層を前記凹部に埋め込み、さらに基板の全面に成膜した後、このアルミ層を基板表面までドライエッチング（エッチバック）することで、基板にアルミ層（導電部材）を埋設している。ところが、当該特許文献１では、上述したように、基板に凹部を形成する際、及び導電部材としてのアルミ層を形成する際のそれぞれでエッチングプロセスが必要となるため、その製造工程が煩雑となってしまう。
また、上記の埋め込み型のグリッド偏光素子は、アルミ層の間が誘電体（基板の構成材料）で充填された構造となっているため、透過率、及びコントラスト等の光学特性が低く信頼性に欠け、プロジェクタの偏光素子として好適に用いることができなかった。
【０００４】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、製造プロセスを簡略化することにより、信頼性の高い光学特性を有した光学素子を、低コストで製造することができる、光学素子の製造方法、及びこの製造方法により得られた光学素子を偏光素子として備える投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
誘電体からなる基板上に、導電層を設ける工程と、前記導電層の表面上に、レーザー光を選択的に照射することにより、周期的で、かつ平面視した状態で縞状となるエネルギ分布を生じさせるとともに、前記導電層の表面上に反応材料を供給し、前記エネルギ分布の下で該反応材料を化学変化させ、反応生成物を前記導電層上に堆積させることにより、反応生成物を前記導電層上に生成し、前記導電層上に前記エネルギ分布に対応する周期的な凹凸構造体を形成する工程と、前記凹凸構造体の凸部分をマスクにして、前記導電層をエッチングし、該導電層をパターニングすることで、前記基板上に縞状に配置される導電部材を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の光学素子の製造方法によれば、反応材料を、周期的で、かつ平面視した状態で縞状となるエネルギ分布の下で化学変化させているので、エネルギが相対的に高い領域では多くの反応材料が化学反応して、反応生成物が多く堆積あるいは成長し、一方、エネルギが相対的に低い領域では少ない量の反応材料が化学反応して反応生成物が少し堆積することとなる。よって、形成される凹凸構造体は、前記エネルギの高低分布に対応した周期的な縞状の凹凸部分を有したものとなる。よって、凸部分をマスクとして導電層をエッチングすることにより、基板上に縞状の導電部材が形成される。また、基板上に縞状の導電部材を備えた光学素子を、例えば偏光素子や回折格子として用いた場合、埋め込み型の偏光素子と異なり、導電部材の間に誘電体が介在しない構造となっているため、透過率、及びコントラスト等の光学特性が高く信頼性の高いものとなる。
このように、本発明によれば、導電層上に形成された前記凹凸構造体を用いることで、レジストによるパターニング工程を行うことなく、該導電層を直接パターニングして基板上に縞状の導電部材を形成することができる。よって、製造プロセスの簡略化を図ることにより信頼性の高い光学特性を有したものを、低コストで製造することができる。
【０００７】
また、前記光学素子の製造方法においては、レーザー光を照射する際に、多光束干渉露光を用いることで前記エネルギ分布を生じさせることが好ましい。
このようにすれば、露光パターンの幅が、露光源からの光の波長よりも狭いために、通常、マスク露光を採用することができないような微細パターンであっても、多光束干渉露光法により微細なパターン形状を良好に露光させることが可能となる。
ここで、多光束干渉露光（２光束ないしそれ以上の光束による干渉光）として、例えば２光束干渉露光による照射の場合、その光束間の角度を制御することにより、エネルギ分布の周期（縞の間隔）を制御することが可能となる。よって、導電層上に所望の周期分布を有したエネルギ分布を形成することができる。
【０００８】
また、前記光学素子の製造方法においては、前記導電層をエッチングする際して、前記凹凸構造体の凸部分を前記導電層上に残すようにして、前記凹凸構造体をエッチングした後、前記凸部分をマスクとして前記導電層をエッチングして導電部材を形成することが好ましい。
このようにすれば、上述したように、高いエネルギの下で形成された凸部分と、低いエネルギの下で形成された凹部分とは、周期的な縞状に連続しているので、該凹凸構造体をエッチングし基板上に残った凸部分も周期的に配置されたものとなる。このように、導電層上を覆っている凹凸構造体の一部を除去しておくことで、前記凸部間に露出している導電層をより容易にパターニングすることが可能となる。
【０００９】
また、前記光学素子の製造方法においては、前記導電層上に前記凹凸構造体を形成する際の前記反応材料の化学反応は、分解反応、還元反応、酸化反応、及び置換反応のいずれかを含んだ状態で行われることが好ましい。
このようにすれば、反応材料の種類に応じて、分解反応、還元反応、酸化反応、及び置換反応を起こすことで、導電層上に所望の反応材料からなる凹凸構造体を生成することができる。
【００１０】
また、前記光学素子の製造方法においては、前記基板上に前記導電部材を形成した際に、該導電部材上に前記凸部分の少なくとも一部が残された状態となっていることが好ましい。
このようにすれば、例えば基板上にパターニングされた導電層を偏光素子として用いた際に、前記導電部材上に残された凸部分を、反射防止膜として機能させることが可能となるため、反射防止膜を形成する工程を別に設ける必要が無い。
【００１１】
また、前記光学素子の製造方法においては、前記導電層上に形成される凹凸構造体は、Ｓｉ，Ａｌ，Ｔａ等の酸化物、ケイ化物、ホウ化物、窒化物、炭化物、単体金属、及びこれらの合金等から構成されることが好ましい。
このようにすれば、該凹凸構造体を導電層をエッチングする際のマスクとして好適に用いることが可能となる。
【００１２】
また、前記光学素子の製造方法においては、前記導電層を形成する材料は、アルミ、銀、金、銅、パラジウム、白金、アルミニウム、ロジウム、シリコン、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄、クロム、チタン、ルテニウム、ニオブ、ネオジウム、イッテルビウム、イットリウム、モリブデン、インジウム、ビスマス等の単体、又はこれらの材料からなる合金からなることが好ましい。
このようにすれば、このような材料からなる導電層をエッチングして、形成された導電部材を基板上に備えた光学素子は、例えば偏光板や回折格子として好適に用いることが可能となる。
【００１３】
本発明の投射型表示装置は、光源装置と、該光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備える投射型表示装置であって、前記光変調装置の光入射側と光出射側とに偏光素子が配設されてなり、該偏光素子が上述した光学素子の製造方法により製造された光学素子により構成されてなることを特徴とする。
本発明の投射型表示装置によれば、上述したような、製造プロセスの簡略化が図られた製造方法によって形成され、かつ光学特性の高い光学素子を偏光素子として備えているので、これを備えた投射型表示装置自体も低コストで信頼性の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
（プロジェクタ）
図１は、本発明の投射型表示装置の一実施形態として、プロジェクタ８００の要部を示す概略構成図である。本実施形態のプロジェクタ８００は、光変調装置として液晶装置を用いた液晶プロジェクタである。
【００１６】
図１において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５，８１６，８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２，８２３，８２４は液晶装置からなる光変調装置、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズ、８３１，８３２，８３３は入射側の偏光板（光学素子）、８３４，８３５，８３６は出射側の偏光板（偏光素子）である。なお、前記偏光板８３１，８３２，８３３，８３４，８３５，８３６は、後述するように、本発明の光学素子の製造方法により製造された光学素子により構成されてなるものである。
【００１７】
光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。なお、光源８１０としては、メタルハライド以外にも超高圧水銀ランプ、フラッシュ水銀ランプ、高圧水銀ランプ、Ｄｅｅｐ ＵＶランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ等を用いることも可能である。
【００１８】
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、偏光板８３１を介して赤色光用液晶光変調装置８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、偏光板８３２を介して緑色光用液晶光変調装置８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が偏光板８３３を介して青色光用液晶光変調装置８２４に入射される。
【００１９】
各光変調装置８２２〜８２４により変調された３つの色光は、各色偏光板８３４〜８３６を介してクロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００２０】
ここで、本実施形態のプロジェクタにおいては、偏光板８３１〜８３６として、無機材料からなるものを採用している。メタルハライドランプ８１１からなる光源８１０は高エネルギーの発光が行われるものであるため、有機材料では当該高エネルギーの光により分解ないし変形が生じるおそれがある。そこで、耐光性及び耐熱性の高い無機材料（金属材料を含む）で偏光板８３１〜８３６を構成している。
【００２１】
図２は、偏光板８３１〜８３６（以下、これらを総称して偏光板１とも言う）の概略構成を示す斜視図、図３は偏光板１の平面模式図、図４は偏光板１を光が透過する際の作用を示す説明図である。
【００２２】
偏光板１は、光源８１０から射出された無秩序な各色光を、偏光選択して直線偏光のみを透過させるもので、具体的には図２に示すように、アクリル基板やガラス基板等の誘電材料からなる透光性の基板１１Ａ上に、縞状（以下、ストライプ状ともいう）に配置された複数の導電材料からなる格子（導電部材）１２を備えて構成されている。なお、本実施形態のような偏光板１を、ワイヤーグリッド型の偏光素子と呼ぶこともできる。
なお、本実施形態では、格子１２を構成する材料として、アルミを用いている。
【００２３】
図３に示すように、偏光板１は、平面視した状態（基板１１Ａを上面側から見た際の状態）で、基板１１Ａ上にストライプ状の格子１２を複数備えた構造となっている。
この格子１２は、入射光の波長よりも小さい値となる、例えば１４０ｎｍ程度のピッチＰで基板１１Ａ上に配置されている。また、各格子１２の幅は、例えば７０ｎｍ程度に設定されていることから、各格子１２間には７０ｎｍの隙間１３が空いた状態となっている。また、格子１２の高さは１５０ｎｍ程度で、当該格子１２のアスペクト比は、２．１程度となっている。なお、製造上の都合もあるが、前記格子１２の幅は、入射光の波長の１／１０程度にするとより好ましい。
本実施形態の偏光板１は、前記隙間１３は空間となっているので、基板に格子が埋め込まれた構造の埋め込み型偏光板に比べ、透過率、及びコントラスト等の光学特性における信頼性が高いものとなり、プロジェクタの偏光素子として好適に用いることができる。
【００２４】
このような偏光板１は、図４に示すように、格子１２の屈折率ｎＡと、格子１２間に介在する隙間１３の屈折率ｎＢとが異なるため、偏光板１に入射した光の偏光方向により、偏光選択が行なわれる。具体的には、格子１２の延在方向と垂直な方向に偏光軸を有する直線偏光Ｘを透過させ、格子１２の延在方向と平行な方向に偏光軸を有する直線偏光Ｙを反射する。したがって、本実施形態の偏光板１は、光反射型偏光子と同じ作用、すなわち光軸（透過軸）と平行な偏光を透過させ、垂直な偏光に対しては反射させる作用を有している。すなわち、本実施形態では、光反射型偏光素子としての偏光板１を用いている。なお、後述する偏光板の製造方法により、格子１２をパターニングする際に用いたマスクの一部を格子１２上に残すことで、このマスクの一部を反射防止膜として機能させるようにしてもよい。
【００２５】
このような偏光板１を透過して生成された直線偏光は、光変調手段としての液晶装置８２２〜８２４に入射する。液晶装置８２２〜８２４は、例えば図５に示したような構成を備えている。図５は、液晶装置８２２〜８２４の断面模式図である。
【００２６】
図５に示すように、液晶装置８２２〜８２４は、ガラスやプラスチック等の透明基板で構成される２枚の基板（素子基板１０，対向基板２０）を含んで構成され、該一対の基板１０，２０間に液晶層５０が挟持されている。素子基板１０の液晶層５０側にはＩＴＯ等で構成された透明電極９がマトリクス状に形成されており、透明電極９のさらに液晶層５０側には、液晶分子の配向規制を行う配向膜１１が基板全面に形成されている。
【００２７】
一方、対向基板２０の液晶層５０側には、基板全面にベタ状の透明電極２３が形成されており、透明電極２３のさらに液晶層５０側には、液晶分子の配向規制を行う配向膜２１が基板全面にベタ状に形成されている。
【００２８】
図５の構成においては、一対の基板１０，２０が、シール材（図示略）を介して貼り合わせられ、その内部に液晶が封入されている。この場合、液晶層５０の液晶モードとしてＴＮ（Twisted Nematic）モードが採用されているが、その他にもＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード等を採用することができる。
【００２９】
素子基板１０は、ガラスや石英等の透光性の基板であって、画素電極９に対する電圧印加をスイッチング駆動するＴＦＴ素子（図示略）を備えている。画素電極９はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性且つ導電性の材料にて構成されており、膜厚が５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度（例えば８５ｎｍ）とされている。また、配向膜１１はＳｉＯ２の斜方蒸着材料から構成されており、液晶分子の配向を規制している。なお、配向膜１１の膜厚は１ｎｍ〜１０ｎｍ程度（例えば５ｎｍ）とされている。
【００３０】
一方、対向基板２０は、素子基板１０と同様、ガラスや石英等の透光性の基板から構成されており、その液晶層側にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性且つ導電性の材料にて構成された共通電極２３が、膜厚５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度（例えば１４０ｎｍ）に形成されている。また、共通電極２３のさらに液晶層側には、ＳｉＯ２の斜方蒸着材料から構成される配向膜２１が形成されており、その膜厚は１ｎｍ〜１０ｎｍ程度（例えば５ｎｍ）とされている。
【００３１】
このような液晶装置８２２〜８２４では、図１に示した偏光板８３１，８３２，８３３を介して入射する直線偏光の位相制御が行われる。つまり、電極９，２３に対する印加電圧により液晶層５０の駆動制御を行い、当該入射光の位相を制御することが可能となっている。位相制御された光は、光射出側に配設された偏光板８３４，８３５，８３６に入射して変調される。
【００３２】
液晶装置８２２〜８２４及び偏光板８３１〜８３６で変調された各色光は、上述した通り、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射して形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。
本実施形態における偏光板１によれば、以下に示すような製造プロセスの簡略化が図られた製造方法によって形成され、かつ光学特性の高い偏光板１（８３１〜８３６）を備えているので、これを備えたプロジェクタ８００自体も低コストで信頼性の高いものとなる。
【００３３】
（偏光板の製造方法）
次に、図２〜３に示した本実施形態における偏光板１の製造方法の一例について説明する。図６〜８は、偏光板１の製造工程を示す断面模式図である。
まず、図６に示すように、透光性の誘電体材料であるＳｉＯ２からなる基板１１Ａに対して、導電材料からなる、例えばアルミ層（導電層）２をスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などにより全面形成する。なお、前記のアルミ層２の代わりに、銀、金、銅、パラジウム、白金、アルミニウム、ロジウム、シリコン、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄、クロム、チタン、ルテニウム、ニオブ、ネオジウム、イッテルビウム、イットリウム、モリブデン、インジウム、ビスマス等の単層、又はこれらの材料からなる合金等を好適に用いることができる。
なお、アルミ層２の膜厚は、後のエッチング工程により、当該アルミ層２が格子１２となることから、前記格子１２の高さ、すなわち１５０ｎｍ程度となっていることが好ましい。
【００３４】
次に、前記アルミ層２の表面上に、レーザー光を選択的に照射することにより、周期的で、かつ平面視した状態で縞状となるエネルギ分布を生じさせる。このレーザー照射工程は、前記アルミ層２をエッチングするためのレジストとして用いられる凹凸構造体を形成するためのものである。しかしながら、この凹凸構造体は、後述する工程により偏光板１としての機能部材である格子１２を配置するピッチ（１４０ｎｍ）に対応するため、そのピッチＰは光の波長よりも小さいような微細パターンとなり、フォトマスクを用いた通常の露光によって形成することは不可能である。
【００３５】
そこで、本発明においては、多光束干渉露光（２光束ないしそれ以上の光束による干渉光）として、例えば２光束干渉露光を用いることにより、上記の微細なエネルギ分布を生じさせている。このようにすれば、露光パターンの幅が、露光源からの光の波長よりも小さく、マスク露光を採用することができないような微細パターンであっても、良好に露光させることができる。
図７（ａ）に示すように、２光束干渉露光では、第１のレーザー光源（図示略）から射出されるレーザー光Ｌ１と第２のレーザー光源（図示略）から射出されるレーザー光Ｌ２とを干渉させることにより、アルミ層２の表面上に干渉光（二光束干渉光）によりエネルギ分布が形成されている。
【００３６】
ここで、２光束干渉露光に用いる入射光をほぼ平面波と近似して、その波長をλ、レーザー光Ｌ１の入射角をθ、この光が入射する媒質の屈折率をｎとすると、干渉縞（エネルギ分布）のピッチＰは概ね下の（１）式で表される。なお、レーザー光Ｌ１とレーザー光Ｌ２とは、同じ入射角度θでアルミ層２に入射しているものとする。
Ｐ＝λ／（２・ｎ・ｓｉｎθ）  …（１）
【００３７】
このように、２光束干渉露光では、前記アルミ層２に対する光の入射角度を変えれば交差角θが変わるので、（１）式から明らかなように、エネルギ分布の周期、すなわち干渉縞のピッチＰを変更することができる。すなわち、レーザー光が干渉する部分（干渉縞部分）は、エネルギが相対的に高いなり、レーザー光が干渉しない部分は、エネルギが相対的に低くなったエネルギ分布が形成されることとなる。
ところで、ピッチＰを変えるためには、露光に使用するレーザ光の波長を変える方法もあるが、その場合にはレーザ光源（図示せず）を交換する必要があるため、光の入射角度を変える方が簡便に行えることからより好ましい。
【００３８】
したがって、エネルギ分布は、図７（ｂ）に示すように、エネルギが相対的に高い領域とエネルギが相対的に低い領域とが周期的、かつ平面視した状態で縞状（図３の格子１２に対応した縞状）となっているのである。なお、縞状とは、エネルギの高い領域（以下、高エネルギ領域ともいう）とエネルギの低い領域（以下、低エネルギ領域ともいう）とが平面視した状態でストライプ状になっていることを意味している。
【００３９】
このようなエネルギ分布をアルミ層２の表面上で生じさせるとともに、該アルミ層２の表面上に反応材料として、例えばＳｉＨ４ならびにＯ２等の反応ガスを供給し、前記エネルギ分布の下で該反応材料（反応ガス）に対して、以下に示すような化学変化（酸化反応）を生じさせる。
ＳｉＨ４＋Ｏ２  →  ＳｉＯ２＋２Ｈ２
このように、ＳｉＨ４が酸化することにより、Ｈ２（水素）とＳｉＯ２（酸化珪素）を形成することとなる。よって、アルミ層２上には、化学変化によって生じたＳｉＯ２が堆積される。
すなわち、前述したエネルギ分布のうち、エネルギが相対的に高い高エネルギ領域では多くの反応材料（ＳｉＯ２とＯ２）が酸化反応して、アルミ層２上にＳｉＯ２を多く堆積し、一方、エネルギが相対的に低い低エネルギ領域では少ない量の反応材料が酸化反応してＳｉＯ２がアルミ層２上に少し堆積することとなる。
【００４０】
このようにして、反応生成物であるＳｉＯ２が前記アルミ層２上に堆積（生成）されることで、前記アルミ層２上には、図８（ａ）に示すような、図７（ｂ）に示したエネルギ分布に対応する周期的な凹凸構造体１００が形成される。また、凹凸構造体１００における凸部分１００ａと凹部分１００ｂとのピッチＰは、図３に示した偏光板１の格子１２のピッチＰと略同一（１４０ｎｍ程度）となっている。すなわち、後述する工程において、この凹凸構造体１００をマスクとして、アルミ層２をエッチングすることにより、基板１１Ａ上に所定のピッチＰによって配置された格子１２を形成できるようになっている。
【００４１】
なお、本実施形態においては、反応材料としてＳｉＨ４ならびにＯ２等を反応ガスを用いたが、反応材料として液体を前述したエネルギ分布の下で化学変化させることで、凹凸構造体をアルミ層２上に形成するようにしてもよい。また、本実施形態では、アルミ層２上に凹凸構造体１００を形成する際の、前記反応材料（ＳｉＨ４ならびにＯ２）として酸化反応が行われる場合について説明したが、上記の材料を適宜用いることにより、分解反応、還元反応、及び置換反応のいずれかを含んだ状態で凹凸構造体が形成されるようにしてもよい。また、アルミ層２上に形成する凹凸構造体１００を構成するその他の材料として、前記のＳｉＯ２を除く、Ｓｉ，Ａｌ，Ｔａ等の酸化物、ケイ化物、ホウ化物、窒化物、炭化物、単体金属、及びこれらの合金等も好適に用いることができる。
このようにすれば、反応材料（ＳｉＨ４ならびにＯ２以外の材料）の種類に応じて、分解反応、還元反応、酸化反応、及び置換反応を生じさせることにより、導電層（アルミ層２以外のものを含む）上に所望の反応材料からなる凹凸構造体１００を生成することが可能となる。
さらに、本実施形態では、二光束干渉光を用いてエネルギ分布を生じさせる場合について説明したが、それ以上の多光束による干渉光を用いるようにしてもよい。
【００４２】
次に、図８（ａ）に示すように、凹凸構造体１００の凸部分１００ａをマスクにして、前記アルミ層２を、例えばリアクティブイオンエッチングを用いたエッチングを行うことで、該アルミ層２をパターニングし、前記基板１１Ａ上に縞（ストライプ）状に配置された格子を形成する工程を行う。
ここで、アルミ層２をエッチングするに際し、図８（ｂ）に示すように、前記凹凸構造体１００の凸部分１００ａをアルミ層２上に残すようにして、前記凹凸構造体１００をエッチングし、その後、前記凸部分１００ａをマスクとしてアルミ層２をエッチングする工程を行うことが好ましい。具体的には、凹凸構造体１００は、上述したような高エネルギ領域で形成された凸部分１００ａと、低エネルギ領域で形成された凹部分１００ｂとを有していることから、この凹凸構造体１００をマスクとしてエッチングを行った場合に、当該凹凸構造体１００は均一に除去されて、凸部分１００ａが基板１１Ａ上に残った状態となる。
前記凸部分１００ａと前記凹部分１００ｂとは、前述したように周期的な縞状に連続しているので、基板１１Ａ上に残った凸部分１００ａは、周期的なピッチＰで配置されたものとなる。このピッチＰは、後のエッチング工程により形成される格子１２のピッチＰに対応する（略同じ）ものである。
このようにアルミ層２上に凸部分１００ａを残すようにして、凹凸構造体１００をエッチングすることで、この凹凸構造体１００を構成するＳｉＯ２とアルミ層２との間でエッチング条件を変更することにより、前記凸部分１００ａ間に露出しているアルミ層２をより容易にパターニングすることが可能となる。
【００４３】
続いて、アルミ層２上に残された凸部分１００ａをマスクとして、当該アルミ層２をエッチングして、図８（ｃ）に示すように、基板１１Ａ上に格子１２を形成する。
そして、格子１２の上面に残された凸部分１００ａにおける残渣をエッチングなどにより除去する。なお、この格子１２上面に残っている凸部分１００ａを、偏光板１に入射する光の反射防止膜として利用するようにしてもよい。このようにすれば、偏光板に新たに反射防止膜を形成する工程を設ける必要が無く、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００４４】
以上のような偏光板１の製造方法によると、反応材料（ＳｉＨ４あるいはＯ２）を、周期的で、かつ平面視した状態で縞状となるエネルギ分布の下で化学変化させて、当該エネルギの高低分布に対応した周期的なＳｉＯ２からなる凹凸構造体１００を形成している。よって、この凹凸構造体１００の凸部分１００ａをマスクとしてアルミ層２をエッチングすることにより、基板１１Ａ上に縞状の格子１２を形成できる。
【００４５】
このように、アルミ層２上に形成された前記凹凸構造体１００を用いることで、レジストによるパターニング工程を行うことなく、アルミ層２を直接パターニングして基板１１Ａ上に格子１２を形成することができる。
さらに、本実施形態で形成された偏光板１は、格子部分が基板に埋め込まれた偏光板と異なり、基板１１Ａ上に形成された格子１２間に誘電体（基板の構成材料）が介在しない構造となることから、光学素子における透過率、及びコントラスト等の光学特性における信頼性が高いものとなる。
よって、製造プロセスの簡略化を図ることにより信頼性の高い光学特性を有した偏光板１を、低コストで製造することができる。
【００４６】
以上、添付図面を参照しながら本発明についての好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す模式図である。
【図２】偏光板の一実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図３】偏光板の一実施形態を模式的に示す平面図である。
【図４】偏光板の作用を示す説明図である。
【図５】光変調装置として用いた液晶装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図６】偏光板の製造方法の一実施形態を模式的に示す側断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は２光束干渉露光について説明する図である。
【図８】偏光板の製造方法の一例を模式的に示す側断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，８３１〜８３６…偏光板（光学素子）、２…アルミ層（導電層）、１１Ａ…基板、Ｌ１，Ｌ２…レーザー光、１２…格子（導電部材）、１００…凹凸構造体、１００ａ…凸部分、８００…プロジェクタ（投射型表示装置）
【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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