(57)【要約】【課題】  プレス成形時の型へのダメージを軽減することにより、その生産性を向上し、低コストの光学素子を製造できる、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】  基板１１Ａ上に、非晶質の状態で金属ガラス層２を設ける。そして、金属ガラス層２をガラス転移点以上に加熱し、かつ金属ガラス層２が結晶化していない状態のもとで、金属ガラス層２に所定の凹凸形状を有した型１００を押し付ける。そして、その状態で金属ガラス層２を硬化させることにより、所定の凹凸形状に対応した形状を転写し、金属ガラス層２に光学特性を発揮する凹凸形状を付与する。最後に、金属ガラス層２から型１００を剥離する。【選択図】        図９
2006350205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、非晶質の状態で金属ガラス層を設ける工程と、
前記金属ガラス層をガラス転移点以上に加熱し、かつ該金属ガラス層が結晶化していない状態のもとで、前記金属ガラス層に所定の凹凸形状を有した型を押し付け、その状態で該金属ガラス層を硬化させることにより、前記所定の凹凸形状に対応した形状を転写し、該金属ガラス層に光学特性を発揮する凹凸形状を付与する工程と、
前記金属ガラス層から前記型を剥離する工程と、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】
前記型の所定の凹凸形状を、平面視した状態で凸部と凹部とが縞状に交互に配置された形状とし、前記金属ガラス層に付与する凹凸形状を、凸部が縞状に配置されてなる格子状とす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】
前記金属ガラス層から前記型を剥離した後、凸状が縞状に配置されてなる格子状の前記金属ガラス層の、凸部と凸部との間に、金属ガラスが残留している場合に、前記金属ガラス層をエッチングして前記凸部間に残留した金属ガラスを除去することを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記金属ガラス層に凹凸形状を転写する工程として、ナノインプリント技術を用いることを特徴とする請求項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】
前記金属ガラス層を、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｐｔ、Ｐｄを主とする材料のいずれか１つ、又はこれら複数の材料からなるものとす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】
前記金属ガラス層を、該金属ガラス層を構成する元素以外の元素を不純物として含有するものとすることを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
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１〜６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素子（光学素子）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。この偏光素子としては、偏光板や回折格子等が挙げられるが、このような回折格子の製造方法の一例として、回折格子における原盤の凹凸形状が反転写された金型を用いて、該金型とガラスとをプレス成形することで、回折格子原盤と同一の凹凸形状が転写されたガラス製回折格子を作成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２９７２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１では、回折格子（光学素子）を製造する際に、プレス成形を行うことから金型（型）を押し付けるガラスを、例えば５００℃以上の高温で軟化させる必要があり、このような高温下で行われるプレス成形によって、使用する金型自体に損傷、及び変形等のダメージを与えるおそれがある。このように、ダメージが生じた金型を用いてプレス成形を行うと、製造される回折格子の精度が低下して光学素子としての信頼性が低下することから、ダメージが生じた金型を交換する手間が生じてしまう。また、回折格子や偏光板等の光学素子をプレス成形する際に用いる金型は、一般に高価であることから、製造時に金型を交換する頻度が増加すると光学素子のコストが上昇してしまうといった問題もあった。
【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、プレス成形時の型へのダメージを軽減することにより、その生産性を向上し、低コストの光学素子を製造できる、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】
本発明の光学素子の製造方法は、基板上に、非晶質の状態で金属ガラス層を設ける工程と、前記金属ガラス層をガラス転移点以上に加熱し、かつ該金属ガラス層が結晶化していない状態のもとで、前記金属ガラス層に所定の凹凸形状を有した型を押し付け、その状態で該金属ガラス層を硬化させることにより、前記所定の凹凸形状に対応した形状を転写し、該金属ガラス層に光学特性を発揮する凹凸形状を付与する工程と、前記金属ガラス層から前記型を剥離する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
一般に、金属ガラスとは、ガラスと同じように原子が不規則に配列した非晶質（アモルファス）状態から構成され、ガラス転移点を有した材料であり、ガラス転移点以上の温度では粘性流動状態となる特性を有した材料である。また、金属ガラスは、ガラス転移点以上の温度で一定時間が経つと非晶質の状態から結晶化が進行し、そして結晶化すると機械的に脆くなり小さな応力で破断し脆性破壊が起こる、という特性も有している。
【０００７】
本発明の光学素子の製造方法では、ガラス転移点以上に加熱して、粘性流動状態となって硬度が低下した状態の金属ガラス層に所定の凹凸形状を有した型を押し付けているので、所定の凹凸形状に対応した形状が金属ガラス層に転写されて、基板上に設けられた金属ガラス層に光学特性を発揮する凹凸形状を付与するようになる。ここで、金属ガラス層に型を押し付けた際に、該金属ガラス層は結晶化していないので機械的に脆くならず、金属ガラス層が割れることがなく、したがって硬化された金属ガラス層に光学特性を発揮する凹凸形状を良好に転写することができる。ところで、基板上に、光学特性を発揮する凹凸形状が付与された金属ガラス層を備えてなる光学素子は、例えば偏光板や回折格子として好適に用いることができる。
このように、本発明は、粘性流動状態となって硬度の低下した金属ガラス層に型を押しつけているので、プレス成形時における型の損傷、及び変形が生じることがなくなり、したがって同じ型を用いたプレス成形が可能となり、生産性が向上し低コストの光学素子を提供することができる。
【０００８】
また、前記光学素子の製造方法においては、前記型の所定の凹凸形状を、平面視した状態で凸部と凹部とが縞状に交互に配置された形状とし、前記金属ガラス層に付与する凹凸形状を、凸部が縞状に配置されてなる格子状とすることが好ましい。
このようにすれば、型を金属ガラス層に押し付けた際に、該型の凸部が金属ガラス層を押し退けつつ、前記型の凹部には金属ガラス層が入り込むようになる。そして、前記型の凹部に金属ガラス層が入り込むことで、金属ガラス層には、基板に対し凸状（凸部）であり、かつ縞状に配置されてなる格子状となる形状が付与される。よって、基板上に凸部が縞状に配置されてなる格子上の金属ガラス層を備えた光学素子は、例えば偏光板や回折格子として好適に用いることができる。
ここで、前記金属ガラス層から前記型を剥離した後、凸状が縞状に配置されてなる格子状の前記金属ガラス層の、凸部と凸部との間に、金属ガラスが残留している場合に、前記金属ガラス層をエッチングして前記凸部間に残留した金属ガラスを除去することが好ましい。
金属ガラス層に凸部が縞状に配置されてなる格子状の凹凸形状を付与した場合、例えば金属ガラス層の、凸部と凸部との間に金属ガラスが残留していると、この在留した金属ガラスによって、例えば凸部間での光学特性が変化し、光学素子としての信頼性を低下させるおそれがある。そこで、本発明を採用することにより、エッチングによって凸部と凸部との間に残留した金属ガラスを除去でき、光学特性を安定させ、信頼性が高い光学素子を製造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、前記金属ガラス層に凹凸形状を転写する工程として、ナノインプリント技術を用いることが好ましい。
このようにすれば、例えば、数十ｎｍといった微細な凹凸形状を有した型を用いて、上述したように金属ガラス層に押し付けることで、金属ガラスに微細な凹凸形状（パターン）を良好に転写することが可能となる。
【００１０】
また、前記光学素子の製造方法においては、前記金属ガラス層を、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｐｔ、Ｐｄを主とする材料のいずれか１つ、又はこれら複数の材料からなるものとすることが好ましい。
このように、金属ガラス層を構成する元素以外の、微量の元素を不純物として、金属ガラス層に添加することで、例えば金属ガラスの内部にナノ微結晶・準結晶を析出させたナノ結晶化金属ガラスが形成されて、基板上に形成される金属ガラス格子の光学特性を向上させることが可能となる。
このとき、前記金属ガラス層を、該金属ガラス層を構成する元素以外の元素を不純物として含有するものとすることが好ましい。
このように、金属ガラス層を構成する元素以外の、微量の元素を不純物として、金属ガラス層に添加することで、例えば金属ガラスの内部にナノ微結晶・準結晶を析出させたナノ結晶化金属ガラスを形成でき、光学特性をより向上させた光学素子を得ることができる。
【００１１】
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、該偏光素子が上記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。
【００１２】
本発明の投射型表示装置によれば、上述した生産性が高い製造方法によって得られた、低コストな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の低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（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の、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。なお、本明細書において、光学素子とは投射型表示装置における偏光子を含み、この偏光子には投射型表示装置における偏光板、及び回折格子等を含むものである。
【００１５】
図１において、８１０は光源（光源装置）、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って製造された光学素子により構成されてなるものである。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、投射レンズ（投射装置）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。
【００１９】
ここで、本実施形態のプロジェクタ８００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。
【００２０】
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の平面模式図である。
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、ＳｉＯ２、アクリル、及びガラス等の誘電材料からなる透光性の基板１１Ａ上に、後述する金属ガラスから構成される、縞状に配置されてなる金属ガラス格子１４を備えている。また、金属ガラス格子１４とは、後述する製造方法により、基板１１Ａ上に、凸状の金属ガラスから構成される格子形成部材（凸部）１２が縞状に配置されてなるものである。
【００２１】
金属ガラス格子１４は、図３に示すように平面視した状態（基板１１Ａを上面側から見た際の状態）で縞状となっていて、各格子形成部材１２が、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、各格子形成部材１２の幅は、例えば７０ｎｍ程度に設定されていることから、各格子形成部材１２間には７０ｎｍの隙間１３が空いた状態となっている。
さらに、格子形成部材１２の高さは１５０ｎｍ程度であり、当該格子形成部材１２のアスペクト比は、２．１程度となっている。なお、前記格子形成部材１２の幅は、偏光板１に入射する光の波長の１／１０程度にするとより好ましい。
【００２２】
次に、図４を用いて、上記偏光板１を光が透過する際の作用について説明する。
図４に示すように、偏光板１は、格子形成部材１２の屈折率ｎＡと、格子形成部材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ようになっている。具体的には、格子形成部材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、格子形成部材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、本実施形態における偏光板１は、光反射型偏光素子として機能するものである。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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プロジェクタ８００は、以下に示すような同じ型を用いたプレス成形を可能とし、生産性を向上させた光学素子の製造方法によって形成された低コストの偏光板１（８３１〜８３６）を備えているので、これを備えたプロジェクタ８００自体もコストの低減が図られたものとなっている。
【００３１】
（偏光板の製造方法）
次に、偏光板１の製造方法を基に、本発明に係る光学素子の製造方法の一実施形態について説明する。
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の全面に対し、例えばスパッタ法やスピンコート法などによって金属ガラス層２を形成する。
ここで、上記金属ガラス層２は、後述する型によるプレス工程を経て、金属ガラス格子１４となることから、その膜厚は、少なくとも前記格子形成部材１２の高さ以上、すなわち１５０ｎｍ以上の膜厚となっている。
【００３２】
本実施形態では、上記の金属ガラス層２として、Ｚｒを主とする材料である、Ｚｒ５５Ｃｕ３０Ｎｉ５Ａｌ１０を用いることにより上記金属ガラス層２を形成している。なお、金属ガラス層２は、Ｚｒ５５Ｃｕ３０Ｎｉ５Ａｌ１０以外に、Ｚｒ−Ａｌ−Ｎｉ系及びＺｒ−Ｐｄ系などのＺｒを主とする材料や、Ｆｅ−Ｍ−Ｂ（ただし、Ｍ＝Ｃｒ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｚｒ）系等のＦｅを主とする材料、その他に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｐｔや、Ｐｄ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ系のＰｄ等を主とする材料のいずれか１つ、又はこれらの複数の材料からなるものを用いることができる。なお、上記のような金属ガラス層２は、例えばバルク金属ガラスやナノ結晶合金等の形態で用いることができる。
【００３３】
ここで、一般に金属ガラスとは、ガラスと同じように原子が不規則に配列した非晶質（アモルファス）状態から構成され、ガラス転移点Ｔｇを有した材料であり、ガラス転移点以上の温度において粘性流動状態となる特性を有した材料である。また、この金属ガラスは、ガラス転移点Ｔｇ以上の温度下では非晶質の状態から結晶化が進行する。このように非晶質の状態から結晶化すると機械的に脆くなって（脆性）、小さな応力により破断して脆性破壊が生じるという特性も有している。
【００３４】
ここで、本実施形態における金属ガラス層２の材料として用いた、Ｚｒ５５Ｃｕ３０Ｎｉ５Ａｌ１０を例に挙げ、図７を用いることで、金属ガラス（Ｚｒ５５Ｃｕ３０Ｎｉ５Ａｌ１０）における、温度と結晶化されるまでの時間との関係（等温変態曲線（ＴＴＴ線図））について説明する。なお、Ｚｒ５５Ｃｕ３０Ｎｉ５Ａｌ１０（以下、金属ガラスとする）は、ガラス転移点Ｔgが４１１℃、融点が８２０℃である。
【００３５】
金属ガラスは、ガラス転移点Ｔｇ（４１１℃）以上の温度で粘性流動状態となり、より温度が高いほど粘度が低下して加工しやすくなるが、金属ガラスの結晶化までの時間が短くなる。
図７中に示されるように、金属ガラスは、４４０℃環境下で４０分経つと結晶化するが、より高温の４８０℃環境下では、１分で結晶化してしまう。このように、一般的に、金属ガラスは高温まで加熱することで、結晶化するまでの時間を早めることが可能となる。
【００３６】
さらに、金属ガラスは原子配列が不規則（非晶質状態）であるので、結晶合金に存在する特定の滑り面が存在しないことから、組織の均一性に優れ、例えば機械強度、耐食性、表面平滑性、精密鋳造性などにおいて従来の結晶化金属材料にはない優れた特性を有している。また、金属ガラスに、該金属ガラスを構成する元素以外の、微量の元素（例えば、金属元素）を不純物として添加することで、内部にナノ微結晶・準結晶を析出させたナノ結晶化金属ガラスが形成されて、後述する工程により得られる金属ガラス格子の光学特性を向上させることが可能となる。
【００３７】
上述するような特性を有した金属ガラス層２を基板１１Ａ上に設けた後、この金属ガラス層２に光学特性を発揮する凹凸形状を付与する。具体的に本実施形態では、この金属ガラス層２に凹凸形状を付与する工程として、ナノインプリント技術を用いることで光学特性を発揮する凹凸形状を金属ガラス層２に付与（転写）している。このようなナノインプリント技術を用いることにより、例えば数十ｎｍといった微細な間隔の凹凸形状を有した型を金属ガラス層２に押し付けることで、金属ガラス層２に微細な凹凸形状（パターン）を良好に転写することができる。
【００３８】
ここで、ナノインプリントによる工程を説明するに際し、図８（ａ），（ｂ）を用いて型について説明する。
なお、図８（ａ）は、本実施形態における型１００の斜視図を示し、図８（ｂ）は、型１００における側部断面図を示す図である。
【００３９】
図８（ａ），（ｂ）に示すように、型１００は、所定の凹凸形状として、凸部１００ａと凹部１００ｂとが平面視した状態で、縞状に交互に配置された形状から構成されたものである。ところで、このような型１００には、例えばＳｉや石英等から形成される原盤と呼ばれるものがある。また、ナノインプリント技術で用いる、微細な凹凸形状を有した原盤は非常に高価なものであるため、原盤の形状を転写した、例えばＮｉから構成されるレプリカ盤が一般的に用いられている。本発明は、後述するように、転写時に型にダメージを与えないので、原盤、及びレプリカ盤のいずれを用いることができる。
【００４０】
ここで、型１００における凹部１００ｂの幅は、図２に示した金属ガラス格子１４を構成する格子形成部材１２の幅（７０ｎｍ）に対応している。また、型１００における凸部１００ａの幅は、前記格子形成部材１２の幅（７０ｎｍ）に対応している。すなわち、型１００における凹部１００ｂの形成されているピッチは、格子形成部材１２におけるピッチＰと同一となっている。
【００４１】
よって、後述するように、型１００有する所定の凹凸形状（凸部１００ａと凹部１００ｂ）を金属ガラス層２に押し付けることで該凹凸形状に対応した形状、すなわち型１００の凹凸形状が反転した形状を、金属ガラス層２に転写できるようになっている。
【００４２】
以下に、上記型１００の凹凸形状をナノインプリント技術により、金属ガラス層２に転写する工程について説明する。
まず、図９（ａ）に示すように、前記金属ガラス層２をガラス転移点以上に加熱する。なお、金属ガラス層２を加熱する際には、金属ガラス層２を直接加熱してもよいし、基板１１Ａを加熱することで、該基板１１Ａ上に設けられた金属ガラス層２を間接的に加熱するようにしてもよい。このように、ガラス転移点Ｔｇ以上まで加熱された金属ガラス層２は、上述したように粘性流動するようになり、その硬度が低下している。
【００４３】
ガラス転移点Ｔｇ以上の温度まで加熱された金属ガラス層２は、図７に示した所定の時間が経過すると、結晶化が進んでしまう。このように結晶化した金属ガラスは、脆性が付与されることとなり、機械的に非常に脆くなって、型が押し付けられた際に金属ガラス層２に割れを生じさせるおそれがある。
【００４４】
そこで、本発明では、金属ガラス層２をガラス転移点以上に加熱した状態のままで、かつ金属ガラス層２が結晶化していない状態のもとで、図９（ｂ）に示すように、上記の前記金属ガラス層２に型１００を押し付けている。
【００４５】
ここで、金属ガラス層２が結晶化していない状態とは、ガラス転移点以上に加熱した金属ガラス層２に対し、前記型１００を押し付け、その状態でガラス転移点Ｔｇ以下の温度まで冷却して硬化させる処理を、図７のグラフに示した結晶化時間を越えない時間内で行うことを意味している。
【００４６】
図７を参照にして説明すると、ガラス転移点Ｔｇ（４１１℃）以上である４８０℃まで金属ガラス層２を加熱した場合、該金属ガラス層２に型１００を押し付け、その状態でガラス転移点Ｔｇ以下の温度まで冷却し、金属ガラス層２を硬化させる工程を１分以内で行えばよい。なお、本実施形態に限らず、一般的なプレス成形では、型を押し付ける時間は長くても数秒間であるため、１分程度の時間があれば、問題なくプレス成形を行うことができ、金属ガラス層２が結晶化する心配は無い。仮に長い時間プレスを行う際には、金属ガラス層２を加熱する温度を低くすれば、問題なくプレス成形ができる。
【００４７】
図９（ｂ）に示したように型１００が押し付けられた金属ガラス層２は、ガラス転移点Ｔｇ以上に加熱されていることから粘性流動状態となり硬度が低下した状態となっているので、型１００の凹凸形状が反転写される。
【００４８】
このとき、硬度が低下した金属ガラス層２に型１００が押し付けられることで、該型１００の凸部１００ａが金属ガラス層２を押し退けつつ、かつ押し退けられた前記金属ガラス層２は前記型１００の凹部１００ｂに入り込むようになる。このとき、図９（ｂ）に示すように、前記型１００の凸部１００ａによって押し退けられた金属ガラス層２は凹形状の凹部２ｂとなり、前記型１００の凹部１００ｂに押し込まれた金属ガラス層２は凸形状の凸部２ａとなる。
【００４９】
このように、金属ガラス層２に型１００を押し付け、その状態で該金属ガラス層２を硬化させることにより、上記凸部２ａ及び凹部２ｂが金属ガラス層２に転写される。
本実施形態では、粘性流動状態となって硬度の低下した金属ガラス層２に型１００を押しつけているので、プレス成形時における型の損傷、及び変形が生じることがなくなり、したがって同じ型１００を用いて、多数のプレス成形が可能となる。よって、型１００の使いまわしが利くようになって、生産性を向上できる。
【００５０】
金属ガラス層２に凹凸形状を付与する工程の後、図９（ｃ）に示すように、前記金属ガラス層２から前記型１００を剥離する。
型１００を剥離すると、金属ガラス層２には、凸部２ａと凹部２ｂとが交互に縞状に形成されている。
【００５１】
ここで、本実施形態では、金属ガラス層２から型１００を剥離した後、金属ガラス層２における、凸部２ａと凸部２ａとの間に、金属ガラス（金属ガラス層２）が残留した状態となっている。そこで、図１０（ａ）に示すように、前記金属ガラス層２に対してドライエッチングを行うことで、凸部２ａ間に残留した金属ガラス（金属ガラス層２）を除去する。
【００５２】
前記金属ガラス層２をエッチングしてゆくと、この金属ガラス層２は均一にエッチングされていく。すると、凸部２ａ間に残留した金属ガラス（金属ガラス層２）、すなわち凹部２ｂにおける金属ガラス層２が完全に除去し、やがては凸部２ａ間に基板１１Ａが露出することとなる。よって、凸部２ａが縞状に形成されてなる格子状の金属ガラス層２が基板１１Ａ上に形成される。なお、凸部２ａは、上述した偏光板１における格子形成部材１２に対応するものである。よって、図１０（ｃ）に示すように、所定のピッチ（１４０ｎｍ）で基板１１Ａ上に、縞状に配置された格子形成部材１２からなる格子状の金属ガラス格子１４を形成することができる。この金属ガラス層２に付与された凹凸形状（金属ガラス格子１４）は、上述したように偏光板１としての光学特性（偏光特性）を発揮するものとなる。以上の工程により、上記偏光板１を製造することができる。なお、本実施形態では、金属ガラス層２から型１００を剥離した後に、エッチング工程を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、金属ガラス層の膜厚や型の凹凸形状などによって、例えば一回の型の押し付け工程により、縞状に配置された金属ガラス格子を基板上に形成できる場合には、エッチング工程を省略してもよい。
【００５３】
このように、本実施形態における偏光板１の製造方法では、粘性流動状態となって硬度の低下した金属ガラス層２に型１００を押しつけているので、プレス成形時における型の損傷、及び変形が生じることがなくなり、したがって同じ型を用いたプレス成形が可能となり、生産性が向上し低コストの偏光板１を提供することができる。
また、本発明のプロジェクタ８００は、同じ型を用いたプレス成形を可能にした製造方法による低コストの偏光板１を備えているので、プロジェクタ８００自体も低コストなものとなる。
【００５４】
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。例えば、上記実施形態では、本発明の製造方法によって光学素子として偏光板を形成したが、本発明は回折格子を形成する際にも適応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【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られる液晶装置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】金属ガラスの特性を説明するための図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は２光束干渉露光について説明する図である。
【図９】偏光板の製造方法の一例を模式的に示す工程説明図である。
【図１０】図９に続く偏光板の製造方法の一例を示す工程説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，８３１〜８３６…偏光板（光学素子）、２…金属ガラス層、２ａ…凸部、２ｂ…凹部、１１Ａ…基板、１２…格子形成部材（凸部）、１４…金属ガラス格子（金属ガラス層）、１００…型、１００ａ…凸部、１００ｂ…凹部、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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【図９】
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【図１０】
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