(57)【要約】【課題】偏光変換素子を容易に製造できる低コストな光学位相差部材を提供する。【解決手段】本発明の光学位相差部材１０Ａは、一方向に延在する複数の凸部及び隣接する該凸部の間の凹部が周期的に配列している凹凸構造により位相差を生じさせる位相差部７Ａと、位相差を生じさせない非位相差部９Ａとを有し、前記位相差部７Ａと前記非位相差部９Ａが、同一面上で交互に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延在する複数の凸部及び隣接する該凸部の間の凹部が周期的に配列している凹凸構造により位相差を生じさせる位相差部と、
位相差を生じさせない非位相差部とを有し、
前記位相差部と前記非位相差部が、同一面上で交互に配置されている光学位相差部材。
【請求項２】
前記光学位相差部材が、交互に配置された複屈折部及び非複屈折部を各々有する第１位相差部材及び第２位相差部材を重ねた構造を有し、
前記位相差部が、前記第１位相差部材の前記複屈折部及び前記第２位相差部材の前記複屈折部から構成され、
前記非位相差部が、前記第１位相差部材の前記非複屈折部及び前記第２位相差部材の前記非複屈折部から構成される請求項１に記載の光学位相差部材。
【請求項３】
前記光学位相差部材が、交互に配置された第１複屈折部及び第２複屈折部を有する第１位相差部材と、第３複屈折部を有する第２位相差部材を重ねた構造を有し、
前記位相差部が、前記第１位相差部材の前記第１複屈折部及び前記第２位相差部材の前記第３複屈折部から構成され、
前記非位相差部が、前記第１位相差部材の前記第２複屈折部及び前記第２位相差部材の前記第３複屈折部から構成される請求項１に記載の光学位相差部材。
【請求項４】
前記位相差部により生じる位相差がλ／４またはλ／２である請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
【請求項５】
前記光学位相差部材の前記位相差部が、
前記複数の凸部の延在方向に垂直な面における断面が略台形状である前記凹凸構造を有する透明基体と、
前記透明基体の前記凸部の上面及び側面に形成された、前記凸部よりも高い屈折率を有する高屈折率層と、
前記凸部の上面の前記高屈折率層上に形成された、前記高屈折率層よりも低い屈折率を有する層から構成される中屈折率層とを備え、
隣り合う前記凸部の対向する前記側面に形成された前記高屈折率層の間に空気層が存在する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
【請求項６】
前記中屈折率層が、前記凸部の上面及び側面の前記高屈折率層上に形成されている請求項５に記載の光学位相差部材。
【請求項７】
前記光学位相差部材の前記位相差部が、
前記複数の凸部の延在方向に垂直な面における断面が略台形状である前記凹凸構造を有する透明基体と、
前記透明基体の前記凸部の上面及び側面に形成された、前記凸部よりも高い屈折率を有する高屈折率層と、
前記凸部の上面の前記高屈折率層上に形成された、２ｎ＋１個（ｎは正の整数）の層から構成される積層体とを備え、
隣り合う前記凸部の対向する前記側面に形成された前記高屈折率層の間に空気層が存在し、
前記積層体は、前記高屈折率層上に形成された第１層と、第２ｋ−１層（ｋは１〜ｎの整数）上に形成された第２ｋ層と、前記第２ｋ層上に形成された第２ｋ＋１層を備え、
前記第１層の屈折率が前記高屈折率層の屈折率よりも低く、
前記第２ｋ＋１層の屈折率が前記第２ｋ層の屈折率よりも低い請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
【請求項８】
偏光変換素子に用いる請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学位相差部材と、
偏光ビームスプリッタアレイとを備え、
前記偏光ビームスプリッタアレイが、
光源からの入射光のうち第１の偏光方向の光を透過し、前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向の光を反射する複数の偏光膜と、
前記偏光膜で反射された前記第２の偏光方向の光を反射する複数の反射膜を備え、
前記偏光膜及び前記反射膜は、互いに平行であり、所定の間隔で交互に設けられ、
前記偏光ビームスプリッタアレイの前記第１の偏光方向の光及び前記第２の偏光方向の光の一方の出射面上に、前記光学位相差部材の位相差部が位置づけられ、
前記偏光ビームスプリッタアレイの前記第１の偏光方向の光及び前記第２の偏光方向の光の他方の出射面上に、前記光学位相差部材の非位相差部が位置づけられる偏光変換素子。
【請求項１０】
第１方向に延在する複数の凸部及び凹部からなる凹凸部と、
非凹凸部とを備えるテンプレートであって、
前記凹凸部及び前記非凹凸部は、第２方向に延在する矩形形状を有し、前記第２方向に直交する方向に隣接して交互に配置され、
前記第１方向と前記第２方向のなす角度が２０度〜７０度または１１０度〜１６０度である光学位相差部材製造用のテンプレート。
【請求項１１】
一方向に延在する凹部及び凸部から構成される凹凸パターン面を有する樹脂構造体を作製することと、
前記樹脂構造体の凹凸パターン面上に、開口部と遮蔽部が交互に配置されたマスクを配置することと、
前記開口部に位置する前記樹脂構造体の凸部をエッチングして、凹凸部と非凹凸部が交互に配置された表面を有するテンプレートを得ることと、
前記テンプレートの前記表面の形状を被転写材料に転写して、透明基体を得ることとを有する光学位相差部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学位相差部材、それを用いた偏光変換素子、光学位相差部材製造用のテンプレート（型）、及び光学位相差部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタは、プレゼンテーション等の用途を目的に広く普及している。液晶プロジェクタにおいて、ある一方の偏光（ｓ偏光成分またはｐ偏光成分）の光のみを液晶パネルに入射させるために、偏光変換素子が用いられる。偏光変換素子により光源からの無偏光の光を一方の偏光の光に変換することができるため、光エネルギーを効率よく利用することができる。
【０００３】
図１０に、従来の偏光変換素子の例を示す。偏光変換素子１は、斜面に光学薄膜２を成膜した複数のプリズムから構成されるプリズムアレイ３と、プリズムアレイ３の所定の位置に設けられた１／２波長板４を備える。偏光変換素子１は、例えば以下のように機能する。ハロゲンランプ等の光源から放出されたｓ偏光成分（図１０において“〇”で示されている）とｐ偏光成分（図１０において両矢印で示されている）とを含む光が、プリズムアレイ３に入射する。入射光のｐ偏光成分は、光学薄膜２を透過して１／２波長板４に入射し、該１／２波長板４を通過することにより偏光面が９０度回転してｓ偏光成分として出射する。一方、プリズムアレイ３に入射した光のｓ偏光成分は、光学薄膜２において反射し、１／２波長板４を通過することなくｓ偏光成分として出射する。このように、偏光変換素子１から出射する光はｓ偏光に揃えられ、光エネルギーのロスも少ない。
【０００４】
このような偏光変換素子の１／２波長板として、延伸した樹脂フィルムや水晶板が用いられることが特許文献１、２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０２５２３号公報
【特許文献２】特開２００４−１７０８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような偏光変換素子を製造するためには、延伸した樹脂フィルムや水晶板から複数の短冊状の小片を１／２波長板として切り出し、各小片をプリズムアレイの所定の位置に貼り付ける必要があり、多くの工数を要する。また、水晶板からなる波長板は高価である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を解消し、偏光変換素子を容易に製造できる低コストな光学位相差部材（波長板）及びその製造方法、並びに該光学位相差部材を用いた偏光変換素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に従えば、一方向に延在する複数の凸部及び隣接する該凸部の間の凹部が周期的に配列している凹凸構造により位相差を生じさせる位相差部と、
位相差を生じさせない非位相差部とを有し、
前記位相差部と前記非位相差部が、同一面上で交互に配置されている光学位相差部材が提供される。
【０００９】
前記光学位相差部材が、交互に配置された複屈折部及び非複屈折部を各々有する第１位相差部材及び第２位相差部材を重ねた構造を有し、
前記位相差部が、前記第１位相差部材の前記複屈折部及び前記第２位相差部材の前記複屈折部から構成され、
前記非位相差部が、前記第１位相差部材の前記非複屈折部及び前記第２位相差部材の前記非複屈折部から構成されてよい。
【００１０】
前記光学位相差部材が、交互に配置された第１複屈折部及び第２複屈折部を有する第１位相差部材と、第３複屈折部を有する第２位相差部材を重ねた構造を有し、
前記位相差部が、前記第１位相差部材の前記第１複屈折部及び前記第２位相差部材の前記第３複屈折部から構成され、
前記非位相差部が、前記第１位相差部材の前記第１２複屈折部及び前記第２位相差部材の前記第３複屈折部から構成されてよい。
【００１１】
前記光学位相差部材において、前記位相差部により生じる位相差がλ／４またはλ／２であってよい。
【００１２】
前記光学位相差部材の前記位相差部が、
前記複数の凸部の延在方向に垂直な面における断面が略台形状である前記凹凸構造を有する透明基体と、
前記透明基体の前記凸部の上面及び側面に形成された、前記凸部よりも高い屈折率を有する高屈折率層と、
前記凸部の上面の前記高屈折率層上に形成された、前記高屈折率層よりも低い屈折率を有する層から構成される中屈折率層とを備え、
隣り合う前記凸部の対向する前記側面に形成された前記高屈折率層の間に空気層が存在してよい。
【００１３】
前記光学位相差部材において、前記中屈折率層が、前記凸部の上面及び側面の前記高屈折率層上に形成されていてよい。
【００１４】
前記光学位相差部材の前記位相差部が、
前記複数の凸部の延在方向に垂直な面における断面が略台形状である前記凹凸構造を有する透明基体と、
前記透明基体の前記凸部の上面及び側面に形成された、前記凸部よりも高い屈折率を有する高屈折率層と、
前記凸部の上面の前記高屈折率層上に形成された、２ｎ＋１個（ｎは正の整数）の層から構成される積層体とを備え、
隣り合う前記凸部の対向する前記側面に形成された前記高屈折率層の間に空気層が存在し、
前記積層体は、前記高屈折率層上に形成された第１層と、第２ｋ−１層（ｋは１〜ｎの整数）上に形成された第２ｋ層と、前記第２ｋ層上に形成された第２ｋ＋１層を備え、
前記第１層の屈折率が前記高屈折率層の屈折率よりも低く、
前記第２ｋ＋１層の屈折率が前記第２ｋ層の屈折率よりも低くてよい。
【００１５】
前記光学位相差部材は、偏光変換素子に用いられ得る。
【００１６】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の光学位相差部材と、
偏光ビームスプリッタアレイとを備え、
前記偏光ビームスプリッタアレイが、
光源からの入射光のうち第１の偏光方向の光を透過し、前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向の光を反射する複数の偏光膜と、
前記偏光膜で反射された前記第２の偏光方向の光を反射する複数の反射膜を備え、
前記偏光膜及び前記反射膜は、互いに平行であり、所定の間隔で交互に設けられ、
前記偏光ビームスプリッタアレイの前記第１の偏光方向の光及び前記第２の偏光方向の光の一方の出射面上に、前記光学位相差部材の位相差部が位置づけられ、
前記偏光ビームスプリッタアレイの前記第１の偏光方向の光及び前記第２の偏光方向の光の他方の出射面上に、前記光学位相差部材の非位相差部が位置づけられる偏光変換素子が提供される。
【００１７】
本発明の第３の態様に従えば、第１方向に延在する複数の凸部及び凹部からなる凹凸部と、
非凹凸部とを備えるテンプレートであって、
前記凹凸部及び前記非凹凸部は、第２方向に延在する矩形形状を有し、前記第２方向に直交する方向に隣接して交互に配置され、
前記第１方向と前記第２方向のなす角度が２０度〜７０度または１１０度〜１６０度である光学位相差部材製造用のテンプレートが提供される。
【００１８】
本発明の第４の態様に従えば、一方向に延在する凹部及び凸部から構成される凹凸パターン面を有する樹脂構造体を作製することと、
前記樹脂構造体の凹凸パターン面上に、開口部と遮蔽部が交互に配置されたマスクを配置することと、
前記開口部に位置する前記樹脂構造体の凸部をエッチングして、凹凸部と非凹凸部が交互に配置された表面を有するテンプレートを得ることと、
前記テンプレートの前記表面の形状を被転写材料に転写して、透明基体を得ることとを有する光学位相差部材の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光学位相差部材は、位相差部と非位相差部とが同一面上で交互に配置されているため、当該光学位相差部材を偏光ビームスプリッタアレイ（プリズムアレイ）に貼り合せることにより偏光変換素子を製造することができる。すなわち、光学位相差部材から複数の小片を切り出して偏光ビームスプリッタアレイに貼り付ける必要がない。それゆえ、偏光変換素子の製造に要する工数を軽減することができる。また、本発明の光学位相差部材は水晶板を用いていないため低コストである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１実施形態の光学位相差部材の概略上面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の光学位相差部材の複屈折部の断面構造の例を示す概略図である。
【図３】図３は、第２実施形態の光学位相差部材の断面構造を概念的に示す図である。
【図４】図４は、従来の光学位相差部材と第２実施形態の光学位相差部材の位相差の波長依存性を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、第３実施形態の光学位相差部材の断面構造を概念的に示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す光学位相差部材に用いる第１位相差部材の平面構造を示す概略図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す光学位相差部材に用いる第２位相差部材の平面構造を示す概略図である。
【図６】図６は、偏光変換素子の断面構造と作用を示す概略図である。
【図７】図７は、光学位相差部材の製造方法を示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）〜（ｈ）は、光学位相差部材の製造方法の各工程を概念的に示す図である。
【図９】図９（ａ）は、光学位相差部材の製造方法において形成される樹脂構造体の概略上面図であり、図９（ｂ）はマスクを配置した樹脂構造体の概略上面図である。
【図１０】図１０は従来の偏光変換素子の断面構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、光学位相差部材及びそれを用いた偏光変換素子、並びに光学位相差部材の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
［光学位相差部材１０Ａ（第１実施形態）］
図１に示す光学位相差部材１０Ａは、直交する偏光成分の間に位相差を生じさせる位相差部７Ａと、位相差を生じさせない非位相差部９Ａとを有する。位相差部７Ａ及び非位相差部９Ａはいずれも一方向（図１において矢印Ａ１で示される）に延在する矩形の形状であり、同一面上でこれらの延在方向に直交する方向に隣接して交互に配列されている。光学位相差部材１０Ａを偏光変換素子の製造に用いるためには、位相差部７Ａ及び非位相差部９Ａは、延在方向の長さが０．１ｍｍ〜１００ｍｍであり、幅方向の長さが０．１ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましい。位相差部７Ａにおいて生じる位相差は、任意の大きさでよいが、λ／４又はλ／２（λは入射光の波長を示す）であることが好ましく、λ／２であることがより好ましい。
【００２３】
＜位相差部＞
光学位相差部材１０Ａの位相差部７Ａは、周期的な凹凸パターン８０が形成された複屈折部１１から構成される。複屈折部１１の凹凸パターン８０は、一方向に延在するとともに延在方向に垂直な面における断面が台形状（略台形状）である複数の凸部及び隣接する凸部の間の凹部が周期的に配列した、一次元周期パターンである。すなわち複屈折部１１は一次元周期凹凸構造を有する。それにより、複屈折部１１は複屈折性（屈折率の異方性）を有する。凸部及び凹部は、位相差部７Ａ及び非位相差部９Ａの延在方向に対して２０度〜７０度、または１１０度〜１６０度の角度をなす方向に延在してよく、４５度または１３５度の角度をなす方向に延在してもよい。
【００２４】
凸部及び凹部の延在方向に直交する面で切断した複屈折部１１の断面構造を、図２（ａ）〜（ｃ）に示す複屈折部１１ａ、１１ｂ、１１ｃを例に挙げて説明する。
【００２５】
図２（ａ）に示す複屈折部１１ａは、断面が略台形状である凸部６０及び隣接する凸部６０の間の凹部７０から構成される凹凸パターン８０を有する透明基体４０を備える。隣り合う凸部６０の側面６０ｓの間には、空気層９０が存在する。
【００２６】
透明基体４０は、平板状の基材４２と、凹凸構造層５０から構成されている。
【００２７】
基材４２としては特に制限されず、可視光を透過する公知の基材を適宜利用することができる。例えば、ガラス等の透明無機材料からなる基材；ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート等）、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、スチレン系樹脂（ＡＢＳ樹脂等）、セルロース系樹脂（トリアセチルセルロース等）、ポリイミド系樹脂（ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂等）、シクロオレフィンポリマー等の樹脂からなる基材などを利用することができる。光学位相差部材１０Ａをプロジェクタにおいて用いる場合、光学位相差部材１０Ａは高耐光性及び高耐熱性を有することが求められるため、基材４２は耐光性及び耐熱性の高い基材であることが望ましい。この点で、無機材料からなる基材が好ましい。基材４２上には密着性を向上させるために、表面処理や易接着層を設けるなどをしてもよい。また、基材４２の表面の突起を埋めるために、平滑化層を設けるなどをしてもよい。基材４２の厚みは、１μｍ〜２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。基材４２の凹凸構造層５０が形成された面の反対側の面に透過率を改善するために単層ないしは複数層からなる反射防止層が設けられていてもよい。また、反射防止のためのサブ波長微細構造が設けられていてもよい。また、偏光ビームスプリッタ等の別の光学部材を基材４０の凹凸構造層５０が形成された面の反対側の面に接合（貼合）する場合、別の光学部材と基材４０の界面での反射が小さくなるように、適当な屈折率を持つ接着剤、粘着剤、屈折液等で基材４０と別の光学部材を接合してもよい。
【００２８】
凹凸構造層５０は複数の凸部６０及び凹部７０を有し、それにより凹凸構造層５０の表面が凹凸パターン８０を画成する。凹凸構造層５０は、波長５５０ｎｍにおける屈折率（以下、適宜「屈折率」という）が１．２〜１．８の範囲内である材料から構成されることが好ましい。凹凸構造層５０を構成する材料としては、例えば、シリカ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等のＳｉ系の材料、ＴｉＯ２等のＴｉ系の材料、ＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）系の材料、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、Ｃｕ２Ｏ、ＭｇＳ、ＡｇＢｒ、ＣｕＢｒ、ＢａＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｒＴｉＯ２等の無機材料を用いることができる。これらの無機材料は、無機材料の前駆体（ゾルゲル材料）をゾルゲル法等によって硬化させたものであってよい。上記無機材料のほか、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ガラス強化ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂；フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹脂；紫外線硬化型（メタ）アクリレート系樹脂、紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂等の紫外線硬化型樹脂；これらを２種以上ブレンドした材料等の樹脂材料も用いることができる。さらに、上記樹脂材料に上記無機材料をコンポジット化した材料を用いてもよい。また、上記無機材料、上記樹脂材料ともに、ハードコート性等を得るために、公知の微粒子やフィラーを含んでいてもよい。さらに、上記の材料に紫外線吸収材料を含有させたものが用いられていてもよい。紫外線吸収材料は、紫外線を吸収し光エネルギーを熱のような無害な形に変換することにより、凹凸構造層５０の劣化を抑制する作用がある。紫外線吸収剤としては、従来から公知のものが使用でき、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等を使用できる。光学位相差部材１０Ａをプロジェクタにおいて用いる場合、凹凸構造層５０は高い耐光性及び耐熱性を有することが望ましい。この点で、凹凸構造層５０は無機材料から構成されることが好ましい。
【００２９】
凹凸構造層５０の各凸部６０は、図２（ａ）のＹ方向（奥行き方向）に延在しており、複数の凸部６０は、設計波長（光学位相差部材１０Ａにより位相差を生じさせる光の波長）より短い周期で配列されている。各凸部６０の延在方向と直交するＺＸ平面における断面は略台形状であってよい。本願において「略台形状」とは、基材４２の表面に略平行な一組の対辺を有し、該対辺のうち基材４２の表面に近い辺（下底）が他方の辺（上底）よりも長く、下底と２つの斜辺のなす角がいずれも鋭角である略四角形を意味する。略四角形の各辺は湾曲していてよい。すなわち、各凸部６０は、基材４２の表面から上方（基材４２の表面から離れる方向）に向かって幅（凸部６０の延在方向に垂直な方向の長さ、すなわち図２（ａ）のｘ方向の長さ）が小さくなっていればよい。また、各頂点が丸みを帯びていてもよい。また、上底の長さが０であってもよい。つまり本願において「略台形状」は「略三角形状」も含む概念である。なお、上底の長さは０より大きいことが好ましい。上底が０より大きい略台形状の断面を有する凸部は、略三角形状の断面を有する凸部と比べて次のような利点がある。すなわち、凸部をインプリント法により形成するために用いるテンプレートの形成が容易であること、及び凸部の面押耐性などの機械強度が高いことである。
【００３０】
凸部６０の高さ（凹凸高さ）は１００〜２０００ｎｍの範囲内であることが望ましい。凸部６０の高さが１００ｎｍ未満であると、光学位相差部材１０Ａに可視光が入射した場合に所望の位相差を生じることが困難となる。凸部６０の高さが２０００ｎｍを超える場合、凸部６０のアスペクト比（凸部幅に対する凸部高さの比）が大きいため、凹凸パターン８０の形成が困難となる。凸部６０の上面６０ｔの幅（凸部６０の延在方向と直交する面における略台形状の断面の上底の長さ）は５０ｎｍ以下であることが好ましい。凸部６０の上面６０ｔの幅が５０ｎｍ以下であることにより、複屈折部１１ａの透過率をより高くすることが容易になる。また、凹凸パターン８０の凹凸ピッチは、５０〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。ピッチが５０ｎｍ未満である凹凸パターンは、ナノインプリント法による形成が困難である。ピッチが１０００ｎｍを超える場合、光学位相差部材として十分な無色透明性の確保が難しくなる。
【００３１】
隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓの間の空間（隙間）に空気層９０が存在する。空気層９０と凸部６０が周期的に配列されていることにより複屈折性が生じ、それにより位相差を生じさせることができる。空気層９０の幅Ｗａは、３５〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。なお、複屈折部１１ａにおける「空気層９０の幅Ｗａ」とは、凸部６０の底面から上面までの高さをＨａとすると、凸部６０の底面からＨａ／２の高さの位置における空気層９０の厚み（隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓの間の距離）を意味する。
【００３２】
次に図２（ｂ）に示した複屈折部１１ｂについて説明する。複屈折部１１ｂは、図２（ａ）の複屈折部１１ａと同様の透明基体４０と、透明基体４０の凸部６０の上面６０ｔ及び側面６０ｓに形成された高屈折率層３０と、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成された中屈折率層２０とを備える。隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の間には、空気層９０が存在する。
【００３３】
高屈折率層３０は、透明基体４０の凹凸構造層５０よりも高い屈折率を有する層である。高屈折率層３０は、屈折率が２．３以上である材料から構成されることが好ましい。高屈折率層３０を構成する材料としては、例えば、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｎ等の金属、それら金属の酸化物、窒化物、硫化物、酸窒化物、ハロゲン化物等の無機材料を用いることができる。
【００３４】
高屈折率層３０は、凸部６０を被覆している。すなわち、高屈折率層３０は凸部６０の上面６０ｔ及び側面６０ｓを被覆している。凸部６０が高屈折率層３０で被覆されることにより、凸部６０と空気層９０の周期配列により生じる複屈折性が大きくなる。そのため、凸部６０の高さを小さく、すなわち、凸部６０のアスペクト比を小さくすることができるため、凹凸パターン８０の形成が容易になる。凸部６０の上面６０ｔ上に形成された高屈折率層３０の厚みＴｈｔは５０〜２５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３５】
また、光学位相差部材１０Ａを特定の波長λの光に位相差を与える目的で用いる場合、凸部６０の側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の厚みＴｂｈｓは、０．０３λ〜０．１１λであることが好ましい。高屈折率層３０の厚みＴｂｈｓが上記範囲内であることにより、複屈折部１１ｂの透過率をより高くすることが容易になる。なお、複屈折部１１ｂにおける「凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０の厚みＴｂｈｓ」とは、凸部６０の底面から中屈折率層２０の最上部までの高さをＨｂとすると、凸部６０の底面からＨｂ／２の高さの位置における高屈折率層３０の厚みを意味する。
【００３６】
中屈折率層２０は、高屈折率層３０よりも低い屈折率を有する層である。中屈折率層２０は、屈折率が１．５〜１．７の範囲内である材料から構成されることが好ましい。中屈折率層２０を構成する材料の屈折率は１．５５〜１．６５であることがより好ましい。中屈折率層２０を構成する材料としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化窒化ケイ素、フッ化ランタン、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム等が挙げられる。
【００３７】
中屈折率層２０は、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成されている。それにより光の反射が抑制されるため、複屈折部１１ｂは高い透過率を有することができる。光学位相差部材１０Ａを特定の波長λの光に位相差を与える目的で用いる場合、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成されている中屈折率層２０の厚みＴｍｔは、０．９λ／４ｎ〜１．３λ／４ｎ（ｎは中屈折率層２０の屈折率を表す）の範囲内であることが好ましい。中屈折率層２０の厚みＴｍｔが上記範囲内であることにより、複屈折部１１ｂの透過率をより高くすることが容易になる。
【００３８】
なお、中屈折率層２０が凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０上にも形成されていてもよい。凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０上に形成される中屈折率層２０の厚み（凸部６０の側面６０ｓにおける中屈折率層２０の厚み）は、光学位相差部材１０Ａを特定の波長λの光に位相差を与える目的で用いる場合、０．０３λ以下であることが好ましい。凸部６０の側面６０ｓにおける中屈折率層２０の厚みが０．０３λを超えると、複屈折部１１ｂにより生じる位相差が小さくなる傾向がある。なお、複屈折部１１ｂにおける「凸部６０の側面６０ｓにおける中屈折率層２０の厚み」とは、凸部６０の底面から中屈折率層２０の最上部までの高さの１／２の高さの位置における中屈折率層２０の厚みを意味する。
【００３９】
隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の間の空間（隙間）に空気層９０が存在する。空気層９０と凸部６０を被覆する高屈折率層３０が周期的に配列されていることにより、複屈折性が生じ、それにより位相差を生じさせることができる。空気層９０の幅Ｗｂは、前記入射光の波長の０．０８〜０．１８倍の範囲内であることが好ましい。空気層９０の幅Ｗｂが上記範囲内であることにより、複屈折部１１ｂの透過率をより高くすることが容易になり、また、十分な大きさの位相差を生じさせることが可能となる。なお、複屈折部１１ｂにおける「空気層９０の幅Ｗｂ」とは、凸部６０の底面から中屈折率層２０の最上部までの高さをＨｂとすると、凸部６０の底面からＨｂ／２の高さの位置における空気層９０の厚み（隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の表面の間の距離）を意味する。
【００４０】
次に図２（ｃ）に示した複屈折部１１ｃについて説明する。複屈折部１１ｃは、図２（ｂ）の複屈折部１１ａと同様の透明基体４０及び高屈折率層３０と、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成された積層体２５とを備える。隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の間には、空気層９０が存在する。
【００４１】
高屈折率層３０は、図２（ｂ）の複屈折部１１ｂの高屈折率層３０と同様に構成される。凸部６０の側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の厚みＴｃｈｓは、光学位相差部材１０Ａを特定の波長λの光に位相差を与える目的で用いる場合、０．０３λ〜０．１１λであることが好ましい。高屈折率層３０の厚みＴｃｈｓが上記範囲内であることにより、より高い透過率を有しつつ、所望の位相差を確保することが出来る。なお、複屈折部１１ｃにおける「凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０の厚みＴｃｈｓ」とは、凸部６０の底面から積層体２５の最上部までの高さをＨｃとすると、凸部６０の底面からＨｃ／２の高さの位置における高屈折率層３０の厚みを意味する。
【００４２】
積層体２５は、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成されている。積層体２５は、２ｎ＋１個（ｎは正の整数）の層、すなわち、３以上の奇数個の層から構成されてよい。図２（ｃ）では、積層体２５は第１層２２、第２層２４及び第３層２６の３個の層から構成される。第１層２２は高屈折率層３０の上に直接形成され、第２層２４は第１層２２上に直接形成され、第３層２６は第２層２４上に直接形成される。
【００４３】
第１層２２の屈折率は高屈折率層３０よりも低く、第３層２６の屈折率は第２層２４の屈折率よりも低い。それにより、複屈折部１１ｃは広い波長範囲において高い透過率を有することができる。
【００４４】
第２層２４の屈折率は第１層２２の屈折率よりも高くてよく、あるいは、第２層２４の屈折率が第１層２２の屈折率よりも低くてもよい。
【００４５】
第２層２４の屈折率が第１層２２の屈折率よりも高い場合、積層体２５は相対的に高い屈折率を有する層と相対的に低い屈折率を有する層とが交互に積層された構造を有する。この場合、第１層２２及び第３層２６の屈折率は１．３〜１．５５の範囲内であってよい。第１層２２又は第３層２６の屈折率が１．５５を超える場合、複屈折部１１ｃの平均透過率（波長４３０ｎｍ〜６８０ｎｍにおける光の透過率の平均）が低い傾向がある。屈折率が１．３未満の材料は、安定性が低い傾向がある。また、第２層２４の屈折率は２．１以上であってよく、好ましくは２．１〜２．６の範囲内であってよい。第２層２４の屈折率が２．１未満の場合、光学位相差部材１００の平均透過率が低い傾向がある。屈折率が２．６を超える材料は、その材料自体の可視光領域における透明性が低い傾向がある。また、第１層２２及び第３層２６は同じ材料から形成されていてよく、第２層２４は高屈折率層３０と同じ材料から形成されていてよい。それにより、光学位相差部材１０Ａを少ない種類の材料で製造できるため、製造コストを低減できる。
【００４６】
第２層２４の屈折率が第１層２２の屈折率よりも低い場合、積層体２５において、高屈折率層３０から遠い層ほど低い屈折率を有する。この場合、積層体２５の最表層（最上層）である第３層２６の屈折率は１．３〜１．４の範囲内であってよい。
【００４７】
第１層２２及び第３層２６を構成する材料としては、例えばＳｉＯ２、ＭｇＦ２のようなＳｉ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋの酸化物、フッ化物が挙げられる。第２層７４を構成する材料としては、例えばＴｉ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｎ等の金属、それら金属の酸化物、窒化物、硫化物、酸窒化物、ハロゲン化物等の無機材料が挙げられる。
【００４８】
凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成されている第１層２２の厚みＴｓｔ１は２０〜４０ｎｍの範囲内であってよく、その上の第２層２４の厚みＴｓｔ２は２０〜５５ｎｍの範囲内であってよく、さらにその上の第３層２６の厚みＴｓｔ３は７０〜１４０ｎｍの範囲内であってよく、第１層２２、第２層２４、第３層２６の厚みの合計である積層体２５の厚みＴｓｔは１１０〜２３５ｎｍの範囲内であってよい。この場合、複屈折部１１ｃの平均透過率が高い傾向がある。また、第１層２２の厚みＴｓｔ１が２０〜３５ｎｍの範囲内であってよく、第２層２４の厚みＴｓｔ２が２０〜４５ｎｍの範囲内であってよく、第３層２６の厚みＴｓｔ３が７０〜１２５ｎｍの範囲内であってよく、積層体２５の厚みＴｓｔが１１０〜２０５ｎｍの範囲内であってよい。この場合、複屈折部１１ｃの平均透過率がより高い傾向がある。
【００４９】
なお、積層体２５が凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０上にも形成されていてもよい。凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０上に形成された積層体２５の厚み（凸部６０の側面６０ｓにおける積層体２５の厚み）は、５〜４０ｎｍの範囲内であることが好ましい。積層体２５の厚みが上記範囲内であることにより、積層体２５が側面６０ｓに成膜されることによる位相差の低減を押さえながら複屈折部１１ｃの透過率を高めることが出来る。また、第２層２４の屈折率を大きくすると側面に形成される第２層２４によっても構造複屈折による位相差が発生するため、積層体２５が側面に形成されることによる位相差の低下を抑えることが出来る。なお、複屈折部１１ｃにおける「凸部６０の側面６０ｓにおける積層体２５の厚み」とは、凸部６０の底面から積層体２５の最上部までの高さをＨｃとすると、凸部６０の底面からＨｃ／２の高さの位置における積層体２５の厚みを意味する。
【００５０】
積層体が５以上の奇数個の層からなる場合、すなわち、積層体の層数が、２ｎ＋１（ｎは２以上の整数）である場合、積層体は、高屈折率層の上に直接形成された第１層と、第２ｋ−１層（ｋは１〜ｎの整数）上に直接形成された第２ｋ層と、第２ｋ層上に直接形成された第２ｋ＋１層を備え、積層体の最表層は第２ｎ＋１層となる。第１層の屈折率は高屈折率層よりも低く、第２ｋ＋１層の屈折率は第２ｋ層の屈折率よりも低い。それにより、複屈折部１０ｃは広い波長範囲において高い透過率を有することができる。第２ｋ層の屈折率は第２ｋ−１層の屈折率よりも高くてよく、あるいは、第２ｋ層の屈折率が第２ｋ−１層の屈折率よりも低くてもよい。第２ｋ層の屈折率が第２ｋ−１層の屈折率よりも高い場合、積層体は、その層が接する層に対して相対的に高い屈折率を有する層と相対的に低い屈折率を有する層とが交互に積層された構造を有する。この場合において、第２ｋ−１層及び第２ｋ＋１層は同じ材料から形成されていてよく、第２ｋ層は高屈折率層と同じ材料から形成されていてよい。それにより、光学位相差部材１０Ａを少ない種類の材料で製造できるため、製造コストを低減できる。
【００５１】
隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の間の空間（隙間）に空気層９０が存在する。空気層９０と凸部６０を被覆する高屈折率層３０が周期的に配列されていることにより、複屈折性が生じ、それにより位相差を生じさせることができる。空気層９０の幅Ｗｃは、３５〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。空気層９０の幅Ｗｃが上記範囲内であることにより、低い凹凸高さでも大きな位相差を確保することが出来る。なお、複屈折部１１ｃにおける「空気層９０の幅Ｗｃ」とは、凸部６０の底面から積層体２５の最上部までの高さをＨｃとすると、凸部６０の底面からＨｃ／２の高さの位置における空気層９０の厚み（隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の表面の間の距離）を意味する。
【００５２】
なお、図２（ａ）〜（ｃ）においては、隣り合う凸部６０が凸部６０の底面（又は凸部６０の裾）において互いに接しているが、隣り合う凸部の底面（又は隣り合う凸部の裾）同士が所定の距離を隔てていてもよい。この場合、図２（ｂ）、（ｃ）に示す複屈折部１１ｂ、１１ｃにおいては、凹部とその上に形成された高屈折率層の界面で複屈折部１１ｂ、１１ｃを通過する光の一部が反射されるため、透過率が低くなる傾向がある。ゆえに、複屈折部を高透過率にするという観点から、隣り合う凸部の底面同士の間隔、すなわち、凹凸構造層５０の表面において隣り合う凸部に挟まれた領域（凹部）の幅は、凹凸パターンのピッチの０〜０．２倍の範囲内であることが好ましい。言い換えると、凸部の底面の幅は、凹凸パターンのピッチの０．８〜１倍の範囲内であることが好ましい。凹凸パターンのピッチに対する凹部の幅の比が０．２以下、すなわち、凹凸パターンのピッチに対する凸部の底面の幅の比が０．８以上であることにより、複屈折部の透過率をより高くすることが容易になる。
【００５３】
なお、図２（ａ）〜（ｃ）に示される複屈折部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、基材４２上に凹部７０及び凸部６０を有する凹凸構造層５０が形成された透明基体４０を備えているが、それに代えて、基材と基材上に形成された独立した複数の凸部とから構成される透明基体を備えていてもよい。隣り合う凸部底面（又は凸部の裾）同士は接していてもよいし、あるいは、隣り合う凸部の底面同士が所定の距離を隔てて設けられ、基材の表面が凸部間で露出していてもよい。独立した凸部は、上述した凹凸構造層５０を構成する材料と同様の材料で構成されてよい。
【００５４】
また、透明基体は、基材の表面自体が凹部及び凸部からなる凹凸パターンを構成するように形状化された基材によって構成されてもよい。
【００５５】
＜非位相差部＞
光学位相差部材１０Ａの非位相差部９Ａは、複屈折性のない非複屈折部１３から構成される。非複屈折部１３は、複屈折性を有さなければ任意の表面形状（構造）を有してよく、例えば、凹凸のない平坦な構造を有していてもよいし、異方性の無い凹凸、可視光よりピッチの長い凹凸等を有していてもよい。
【００５６】
［光学位相差部材１０Ｂ（第２実施形態）］
図３に示す光学位相差部材１０Ｂは、第１実施形態の光学位相差部材１０Ａと同様に、直交する偏光成分の間に位相差を生じさせる位相差部７Ｂと、位相差を生じさせない非位相差部９Ｂとを有する。位相差部７Ｂ及び非位相差部９Ｂの配列、形状及び位相差特性は、第１実施形態の光学位相差部材１０Ａの位相差部７Ａ及び非位相差部９Ａと同様である。
【００５７】
光学位相差部材１０Ｂは、第１位相差部材１１０ａ及び第２位相差部材１１０ｂを備える。第１位相差部材１１０ａは、複屈折部１１１ａ及び非複屈折部１１３ａを有し、第２位相差部材１１０ｂは、複屈折部１１１ｂ及び非複屈折部１１３ｂを有する。複屈折部１１１ａ、１１１ｂ及び非複屈折部１１３ａ、１１３ｂはいずれも一方向に延在する矩形の形状を有し、同一面上でこれらの延在方向に直交する方向に隣接して交互に配列されている。複屈折部１１１ａ、１１１ｂは一次元周期凹凸構造（一次元周期凹凸パターン）を有し、それにより複屈折性を有する。一方非複屈折部１１３ａ、１１３ｂは複屈折性を有さない。第１位相差部材１１０ａ及び第２位相差部材１１０ｂとして、第１実施形態の光学位相差部材１０Ａを用いることができる。
【００５８】
位相差部７Ｂは、第１位相差部材１１０ａの複屈折部１１１ａ及び第２位相差部材１１０ｂの複屈折部１１１ｂから構成される。非位相差部９Ｂは第１位相差部材１１０ａの非複屈折部１１３ａ及び第２位相差部材１１０ｂの非複屈折部１１３ｂから構成される。すなわち、第１位相差部材１１０ａ及び第２位相差部材１１０ｂは、複屈折部１１１ａ、１１１ｂが位相差部７Ｂにおいて重なり合い、非複屈折部１１３ａ、１１３ｂが非位相差部９Ｂにおいて重なり合うように重ね合わせられている。例えば、第１位相差部材１１０ａ及び第２位相差部材１１０ｂとして２個の第１実施形態の光学位相差部材１０Ａを用い、複屈折部１１同士、非複屈折部１３同士が重なり合うように貼り合せることで、第２実施形態の光学位相差部材１０Ｂが得られる。
【００５９】
位相差部７Ｂにより生じる位相差の大きさは、第１位相差部材１１０ａの複屈折部１１１ａにより生じる位相差と第２位相差部材１１０ｂの複屈折部１１１ｂにより生じる位相差を足し合わせた大きさとなる。そのため、位相差部７Ｂにより大きな位相差を生じさせることができる。位相差部７Ｂにより生じる位相差は、任意の大きさでよいが、λ／４又はλ／２（λは入射光の波長を示す）であることが好ましく、λ／２であることがより好ましい。例えば、λ／４の位相差を生じる複屈折部１１１ａ、１１１ｂを有する位相差部材１１０ａ、１１０ｂを用いることで、位相差部７Ｂによりλ／２の位相差を生じさせることができる。非位相差部９Ｂは、非複屈折部１１３ａ、１１３ｂから構成されるため、位相差は生じない。
【００６０】
通常、構造複屈折を利用してλ／２等の大きな位相差を生じさせるためには、凹凸構造の高さ（深さ）を十分に大きくする必要があるが、そのようなアスペクト比の大きな凹凸構造は離形性や機械強度が低いため形成が難しい。しかし、本実施形態の光学位相差部材１０Ｂは、２つの位相差部材１１０ａ、１１０ｂを重ね合わせることで、大きな位相差を発生させることができるとともに、容易に製造することができる。
【００６１】
また、液晶プロジェクタの偏光変換素子は、可視領域全域において光の偏光を揃えることができることが求められる。そのため、液晶プロジェクタの偏光変換素子に用いられる１／２波長板は、理想的には、可視領域の広帯域において１／２波長の位相差を生じさせることができる特性（本願において、このような位相差特性を「理想分散」と呼ぶ）を有することが求められる。水晶の複屈折は光の波長に依存し、短波長ほど大きくなる。そのため、従来の水晶板を用いた１／２波長板は、図４において一点鎖線で示すように、短波長において位相差が大きい位相差特性（このような位相差特性を「通常分散」と呼ぶ）を有する。一方、本実施形態の光学位相差部材１０Ｂの位相差部７Ｂは、図４において破線で示すように、理想分散に近い特性、すなわち、入射光の波長λが短いほど生じる位相差が小さい（入射光の波長λが長いほど生じる位相差が大きい）特性（このような位相差特性を「逆分散」と呼ぶ）を有する。そのため本実施形態の光学位相差部材１０Ｂは、偏光変換素子に好適に用いることができる。なお、図４において、理想分散の位相差特性を実線で表している。
【００６２】
なお、本実施形態の変形として、光学位相差部材が、３以上の位相差部材が重ね合わせられたものであってもよい。例えば、複屈折部１１において１／６波長の位相差を生じる第１実施形態の光学位相差部材１０Ａを３個を用意し、これらを第１位相差部材、第２位相差部材、第３位相差部材として重ね合わせることで、位相差部で１／２波長の位相差が生じる光学位相差部材を得ることができる。
【００６３】
［光学位相差部材１０Ｃ（第３実施形態）］
図５（ａ）に示す光学位相差部材１０Ｃは、第１実施形態の光学位相差部材１０Ａと同様に、直交する偏光成分の間に位相差を生じさせる位相差部７Ｃと、位相差を生じさせない非位相差部９Ｃとを有する。位相差部７Ｃ及び非位相差部９Ｃの配列、形状及び位相差特性は、第１実施形態の光学位相差部材１０Ａの位相差部７Ａ及び非位相差部９Ａと同様である。
【００６４】
光学位相差部材１０Ｃは、第１位相差部材１３０及び第２位相差部材１５０を備える。
【００６５】
第１位相差部材１３０は、図５（ｂ）に示すように、第１複屈折部１３１及び第２複屈折部１３３を有する。第１複屈折部１３１及び第２複屈折部１３３はいずれも一方向（図５（ｂ）において矢印Ａ２で示される）に延在する矩形形状であり、同一面上でこれらの延在方向に直交する方向に隣接して交互に配列されている。第１複屈折部１３１と第２複屈折部１３３は、いずれも、第１実施形態の光学位相差部材１０Ａの複屈折部１１と同様の一次元周期凹凸構造（一次元周期凹凸パターン）を有する。それにより、第１複屈折部１３１及び第２複屈折部１３３は複屈折性を有する。第１複屈折部１３１の凹凸構造の凹部及び凸部の延在方向は、後述する第２位相差部材１５０の第３複屈折部１５１の凹凸構造の凹部及び凸部の延在方向と略平行である。第２複屈折部１３３の凹凸構造の凹部及び凸部の延在方向は、第２位相差部材１５０の第３複屈折部１５１の凹凸構造の凹部及び凸部の延在方向と略直交する。そのため、第１複屈折部１３１と第２複屈折部１３３の凹凸構造の凹部及び凸部の延在方向は、互いに略直交する。すなわち、第１複屈折部１３１と第２複屈折部１３３の遅相軸は略直交する。例えば、第１複屈折部１３１において第１複屈折部１３１の延在方向に対して４５度の角度をなす方向に凹部及び凸部が延在し、第２複屈折部１３３において第２複屈折部１３３の延在方向に対して１３５度の角度をなす方向に凹部及び凸部が延在してよい。すなわち、第１複屈折部１３１と第２複屈折部１３３の遅相軸角度が、それぞれ、第１複屈折部１３１及び第２複屈折部１３３の延在方向に対して４５度、１３５度であってよい。なお、本願において「略平行」とは、延在方向又は遅相軸が一致している場合だけでなく、延在方向又は遅相軸のなす角度が−１０°〜１０°の範囲内である場合も含む。「略直交」及び「略垂直」とは、延在方向又は遅相軸のなす角度が９０°である場合だけでなく、延在方向又は遅相軸のなす角度が８０°〜１００°の範囲内である場合も含む。
【００６６】
第２位相差部材１５０は、図５（ｃ）に示すように、第３複屈折部１５１を有する。第３複屈折部１５１は、第１位相差部材１３０の第１複屈折部１３１及び第２複屈折部１３３に重ねられる領域全体に形成されている。すなわち、第２位相差部材は、第１位相差部材１３０の第１複屈折部１３１及び第２複屈折部１３３に重ねられる領域において、均一の複屈折性を有する。第３複屈折部１５１は、第１実施形態の光学位相差部材１０Ａの複屈折部１１と同様の凹凸構造（凹凸パターン）を有する。第３複屈折部１５１の凹凸構造の凹部及び凸部の延在方向は、第１位相差部材１３０の第１複屈折部１３１の凹凸構造の凹部及び凸部の延在方向と略平行であり、第１位相差部材１３０の第２複屈折部１３３の凹凸構造の凹部及び凸部の延在方向と略直交する。すなわち、第３複屈折部１５１の遅相軸は、第１複屈折部１３１の遅相軸に略平行であり、第２複屈折部１３３の遅相軸に略垂直である。また、第３複屈折部１５１の位相差の絶対値は、第２複屈折部１３３の位相差の絶対値と実質的に等しい。例えば、第３複屈折部１５１と第２複屈折部１３３の構造を、凹部及び凸部の延在方向を除いて同じにすることにより、第３複屈折部１５１と第２複屈折部１３３の位相差の絶対値を実質的に同じにすることができる。なお、「位相差の絶対値が実質的に等しい」とは、位相差の絶対値が一致している場合だけでなく、位相差の絶対値の差が１０ｎｍ未満である場合も含む。
【００６７】
位相差部７Ｃは、第１位相差部材１３０の第１複屈折部１３１及び第２位相差部材１５０の第３複屈折部１５１から構成される。非位相差部９Ｃは第１位相差部材１３０の第２複屈折部１３３及び第２位相差部材１５０の第３複屈折部１５１から構成される。すなわち、第１位相差部材１３０及び第２位相差部材１５０は、第１複屈折部１３１と第３複屈折部１５１が位相差部７Ｃにおいて重なり合い、第２複屈折部１３３と第３複屈折部１５１が非位相差部９Ｃにおいて重なり合うように重ね合わせられている。
【００６８】
位相差部７Ｃにより生じる位相差の大きさは、第１複屈折部１３１と第３複屈折部１５１により生じる位相差を足し合わせた大きさとなる。第１複屈折部１３１と第３複屈折部１５１の遅相軸が略平行であることにより、位相差部７Ｃにおいてより大きな位相差を生じさせることができる。位相差部７Ｃにより生じる位相差は、任意の大きさでよいが、λ／４又はλ／２であることが好ましく、λ／２であることがより好ましい。例えば、第１複屈折部１３１と第３複屈折部１５１がλ／４の位相差を生じさせることで、位相差部７Ｃによりλ／２の位相差を生じさせることができる。
【００６９】
一方、非位相差部９Ｃにおいては、第２複屈折部１３３と第３複屈折部１５１は遅相軸が略直交し、位相差の絶対値が実施的に等しいため、第２複屈折部１３３の位相差と第３複屈折部１５１の位相差が相殺する。すなわち、第２複屈折部１３３の位相差と第３複屈折部１５１の位相差の合計は０（位相差が１０ｎｍ未満であり実質的に０である場合も含む）になる。そのため、非位相差部９Ｃは位相差を生じさせない。
【００７０】
以上の第１〜３実施形態の光学位相差部材は、位相差部と非位相差部が交互に形成されているため、光学位相差部材をそのまま偏光ビームスプリッタアレイに貼り合せることで偏光変換素子を製造することができる。従来の延伸樹脂フィルムや水晶板からなる光学位相差部材を用いて偏光変換素子を製造する場合は、複数の短冊状の小片を切り出して各小片を偏光ビームスプリッタアレイに一つずつ貼り合せる必要があるのに対し、第１〜３実施形態の光学位相差部材は、小片を切り出す必要がないため、偏光変換素子の製造を容易にする。
【００７１】
また、第１〜３実施形態の光学位相差部材は、従来の水晶板からなる位相差部材と比べて安価である。さらに、第１〜３実施形態の光学位相差部材を無機材料等の耐熱性の高い材料から形成することにより、従来の延伸樹脂フィルムと比べて耐熱性の高い光学位相差部材が得られるという利点もある。
【００７２】
［偏光変換素子］
上述した光学位相差部材を用いた偏光変換素子について、図６を参照しながら説明する。偏光変換素子１００は、光学位相差部材１０と、偏光ビームスプリッタアレイ１０１を備える。
【００７３】
偏光ビームスプリッタアレイ１０１は、入射光軸ＡＸに対して４５°の角度をなす互いに平行な偏光膜１０２ａ及び反射膜１０２ｂと、偏光膜１０２ａまたは反射膜１０２ｂを挟み込む透明部材１０４ａ、１０４ｂを備える。透明部材１０４ａ、１０４ｂとしては、例えばガラスが用いられる。偏光膜１０２ａ及びそれを挟み込む透明部材１０４ａから構成されるブロック１０６ａと、反射膜１０２ｂ及びそれを挟み込む透明部材１０４ｂから構成されるブロック１０６ｂが交互に配設される。それにより、偏光膜１０２ａ及び反射膜１０２ｂが所定の間隔で交互に設けられる。偏光膜１０２ａは、所定の偏光方向の偏光光を透過させ、これに直交する偏光方向の偏光光を反射させるものである。反射膜１０２ｂは入射光を反射すればよいため、反射膜の代わりに偏光膜を設置して、その反射機能のみを用いてもよい。
【００７４】
光学位相差部材１０としては、上述した光学位相差部材１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを用いることができる。光学位相差部材１０の位相差部７は、入射光にλ／２（λは入射光の波長を示す）の位相差を生じさせる。光学位相差部材１０は、偏光ビームスプリッタアレイ１０１の光出射面に配置され、透明部材１０４ａ、１０４ｂに貼り付けられている。光学位相差部材１０の位相差部７は偏光膜１０２ａを備えるブロック１０６ａ上に位置し、光学位相差部材１０の非位相差部９は反射膜１０２ｂを備えるブロック１０６ｂ上に位置する。
【００７５】
次に、偏光変換素子１００の作用を説明する。光源（不図示）からの波長λの光Ｌが、レンズアレイ（不図示）等を経てブロック１０６ａに入射する。光Ｌは、偏光膜１０２ａに対してｓ偏光成分（図６において“〇”で表される）とｐ偏光成分（図６において両矢印で表される）とを含む。光Ｌは偏光膜１０２ａに入射し、ｓ偏光の成分が反射され、ｐ偏光の成分は透過する。反射されたｓ偏光成分は隣の反射膜１０２ｂにて再度反射され、偏光ビームスプリッタアレイ１０１から出て、光学位相差部材１０の非位相差部９に入射する。非位相差部９は位相差を生じさせないため、ｓ偏光成分はそのまま光学位相差部材１０から出射する。一方、偏光膜１０２ａを透過したｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタアレイ１０１から出て、光学位相差部材１０の位相差部７に入射する。位相差部７によりλ／２の位相差が生じるため、ｐ偏光光はｓ偏光光に変換されて光学位相差部材１０から出射する。したがって、偏光変換素子１００を出射する光は、すべてｓ偏光となる。
【００７６】
なお、光学位相差部材１０の位相差部７が反射膜１０２ｂを備えるブロック１０６ｂ上に位置し、光学位相差部材１０の非位相差部９が偏光膜１０２ａを備えるブロック１０６ａ上に位置してもよい。この場合、偏光変換素子１００を出射する光は、すべてｐ偏光となる。また、偏光膜１０２ａとしてｐ偏光成分を反射し、ｓ偏光成分を透過する偏光膜を用いてもよい。この場合、偏光変換素子１００を出射する光は、すべてｐ偏光となる。つまり、光学位相差部材１０の位相差部７が偏光ビームスプリッタアレイ１０１のｐ偏光成分及びｓ偏光成分の一方の出射面上に設けられ、非位相差部９が偏光ビームスプリッタアレイ１０１のｐ偏光成分及びｓ偏光成分の他方の出射面上に設けられればよい。
【００７７】
このように、偏光変換素子１００は入射光を所定の偏光方向に揃える作用を有する。このような偏光変換素子１００はプロジェクタ（投影型表示装置）、反射型あるいは半透過型液晶表示装置等の各種デバイス等に用いられる。
【００７８】
［光学位相差部材の製造方法］
光学位相差部材の製造方法について、第１実施形態に従う光学位相差部材１０Ａの製造方法を例に挙げて説明する。光学位相差部材１０Ａの製造方法は、図７に示すように、主に、一方向に延在する凹部及び凸部から構成される凹凸パターン面を有する樹脂構造体を作製する工程Ｓ１と、前記樹脂構造体の凹凸パターン面上に、開口部と遮蔽部が同一面上で隣接して交互に配置されたマスクを配置する工程Ｓ２と、前記開口部に位置する前記樹脂構造体の凸部をエッチングして、凹凸部と非凹凸部が同一面上で隣接して交互に配置された表面を備えるテンプレート（転写用の型）を得る工程Ｓ３と、前記テンプレートの前記表面の形状を被転写材料に転写して、透明基体を得る工程Ｓ４と、高屈折率層を形成する工程Ｓ５と、中屈折率層または積層体を形成する工程Ｓ６とを有する。なお、Ｓ５、Ｓ６は任意の工程である。各工程について図８（ａ）〜（ｈ）を参照しながら説明する。
【００７９】
＜樹脂構造体の作製＞
一方向に延在する凹部及び凸部から構成される凹凸パターン面を有する樹脂構造体は、任意の方法で作製することができるが、例えば以下のようにして製造することができる。
【００８０】
図８（ａ）に示すように、凹凸パターン（第１凹凸パターン）８４を有する母型２４０を用意する。第１凹凸パターン８４は一方向に延在する凸部及び凹部が周期的に配列した一次元周期パターンである。以下に母型２４０の製造方法の例を説明する。
【００８１】
最初に、シリコン、金属、石英、樹脂等の基板上にレジストを塗布する。フォトリソグラフィ法、電子線リソグラフィ法等によってレジストパターンを形成する。レジストパターンをマスクとしてドライエッチング法により基板をエッチングし、基板の表面に第１凹凸パターンを形成する。その後残存するレジストパターンを除去する。それにより、凹凸パターンを有する母型が得られる。
【００８２】
上記方法に代えて、以下の方法によっても凹凸パターンを有する母型を製造することができる。最初に、熱酸化膜付きシリコン基板上にレジストを塗布する。リソグラフィ法によりレジストパターンを形成する。レジストパターンをマスクとしてドライエッチングまたはウェットエッチングにより熱酸化膜をエッチングし、熱酸化膜パターンを形成する。その後残存するレジストパターンを除去する。次いで、熱酸化膜パターンをマスクとしてドライエッチング法によりシリコン基板をエッチングする。それにより、凹凸パターンを有する母型が得られる。
【００８３】
なお、母型において、凹凸パターンは基板の表面全体に形成されてよい。凹凸パターンが形成されていない領域を有する母型を形成する場合、パターン密度の違いにより、当該領域の近傍におけるドライエッチングのレートがその他の領域と異なり、その結果、母型の凹凸パターンの凹凸深さや凸部の側面の傾き等が不均一になることがあるためである。
【００８４】
次に、母型２４０の第１凹凸パターン８４を樹脂材料に転写することで、第１凹凸パターンに対応する第２凹凸パターン８２を有する樹脂構造体１４０を作製することができる。
【００８５】
具体的には、例えば、図８（ｂ）に示すように、硬化性樹脂を支持基板１４２に塗布して樹脂層１４４を形成した後、母型２４０の凹凸パターン８４を樹脂層１４４に押し付けつつ樹脂層１４４を硬化させる。支持基板１４２として、例えば、ガラス、石英、シリコン等の無機材料からなる基材；シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアリレート等の有機材料からなる基材、ニッケル、銅、アルミ等の金属材料が挙げられる。また、支持基板１４２の厚みは、１〜５００μｍの範囲にし得る。
【００８６】
硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、メタクリル系、ビニルエーテル系、オキセタン系、ウレタン系、メラミン系、ウレア系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、フェノール系、架橋型液晶系、フッ素系、シリコーン系、ポリアミド系等のモノマー、オリゴマー、ポリマー等の各種樹脂が挙げられる。硬化性樹脂の厚みは０．５〜５００μｍの範囲内であることが好ましい。厚みが前記下限未満では、樹脂層１４４の表面に形成される凹凸の高さが不十分となり易く、前記上限を超えると、硬化時に生じる樹脂層１４４の体積変化の影響が大きくなり凹凸形状が良好に形成できなくなる可能性がある。
【００８７】
硬化性樹脂を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、インクジェット法、スパッタ法等の各種コート方法を採用することができる。さらに、硬化性樹脂を硬化させる条件としては、使用する樹脂の種類により異なるが、例えば、硬化温度が室温〜２５０℃の範囲内であり、硬化時間が０．５分〜２４時間の範囲内であることが好ましい。また、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射することで硬化させる方法でもよく、その場合には、照射量は２０ｍＪ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。
【００８８】
次いで、硬化後の樹脂層１４４から母型２４０を取り外す。母型を取り外す方法としては、機械的な剥離法に限定されず、公知の方法を採用することができる。それにより、図８（ｃ）に示すように、母型２４０の第１凹凸パターン８４が樹脂層１４４に転写され、第１凹凸パターン８４に対応する第２凹凸パターン８２が表面（凹凸パターン面）に形成された樹脂構造体１４０が得られる。
【００８９】
なお、母型を取り外した後、樹脂構造体の第２凹凸パターンを１回以上転写して作製した別の樹脂構造体を用いて、後続のマスク配置工程以降の工程を行ってもよい。例えば、樹脂構造体を電鋳処理して金属モールドを作製し、該金属モールドの凹凸パターンを別の樹脂層に転写することにより別の樹脂構造体を作製することができる。
【００９０】
具体的には、電鋳処理のための導電層となるシード層を、無電解めっき、スパッタまたは蒸着等により樹脂構造体上に形成する。シード層は、後続の電鋳工程における電流密度を均一にして後続の電鋳工程により堆積される金属層の厚みを一定にするために１０ｎｍ以上が好ましい。シード層の材料として、例えば、ニッケル、銅、金、銀、白金、チタン、コバルト、錫、亜鉛、クロム、金・コバルト合金、金・ニッケル合金、ホウ素・ニッケル合金、はんだ、銅・ニッケル・クロム合金、錫ニッケル合金、ニッケル・パラジウム合金、ニッケル・コバルト・リン合金、またはそれらの合金などを用いることができる。次に、シード層上に電鋳（電界めっき）により金属層を堆積させる。金属層の厚みは、例えば、シード層の厚みを含めて全体で１０〜３００００μｍの厚みにすることができる。電鋳により堆積させる金属層の材料として、シード層として用いることができる上記金属種のいずれかを用いることができる。形成した金属層は、後続の樹脂層の押し付け、剥離及び洗浄などの処理の容易性からすれば、適度な硬度及び厚みを有することが望ましい。
【００９１】
上記のようにして得られたシード層を含む金属層を、凹凸パターンを有する第１モールドから剥離して金属モールドを得る。剥離方法としては、物理的に剥がしても構わないし、樹脂構造体の樹脂層を、それらを溶解する有機溶媒や酸、アルカリ等用いて溶解して除去することによって剥離してもよい。金属モールドを樹脂構造体から剥離するときに、残留している材料成分を洗浄にて除去することができる。洗浄方法としては、界面活性剤などを用いた湿式洗浄や紫外線やプラズマを使用した乾式洗浄を用いることができる。また、例えば、粘着剤や接着剤を用いて残留している材料成分を付着除去するなどしてもよい。
【００９２】
次いで、金属モールドの凹凸パターンを樹脂材料に転写することで、新たな樹脂構造体（別の樹脂構造体）を作製することができる。例えば、硬化性樹脂を支持基板に塗布した後、金属モールドの凹凸パターンを樹脂層に押し付けつつ樹脂層を硬化させる。支持基板の材料及び厚み、硬化性樹脂及びその厚み、硬化性樹脂の塗布方法、硬化性樹脂の硬化条件は、上述の樹脂構造体の作製におけるものと同様にし得る。
【００９３】
次いで、硬化後の樹脂層から金属モールドを取り外す。金属モールドを取り外す方法としては、機械的な剥離法に限定されず、公知の方法を採用することができる。
【００９４】
また、上述の金属モールドの凹凸パターン上にゴム系の樹脂材料を塗布し、塗布した樹脂材料を硬化させ、金属モールドから剥離することにより、金属モールドの凹凸パターンが転写されたゴムモールドを作製し、これを樹脂構造体として用いて後続の工程を行ってもよい。ゴム系の樹脂材料として、天然ゴム及び合成ゴムを用いることができ、特に、シリコーンゴム、またはシリコーンゴムと他の材料との混合物もしくは共重合体が好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、ポリオルガノシロキサン、架橋型ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサン／ポリカーボネート共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリフェニレン共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリスチレン共重合体、ポリトリメチルシリルプロピン、ポリ４メチルペンテンなどが用いられる。シリコーンゴムは、他の樹脂材料と比べて安価で、耐熱性に優れ、熱伝導性が高く、弾性があり、高温条件下でも変形しにくいことから、凹凸パターン転写プロセスを高温条件下で行う場合には好適である。さらに、シリコーンゴム系の材料は、ガスや水蒸気透過性が高いため、被転写材の溶媒や水蒸気を容易に透過することができる。そのため、後述するような樹脂材料または無機材料の前駆体溶液の膜に凹凸パターンを転写する目的でゴムモールドを用いる場合には、シリコーンゴム系の材料が好適である。また、ゴム系材料の表面自由エネルギーは２５ｍＮ／ｍ以下が好ましい。これによりゴムモールドの凹凸パターンを基材上の塗膜に転写するときの離形性が良好となり、転写不良を防ぐことができる。ゴムモールドは、例えば、長さ５０〜１０００ｍｍ、幅５０〜３０００ｍｍ、厚み１〜５０ｍｍにし得る。また、必要に応じて、ゴムモールドの凹凸パターン面上に離型処理を施してもよい。
【００９５】
＜マスクの配置＞
図８（ｄ）に示すように、樹脂構造体１４０の凹凸パターン面（第２凹凸パターン８２が形成された表面）の上に、開口部１６２及び遮蔽部１６４を有するマスク１６０を配置する。マスク１６０としては金属製マスク等を用いることができる。開口部１６２及び遮蔽部１６４はいずれも一方向に延在する矩形の形状を有し、開口部１６２及び遮蔽部１６４の延在方向に直交する方向に隣接して交互に配列されている。なお、樹脂構造体１４０は一方向に延在する凹部及び凸部から構成される凹凸パターン８２を表面に有するが（図９（ａ）参照）、マスクの１６０の開口部１６２及び遮蔽部１６４の延在方向が凹凸パターン８２の凹部及び凸部の延在方向に対して２０度〜７０度または１１０度〜１６０度の角度、特に４５度または１３５度の角度をなすように、マスク１６０を配置してよい（図９（ｂ）参照）。
【００９６】
＜エッチング＞
次に、マスク１６０を介してエキシマＵＶ光等の紫外線に代表されるエネルギー線を樹脂構造体１４０に照射する。それにより、マスク１６０の開口部１６２の下に位置する樹脂構造体１４０の凸部がエッチングされて、図８（ｅ）に示すようにテンプレート１８０が得られる。テンプレート１８０は、一方向に延在する複数の凸部１８６及び凹部１８７から構成される凹凸部１８１と非凹凸部１８３とが形成された表面を有する。凹凸部１８１と非凹凸部１８３はいずれも一方向に延在する矩形形状であり、同一面上でこれらの延在方向に直交する方向に隣接して交互に配列されている。凹凸部１８１の凸部１８７及び凹部１８７は、凹凸部１８１と非凹凸部１８３の延在方向に対して２０度〜７０度または１１０度〜１６０度の角度、特に４５度または１３５度の角度をなす方向に延在してよい。なお、非凹凸部１８３は平坦であってよいが、位相差を生じない程度に十分低い（浅い）凹凸を有していてもよい。
【００９７】
＜転写＞
次に、テンプレート１８０の表面形状を被転写材料（凹凸構造層材料）に転写して、透明基体を形成する。被転写材料として無機材料を用いる場合、無機材料の前駆体溶液を調製する溶液調製工程、調製された前駆体溶液を基材に塗布して塗膜を形成する塗布工程、塗膜を乾燥する乾燥工程、テンプレートを塗膜に押し付ける押圧工程、テンプレートが押し付けられた塗膜を仮焼成する仮焼成工程、テンプレートを塗膜から剥離する剥離工程、及び塗膜を硬化させる硬化工程により透明基体を形成することができる。
【００９８】
（１）溶液調整工程
最初に無機材料の前駆体の溶液を調製する。ゾルゲル法を用いて無機材料からなる凹凸構造層を形成する場合、無機材料の前駆体の溶液としてＳｉ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｉｎ等のアルコキシド（金属アルコキシド）の溶液を調製する。例えば、ＷＯ２０１６／０５６２７７号に記載される無機材料の前駆体を用いることができる。前駆体溶液の溶媒としては、ＷＯ２０１６／０５６２７７号に記載される溶媒を用いることができる。前駆体溶液には、ＷＯ２０１６／０５６２７７号に記載される添加物を添加してよい。また、無機材料の前駆体としてＷＯ２０１６／０５６２７７号に記載されるポリシラザンを用いてもよい。
【００９９】
（２）塗布工程
上記のように調製した無機材料の前駆体溶液を基材上に塗布して塗膜を形成する。基材上には密着性を向上させるために、表面処理や易接着層を設けるなどをしてもよい。前駆体溶液の塗布方法として、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、インクジェット法などの任意の塗布方法を使用することができるが、比較的大面積の基材に前駆体溶液を均一に塗布可能であること、前駆体溶液が硬化する前に素早く塗布を完了させることができることからすれば、バーコート法、ダイコート法及びスピンコート法が好ましい。
【０１００】
（３）乾燥工程
前駆体溶液の塗布後、塗膜（前駆体膜）中の溶媒を蒸発させるために基材を大気中もしくは減圧下で保持してもよい。パターン形成の安定性の観点から、パターン転写が良好にできる乾燥時間範囲が十分広いことが望ましく、これは乾燥温度（保持温度）、乾燥圧力、前駆体の材料種、前駆体の材料種の混合比、前駆体溶液調製時に使用する溶媒量（前駆体の濃度）等によって調整することができる。なお、基材をそのまま保持するだけでも塗膜中の溶媒が蒸発するので、必ずしも加熱や送風などの積極的な乾燥操作を行う必要はなく、塗膜を形成した基材をそのまま所定時間だけ放置したり、後続の工程を行うために所定時間の間に搬送したりするだけでもよい。
【０１０１】
（４）押圧工程
次いで、図８（ｆ）に示すように、テンプレート１８０を基材４２上の塗膜（前駆体膜）５２に押圧して、テンプレート１８０の表面の形状を塗膜５２に転写する。テンプレート１８０をロール体に巻きつけてロール状モールドを作製し、ロールプロセスによりテンプレート１８０の表面形状を転写してもよい。ロール状モールドを用いたロールプロセスは、プレート状モールドを用いたプレス式プロセスと比較してモールドと塗膜とが接する時間が短いため、モールド、基材及び基材を設置するステージなどの熱膨張係数の差によるパターンくずれを防ぐことができること、塗膜中の溶媒の突沸によってパターン中にガスの気泡が発生したり、ガス痕が残ったりすることを防止することができること、塗膜とモールドが線接触するため転写圧力及び剥離力を小さくでき、大面積化に対応し易いこと、押圧時に気泡をかみ込むことがないことなどの利点を有する。また、テンプレート１８０を塗膜５２に押し付けながら塗膜５２を加熱してもよい。
【０１０２】
（５）仮焼成工程
塗膜（前駆体膜）にテンプレートを押し付けた後、塗膜を仮焼成してもよい。仮焼成することにより前駆体が無機材料に転化して塗膜が硬化し、剥離の際に崩れにくくなる。仮焼成を行う場合は、大気中で室温〜３００℃の温度で加熱することが好ましい。なお、仮焼成は必ずしも行う必要はない。また、前駆体溶液に紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、前駆体膜を仮焼成する代わりに、例えばエキシマＵＶ光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによって塗膜を硬化してもよい。
【０１０３】
（６）剥離工程
テンプレートの押圧または前駆体膜の仮焼成の後、塗膜（前駆体膜又は前駆体膜を転化することにより形成された無機材料膜）からテンプレートを剥離する。それにより、テンプレートの表面形状が転写された凹凸構造層が得られる。テンプレートの剥離方法として公知の剥離方法を採用することができる。テンプレートの凹凸部の凸部及び凹部は一様な方向に延在して配列されているため、離形性がよい。テンプレートの剥離方向は凸部及び凹部の延在方向と平行な方向にしてよい。それによりテンプレートの離形性をさらに向上することができる。塗膜を加熱しながらテンプレートを剥離してもよく、それにより塗膜から発生するガスを逃がし、塗膜内に気泡が発生することを防ぐことができる。ロールプロセスを使用する場合、プレス式に比べて剥離力は小さくてよく、塗膜がテンプレートに残留することなく容易にモールドを塗膜から剥離することができる。特に、塗膜を加熱しながら押圧することで反応が進行し易く、押圧直後にモールドが塗膜から剥離し易くなる。
【０１０４】
（７）硬化工程
塗膜（凹凸構造層）からテンプレートを剥離した後、凹凸構造層を本硬化してもよい。本焼成により凹凸構造層を本硬化させることができる。ゾルゲル法によりシリカに転化する前駆体を用いた場合、凹凸構造層を構成するシリカ（アモルファスシリカ）中に含まれている水酸基などが本焼成により脱離して凹凸構造層がより強固となる。本焼成は、２００〜１２００℃の温度で、５分〜６時間程度行うのが良い。この時、凹凸構造層がシリカからなる場合、焼成温度、焼成時間に応じて非晶質または結晶質、または非晶質と結晶質の混合状態となる。なお、硬化工程は必ずしも行う必要はない。また、前駆体溶液に紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、凹凸構造層を焼成する代わりに、例えばエキシマＵＶ光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによって、凹凸構造層を本硬化することができる。
【０１０５】
以上のようにして、図８（ｇ）に示すように、テンプレートの表面形状が転写された凹凸構造層５０が形成され、基材４２及び凹凸構造層５０から構成される透明基体４０が得られる。透明基体４０は、位相差部７と非位相差部９が同一面上で隣接して交互に配置された表面を備える。位相差部７は、周期的な凹凸パターン８０が形成された複屈折部１１から構成され、非位相差部９は、複屈折性のない非複屈折部１３から構成される。
【０１０６】
またゾルゲル法のほか、無機材料の微粒子の分散液を用いる方法、液相堆積法（ＬＰＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて凹凸構造層を形成してもよい。
【０１０７】
また、被転写材料（凹凸構造層材料）として、上述の無機材料に代えて硬化性樹脂材料を用いて、凹凸構造層を形成してもよい。硬化性樹脂を用いて凹凸構造層を形成する場合、例えば、硬化性樹脂を基材に塗布した後、塗布した硬化性樹脂層にテンプレートを押し付けつつ塗膜を硬化させることによって、硬化性樹脂層にテンプレートの表面形状を転写することができる。硬化性樹脂は有機溶剤で希釈してから塗布してもよい。この場合に用いる有機溶剤としては硬化前の樹脂を溶解するものを選択して使用することができる。例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などのアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、などのケトン系溶剤等の公知のものから選択できる。硬化性樹脂を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、インクジェット法、スパッタ法等の各種コート方法を採用することができる。硬化性樹脂を硬化させる条件としては、使用する樹脂の種類により異なるが、例えば、硬化温度が室温〜２５０℃の範囲内であり、硬化時間が０．５分〜３時間の範囲内であることが好ましい。また、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射することで硬化させる方法でもよく、その場合には、照射量は２０ｍＪ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。
【０１０８】
＜高屈折率層の形成＞
次いで、図８（ｈ）に示すように、透明基体４０の上に高屈折率層３０を形成してよい。上述のような膜厚を有する高屈折率層３０を複屈折部１１の凸部の上面及び側面に形成するためには、高屈折率層３０を付き回り性（カバレッジ性）の高い成膜方法で形成することが好ましく、例えば、メッキ法、原子層堆積法、化学気相成長法、スパッタ法、蒸着法等により形成することができる。
【０１０９】
＜中屈折層または積層体の形成＞
さらに、高屈折率層３０上に中屈折率層２０を形成してよい。中屈折率層２０は、付き回り性の低い成膜方法、例えば、スパッタ法、蒸着法等により形成することが好ましい。それにより、凸部の側面の高屈折率層３０上に中屈折率層２０が形成されないようにしながら、あるいは凸部の側面の高屈折率層３０上に形成される中屈折率層２０の膜厚を上述のような範囲内に制御しながら、凸部の上面の高屈折率層３０上に中屈折率層２０を形成することができる。
【０１１０】
あるいは、高屈折率層３０上に積層体２５を構成する２ｎ＋１個（ｎは正の整数）の各層を順に形成してよい。各層は、付き回り性の低い成膜方法、例えば、スパッタ法、蒸着法等により形成することが好ましい。それにより、凸部の側面の高屈折率層３０上に積層体２５を構成する材料が堆積されないようにしながら、あるいは凸部の側面の高屈折率層３０上に形成される積層体２５の膜厚を上述のような範囲内に制御しながら、凸部の上面の高屈折率層３０上に積層体２５を形成することができる。
【０１１１】
なお、母型の凹凸パターンを樹脂層に転写するときに、一方向に延在する矩形形状の開口部及び遮蔽部を有するマスクを用いて樹脂層にエネルギー線を照射して、樹脂層を部分的に硬化させることにより、凹凸部と非凹凸部を有するテンプレートを作製することも可能である。また、樹脂構造体の凹凸パターンを凹凸構造層材料に転写した後、形成された凹凸構造層の凹部を部分的に埋めることで、凹凸部（複屈折部）と非凹凸部（非複屈折部）を有する透明基体を作製することもできる。
【０１１２】
以上、本発明を実施形態により説明してきたが、本発明の光学位相差部材の製造方法は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で適宜改変することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明の光学位相差部材は、低コストであるとともに、偏光変換素子の製造に要する工数を軽減することができる。それゆえ、本発明の光学位相差部材は、プロジェクタ（投影型表示装置）、反射型あるいは半透過型液晶表示装置等に用いられる偏光変換素子の製造に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１，１００…偏光変換素子
２…光学薄膜
３…プリズムアレイ
４…１／２波長板
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ…位相差部
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…非位相差部
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…光学位相差部材
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１１ａ，１１１ｂ…複屈折部
１３，１１３ａ，１１３ｂ…非複屈折部、２０…中屈折率層、２５…積層体
２２…第１層、２４…第２層、２６…第３層、３０…高屈折率層
４０…透明基体、４２…基材、５０…凹凸構造層、６０…凸部
７０…凹部、９０…空気層、８０…凹凸パターン
１００…偏光変換素子、１０１…偏光ビームスプリッタアレイ
１０２ａ…偏光膜、１０２ｂ…反射膜、１０４ａ，１０４ｂ…透明部材
１０６ａ，１０６ｂ…ブロック
１４０…樹脂構造体、１４２…支持基板、１４４…樹脂層、１６０…マスク
１６２…開口部、１６４…遮蔽部、１８０…テンプレート、１８１…凹凸部
１８３…非凹凸部
【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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