JP2007033746A - 光学素子の製造方法、光学素子、投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光素子や回折格子として用いることができ、耐熱性ないし耐光性を備えた信頼性の高い光学素子を、比較的簡易で生産性に優れた光学素子の製造方法と、これによって得られる光学素子、及びこの光学素子を用いた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２上に導電体からなる縞状のパターン（グリッド３）を有した光学素子の製造方法である。光触媒作用を有する金属化合物の多孔質膜５を形成した基板２を用意し、多孔質膜５上に、化合物層８を形成する。不活性雰囲気にて多孔質膜５に選択的に光を照射し、多孔質膜５上の化合物層８を選択的に還元して金属を縞状に生成する。この化合物層８から化合物を選択的に除去し、第１金属層６ａを形成する。第１金属層６ａ上に、電解めっき処理によって第２金属層６ｂを形成し、縞状のパターン（グリッド３）を形成する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、光学素子の製造方法、光学素子、投射型表示装置に関する。

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（液晶層に対向する面とは異なる面側）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ワイヤーグリッド型の偏光素子とその製造方法が知られている。

この特許文献１における偏光素子の製造方法は、透明基板の表面に、複数の直線状の凹部を互いに平行に所定の間隔をもって刻設して第１の凹凸構造を形成する第１の凹凸構造形成工程と、液相析出法によって前記第１の凹凸構造に誘電体を略均一の厚さに析出させて、前記第１の凹部の幅よりも狭い幅の複数の第２の凹部を有する第２の凹凸構造を形成する第２の凹凸構造形成工程と、前記複数の第２の凹部に導電体を埋設する導電体埋設工程とを有した構成となっている。
特開２００２−３２８２２２号公報

この特許文献１の偏光素子の製造方法では、第１の凹凸構造の表面に誘電体層として二酸化珪素を形成する際、二酸化珪素が過飽和状態で含有される珪弗化水素酸（Ｈ_２ＳｉＦ_６）溶液に透明基板を接触させて、この珪弗化水素酸溶液中の二酸化珪素成分を透明基板の表面に析出させる、液相析出法を採用している。
しかしながら、劇毒物である珪弗化水素酸から二酸化珪素（ＳｉＯ_２）を析出しているため、珪弗化水素酸の取り扱いが困難であり、また、生成物となるＨＦも劇毒物であって特別な除去処理が必要となることから、専用の設備が必要となるなど、製造そのものが非常に困難になり、コストも高くなってしまう。
また、過飽和状態の珪弗化水素酸にはＳｉＯ_２パーティクルが多少含まれているので、前記の第１の凹凸構造の表面、すなわち凹部の壁面や底面に二酸化珪素を均一に付着するのが困難である。
さらに、第２凹凸構造上の凸部に残留した導電体を除去する工程が必要となるので、プロセスが複雑になる。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、偏光素子や回折格子として用いることができ、耐熱性ないし耐光性を備えた信頼性の高い光学素子を、比較的簡易であり高い生産性で製造することのできる製造方法と、これによって得られる光学素子、及びこの光学素子を用いた投射型表示装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するため本発明の光学素子の製造方法は、誘電体からなる基板上に導電体からなる縞状のパターンを有した光学素子の製造方法であって、
前記基板として、その一方の面に光触媒作用を有する金属化合物の多孔質膜を形成したものを用意し、該基板の前記多孔質膜上に、前記パターンの少なくとも一部となる金属の化合物層を形成する工程と、
不活性雰囲気にて前記多孔質膜に選択的に光を照射し、該多孔質膜上の前記化合物層中の化合物を選択的に還元して金属を縞状に生成する工程と、
前記金属生成後の化合物層から化合物を選択的に除去し、前記金属からなる縞状のパターンを形成する工程と、
前記金属からなる縞状のパターン上に、電解めっき処理によって導電体層を形成し、前記の縞状のパターンを形成する工程と、を備えてなることを特徴としている。

この光学素子の製造方法によれば、基板上に導電体からなる縞状のパターン、すなわちグリッドを形成するので、得られる光学素子が光子トンネル効果及びグリッド内共鳴効果を発揮するようになり、したがって、光学特性に優れた光学素子を製造することが可能になる。具体的には、該光学素子を偏光素子として用いた場合に、偏光選択性が非常に高いものとなる。
また、光触媒作用を有する金属化合物の多孔質膜を用いて化合物層中の化合物を選択的に還元し、電界めっきを行う際の電極となる金属を形成するので、劇毒物などの取り扱いが困難な物質を用いないことから工程が比較的簡易になる。また、電界めっき処理によって導電体層を形成するので、該導電体層を比較的迅速に形成することができ、また、その厚さの制御も容易になる。また、電界めっき処理による導電体層の形成は材料選択の幅が広く、様々な導電体材料（金属材料）でグリッドを形成することが可能となる。さらに、本発明ではドライエッチング等の過酷な工程が不要で、前述したように工程が比較的簡易になることから、生産性が非常に高くなり、したがって安価な光学素子を提供することが可能となる。

また、前記光学素子の製造方法においては、前記光触媒作用を有する金属化合物がＴｉＯ_２であるのが好ましい。
ＴｉＯ_２は光触媒作用が強く、したがって光の照射を受けることにより化合物層中の化合物をより良好に還元するようになる。

また、前記光学素子の製造方法においては、前記金属の化合物層に選択的に照射する光が、レーザ光であるのが好ましい。
このようにすれば、より精細な光照射が可能になり、したがって選択的な光照射による金属の生成をより良好にかつ簡易に行うことができる。
なお、このようにレーザ光を用いる場合、これによる選択的照射を、多光束干渉露光法で行うのが好ましい。
多光束干渉露光法として例えば二光束干渉露光法を用いれば、レーザ光の波長より小さい幅での選択的な光照射も可能になり、したがってより微細な光照射が可能になる。

また、前記光学素子の製造方法においては、前記電解めっき処理によって形成する導電体層となる導電体が、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、又はこれらの合金のうちの一種あるいは複数種であるのが好ましい。
このようにすれば、グリッド（縞状のパターン）の導電率と比誘電率とが比較的大きい導電体となり、例えば得られる光学素子を偏光素子とした場合に、入射光の反射及び吸収特性が大きくなり、偏光特性が一層向上する。

本発明の光学素子は、誘電体からなる基板上に光触媒作用を有する金属化合物の多孔質膜が形成され、該多孔質膜上に、該多孔質膜の光触媒作用によって還元されてなる金属を含む、縞状の導電体パターンが形成されていることを特徴としている。
この光学素子によれば、誘電体からなる基板上に縞状の導電体パターン、すなわちグリッドを形成しているので、光子トンネル効果及びグリッド内共鳴効果を発揮するようになり、したがって、光学特性に優れたものとなる。具体的には、該光学素子を偏光素子として用いた場合に、偏光選択性が非常に高いものとなる。
また、導電体パターンが、光触媒作用を有する金属化合物の多孔質膜によって還元されてなる金属を含んでいるので、例えばこの金属を電極として電界めっきを行うことにより、導電体パターンを容易に形成することができ、したがって製造工程が比較的簡易で生産性に優れたものとなる。

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し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、該偏光素子が前記の方法により製造された光学素子、あるいは前記の光学素子によって構成されてなることを特徴としている。
この投射型表示装置によれば、光学特性に優れた偏光素子を配設してなるので、この表示装置自体も良好な表示特性を有するものとなる。また、偏光素子の製造工程が比較的簡易であり、生産性に優れたものとなっているので、この表示装置自体も生産性に優れたものとなる。

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。

［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であるプロジェクタの、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。

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は出射側の偏光板である。

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。

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。

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。

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。

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の断面模式図、図５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。

偏光板１は、本発明の製造方法により得られる光学素子、すなわち偏光素子からなるもので、光源８１０から出射した各色光を、偏光選択して直線偏光のみを透過させるものである。具体的には、図２に示すように基板２上に、グリッド（格子）３を有して構成されたものである。基板２は、ガラス基板等の誘電材料からなる透光性の基板本体４と、この基板本体４の一方の面上に形成された多孔質膜５とによって構成されたものである。多孔質膜５は、光触媒作用を有する金属化合物、本実施形態では後述するように二酸化チタン（ＴｉＯ_２）によって形成されたものである。

グリッド３は、導電体からなる複数の格子要素６が縞状（ストライプ状）のパターンに配設されて構成されたものである。このグリッド３は、図３に示すように、格子要素６の幅と格子要素６、６間の間隔との和Ｐ、すなわち格子要素６のピッチに相当する長さが、入射光の波長よりも小さい値であって、例えば１４０ｎｍ以下に設定されている。また、格子要素６の幅は、例えば７０ｎｍ以下に設定されており、製造上の都合もあるが、入射光の波長の１／１０程度にするのがより好適とされている。なお、格子要素６、６の間隙に形成される線状の溝パターン７は空間とされているが、例えば透光性の誘電体材料を挿入するものとしてもよい。

また、格子要素６は、図２及び図４に示すように積層構造を有している。本実施形態では、多孔質膜５上に、銀からなる第１金属層６ａと、アルミニウム等からなる第２金属層６ｂとが積層された構成となっている。第２金属層６ｂは、後述するように第１金属層６ａを電極として、電界めっき処理で形成されたものである。

なお、積層体である格子要素６の高さは例えば１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度となっている。また、第２金属層６ｂを構成する導電体材料としては、アルミニウム以外にも、銀、金、銅、パラジウム、白金、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、又はこれらの合金を用いることができる。さらに、これらのうちの複数種を用い、第２金属層６ｂを複数の層で形成してもよい。また、第１金属層６ａについても、銀以外の、前記したような金属を用いることができる。

このような偏光板１は、図５に示すように、格子要素６の屈折率ｎＡと、格子要素６間に介在する空間（溝パターン）７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、格子要素６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、格子要素６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。また、格子要素６が第１金属層６ａと第２金属層６ｂとの積層体からなるため、光子トンネル効果及びグリッド内共鳴効果が生じ、偏光選択性が非常に高いものとなっている。

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６に示したような構成を備えている。図６は、液晶装置８２２〜８２４の断面模式図である。

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。

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。

図６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。

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）等の透光性か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ＳｉＯ_２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。

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）等の透光性か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、ＳｉＯ_２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。

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、入射光の位相を制御するものとしている。位相制御された光は、光出射側に配設された偏光板８３４，８３５，８３６に入射して変調される。

液晶装置８２２〜８２４及び偏光板８３１〜８３６で変調された各色光は、前述した通り、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。

本実施形態では、偏光板１（８３１〜８３６）に関して有機材料を用いないものとしている。つまり、メタルハライドランプから供給される高エネルギー光により劣化する惧れのある有機材料を排除して、無機材料及び／又は金属材料から偏光板１（８３１〜８３６）を構成している。また、偏光板１（８３１〜８３６）は、以下に示すような方法により製造しているため、製造工程が比較的簡易で生産性に優れたものとなっている。

［偏光板の製造方法］
以下、図２〜図４に示した偏光板１の製造方法に基づき、本発明の光学素子（偏光素子）の一例について説明する。図７は、偏光板１の製造工程を示す断面模式図である。

まず、図７（ａ）に示すように、基板２として、ガラス基板等の誘電材料からなる透光性の基板本体４の一方の面に、光触媒作用を有する金属化合物（本実施形態ではＴｉＯ_２）の多孔質膜５を形成したものを用意する。この多孔質膜５の形成については、ＴｉＯ_２の前駆体材料、例えばチタンをアセチルアセテトンに溶解させてなる有機チタン錯塩などを用い、これを基板本体４上に塗布し、さらに加熱することによって行う。具体的には、大気雰囲気にて５００℃程度に加熱した基板本体４上に、前記の前駆体材料（有機チタン錯塩）をスプレー法やスピンコート法で塗布し、その状態で所定時間（例えば数十秒〜数分）保持した後、基板本体４を常温にまで冷却する。

このようにして前記の前駆体材料を塗布し加熱することにより、該前駆体材料中から有機成分を分解させて、基板本体４上にＴｉＯ_２膜を形成することができる。また、このとき、膜中から有機成分が分解し除去されることなどにより、膜表面が多孔質化し、結果として得られるＴｉＯ_２膜は、例えば孔径が数ｎｍ〜数十ｎｍ、孔間ピッチも数ｎｍ〜数十ｎｍである、多孔質となる。ここで、このような孔径や孔間ピッチなどについては、前駆体材料の加熱温度（基板本体４についての加熱温度）や、加熱時間などを調整することにより、制御することができる。すなわち、前駆体材料中のＴｉ濃度や、この前駆体材料の塗布厚、さらには前駆体材料の加熱温度、加熱温度等を適宜に調整することにより、所望の多孔質度を有する多孔質膜を得ることができる。

なお、多孔質膜５の形成については、ＴｉＯ_２の前駆体材料を用いることなく、ＴｉＯ_２そのものの分散液（コーティング液）を基板本体４に直接塗布し、加熱乾燥することで行ってもよい。また、このような透光性の基板本体４の一方の面に多孔質膜５を形成した基板２としては、市販されているものもある。したがって、そのような市販の基板２をそのまま用い、後の処理に供するようにしてもよい。

次に、図７（ｂ）に示すように、この基板２の前記多孔質膜５上に、前記のグリッド３の少なくとも一部となる金属、すなわち、前記第１金属層６ａとなる金属の化合物層８を形成する。具体的には、前記第１金属層６ａとなる銀の化合物として、硝酸銀等の無機化合物や銀アルコキシド等の有機化合物の溶液または分散液を前記多孔質膜５上に配し、乾燥することにより、化合物の微粒子を多孔質膜５上に均一に付着させて化合物層８を形成する。このようにして化合物層８を形成すると、この化合物層８を構成する銀化合物の微粒子が、多孔質膜５の孔内に付着してここに保持される。

次いで、この基板２を窒素雰囲気などの不活性雰囲気にした処理室内に入れ、例えば前記化合物層８側から選択的に光を照射し、該化合物層８を透過させることで、前記多孔質膜５に選択的に光を照射する。具体的には、図７（ｃ）に示すように縞状のパターンに光を照射する。すると、多孔質膜５を構成するＴｉＯ_２の光触媒作用により、前記化合物層８中の化合物（銀化合物の微粒子）が選択的に還元され、金属としての銀が生成する。
なお、光の照射については、基板本体４として透光性のものを用いていることから、化合物層８側からでなく、基板本体４の裏面側、すなわち化合物層８と反対の側から照射してもよい。

ここで、ＴｉＯ_２の光触媒作用を説明する。
ＴｉＯ_２は、光の照射を受けると電子を放出する。この電子は、例えば大気圧雰囲気中であれば酸素を活性化させて活性酸素を生成させ、殺菌力などを発揮させる。しかし、本発明では前述したように不活性雰囲気で光の照射を受け、電子を放出するため、この電子は多孔質膜５上に形成された化合物層８を還元するために供されるようになる。したがって、多孔質膜５に選択的に光を照射することにより、この光が照射された多孔質膜５のほぼ直上の化合物を選択的に還元し、金属を生成するようになる。このような還元作用によって生成した金属（銀）は、特に多孔質膜５の孔内に微粒子として付着した状態で形成され、さらに成長して微粒子間が連続することにより、図７（ｃ）に示したように、多孔質膜５上にて縞状のパターンの第１金属層６ａとなる。よって、光の照射時間等を調整することにより、得られる第１金属層６ａの厚さや緻密性などを制御することができる。
なお、このような光触媒作用を有する金属化合物としては、ＴｉＯ_２以外にも例えば酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）や酸化スズ（ＳｎＯ_２）などを挙げることができ、したがって、前記多孔質膜５を酸化インジウムや酸化スズなどによって形成することもできる。

また、このように選択的に照射する光については、水銀ランプなどの一般的な光源を用い、マスクを用いることで選択的に照射するようにしてもよいが、レーザー光を用いるのが、より精細な光照射が可能になり、したがって選択的な光照射による金属の生成をより良好にかつ簡易に行うことができるため好ましい。また、このようにレーザ光を用いる場合、これによる選択的照射を、多光束干渉露光法で行うのが好ましい。多光束干渉露光法として例えば二光束干渉露光法を用いることにより、レーザ光の波長より小さい幅での選択的な光照射も可能になり、したがって、第１金属層６ａを例えば７０ｎｍ以下の幅に形成することが可能になる。

次いで、図７（ｄ）に示すように、例えば希硝酸を用いて前記化合物層８から銀化合物を選択的に除去し、前記金属（銀）からなる第１金属層６ａを縞状のパターンに形成する。
その後、この第１金属層６ａを電極として電解めっき処理を行い、第１金属層６ａ上に前記したアルミニウム等からなる金属（導電体層）を成長させ、図７（ｅ）に示すように第２金属層６ｂを形成する。ここで、この第２金属層６ｂの形成を電解めっき処理によって行うため、その成膜速度が十分に速くなり、したがって生産性が良好になる。なお、この第２金属層６ｂについては、異なる金属（あるいは合金）による複層（積層）構造としてもよい。このように、例えば屈折率が異なる材料を積層して複層構造とすることにより、屈折異方性を良好にして光学特性を向上することができる。

このようにして第２金属層６ｂを形成することにより、第１金属層６ａと第２金属層６ｂとを積層してなる格子要素６を縞状のパターンに形成し、これによってグリッド３を形成することができる。そして、これにより図２〜４に示した偏光板１が得られる。

このようにして得られた偏光板１（偏光素子）にあっては、無機材料と金属材料とからなっていることにより、耐熱性および耐光性に優れた高い信頼性を有するものとなる。また、誘電体からなる基板２上にグリッド３を形成しているので、光子トンネル効果及びグリッド内共鳴効果を発揮するようになり、したがって偏光選択性が非常に高いものとなる。

また、このような偏光板１（偏光素子）の製造方法にあっては、前述したように信頼性が高く偏光選択性が非常に高い偏光板１（偏光素子）を容易に製造することができる。すなわち、光触媒作用を有する金属化合物の多孔質膜５を用いて化合物層８中の化合物を選択的に還元し、電界めっきを行う際の電極となる金属（第１金属層６ａ）を形成するので、劇毒物などの取り扱いが困難な物質を用いないことから工程が比較的簡易になる。また、電界めっき処理によって第２金属層６ｂ（導電体層）を形成するので、該第２金属層６ｂを比較的迅速に形成することができ、また、その厚さの制御も容易に行うことができる。さらに、ドライエッチング等の過酷な工程が不要で、前述したように工程が比較的簡易になることから、生産性が非常に高くなり、したがって安価な偏光板１（偏光素子）を提供することができる。
また、電界めっき処理によって第２金属層６ｂ（導電体層）を形成するようにしたので、その材料選択の幅が広くなり、様々な金属材料でグリッドを形成することができる。したがって、求められる光学特性に応じた種々の偏光素子（光学素子）を提供することができる。

なお、前記実施形態では、本発明の光学素子を偏光素子（偏光板）として用いる例を示したが、その他にも回折素子やＰＢＳ（Polarized Beam Splitter）、位相差板として用いることも可能である。

本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す模式図。 偏光板の一実施形態を模式的に示す斜視図。 偏光板の一実施形態を模式的に示す平面図。 偏光板の一実施形態を模式的に示す側断面図。 偏光板の作用を示す説明図。 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。 （ａ）〜（ｅ）は偏光板の製造方法の一例を模式的に示す側断面図。

符号の説明

１，８３１〜８３６…偏光板（偏光素子、光学素子）、２…基板、３…グリッド（縞状のパターン）、４…基板本体、５…多孔質膜、６…格子要素、６ａ…第１金属層、６ｂ…第２金属層、７…溝パターン、８…金属の化合物層

Claims (7)

1. 誘電体からなる基板上に導電体からなる縞状のパターンを有した光学素子の製造方法であって、
   前記基板として、その一方の面に光触媒作用を有する金属化合物の多孔質膜を形成したものを用意し、該基板の前記多孔質膜上に、前記パターンの少なくとも一部となる金属の化合物層を形成する工程と、
   不活性雰囲気にて前記多孔質膜に選択的に光を照射し、該多孔質膜上の前記化合物層中の化合物を選択的に還元して金属を縞状に生成する工程と、
   前記金属生成後の化合物層から化合物を選択的に除去し、前記金属からなる縞状のパターンを形成する工程と、
   前記金属からなる縞状のパターン上に、電解めっき処理によって導電体層を形成し、前記の縞状のパターンを形成する工程と、を備えてなることを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 前記光触媒作用を有する金属化合物がＴｉＯ_２であることを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
3. 前記金属の化合物層に選択的に照射する光が、レーザ光であることを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子の製造方法。
4. 前記レーザ光の選択的照射を、多光束干渉露光法で行う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。
5. 前記電解めっき処理によって形成する導電体層となる導電体が、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、又はこれらの合金のうちの一種あるいは複数種であ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。
6. 誘電体からなる基板上に光触媒作用を有する金属化合物の多孔質膜が形成され、該多孔質膜上に、該多孔質膜の光触媒作用によって還元されてなる金属を含む、縞状の導電体パターンが形成されていることを特徴とする光学素子。
7. 光源装置と、該光源装置から出射し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ないし５のいずれか１項に記載の方法により製造された光学素子、あるいは請求項６に記載の光学素子によって構成されてなることを特徴とする投射型表示装置。
   
   

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