JP2010060636A - 偏光子の製造方法、偏光子および投射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な透過率あるいは消光比を有する偏光子を安価に製造できる偏光子の製造方法を提供する。
【解決手段】透明基板１００上に、金属を含む下地膜１２１を形成する工程と、下地膜１２１上に、酸化珪素を含む酸化珪素部１２７を、複数の金属細線１０１と相補的なパターンで形成する工程と、酸化珪素部１２７のパターンが形成されていない下地膜１２１上に、下地膜１２１の金属よりも貴な金属による置換メッキ処理により、金属部１１２を形成する工程と、酸化珪素部１２７および、下地膜１２１についての酸化珪素部１２７が形成された部分を除去して、金属部１１２の間に透明基板１００を露出させる工程とを含む偏光子１０の製造方法が提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、偏光子の製造方法、偏光子および投射型液晶表示装置に関する。

液晶プロジェクタ装置などの投射型液晶表示装置では、光源から出力された可視光は、ワイヤグリッド偏光子を透過あるいは反射し、液晶デバイスへ供給される。そして、この液晶デバイスにより制御された可視光を、像の投射光として用いる。ここで用いられるワイヤグリッド偏光子は、可視光のうちの所定方向の偏光成分を選択的に透過する部材あるいは反射する部材であり、液晶デバイスにおける液晶の配向を可視化させる役割を持つ重要な部材である。

このように光の偏光を調整することを目的として用いられる部材には、偏光フィルム、ワイヤグリッド偏光子などがある（特許文献１、２を参照）。ワイヤグリッド偏光子は、透明な支持体上に、光の波長よりも微細な間隔で直線状の複数の金属細線を平行に並べた部材であり、通常、ワイヤグリッド偏光子に入射した光は、金属細線の延在方向と垂直な方向へ振動する電場ベクトルをもつ偏光成分を透過し、金属細線の延在方向と平行な方向へ振動する電場ベクトルをもつ偏光成分を吸収あるいは反射する。これにより、直線状の複数の金属細線が平行に並べられたワイヤグリッド偏光子は、直線偏光素子として機能する。

また、特許文献１は、樹脂フィルムを横方向で伸ばすとともに縦方向において縮めることで、偏光フィルムを製造する方法を開示する。

また、特許文献２は、透明な支持体上にレジストを塗布し、電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）リソグラフィもしくはＸ線リソグラフィによりレジストに複数の金属細線用の溝を描画し、リフトオフ法を用いて描画された溝に金属または半導体からなる複数の金属細線を形成することで、基板上に複数の金属細線が配列されたワイヤグリッド偏光子を製造する方法を開示する。

特開２００３−４３２５７号公報 特開平１０−１５３７０６号公報

しかしながら、特許文献１の偏光フィルムの製造方法では、樹脂フィルムを伸縮するだけで製造が可能であるので量産に適しているものの、樹脂フィルム自体に光を吸収する特性が必要であるために原理的に光の透過率が低く、しかも、消光比も低い。

これに対して、ワイヤグリッド偏光子は透明な支持体に複数の金属細線を間隔を空けて並べた構造を有して、光が透明な支持体を透過するので、偏光フィルムに比べて高い光の透過率や消光比を確保できる。ワイヤグリッド偏光子の製造においては、特許文献２に示すようにリフトオフ法を用いて複数の金属細線を形成する。しかしながら、リフトオフ法を用いると金属細線の厚さを厚くできないという問題があり、さらに従来品と比較して消光比を向上させることが難しい。また、ワイヤグリッド偏光子の製造においてはさらに、特許文献２に示すように電子線リソグラフィまたはＸ線リソグラフィを行いてレジストに複数の金属細線用のパターンを１つ１つ描画する必要があるので、１つ１つのワイヤグリッド偏光子の製造に時間と手間がかかる。しかも、電子線リソグラフィまたはＸ線リソグラフィに使用する設備（装置、フォトマスクなど）は高価である。このため、ワイヤグリッド偏光子を量産化しようとしても、量産化によるコストダウンのメリットが得難いため、ワイヤグリッド偏光子は量産化が難しい。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、良好な透過率あるいは消光比を有する偏光子を安価に製造できる偏光子の製造方法を提供することにある。また、その製造方法により製造されて、良好な透過率あるいは消光比を有する偏光子およびその偏光子を有する投射型液晶表示装置を提供することにある。

本発明の第１の態様に従えば、透明基板上に、所望の光学特性が得られるパターンで複数の金属細線を形成した偏光子を製造する方法として、透明基板上に、金属を含む下地膜を形成する工程と、下地膜上に、酸化珪素を含む酸化珪素部を、前記パターンと相補的なパターンで形成する工程と、酸化珪素部のパターンが形成されていない下地膜上に、下地膜の金属よりも貴な金属による置換メッキ処理により、金属部を形成する工程と、酸化珪素部および、下地膜についての酸化珪素部が形成された部分を除去して、金属部の間に透明基板を露出させる工程とを含む偏光子の製造方法が提供される。

この第１の態様では、透明基板上に金属を含む下地膜を形成し、さらにこの下地膜上に、下地膜の金属よりも貴な金属による置換メッキ処理により金属部を形成することにより、透明基板上に複数の金属細線を形成する。これにより、金属細線が金属部および下地膜の残部により形成された偏光子を得ることができる。したがって、従来の製造方法のようにリフトオフ法などにより金属細線を形成する必要が無く、酸化珪素部の厚さを十分に大きくとることにより、形成する金属細線の厚さを大きくし、消光比の高い偏光子を得ることができる。なお、置換メッキ処理としては、たとえば無電解メッキ処理がある。

また、第１の態様では、まず、下地膜上に酸化珪素を含む酸化珪素部を形成し、次に、この酸化珪素部の間に露出した下地膜上に金属部を形成する。酸化珪素は、レジストなどに使用される有機高分子よりも硬い。そのため、たとえば、酸化珪素部の替わりに有機高分子によるマスク部を下地膜上に形成し、さらにマスク部の間に露出した下地膜上に金属部を形成した場合に比べて、酸化珪素部により貴な金属の粒成長を抑止できる。その結果、貴な金属を用いた酸化還元反応により下地膜の金属を置換・析出させて金属部を形成するにもかかわらず、金属部のラインエッジラフネス（金属部の側面の表面粗さ）を３０ｎｍｐｐ以下にできる。この範囲は、有機高分子によるマスク部を用いた場合での金属部のラインエッジラフネスが５０ｎｍｐｐ以上になることに比べて格段に改善されている。このように小さいラインエッジラフネスが得られるので、第１の態様の製造方法では、隣り合う２つの金属部（金属細線）の最小ピッチを１６０ｎｍ以下としても、それらの間に光が透過する隙間を確保することができる。このように、微細パターンを構成する隣り合う２つの金属部（金属細線）の最小ピッチを１６０ｎｍ以下にした偏光子を製造できるので、第１の態様の製造方法により、良好な透過率あるいは消光比を有する可視光用の偏光子を容易に製造できる。

また、第１の態様では、金属部には、下地膜よりも貴な金属を使用する。貴な金属としては、たとえば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの高い反射率を有する貴金属などがあるが、貴金属は透明なガラス基板などに直接に形成した場合には酸化珪素部を除去した後に金属部がガラス基板から簡単に脱離し易くなり、金属部（金属細線）の耐久性が得られない。この第１の態様では金属部を透明基板に直接に形成しないので、金属部を透明基板に直接に形成した場合のように耐久性が得られなくなってしまうことはない。

さらに、第１の態様では、下地膜の金属よりも貴な金属による置換メッキ処理により、下地膜上に金属部を形成する。したがって、金属部が形成された後の下地膜の厚さを、透明基板上に下地膜を形成したときのオリジナルの厚さより薄くできる。このため、下地膜の厚さを薄くして、金属細線の略全体を金属部とすることができる。その結果、第１の態様により製造した偏光子では、金属細線の実際の構造が２層構造であるにもかかわらず、それにより得られる金属細線の光学特性として、金属細線の全体が金属部のみで形成された場合と同等の光学特性を得ることができる。

この第１の態様において、金属部は、金属細線の主な部分である。したがって、金属部は、少なくとも下地膜の金属よりも貴な金属を用いて形成されていればよいが、好ましくはＡｕまたはＡｇを用いるとよい。ＡｕまたはＡｇなどの貴金属は高い反射率を有するので、偏光子の特性として、高い透過率または消光比を得ることができる。しかも、貴金属による金属部が下地膜を介して透明基板に形成されるので、貴金属を用いて金属部を形成しているにもかかわらず、金属部が脱落し難くなる。

下地膜は、金属部（金属細線）の透明基板に対する密着性を高める部分である。下地膜に含まれる金属は、たとえばニッケルリン合金またはニッケルホウ素合金でよい。特に、下記式（１）により定義される組成の合金を採用することで、下地膜に含まれる金属と貴金属との置換反応が容易に進行するようになる。特に、下記式（１）において、組成比ｘとして０．０５≦ｘ≦０．１５を採用すれば、置換速度を適正に保ちつつ、プロセス尤度を増すことができる。なお、下記式（１）において、Ａは、リン（Ｐ）及び／又はホウ素（Ｂ）である。

Ｎｉ_１−ｘＡ_ｘ ・・・（１）

酸化珪素部は、金属部の成形形状と相補的なパターンで形成されて、金属部が所望の形状となるように金属部の形状を規制する成形型として機能するものである。金属部に使用するたとえば金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）などの貴金属はメッキ処理において粒成長し易いので、成形型が有機高分子の膜のように柔らかいものである場合には金属部の粒成長を抑止することができない。そして、硬い酸化珪素部を成形型として使用することにより、この貴金属の粒成長を抑止でき、精度良く金属部を形成できる。

また、第１の態様では、下地膜上に酸化珪素部を、複数の金属細線と相補的なパターンで形成する工程が、下地膜上に酸化珪素を含む膜を形成する工程と、酸化珪素を含む膜上に有機高分子膜を形成する工程と、有機高分子膜を複数の金属細線と相補的なパターンの形状に形成する工程と、有機高分子膜の形状を、酸化珪素を含む膜に転写して下地膜を露出させる工程と、有機高分子膜を除去する工程とを含んでもよい。

これらの工程が含まれることで、複数の金属細線と相補的なパターンの形状は、まず、酸化珪素より柔らかい有機高分子の膜に精度良く形成され、次に、硬い酸化珪素部へ転写される。これにより、複数の金属細線と相補的なパターンは光の波長を基準として設計される微細なパターンであるが、硬い酸化珪素部に対して精度良く形成できる。なお、有機高分子膜は、複数の金属細線と相補的なパターンの形状を精度良く形成するために使用されるものであり、たとえばフォトレジスト、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の有機樹脂を用いて形成すればよい。これらの有機樹脂は、たとえばスピンコート等の方法で塗布し、加熱して成形できる。

そして、このように工程が追加された第１の態様の製造方法では、さらに、下地膜上に酸化珪素を含む膜を形成する工程が、下地膜上に、酸化珪素の前駆体を含む膜を形成する工程と、前駆体を含む膜を加熱縮合させる工程とを含んでもよい。これにより、酸化珪素を含む膜を、回転塗布（スピンコート）処理および熱処理により簡単に形成できる。そのため、酸化珪素を含む膜を化学気相成長法やスパッタリング法などにより形成する必要が無くなり、これらの方法で使用する高価な設備が不要となり、量産に適した製造方法になる。

また、工程が追加された第１の態様の製造方法では、さらに、有機高分子膜を複数の金属細線と相補的なパターンの形状に形成する工程が、有機高分子膜に、複数の金属細線と相補的なパターンの形状の凹凸型を押し付けるナノインプリント工程を含んでいても、または、電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）リソグラフィ法、Ｘ線リソグラフィ法または紫外線リソグラフィ法などによるパターン描画工程を含んでいてもよい。これにより、有機高分子膜に対して複数の金属細線と相補的なパターンの形状を精度良く形成できる。特に、ナノインプリント工程を含むようにすることで、電子線リソグラフィまたはＸ線リソグラフィのように複数の金属細線用のパターンの１つ１つを描画する必要がなくなるので、有機高分子の膜に対して効率よく且つ精度が良い微細なパターンを形成でき、量産性に優れた製造方法となる。

また、工程が追加された第１の態様の製造方法では、さらに、有機高分子膜を除去する工程が、水素プラズマ処理、酸素プラズマ処理、有機溶剤への浸漬処理、塩基性水溶液への浸漬処理のいずれかの処理によって除去する工程を含んでもよい。これらの処理により、有機高分子膜を残渣を生じないように除去できる。特に、水素プラズマ処理により有機高分子層を除去することで、除去の結果として露出する金属部において、酸化反応の進行を抑えることができる。

また、第１の態様の製造方法では、透明基板上に下地膜を形成する工程が、透明基板上に密着膜を形成する工程と、密着膜上に下地膜を形成する工程とを含み、金属部の間に透明基板を露出させる工程が、酸化珪素部、下地膜についての酸化珪素部が形成（積層）された部分、および密着膜についての酸化珪素部が形成（積層）された部分を除去するようにしてもよい。これにより、透明基板上に密着膜の残部、下地膜の残部および金属部を形成（積層）して３層構造の金属細線を形成できる。なお、さらに別の層を加えて、金属細線を４層以上としてもよい。

このように金属細線を３層構造にすることで、金属細線についての透明基板と直接に接する部分（密着膜）の材料は、金属部の貴な金属と置換可能な材料に制限されなくなる。その結果、密着膜にたとえばＣｒ、Ｔｉ、Ｗなどを用いて金属細線の透明基板に対する密着性を、２層構造の場合よりもさらに強くすることができる。また、３層構造に基づいて金属細線についての透明基板に対する強い密着性が確保できるので、金属細線の透明基板からの高さを増して、金属細線の幅に対する高さの比率（アスペクト比）を２層構造のものよりもさらに高めることができる。たとえば１６０ｎｍのピッチで並べて形成される各金属細線の高さを３００ｎｍ程度に高くでき、しかも、透明基板に対する金属細線の密着性として容易に離脱しない高い密着性を得ることができる。

本発明の第２の態様に従えば、透明基板と、所望の光学特性が得られるパターンで透明基板上に形成された複数の金属細線とを有する偏光子において、複数の金属細線は、上述した第１の態様の製造方法によりラインエッジラフネスが３０ｎｍｐｐ以下に形成され、且つ、間隔を空けて互いに隣り合う２つの金属細線の最小ピッチが１６０ｎｍ以下である偏光子が提供される。この偏光子は、隣り合う２つの金属部（金属細線）の最小ピッチが１６０ｎｍ以下であるので、可視光について、良好な透過率あるいは消光比を得ることができる。ここで金属部（金属細線）の透明基板からの高さは、１５０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲とすればよい。

本発明の第３の態様に従えば、可視光を出射する光源と、光源の可視光のうちの所定の偏光成分を選択的に透過する偏光子と、偏光子を透過した可視光が供給される液晶デバイスとを有し、液晶デバイスにより制御された可視光を投射光として用いる投射型液晶表示装置において、偏光子は、上述した第２の態様の偏光子であって、所定の偏光成分を選択的に透過するように、直線状に形成された複数の金属細線が１６０ｎｍ以下のピッチで且つ互いの間隔を空けて並べて形成された偏光子である投射型液晶表示装置が提供される。この投射型液晶表示装置は、良好な透過率あるいは消光比を有する可視光用の偏光子を用いるので、光源の可視光を効率よく投射光に利用できる。

本発明では、安価で且つ良好な透過率あるいは消光比を有する偏光子を製造できる偏光子の製造方法を提供できる。また、本発明では、その製造方法により製造されて、良好な透過率あるいは消光比を有する偏光子、並びに、その製造方法により製造された偏光子を用いた投射型液晶表示装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態に係る偏光子の製造方法、偏光子および投射型液晶表示装置を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されない。

図１は、本発明の実施の形態のワイヤグリッド偏光子１０を模式的に示す部分拡大断面図である。このワイヤグリッド偏光子１０は、平板形状の透明基板１００と、この透明基板１００の一方の表面に、互いに間隔を空けて並べて形成された複数の金属細線１０１とを有する。なお、金属細線１０１は、図１において紙面の垂直方向に沿って略一直線に伸びる壁形状を有する。

ワイヤグリッド偏光子１０の構造に基づく光学特性は、偏光子１０に入射する光の波長に対する複数の金属細線１０１のピッチ、金属細線１０１の高さなどのパターンに応じて決定される。この実施の形態のワイヤグリッド偏光子１０の光学特性は、所定の偏光成分を選択的に透過させるものであっても、所定の偏光成分を選択的に反射させるものであってもよい。たとえば、複数の金属細線１０１のピッチを１６０ｎｍ以下とすることで、可視光についての所定の偏光成分を反射させたり、透過させたりする偏光特性が得られる。この他にもたとえば、金属細線１０１の高さは、透過あるいは反射させる偏光成分や偏光割合を決定づける。このようにワイヤグリッド偏光子１０では、複数の金属細線１０１のピッチ、金属細線１０１の高さなどを適切に設計にすることで、所望の光学特性が得られる。

透明基板１００には、使用する光を透過させる材料を用いればよい。たとえば、可視光である場合、可視光を透過させるガラス、合成樹脂を用いればよい。可視光を透過させるガラスとしては、青板ガラス、白板ガラス、サファイアガラス、石英ガラス等がある。また、可視光を透過させる合成樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン、フェノール樹脂、ノルボルネン系非晶質ポリオレフィン樹脂などがある。

図１の金属細線１０１は、薄い下地部１１１と、その上に形成された金属部１１２との２層構造を有する。なお、金属細線１０１は、図２の他のワイヤグリッド偏光子１０に示すように、薄い密着部１１０と、薄い下地部１１１と、金属部１１２とを、この順番で形成した３層構造を有するものであってもよい。

金属部１１２は、金属細線１０１の主要部を構成する割合で、たとえば金属細線１０１の８０〜９８％を構成するように形成されて、金属細線１０１の光学特性を決定付ける部位である。そのため、金属部１１２には、偏光子１０を用いる波長帯域において反射率の高い金属を使用するとよい。たとえば可視光の波長帯域において高い反射率を示す金属としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの貴金属や、これらの金属を含む合金などがある。

下地部１１１は、たとえば無電解めっき法、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などで、透明基板１００上または密着部１１０上に形成される。そして、下地部１１１は、透明基板１００または密着部１１０に対する金属部１１２の密着性を確保するための部位であるとともに、続いて実施される無電解置換メッキにおいて電子の受け渡しを行って、上述の金、銀、アルミニウムといった貴金属を析出させる機能を有している必要がある。そのため、下地部１１１は、金属部１１２と比較して卑な金属あるいは卑な金属を含む材料を用いて形成するとよい。下地部１１１に金属を含ませることにより、金属で構成される金属部１１２は、下地部１１１から成長し易くなる。

下地部１１１の具体的な金属材料は、金属部１１２の形成方法や、金属部１１２の金属の種類に応じて選択すればよい。たとえば、無電解めっき法により下地部１１１の上に金属部１１２を形成する場合、下地部１１１には、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、銅（Ｃｕ）、銅合金などを選択すればよい。また、金属部１１２の材料との組合せで言えば、金属部１１２に銀（Ａｇ）を用いる場合には、下地部１１１には銅または銅合金が適している。また、金属部１１２に金（Ａｕ）を用いる場合には、下地部１１１にはニッケルまたはニッケル合金が適している。特に、Ｎｉ−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｂ合金、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ合金などのニッケル合金が最適である。これらの具体的な合金の組成は下記式（１）において０．０５≦ｘ≦０．１５であることが好ましく、０．０５≦ｘ≦０．１であることが更に好ましい。これにより、置換速度を適正に保ちつつ、プロセス尤度を増すことができる。なお、下記式（１）において、Ａは、リン（Ｐ）及び／又はホウ素（Ｂ）である。

Ｎｉ_１−ｘＡ_ｘ ・・・（１）

図２の密着部１１０は、透明基板１００と下地部１１１との密着性を向上させるための部位である。密着部１１０は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）法、スピンコート等の方法で、透明基板１００上に形成できる。また、金属部１１２の光学特性が金属細線１０１の光学特性において支配的な特性として機能するように、密着部１１０の透明基板１００からの高さは、金属部１１２の高さより小さいことが好ましく、具体的には５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲であることが好ましい。密着部１１０をこの厚さの範囲内に形成することで、透明基板１００および下地部１１１（金属部１１２）に対する密着部１１０の密着性を確保しつつ、密着部１１０による光学特性の影響を最小限に抑えて、金属細線１０１として、金属部１１２に基づく良好な透過率や消光比などが得られる。

密着部１１０の材料には、たとえば、酸素との親和性が高く、表面に安定な酸化物被膜を形成できる金属が好ましい。このような特性の材料を選択することにより、酸素を介した結合が生じて密着部１１０の密着力を高めることができる。具体的には、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、またはこれらの金属を含む合金などが好ましい。また、これらの金属の表面にパラジウム（Ｐｄ）などの金属を付与して、密着部１１０と下地部１１１（または金属部１１２）との密着性をさらに高めることが望ましい。この他にもたとえば、密着部１１０には、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等の有機シラン化合物などを用いてもよい。

以下、図１のワイヤグリッド偏光子１０の製造プロセスを、図３を用いて説明する。

図１のワイヤグリッド偏光子１０を製造する場合、まず、透明基板１００を用意する。そして、図３（Ａ）に示すように、透明基板１００上に全面的に、金属を含む下地膜１２１、酸化珪素膜１２２、有機高分子膜１２３を、その順番で重ねて形成する。下地膜１２１、酸化珪素膜１２２および有機高分子膜１２３は、たとえばそれぞれの材料をスピンコート等の方法で塗布して成形すればよい。また、酸化珪素膜１２２を形成するために酸化珪素の前駆体を塗布した場合には、その後に前駆体を含む膜を加熱縮合させればよい。

次に、たとえばナノインプリント法を用いて、図３（Ｂ）に示すように、有機高分子膜１２３に溝部１２４を形成する。有機高分子膜１２３について、溝部１２４は、複数の金属細線１０１が形成されるパターンで形成される。これにより、有機高分子膜１２３は、複数の金属細線１０１と相補的なパターンに形成された有機高分子部１２５となる。また、隣り合う有機高分子部１２５の間には、溝部１２４が形成される。

なお、インプリント法とは、後述するように複数の金属細線１０１が形成されるパターンが予め形成された凹凸型を有機高分子膜１２３に所定の圧力でプレスすることで、有機高分子膜１２３に溝部１２４を形成する方法である。これにより、数十ｎｍ程度の微細な線幅による込み入った凹凸パターンを低コストで再現性よく且つ一括して形成できる。そして、インプリント法では凹凸型を有機高分子膜１２３に押し当てるため、溝部１２４内に有機高分子が残留する。このため、たとえば、凹凸型を押し当てた後に酸素あるいは水素のプラズマエッチングを実施して、この溝部１２４内に残留した有機高分子を除去する。なお、たとえば電子線リソグラフィ法を用いれば、現像後の溝部１２４には有機高分子膜１２３が存在しないので、プラズマエッチングを実施しなくとも酸化珪素膜１２２が露出する。

次に、図３（Ｃ）に示すように、有機高分子膜１２３の形状を酸化珪素膜１２２に転写する。この転写処理は、たとえば、三フッ化メタンガスを用いて、有機高分子部１２５をマスクとして、酸化珪素膜１２２を反応性イオンエッチングすればよい。これにより、酸化珪素膜１２２は、有機高分子部１２５と同じパターン形状の酸化珪素部１２７となる。また、隣り合う酸化珪素部１２７の間には、溝部１２６が形成される。そして、溝部１２６には、酸化珪素膜１２２が存在しないので、下地膜１２１が露出する。

溝部１２４，１２６の転写をした後、図３（Ｄ）に示すように、有機高分子部１２５（有機高分子膜１２３）を除去する。有機高分子部１２５は、下地膜１２１および残った酸化珪素膜１２２（酸化珪素部１２７）を溶解しないような酸、アルカリ溶液、若しくは有機溶剤中に浸漬するか、水素プラズマエッチング、酸素プラズマエッチングなどのいずれかの処理によって、除去することができる。

さらに、有機高分子膜１２３を除去した後に、表面を酸性水溶液で洗浄してもよい。これにより、露出した下地膜１２１の表面を清浄に保ち、表面に形成される酸化膜を除去できる。なお、酸性水溶液としては、塩酸、硫酸、硝酸の希釈液などがある。

次に、図３（Ｅ）に示すように、酸化珪素部１２７の間に露出した下地膜１２１上に、金属部１１２を形成する。金属部１１２の形成には、置換型金属めっき浴を使用して、下地膜１２１の金属よりも貴な金属による置換メッキ法を実施する。これにより、酸化珪素部１２７の間には、下地膜１２１と電子の授受を行って析出した金属部１１２が形成される。金属部１１２により、溝部１２６が埋まる。

置換メッキ法は、無電解めっき法の一種である。そして、無電解めっき法は、安価に金属部１１２を形成できるだけでなく、酸化珪素部１２７へのダメージが少ないため、酸化珪素部１２７のダメージに起因した金属部１１２の欠陥を減らすことができる。また、金属部１１２の幅が一定となるように安定した製造が可能である。

また、置換型金属めっき浴を使用することにより、たとえばニッケル（Ｎｉ）を含む下地膜１２１に金（Ａｕ）をめっきする場合、ニッケルと金とのイオン化傾向の差に基づいて、下記（２）の反応式にしたがってニッケルを含む下地膜１２１上に金が析出し、金属部１１２が成長する。この反応は、イオン化傾向の大きい金属成分（この反応の場合は、ニッケル）とイオン化傾向の小さい金属成分（この反応の場合は、金）との間で、電子の授受が行われることにより生じる反応である。

３Ｎｉ ＋２Ａｕ^３＋ ＝ ３Ｎｉ^２＋ ＋ ２Ａｕ ・・・（２）

なお、このように異種の金属が置換することにより行われる置換型金属めっきでは、基本的にニッケル表面が金で覆われた状態なると、反応が停止する。そのため、１００ｎｍ程度までの高さの薄い金被膜（金属部１１２）しか得られない。そのため、１００ｎｍ以上の高さの金被膜（金属部１１２）を形成する場合、アスコルビン酸（ビタミンＣ）等の還元剤を含む置換型めっき浴を使用するとよい。この場合には約２μｍ程度までの高さの金被膜（金属部１１２）を形成できる。また、還元剤を含ませることにより、一般的な無電解めっきでの析出速度が０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒であるのに対して、金属の析出速度が０．３ｎｍ／秒〜０．５ｎｍ／秒になる。

また、置換型めっき反応では、被めっき物（下地膜１２１）に含まれる金属（ニッケル）が溶出してイオン化することにより、下地膜１２１の露出した部分において電子の授受が行われ、めっき溶液中の貴な金属（金）が金属として析出する。これにより、金属部１１２が成長する。このように置換型めっき反応により金属部１１２を成長させることで、めっき反応後の下地膜１２１の高さを、透明基板１００上に下地膜１２１を形成したときのオリジナルの高さより低くすることができる。その結果、金属細線１０１の略全体を金属部１１２とすることが可能である。また、金属細線１０１の略全体が金属部１１２になることで、金属細線１０１の光学特性は、金属細線１０１の全体が金属部１１２の金属により形成された場合と同等の良好な特性になる。

次に、図３（Ｆ）に示すように、酸化珪素部１２７を除去する。たとえば、三フッ化メタンガスを用いた反応性イオンエッチングを行うことにより、酸化珪素部１２７を除去できる。これにより、金属部１１２の間に、下地膜１２１が露出する。

さらに、図３（Ｇ）に示すように、金属部１１２の間に露出した下地膜１２１を除去する。たとえば、酸またはアルカリ溶液中に浸漬してウェットエッチングを行うことにより、金属部１１２の間に露出した下地膜１２１を除去できる。これにより、金属部１１２と下地膜１２１の残部（下地部１１１）とからなる金属細線１０１が形成される。また、複数の金属細線１０１は間隔を空けて形成され、金属細線１０１の間には透明基板１００が露出する。

以上の製造方法により、図１のワイヤグリッド偏光子１０が製造できる。

図４は、図２のワイヤグリッド偏光子１０の製造プロセスおよびその途中の状態を示す説明図である。基本的な製造プロセスの流れは、図３と同じである。ただし、図４（Ａ）の工程においては、透明基板１００上に、密着膜１２０、金属を含む下地膜１２１、酸化珪素膜１２２、有機高分子膜１２３を、その順番で重ねて形成する。また、図４（Ｇ）においては、金属部１１２の間に露出した下地膜１２１および密着膜１２０を除去する。これにより、密着部１１０、下地部１１１および金属部１１２からなる金属細線１０１を形成でき、且つ、複数の金属細線１０１の間に透明基板１００を露出できる。

次に、有機高分子膜１２３に溝部１２４を形成するための電子線リソグラフィ法と、ナノインプリント法との２つの方法について説明する。

図５は、電子線リソグラフィ法により、有機高分子膜１２３に溝部１２４を形成する電子線露光装置の説明図である。電子線リソグラフィ法では、有機高分子膜１２３として電子線感応性樹脂を使用する。そして、電子線露光装置を使用して電子線を照射し、溝部１２４を形成する部分に潜像を形成した後、潜像を現像すると溝部１２４が形成される。

図５の電子線露光装置２００は、電子線照射手段としての電子光学系を収納する鏡塔２１０と、試料室２２０とから構成されている。鏡塔２１０及び試料室２２０は、適当な真空装置（図示せず）により真空状態に保たれている。電子光学系は、鏡塔２１０の内部に取り付けられ、所定の印加電圧（例えば、５０ｋＶ）により電子線２１９を放射する熱電子放出型の電子銃２１１と、放射された電子線２１９を絞るコンデンサレンズ２１２と、ビーム変調器２１８により変調された信号源２１７の信号によりコンデンサレンズ２１２により絞られた電子線２１９の変調を行うブランキング電極２１３と、ブランキング電極２１３により偏向された電子線２１９を遮るアパーチャ２１４と、電子線２１９の振幅を制御器２２６の信号に基づき偏向させる偏向電極２１５と、電子線２１９を微小なビーム径に絞り被加工物２２１上に照射する対物レンズ２１６と、を備えている。ここで被加工物２２１は、たとえば、透明基板１００に、下地膜１２１、酸化珪素膜１２２、有機高分子膜１２３を順に形成したものが該当する。

試料室２２０中には、被加工物２２１を水平方向に移動させ、電子線２１９と被加工物２２１との水平方向の相対位置を変動させる移動台２２３とが備えられ、移動台２２３は、リードスクリュー２２４を介して、ＡＣサーボモーター２２５の動力が伝達されている。

図５に示すように、電子銃２１１から放射された電子線２１９はコンデンサレンズ２１２により集束される。ブランキング電極２１３は、信号源２１７の信号がビーム変調器２１８により変調された電場により電子線２１９の進行方向を偏向し、電子線２１９のアパーチャ２１４の通過量を変調する。アパーチャ２１４を通過した電子線２１９は、偏向電極２１５により偏向制御されたのち、対物レンズ２１６により再度集束された後、被加工物２２１の表面に照射される。

偏向電極２１５は、制御器２２６の振幅制御信号による高周波振動の振幅を制御し、これにより、電子線２１９の偏向量が制御される。制御器２２６は、被加工物２２１に照射される電子線２１９の被加工物２２１上の位置に基づく演算を行い、電子線２１９の偏向量を制御する。

次に、ナノインプリント法により有機高分子膜１２３に溝部１２４を形成する装置と方法について説明する。図６は、ナノインプリントを行うインプリント装置を示す説明図である。インプリント装置３００は、溝部１２４の転写構造である凹凸構造を表面に有するインプリント用モルド３５０を被加工物２２１に押し付けプレスするための駆動装置３０１と、インプリント用モルド３５０を支持し固定する支持部３０２と、被加工物２２１を保持し固定する保持部３０３と、保持部３０３の下部に配置され被加工物２２１に加わる力を検知する圧力センサ３０４と、圧力センサ３０４からの検知信号に基づいて駆動装置３０１を制御する制御部３０５とを主要部として備える。ここで被加工物２２１は、たとえば、透明基板１００に、下地膜１２１、酸化珪素膜１２２、有機高分子膜１２３を順に形成したものが該当する。

また、インプリント装置３００は、支持部３０２を上下動可能に支持する水平部材３０６ａと、保持部３０３と圧力センサ３０４とを支持し固定する水平台３０６ｂと、水平台３０６ｂに固定され水平部材３０６ａを支持する縦部材３０７とを備える。そして、インプリント装置３００は、インプリント用モルド３５０を加熱する加熱手段として図示しないヒータを支持部３０２内に備え、プレスのときにインプリント用モルド３５０を所定温度に昇温させることができる。

このようなインプリント装置３００を使用して、被加工物２２１にインプリントを行うには、まず、被加工物２２１を保持部３０３に載置し、支持部３０２内のヒータに通電することで加熱して、インプリント用モルド３５０を所定温度に昇温させる。

次に、駆動装置３０１を駆動し、インプリント用モルド３５０を被加工物２２１に接近させ、押し付けてプレスし、所定時間保持してから、インプリント用モルド３５０を冷却する。この際に、プレス圧が圧力センサ３０４により計測され、制御部３０５によりプレス圧を制御する。

そして、十分に冷却後、駆動装置３０１を駆動し、インプリント用モルド３５０を被加工物２２１から離れる方向に移動させ、インプリント用モルド３５０を被加工物２２１から離型させる。これにより、インプリント用モルド３５０の凹凸構造が被加工物２２１に転写され、インプリントが行われる。

図７は、本実施形態が適用された透過方式の投射型液晶表示装置の説明図である。この透過方式の投射型液晶表示装置である３板式液晶プロジェクタ１は、光源である白色光源３０、白色光源３０から出射される白色光３１の一様化を図るインテグレータレンズ２１，２２、白色光３１をＳ偏光とＰ偏光に分離する上述したワイヤグリッド偏光子１０、白色光３１を波長の異なる光に分離するダイクロイックミラー５１，５２、波長の異なる光をそれぞれ透過する透過型液晶パネル６１，６２，６３、分離された光を合成するダイクロイックプリズム４５、ダイクロイックプリズム４５によって合成された光をスクリーン８０上に結像させる投影光学系である投射レンズ７０を備えている。さらに、光学部品としての、ミラー４１，４２，４３，４４、リレーレンズ２３，２４、コンデンサレンズ２５，２６，２７を有している。また、白色光源３０は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプと高輝度ランプからの光を集光するリフレクタ（楕円鏡）とから構成されている。

本実施形態の３板式液晶プロジェクタ１では、白色光源３０からリフレクタにより略平行光に変換された白色光３１が出射される。出射された白色光３１は、インテグレータレンズ２１に入射する。インテグレータレンズ２１は、入射した白色光３１をマトリックス状に配置された複数のレンズセルで複数の光束に分割して、効率よくインテグレータレンズ２２とワイヤグリッド偏光子１０を通過するように導く。インテグレータレンズ２１と同様に、マトリックス状に配置された複数のレンズセルを持つインテグレータレンズ２２は、構成するレンズセルそれぞれが対応するインテグレータレンズ２１のレンズセルの形状を透過型液晶パネル６１，６２，６３側に投影する。そして、これらインテグレータレンズ２１の各レンズセルの投影像をリレーレンズ２３，２４、コンデンサレンズ２５，２６，２７により、各透過型液晶パネル６１，６２，６３上に重ね合わせる。その際、白色光３１は、ワイヤグリッド偏光子１０により同じ方向の直線偏光に揃えられるので、透過型液晶パネル６１，６２，６３での光量のロスを減少させることができる。

また、かかる過程では、ダイクロイックミラー５１，５２により、白色光源３０より出射された白色光３１は青色光３２、緑色光３３、赤色光３４の３原色に分離され、それぞれ対応する透過型液晶パネル６１，６２，６３に照射される。なお、ここではダイクロイックミラー５１は緑青反射赤透過特性を有し、ダイクロイックミラー５２は緑反射青透過特性を有している。

そして、透過型液晶パネル６１，６２，６３上の画像は、ダイクロイックプリズム４５によって色合成され、さらに、投射レンズ７０によってスクリ−ン８０上へと投射され、大画面映像を得ることができる。

なお、リレーレンズ２３，２４は、透過型液晶パネル６２，６３に対して、透過型液晶パネル６１の白色光源３０から液晶パネル面までの光路長が長くなっていることを補うものである。また、コンデンサレンズ２５，２６，２７はそれぞれ透過型液晶パネル６１，６２，６３を通過した後の光線の広がりを押さえ、投射レンズ７０によって効率のよい投射を実現している。

なお上述の例では、投射型液晶表示装置として透過方式のものを例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、反射方式のものでも本実施形態のワイヤグリッド偏光子１０を好適に使用することができる。また他に、例えばディスプレイ装置、光ファイバ通信装置、光データ読み取り装置等の各種光学装置に使用することも可能である。

この実施例では、以下の手順により、図２に示すワイヤグリッド偏光子１０を製造した。まず、旭硝子製の透明な石英基板１００を用意し、図４（Ａ）のように複数の金属膜などを積層した。具体的には、まず、バルテック社製Ｃｒターゲットを用いて、石英基板１００上に厚さ約１０ｎｍのＣｒ薄膜（密着膜）１２０をスパッタリング法により形成した。続いて、日立金属アドメット社製のＮｉ−Ｐ合金ターゲット（組成比Ｎｉ含有率１００％、９５％、９０％、８５％）を用いて、厚さ約６０ｎｍのＮｉ−Ｐ合金膜１２１を形成した。これに東京応化工業製のＳＯＧ皮膜（酸化珪素の前駆体を含む皮膜）をスピンコート法で形成し、温度３００℃のオーブンで縮合させて、二酸化珪素薄膜１２２を得た。縮合後の膜厚は、約３００ｎｍであった。次に、日本ゼオン製の電子線レジストＺＥＰ５２０をアニソールで希釈し、スピンコートしたのちホットプレート上で熱処理して、膜厚約２５０ｎｍの有機高分子薄膜１２３を形成した。

次に、図５の電子線描画装置２００を用いて潜像を形成し、現像液で電子線を照射した領域を溶解することにより、図４（Ｂ）に示すように、有機高分子薄膜１２３を、所望の金属細線１０１のパターンと相補的な凹凸パターンからなる有機高分子部１２５に形成した。続いて、図４（Ｃ）に示すように、有機高分子薄膜１２３の凹凸パターン（有機高分子部１２５）をマスクとして、三フッ化メタンガスを用いて二酸化珪素薄膜１２３を反応性イオンエッチングし、二酸化珪素部１２７と溝部１２６とを形成した。

次に、図４（Ｄ）に示すように有機高分子薄膜１２３を水素プラズマ処理で除去した後、奥野製薬工業製の置換金メッキ試薬を用いてＮｉ−Ｐ合金膜１２１をＡｕに置換した。この際、リン（Ｐ）の含有率が低すぎると置換反応が早く進行してしまい、膜１２１の剥離が生じた。逆に、リン（Ｐ）の濃度が高くなるほど、プロセス尤度が増加した。また、置換反応後もさらに金メッキを継続し、金属部１１２の高さが、二酸化珪素薄膜１２２の表面と略同じ高さになった時点で反応を停止させた。これにより、図４（Ｅ）に示すように、二酸化珪素部１２７の間に金属部１１２が形成される。

続いて、図４（Ｆ）に示すように、三フッ化メタンガスを用いた反応性イオンエッチングにより二酸化珪素薄膜１２３を除去した。また、日本化学産業製の硝酸第二セリウムアンモン硝酸溶液に浸して、露出した金属薄膜（この例ではＮｉ−Ｐ合金膜１２１およびＣｒ薄膜１２０）を除去した。これにより、密着部１１０（Ｃｒ薄膜１２０の残部）、下地部１１１（Ｎｉ−Ｐ合金膜１２１の残部）および金属部１１２からなる金属細線１０１が形成され、且つ、複数の金属細線１０１の間に透明な石英基板１００が露出した。また、複数の直線状の金属細線１０１は、１６０ｎｍピッチで配列して形成できた。

作成した偏光子１０について調べたところ、金属部１１２は、結晶粒の成長を伴って表面祖度が生じていたが、横方向への粒成長は、二酸化珪素薄膜１２２との界面であった位置で停止し、ラインエッジラフネス（金属部１１２の側面の表面粗さ）は２０〜３０ｎｍｐｐとなり、良好であった。複数の直線状の金属細線１０１を１６０ｎｍピッチで配列しても、それらの間に偏光子１０として有効な空間を確保することができた。

なお、ラインエッジラフネスは、金属部１１２の側面の凹凸の最大値により定義され、その値は、金属部１１２の側面の凹凸形状についての原子間力顕微鏡の画像を解析することで測定することができる。

また、作成した偏光子１０を図７の透過方式の投射型液晶表示装置１に用いたところ、光量と画像の鮮明さとのバランスにおいて優れた画像を得ることができた。

（比較例）
実施例の製造方法と略同じ方法により、図２に示すワイヤグリッド偏光子１０と同じ構造のワイヤグリッド偏光子の製造を試みた。ただし、二酸化珪素薄膜１２２を形成せずに、下地膜１２１上に有機高分子薄膜１２３を直接に形成（積層）し、この有機高分子薄膜１２３をマスクとして用いて金の置換反応を行った。また、現像後のＮｉ−Ｐ膜１２１の表面が有機物で汚染されていたため、図４（Ｅ）の金の置換反応に先立って希釈した塩酸溶液で洗浄した。また、金の置換反応後、有機高分子薄膜１２３および金属薄膜（下地膜１２１およびＣｒ薄膜１２０）を除去して偏光子１０を作成した。なお、この比較例の説明では、説明の便宜上、実施例と同じ符号を用いて説明する。

作成した偏光子１０について調べたところ、金属部１１２は、結晶粒の成長を伴って表面祖度が生じており、しかも、横方向への粒成長が有機高分子部１２５（有機高分子薄膜１２３）との界面であった位置を越えており、ラインエッジラフネスは８０〜１１０ｎｍｐｐになってしまった。この原因は、有機高分子部１２５（有機高分子薄膜１２３）が二酸化珪素部１２７（二酸化珪素薄膜１２２）より柔らかい材料であるため、金属部１１２の横方向への粒成長を抑えることができなかったためであると考えられる。また、ラインエッジラフネスが８０〜１１０ｎｍｐｐにもなるため、複数の直線状の金属細線１０１を１６０ｎｍピッチで配列した場合には、それらの間に透明な石英基板１００を露出させることができず、偏光子１０として有効な空間を残す（確保する）ことができなかった。

また、図８は、比較例の製造方法において、図４（Ｅ）の金の置換反応後の実際の製造状態を模式的に示す説明図である。金の置換反応後には、石英基板１００上に、Ｃｒ薄膜１２０、Ｎｉ−Ｐ合金膜１２１および有機高分子薄膜１２３が形成されている。また、有機高分子部１２５の間に金属部１１２が形成されている。

そして、図８に示すように、Ｎｉ−Ｐ合金膜１２１についての置換反応が、有機高分子部１２５が形成（積層）された部位においても起きて、金属部１１２は、その底部において、有機高分子部１２５とＮｉ−Ｐ合金膜１２１との界面部分から横方向へ成長してしまった。この原因は、有機高分子薄膜１２３が二酸化珪素薄膜１２２より柔らかい材料であり、金属部１１２の横方向への粒成長を抑えることができなかったためであると考えられる。そして、このような横方向への粒成長が生じることにより、金属部１１２の間隔が狭まり、隣り合う金属細線１０１の間隔を実質的に狭めてしまう。この要因においても、比較例の偏光子１０では、複数の直線状の金属細線１０１を１６０ｎｍピッチで配列した場合には、それらの間に透明な石英基板１００を露出させることができず、偏光子１０として有効な空間を残す（確保する）ことができなかった。

なお、上記実施例では、水素プラズマ処理により有機高分子薄膜１２３を除去している。この他にもたとえば酸素プラズマエッチングにより有機高分子薄膜１２３を除去してもよい。酸素プラズマエッチングでは、たとえばＳＡＭＣＯ社製のＲＩＥ装置（リアクティブイオンエッチング装置、反応性イオンエッチング装置）を用いて、流量１００ｓｃｃｍ、２００Ｗの条件で６０秒間プラズマ処理すればよい。

また、上記実施例では、密着膜１２０としてＣｒ薄膜を形成している。この他にもたとえば、密着膜１２０としてＴｉ薄膜やＷ薄膜を形成してもよい。密着膜１２０としてのＴｉ薄膜を形成する場合、まずバルテック社製のＴｉターゲットを用いて厚さ５ｎｍのＴｉ薄膜を形成し、次いで高純度化学製のＰｄターゲットを用いて厚さ１０ｎｍのＰｄ薄膜を形成するとよい。密着膜１２０としてのＴｉ薄膜に直接にＡｇ膜（金属部１１２）を形成した場合には密着不良が生じてしまうので、このようにＰｄ薄膜を挿入することで密着不良が発生しないようにできる。なお、希硝酸を用いたウエットエッチングにより、残存したこれらの金属膜を溶解して除去できる。

また、上記実施例とは違って、旭硝子製の透明な石英基板１００にバルテック社製のＣｕターゲットを用いて厚さ２０ｎｍの薄膜を形成した後、上村工業製の銀置換メッキ試薬を用いて密着膜１２０および金属部１１２を形成することで、ワイヤグリッド偏光子を形成してもよい。なお、この変形例の場合には、銀置換処理がＣｕに対して行われる。

本発明の偏光子の製造方法は、可視光などを変更するワイヤグリッド偏光子として、良好な透過率あるいは消光比を有するものを安価に製造できる。また、ワイヤグリッド偏光子は、液晶プロジェクタ装置などの投射型液晶表示装置に利用できる。

図１は、実施の形態のワイヤグリッド偏光子の模式的な部分拡大断面図である。 図２は、ワイヤグリッド偏光子の変形例の模式的な部分拡大断面図である。 図３（Ａ）〜（Ｇ）は、図１のワイヤグリッド偏光子の製造工程の説明図である。 図４（Ａ）〜（Ｇ）は、図２のワイヤグリッド偏光子の製造工程の説明図である。 図５は、電子線露光装置の説明図である。 図６は、インプリント装置を示す説明図である。 図７は、透過方式の投射型液晶表示装置の説明図である。 図８は、比較例での金属部を形成した後の状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 投射型液晶表示装置
１０ 偏光子
３０ 光源
６１，６２，６３ 透過型液晶パネル（液晶デバイス）
１００ 透明基板
１０１ 金属細線
１１２ 金属部
１２１ 下地膜
１２２ 酸化珪素膜
１２３ 有機高分子膜
１２５ 酸化珪素部
３５０ インプリント用モルド（凹凸型）

Claims (11)

1. 透明基板上に、所望の光学特性が得られるパターンで複数の金属細線を形成した偏光子を製造する方法において、
   前記透明基板上に、金属を含む下地膜を形成する工程と、
   前記下地膜上に、酸化珪素を含む酸化珪素部を、前記パターンと相補的なパターンで形成する工程と、
   前記酸化珪素部の前記パターンが形成されていない前記下地膜上に、前記下地膜の前記金属よりも貴な金属による置換メッキ処理により、金属部を形成する工程と、
   前記酸化珪素部および、前記下地膜についての前記酸化珪素部が形成された部分を除去して、前記金属部の間に前記透明基板を露出させる工程とを含むことを特徴とする偏光子の製造方法。
2. 前記透明基板上に、金属を含む下地膜を形成する工程において、前記下地膜に含まれる前記金属は、ニッケルリン合金またはニッケルホウ素合金であることを特徴とする請求項１記載の偏光子の製造方法。
3. 前記酸化珪素部の間に露出した前記下地膜上に金属部を形成する工程において、前記下地膜の前記金属よりも貴な金属は、ＡｕまたはＡｇであることを特徴とする請求項１または２記載の偏光子の製造方法。
4. 前記下地膜上に、前記酸化珪素部を、前記複数の金属細線と相補的なパターンで形成する工程が、
   前記下地膜上に、前記酸化珪素を含む膜を形成する工程と、
   上記酸化珪素を含む膜上に有機高分子膜を形成する工程と、
   前記有機高分子膜を、前記複数の金属細線と相補的なパターンの形状に形成する工程と、
   前記有機高分子膜の前記形状を、前記酸化珪素を含む膜に転写して前記下地膜を露出させる工程と、
   前記有機高分子膜を除去する工程とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の偏光子の製造方法。
5. 前記下地膜上に、前記酸化珪素を含む膜を形成する工程が、
   前記下地膜上に、前記酸化珪素の前駆体を含む膜を形成する工程と、
   前記前駆体を含む膜を加熱縮合させる工程とを含む請求項４記載の偏光子の製造方法。
6. 前記有機高分子膜を、前記複数の金属細線と相補的なパターンの形状に形成する工程が、
   前記有機高分子膜に、前記複数の金属細線と相補的なパターンの形状の凹凸型を押し付ける工程を含むことを特徴とする請求項４または５記載の偏光子の製造方法。
7. 前記有機高分子膜を除去する工程が、
   水素プラズマ処理、酸素プラズマ処理のいずれかの処理によって除去する工程を含むことを特徴とする請求項４〜５のいずれか１項記載の偏光子の製造方法。
8. 前記透明基板上に下地膜を形成する工程が、前記透明基板上に密着膜を形成する工程と、上記密着膜上に前記下地膜を形成する工程とを含み、
   前記金属部の間に前記透明基板を露出させる工程が、前記酸化珪素部および、前記下地膜についての前記酸化珪素部が形成された部分に加えて、前記密着膜についての前記酸化珪素部が形成された部分を除去し、さらに、
   前記金属部、前記下地膜の残部および前記密着膜の残部により前記複数の金属細線を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の偏光子の製造方法。
9. 前記透明基板上に密着膜を形成する工程において、前記密着膜は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた少なくとも一つの金属を含むことを特徴とする請求項８記載の偏光子の製造方法。
10. 透明基板と、所望の光学特性が得られるパターンで前記透明基板上に形成された複数の金属細線とを有する偏光子において、
    前記複数の金属細線は請求項１〜９のいずれか１項に記載される偏光子の製造方法によりラインエッジラフネスが３０ｎｍｐｐ以下に形成され、且つ、間隔を空けて互いに隣り合う２つの前記金属細線の最小ピッチが１６０ｎｍ以下であることを特徴とする偏光子。
11. 可視光を出射する光源と、前記光源の可視光のうちの所定の偏光成分を選択的に透過する偏光子と、前記偏光子を透過した可視光が供給される液晶デバイスとを有し、前記液晶デバイスにより制御された可視光を投射光として用いる投射型液晶表示装置において、
    前記偏光子は、請求項１０に記載された偏光子であって、前記所定の偏光成分を選択的に透過するように、直線状に形成された前記複数の金属細線が１６０ｎｍ以下のピッチで且つ互いの間隔を空けて並べて形成された偏光子であることを特徴とする投射型液晶表示装置。

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