JP2008158460A - 偏光素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱特性に優れ大面積で面内の分光特性分布が均一で信頼性の高い偏光素子を得ることのできる偏光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】透明な水晶基板１１ａ及びレジスト層１２ａをレジスト層１２ａが軟化する温度以上に加熱しながらレジスト層１２ａに金型２１を押し当て、ついでレジスト層１２ｂが硬化するまで冷却した後に金型２１を抜くことで、レジスト層１２ｂに金型２１からの転写による格子状の第１の凹凸部１３を形成する工程と、前記レジスト層１２ｂをマスクとして水晶基板１１ａをエッチングして水晶基板１１ｂの表面に第１の凹凸部１３に対応する格子状の第２の凹凸部１４を形成する工程と、水晶基板１１ｂの表面に対して斜め方向からのスパッタ成膜を行うことにより第２の凹凸部１４の頂部又は少なくとも一側面部に無機微粒子層１５を形成する工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無機吸収型の偏光素子の製造方法に関するものである。

液晶表示装置（とくに透過型液晶表示装置）は、その画像形成原理から液晶パネル表面に偏光素子（偏光板）を配置する事が必要不可欠である。偏光板の機能は、直交する偏光成分（いわゆるＰ偏光波、Ｓ偏光波）の片方を吸収し、他方を透過させる事である。このような偏光板として、従来はフィルム内にヨウ素系や染料系の高分子有機物を含有させた二色性の偏光板が多く用いられている。

これらの一般的な製法として、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性材料で染色を行った後、架橋剤を用いて架橋を行い、一軸延伸する方法が用いられる。これは延伸により作製されるため、一般にこの種の偏光板は収縮し易い。またポリビニルアルコール系フィルムは親水性ポリマーを使用していることから、加熱、加湿条件下においては非常に変形し易い。また根本的にフィルムを用いるためデバイスとしての機械的強度が弱い。これを避けるため透明保護フィルムを接着する方法が用いられることがある。

ところで近年、液晶表示装置はその用途が拡大し高機能化しているが、それに伴い液晶表示装置を構成する個々のデバイスに対して、高い信頼性、耐久性が求められるようになった。例えば透過型液晶プロジェクターのような光量の大きな光源を使用する液晶表示装置の場合には偏光板は強い輻射線を受ける。よってこれらに使用される偏光板には優れた耐熱性が必要となる。しかしながら、上記のようなフィルムベースの偏光板は有機物であることからこれらの特性を上げることには限界がある。

この問題に対して、米国コーニング社よりPolarcorという商品名で耐熱性の高い無機偏光板が販売されている。この偏光板は銀微粒子をガラス内に拡散させた構造をしており、フィルム等の有機物を使用しておらず、その原理は島状微粒子のプラズマ共鳴を利用するものである。すなわち、貴金属や遷移金属の島状粒子に光が入射した時の表面プラズマ共鳴による光吸収を利用するものであり、吸収波長は、粒子形状、周囲の誘電率の影響を受ける。ここで島状微粒子の形状を楕円形にすると長軸方向と短軸方向の共鳴波長が異なり、これにより偏向特性が得られ、具体的には長波長側での長軸に平行な偏光成分を吸収し、短軸と平行な偏光成分を透過させるという偏光特性が得られる。しかしながら、Polarcorの場合、偏光特性が得られる波長域は赤外部に近い領域であり、液晶表示装置で求められるような可視光域をカバーしていない。これは島状微粒子に用いられている銀の物理的性質によるものである。

ここで偏光板として機能させるには偏光子として使用する金属微粒子の形状異方性は極めて重要である。特許文献１にはアルミニウム微粒子を使った偏光板の幾つかの作成方法が示されており、その中でケイ酸塩をベースとしたガラスでは、アルミニウムとガラスが反応するので基板としては望ましくなく、カルシウム・アルミノ硼酸塩ガラスが適している記述されている（段落００１８、００１９）。しかしケイ酸塩を使用したガラスは光学ガラスとして広く流通しており、信頼性の高い製品を安価に入手でき、これが適さないという事は経済的に好ましくない。またレジストパターンをエッチングすることで島状粒子を形成する方法が述べられている（段落００３７、００３８）。通常プロジェクターで使用する偏光板は数ｃｍ程度の大きさが必要で、かつ高い消光比が要求される。従って、可視光用偏光板を目的とした場合、レジストパターンサイズは可視光波長より充分に短い、すなわち数十ナノメートルの大きさが必要である。また高い消光比を得るためにはパターンを高密度に形成する必要がある。またプロジェクター用として使用する場合には大面積が必要である。しかしながらここに記述されているようなリソグラフィにより高密度微細パターン形成を応用する方法では、そのようなパターンを得るために電子ビーム描画などを用いる必要がある。電子ビーム描画は個々のパターンを電子ビームより描く方法であり生産性が悪く実用的でない。

また、液晶プロジェクターデバイス等の長時間の使用は、偏光板が長時間にわたり光源近傍にさらされ加熱されることになるため、前記のような耐熱性のある無機偏光板であっても不具合が発生する可能性があった。

特開２０００−１４７２５３号公報

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、放熱特性に優れ大面積で面内の分光特性分布が均一で信頼性の高い偏光素子を得ることのできる偏光素子の製造方法を提供することを目的とする。

発明者は前述した問題を解決する方法の１つとしてナノインプリント法に着目した。すなわち、ナノインプリント法は、数十ナノメートルのレジストパターンサイズを高密度に形成することと量産性を両立させる技術であり、ナノインプリント法のひとつとして、転写したいパターンを形成した型（モールド）を、基板上に塗布した熱可塑性レジスト層に押し付け、レジスト層を硬化させることにより、レジスト層にパターンを転写する熱インプリント法がある（例えば、特開２００３−７７８０７号公報参照。）。また、基板としてガラスよりも放熱性の高い水晶基板を用いる着想を得、前記ナノインプリント法と組合せて鋭意検討を行った結果、本発明を成すに至った。

すなわち前記課題を解決するために提供する本発明は、透明な水晶基板及び該水晶基板の一主面上に設けられたレジスト層を該レジスト層が軟化する温度以上に加熱しながら前記レジスト層に金型を押し当て、ついで前記レジスト層が硬化するまで冷却した後に前記金型を抜くことで、前記レジスト層に該金型からの転写による格子状の凹凸部Ａを形成する工程（熱ナノインプリント工程）と、前記レジスト層をマスクとして前記水晶基板をエッチングして該水晶基板の表面に前記凹凸部Ａに対応する格子状の凹凸部Ｂを形成する工程（エッチング工程）と、前記水晶基板の表面に対して斜め方向からのスパッタ成膜を行うことにより前記凹凸部Ｂの頂部又は少なくとも一側面部に無機微粒子層を形成する工程（斜めスパッタ工程）とを有することを特徴とする偏光素子の製造方法である。

ここで、前記凹凸部Ａの格子の長手方向が前記水晶基板の光学軸に対して平行方向となるように前記金型を配置することが好ましい。

また、前記水晶基板及びレジスト層の加熱温度を１５０℃以下とすることが好適である。

また、前記水晶基板のサイズよりも前記金型のサイズを大きくするとよい。

請求項１の発明によれば、熱ナノインプリントを応用することにより、無機吸収型偏光板として、ガラスよりも放熱性の高い水晶基板に対し、偏光特性を得るための格子パターンを簡便に形成することができる。
請求項２の発明によれば、熱ナノインプリント工程において水晶基板の光学軸と金型の格子パターンの長手方向とを平行方向に揃えることにより、水晶基板の光学軸に対する平行方向と直角方向との熱膨張係数の違いに起因するパターン転写不良を抑制することができ、無機吸収型偏光板として偏光特性のある面内の分光特性分布をより向上させることができる。また、格子パターン抜けによる欠陥を抑制することも可能となる。
請求項３の発明によれば、加熱温度を規制することにより熱膨張係数の大きな水晶基板においても良好な転写性を得ることができる。
請求項４の発明によれば、水晶基板に対して偏光特性が得られる面積をより拡大させることが可能となる。

以下に、本発明に係る偏光素子の製造方法の一実施の形態における構成について説明する。
本発明の偏光素子の製造方法は、透明な水晶基板及び該水晶基板の一主面上に設けられたレジスト層を該レジスト層が軟化する温度以上に加熱しながら前記レジスト層に金型を押し当て、ついで前記レジスト層が硬化するまで冷却した後に前記金型を抜くことで、前記レジスト層に金型からの転写による格子状の凹凸部Ａを形成する工程（熱ナノインプリント工程）と、前記レジスト層をマスクとして水晶基板をエッチングして該水晶基板の表面に前記凹凸部Ａに対応する格子状の凹凸部Ｂを形成する工程（エッチング工程）と、前記水晶基板の表面に対して斜め方向からのスパッタ成膜を行うことにより前記凹凸部Ｂの頂部又は少なくとも一側面部に無機微粒子層を形成する工程（斜めスパッタ工程）とを有する。

本発明の偏光素子の製造方法について、図１の本発明に係る偏光素子の製造手順を示す概略図に基づいて説明する。

（Ｓ１１）透明な水晶基板１１ａ上にレジスト層１２ａを形成した後、水晶基板１１ａ及びレジスト層１２ａをレジスト層１２ａが軟化する温度以上に加熱する（図１（ａ））。

ここで、水晶基板１１ａは、結晶構造をもつ純度の高い石英基板であり、例えば光学用人工水晶の基板を用いるとよい。また、水晶基板１１ａは面方位としてＸ−ｃｕｔされたものを用い、例えば図２（ａ）に示すように板面方向に光学軸を有する。

レジスト層１２ａは、後述するように反応性ガスやイオンビーム等によって水晶基板１１ａとともにエッチングが可能な層であり、例えば熱可塑性の高分子材料の塗布により形成される。また、レジスト層１２ａは加熱により軟化するが、１５０℃以下で金型プレスにより変形する程度に軟化することが好ましい。これにより熱膨張係数の大きな水晶基板１１ａにおいても良好な転写性を得ることができる。なお、レジスト層１２ａの厚さは金型２１の凹凸パターンの高さの１〜１．５倍とするとよい。

（Ｓ１２）格子状の凹凸パターンを形成した金型２１を用意し、プレス機等により金型２１の凹凸パターン面をレジスト層１２ａに押し当てる（図１（ｂ））。これによりレジスト層１２ａは加熱により軟化しているため、金型２１の凹凸パターン（モールドパターン）に応じて変形し、第１の凹凸部（凹凸部Ａ）１３を有するレジスト層１２ｂとなる。

金型２１は、プレス成形によりレジスト層１２ａにモールドパターンを転写して所定の格子パターンの第１の凹凸部１３を形成するための格子状の凹凸パターンを有する。その断面形状は、例えば図１（ｂ）に示すように矩形の凹凸パターンであり、そのピッチ、ライン幅／ピッチ、格子深さ、格子長さ等の各寸法は最終的に得られる第２の凹凸部１４の各寸法に応じて設定するとよい。例えば、ピッチを１００〜４００ｎｍ、高さ（深さ）を１００〜２００ｎｍとする。なお、金型２１の凹凸パターンは矩形に限定されるものではなく、金型２１を抜く際にレジスト層１２ｂが損傷を受けないような形状とするよい、例えば凸部２１ａの頂部をその断面形状が三角形となるようにしたり、あるいは凹凸パターンの凹部の断面形状が三角形となるようにしたりするとよい。

また、金型２１をレジスト層１２ａに押し当てるに当って、レジスト層１２ｂの第１の凹凸部１３の格子の長手方向が水晶基板１１ａの光学軸に対して平行となるように金型２１を配置することが好ましい。具体的には、レジスト層１２ａ越しに水晶基板１１ａと金型２１とが相対したときに、図２に示すように水晶基板１１ａの光学軸方向（図１（ａ）の矢印方向）と金型２１の凸部２１ａの長手方向（図１（ｂ））が一致するように水晶基板１１ａに対して金型２１を配置する。これにより、熱ナノインプリント工程における水晶基板１１ａの光学軸に対する平行方向と直角方向との熱膨張係数の違いに起因するパターン転写不良を抑制することができ、ひいては無機吸収型偏光板として偏光特性のある面内の分光特性分布をより向上させることができる。詳しくは、水晶基板１１ａの光学軸に対して金型２１の凸部２１ａの長手方向を直角方向に配置した場合には、その凸部２１ａの長手方向において平行方向と直角方向との熱膨張係数の差が影響を及ぼして金型２１を抜く際に金型２１にレジスト層１２ａが付着するなどレジスト層１２ｂの第１の凹凸部１３の形状が崩れたり、格子パターン抜けとなったりする。これにより、最終的に無機微粒子層１５の格子パターンの均一性が崩れることとなり、偏光特性に悪影響を及ぼす。本発明ではその欠陥を抑制することが可能であり、良好な偏光特性が得られる。また、金型２１のサイズを水晶基板１１ａのサイズよりも大きくすることが好ましい。

（Ｓ１３）水晶基板１１ａ及びレジスト層１２ｂを冷却する（図１（ｃ））。これによりレジスト層１２ｂは硬化する。
（Ｓ１４）金型２１をレジスト層１２ｂから抜く（図１（ｄ））。以上で熱ナノインプリント工程が終了する。熱ナノインプリントによれば、一度金型を作製すれば複雑なプロセスなしに微細パターンを得ることができるので、生産性が非常に高い。特に本発明のように単純な格子パターンのモールドを作製する場合には、電子線描画のような高価な方法は用いずに、例えば干渉露光法により一度の露光で大面積上の格子パターンを作製することができる。しかも、第１の凹凸部１３の形状が格子状という単純な形状であるので、一度の露光でも高精度にパターン形成をすることができる点で有利である。

（Ｓ１５）つぎに、第１の凹凸部１３側からレジスト層１２ｂをエッチングし（図１（ｅ））、さらにレジスト層１２ｂをマスクとして水晶基板１１ａをエッチングする（図１（ｆ））。エッチングはレジスト層１２ｂ及び水晶基板１１ａそれぞれが表層から順次エッチングにより除去できる方法であればよく、例えばＣＦ_４などのフッ素系ガスやＡｒガス、あるいはそれらの混合ガスによるＲＩＥ（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ、反応性ガスエッチング）やイオンビームエッチングで処理するとよい。このエッチング処理により、第２の凹凸部（凹凸部Ｂ）１４を有する水晶基板１２ｂが得られる。第２の凹凸部１４は無機微粒子層１５の形状異方性を付与するものであり、偏光素子１０の所期の偏光特性を得るために重要である。すなわち、第２の凹凸部１４の加工サイズ、パターン形状は、目的とする偏光特性（消光比）や対象とする可視光波長領域に応じて適宜設定される。具体的に、図３において、第２の凹凸部１４の溝の（Ｘ，Ｙ方向の）ピッチは０．５μｍ以下、凹凸部１４のライン幅（凸部１４ａの形成幅）は０．２５μｍ以下、凹凸部１４の形成深さは１ｎｍ以上である。

なお、第２の凹凸部１４のピッチ、ライン幅／ピッチ、格子深さ、格子長さ、上部ライン幅／底部ライン幅は、それぞれ以下の範囲とするのが好ましい。
０．０５μｍ＜ピッチ＜２μｍ、
０．１＜（ライン幅／ピッチ）＜０．９、
０．０１μｍ＜格子深さ＜０．２μｍ、
０．０５μｍ＜格子長さ、
１．０≦（上部ライン幅／底部ライン幅）
以上でエッチング工程が終了する。

（Ｓ１６）水晶基板１２ｂの第２の凹凸部１４の頂部又はその少なくとも一側面部に対して所定の角度で斜め方向から無機微粒子ｐを入射させるスパッタ成膜を行う（図１（ｇ））。斜めスパッタ成膜の様子を図４に示す。ここではイオンビームスパッタの例を示している。

図４において、１は水晶基板１１ｂを支持するステージ、２はターゲット、３はビームソース（イオン源）、４は制御板である。ステージ１は、ターゲット２の法線方向に対して所定角度θ傾斜しており、水晶基板１１ｂは第２の凹凸部１４の格子方向（長手方向）がターゲット２からの無機微粒子の入射方向に対して直交する向きに配置されている。角度θは、例えば０°から１５°である。ビームソース３から引き出されたイオンは、ターゲット２へ照射される。イオンビームの照射によりターゲット２から叩き出された無機微粒子は、水晶基板１１ｂの表面に斜め方向から入射して付着する。このとき、水晶基板１１ｂ上に一定間隔（例えば５０ｍｍ）で平板状の制御板４を配置すれば水晶基板１１ｂ表面への入射粒子の方向を制御し、第２の凹凸部１４の側壁部にのみ粒子を堆積させることができる。

以上のように、成膜時に水晶基板１１ｂをターゲット２に対して傾斜させて無機微粒子の入射方向を制限することにより、無機微粒子からなる無機微粒子層１５を第２の凹凸部１４の頂部または一側面部に選択的に形成することができる。図５に無機微粒子層１５を第２の凹凸部１４の一側面部に選択的に形成した偏光素子１０の例を示す。その結果、形状異方性を有する無機微粒子層１５を所望の微細形状で水晶基板１１ｂ表面に島状に分布させることができ、無機微粒子の孤立化を実現することができる。

また、成膜がスパッタ法によるので、無機微粒子の水晶基板１１ｂに対する付着強度を向上させることができ、無機微粒子としての材料選択の自由度が広い。さらに、斜めスパッタ成膜により無機微粒子層１５は薄膜として、偏光素子１０の偏光特性を向上させるように偏光素子１０における透過軸方向（第２の凹凸部１４の格子方向（長手方向）と直交する方向）の光学定数が、吸収軸方向（第２の凹凸部１４の格子方向（長手方向））の光学定数よりも小さくなる特性を示すようになる。具体的には、（透過軸方向屈折率）＜（吸収軸方向屈折率）及び（透過軸方向消衰係数）＜（吸収軸方向消衰係数）の関係を満足するようになる。

また、あらかじめ機械的に形成した第２の凹凸部１４の上に無機微粒子層１５を形成するようにしているので、第２の凹凸部１４を安定して形成できるとともに、その上に形成される無機微粒子層１５の形状制御を容易に行うことができる。

ここで、無機微粒子層１５に用いられる材料は使用帯域に応じて適切な材料を選択される必要がある。金属材料や半導体材料がこれを満たす材料であり、具体的には金属の場合はＡｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｔｅ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ単体もしくはこれらを含む合金である。また半導体材料としてはＳｉ，Ｇｅ，Ｔｅ，ＺｎＯである。さらにＦｅＳｉ₂（特にβ-ＦｅＳｉ₂），ＭｇＳｉ₂，ＮｉＳｉ₂，ＢａＳｉ₂，ＣｒＳｉ₂，ＣｏＳｉ₂などのシリサイド系材料が適している。本発明では図４の斜めスパッタ成膜の際にこれらの材料からなるターゲット２とする。

以上の方法により製造された偏光素子１０において、水晶基板１１ｂの表面に形成された無機微粒子層１５は図５（ｂ）に示したように面内Ｘ，Ｙ方向に関して異方的な形状を有して分布している。これらの無機微粒子層１５は、その長軸方向（Ｙ方向）に電磁進行方向をもつ偏光成分を吸収し、短軸方向（Ｘ方向）に電磁進行方向をもつ偏光成分を透過させる特性を示す。また、偏光素子１０の基板として放熱性に優れた水晶基板１１ｂを用いているので、従来の無機吸収型偏光素子よりも耐熱性に優れ、例えば液晶プロジェクターデバイス等に使用し長時間に渡り光源近傍にさらされ加熱されても、放熱性が良いのでガラス基板よりも不具合が起き難い偏光素子とすることができる。

なお、第２の凹凸部１４の凸部の形状は四角形や台形などの矩形状、あるいは鋸歯形状、三角形状に形成することができる。図６（ａ）は第２の凹凸部１４の凸部１４ａが断面矩形状で、その一側面部に無機微粒子層１５を形成した例を示している。また、図６（ｂ）は第２の凹凸部１６の凸部１６ａが断面鋸歯形状で、その垂直方向に立設した一側面部に無機微粒子層１５を形成した例を示している。凸状部の断面を鋸歯状に形成することで、凸状部の頂部への膜の付着を回避することができる。また、図６（ｃ）は第２の凹凸部１７の凸部１７ａが断面三角形状で、その一側面に無機微粒子層１５を形成した例を示している。

また、図５に示す構成とした後、スピンコート法やディッピング法により無機材料からなる保護層を形成するようにしてもよい。

本発明の偏光素子の製造方法を適用して実際に偏光素子を作製した例を以下に示す。
（実施例１）
以下の手順で偏光素子を作製した。
（Ｓ２１）透明で板面方向に光学軸を有する光学用人工水晶の水晶基板１１ａ（ｘ−ｃｕｔ、ｃグレード以上）上にｍｉｃｒｏ ｒｅｓｉｓｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製レジスト材料（商品名：ｍｒ−ｌ ７０００Ｅ、メーカー推奨使用温度１２５〜１５０℃）を用いてレジスト層１２ａを形成した。ついで、水晶基板１１ａ及びレジスト層１２ａを１５０℃に加熱した（図１（ａ））。
（Ｓ２２）格子状の凹凸パターンを形成した金型２１を用意した。この金型２１は１０ｍｍ×１０ｍｍのモールド面を有し、その格子パターンは、ピッチ１５０ｎｍ、ライン幅７５ｎｍ、スペース幅７５ｎｍ、格子深さ１５０ｎｍ、格子長さ１０ｍｍとした。そして、金型２１の凹凸パターンの格子方向が水晶基板１１ａの光学軸に対して平行方向となるように金型２１を配置してプレス機により金型２１の凹凸パターン面をレジスト層１２ａに押し当て第１の凹凸部１３を有するレジスト層１２ｂを形成した（図１（ｂ））。
（Ｓ２３）水晶基板１１ａ及びレジスト層１２ｂをレジスト層１２ｂが硬化するまで冷却した（図１（ｃ））。
（Ｓ２４）ついで金型２１をレジスト層１２ｂから抜いた（図１（ｄ））。
（Ｓ２５）つぎに、第１の凹凸部１３側からレジスト層１２ｂをエッチングし（図１（ｅ））、さらにレジスト層１２ｂをマスクとして水晶基板１１ａをエッチングした（図１（ｆ））。エッチングは次の条件で行った。
・エッチング方法：ＲＩＥ
・使用ガス：ＣＦ_４
・ＲＦパワー：４００〜１３００Ｗ
このエッチング処理により、第２の凹凸部１４を有する水晶基板１２ｂを得た。
（Ｓ２６）つぎに、図４に示す斜めスパッタ成膜により、水晶基板１２ｂの第２の凹凸部１４の一側面部に無機微粒子ｐを入射させるスパッタ成膜を行い（図１（ｇ））、本発明の偏光素子１０を得た。なお、スパッタ条件は次の条件で行った。
・ターゲット２：Ｇｅ
・傾斜角度θ：１５°
・無機微粒子層１５の厚さ：３０ｎｍ

得られた偏光素子サンプルは図７に示すように均一な外観を呈していた。また、その断面を観察したところ、図８に示すように水晶基板の表面に規則性のある形状の均一な第２の凹凸部と、その第２の凹凸部の一側面部に一定の厚さの無機微粒子層１５が形成されている状態が認められた。なお、本実施例では図６（ｃ）に示したように第２の凹凸部１７の凸部１７ａが断面三角形状で、その一側面に無機微粒子層１５を形成した構成となっていた。
また、得られた偏光素子サンプルの吸収軸、透過軸方向それぞれの透過率と反射率を測定した。その結果を図９に示す。本実施例の偏光素子サンプルでは面内のどの位置の分光特性を測定してもほぼ同じ値を示した。

なお、本実施例における作製条件のうち、ステップＳ２１におけるレジスト材料をｍｉｃｒｏ ｒｅｓｉｓｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製レジスト材料（商品名：ｍｒ−ｌ ８０００Ｅ、メーカー推奨使用温度１７０〜１９０℃）を使用しての検討も行ったが、水晶基板を基板とする場合では転写性が悪く不適であった。

また本実施例における熱ナノインプリント工程においては、水晶基板寸法＞金型寸法、水晶基板寸法＝金型寸法、水晶基板寸法＜金型寸法のなかで、水晶基板寸法＜金型寸法とすることでもっとも広範囲の良好な転写性を得ることが出来た。レジスト層への転写性が悪いと、レジスト層の第１の凹凸部１３の形状はエッチング後の水晶基板の表面形状にそのまま影響を与えることになり、偏光素子として機能させる偏光子として使用する無機微粒子の形状にばらつきを生じさせ、偏光素子としての特性を劣化させるため、良好な転写性が必要である。

（参考例１）
実施例１において、金型２１の凹凸パターンの格子方向が水晶基板１１ａの光学軸に対して直角方向となるように金型２１を配置し、それ以外の条件は実施例１と同様にして偏光素子サンプルを作製した。
得られた偏光素子サンプルは図１０に示すように場所Ａと場所Ｂで目視状態が異なる不均一な外観を呈していた。また、その断面を観察したところ、図１１に示すように水晶基板の表面に第２の凹凸部の規則性が崩れ、その第２の凹凸部の一側面部に設けられた無機微粒子層１５の厚さのばらつきが認められた。
また、得られた偏光素子サンプルの吸収軸、透過軸方向それぞれの透過率と反射率を測定した。その結果を図１２に示す。この偏光素子サンプルでは面内の位置によって分光特性データがばらつき、最大１５％のばらつきが認められた。

本発明に係る偏光素子の製造手順を示す概略図である。 本発明で使用する水晶基板の光学軸と金型の凹凸パターンの格子方向との関係を示す図である。 水晶基板の凹凸部の断面図である。 斜めスパッタ成膜の構成を示す概略図である。 本発明に係る偏光素子の構成を示す概略図である。 本発明に係る偏光素子表面の凹凸形状を示す断面図である。 実施例１の偏光素子サンプル外観を示す図である。 実施例１の偏光素子サンプルの断面状態を示す図である。 実施例１の偏光素子サンプルの分光特性図である。 参考例１の偏光素子サンプル外観を示す図である。 参考例１の偏光素子サンプルの断面状態を示す図である。 参考例１の偏光素子サンプルの分光特性図である。

符号の説明

１・・・ステージ、２・・・ターゲット、３・・・ビームソース（イオン源）、４・・・制御板、１１ａ，１１ｂ・・・水晶基板、１２ａ，１２ｂ・・・レジスト層、１３・・・第１の凹凸部、１４，１６，１７・・・第２の凹凸部、１４ａ，１６ａ，１７ａ・・・凸部、１５・・・無機微粒子層、２１・・・金型、ｐ・・・無機微粒子

Claims (4)

1. 透明な水晶基板及び該水晶基板の一主面上に設けられたレジスト層を該レジスト層が軟化する温度以上に加熱しながら前記レジスト層に金型を押し当て、ついで前記レジスト層が硬化するまで冷却した後に前記金型を抜くことで、前記レジスト層に該金型からの転写による格子状の凹凸部Ａを形成する工程と、
   前記レジスト層をマスクとして前記水晶基板をエッチングして該水晶基板の表面に前記凹凸部Ａに対応する格子状の凹凸部Ｂを形成する工程と、
   前記水晶基板の表面に対して斜め方向からのスパッタ成膜を行うことにより前記凹凸部Ｂの頂部又は少なくとも一側面部に無機微粒子層を形成する工程とを有することを特徴とする偏光素子の製造方法。
2. 前記凹凸部Ａの格子の長手方向が前記水晶基板の光学軸に対して平行方向となるように前記金型を配置することを特徴とする請求項１に記載の偏光素子の製造方法。
3. 前記水晶基板及び前記レジスト層の加熱温度を１５０℃以下とすることを特徴とする請求項１に記載の偏光素子の製造方法。
4. 前記水晶基板のサイズよりも前記金型のサイズを大きくすることを特徴とする請求項１に記載の偏光素子の製造方法。