JP6634727B2 - 光学素子、光学素子の製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、光学素子、光学素子の製造方法、及び電子機器に関する。
上記光学素子は、例えば、電子機器としてのプロジェクターにおいて、液晶ライトバルブを挟んで両側に配置されている。光学素子としては、例えば、特許文献１に記載のような、ワイヤーグリッド型の偏光素子が挙げられる。偏光素子は、透明な基板上に金属からなるグリッドが、用いる光の波長よりも短いピッチで敷き詰められて構成されている。
このような偏光素子は、無機物で構成できるため、有機物を用いた偏光素子と比較して光照射による劣化が著しく少なく、高輝度化が進む液晶プロジェクターにおいて有効なデバイスである。
偏光素子の製造方法は、例えば、基板上に、アルミニウム膜、酸化シリコン膜、シリコン膜を順に形成し、その上にストライプ状のレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして上記積層膜を同時にエッチングすることにより、平面視ストライプ状のアスペクト比の大きい積層体（グリッド）を有する偏光素子が形成される。
しかしながら、アスペクト比の大きい積層体であり、かつ、各膜のエッチングレートが異なることから、エッチング量にばらつきが生じる。よって、最下層のアルミニウム膜と基板との界面までエッチングする場合、ばらつきを考慮してエッチング量を多めにする必要があり、その結果、積層体の側面がエッチングされて積層体の幅が狭くなるなど、微細化が難しいという課題がある。
本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例に係る光学素子は、基板と、前記基板の一方の面に平面視でストライプ状に設けられた複数の反射層と、前記複数の反射層の各々の前記基板と反対側の面に設けられた吸収層と、前記吸収層と、前記複数の反射層のうち互いに隣り合う２つの反射層の間と、を覆うように設けられた酸化膜と、を備え、前記酸化膜は、前記吸収層に含まれる材料の酸化物であることを特徴とする。
本適用例によれば、先に反射層を形成した後に吸収層を形成することができるので、例えば、反射層と吸収層とを同時にエッチングする場合と比較して、エッチングレートの違いによるエッチングのばらつきを抑えることが可能となり、ストライプ状の反射層を微細に形成することができる。よって、コントラスト及び明るさを向上させることができる。また、吸収層に含まれる材料を酸化膜にしているので、反射層の間の透過率が低下することを抑えることができる。
［適用例２］上記適用例に係る光学素子において、前記基板は、前記複数の反射層のうち互いに隣り合う２つの反射層の間に溝部を有し、前記酸化膜の一部は、前記溝部の中に位置していることが好ましい。
本適用例によれば、先に反射層を形成した後に吸収層を形成することができるので、例えば、反射層と吸収層とを同時にエッチングする場合と比較して、エッチングレートの違いによるエッチングのばらつきを抑えることが可能となり、ストライプ状の反射層を微細に形成することができる。よって、コントラスト及び明るさを向上させることができる。また、反射層の間の溝部の中に酸化膜が形成されているので、反射層の間が透明に近くなり、反射層の間の透過率が低下することを抑えることができる。
［適用例３］上記適用例に係る光学素子において、前記複数の反射層と前記吸収層との間に設けられた誘電体層を備えることが好ましい。
本適用例によれば、反射層と吸収層との間に誘電体層が設けられているので、反射層と吸収層との間で構成元素の相互拡散が生じることを防ぐことができる。よって、拡散に起因する偏光分離特性の変動を抑えることができる。
［適用例４］上記適用例に係る光学素子において、前記複数の反射層は、アルミニウム、銀、銅、クロム、チタン、ニッケル、タングステン、鉄のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
本適用例によれば、上記材料で反射層を形成することにより、熱酸化などの製造工程により、容易に酸化膜（誘電体層）を形成することができる。
［適用例５］上記適用例に係る光学素子において、前記吸収層は、シリコン、ゲルマニウム、クロムのうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
本適用例によれば、光を吸収することができる、言い換えれば、低反射率の光学素子を実現することができる。
［適用例６］上記適用例に係る光学素子において、前記誘電体層は、酸化シリコンであることが好ましい。
本適用例によれば、熱酸化などの製造工程により、容易に酸化シリコンを形成することができる。
［適用例７］本適用例に係る光学素子の製造方法は、基板の一方の面に平面視でストライプ状に複数の反射層を形成する工程と、前記基板の一方の面及び前記複数の反射層の各々を覆うように吸収層を形成する工程と、前記吸収層のうち、前記複数の反射層の前記基板と反対側の面に形成された部分の一部と、前記複数の反射層の互いに隣り合う２つの反射層の間に形成された部分と、を酸化させて酸化膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、先に反射層を形成した後に吸収層を形成するので、例えば、反射層と吸収層とを同時にエッチングする場合と比較して、エッチングレートの違いによるエッチングのばらつきを抑えることが可能となり、ストライプ状の反射層を微細に形成することができる。よって、コントラスト及び明るさを向上させることができる。また、反射層の間に酸化膜を形成するので、反射層の間の透過率が低下することを抑えることができる。
［適用例８］上記適用例に係る光学素子の製造方法において、前記複数の反射層を形成する工程の後に、前記複数の反射層のうち互いに隣り合う２つの反射層の間に溝部を形成する工程を備え、前記酸化膜の一部は、前記溝部の中に位置していることが好ましい。
本適用例によれば、先に反射層を形成した後に吸収層を形成するので、例えば、反射層と吸収層とを同時にエッチングする場合と比較して、エッチングレートの違いによるエッチングのばらつきを抑えることが可能となり、ストライプ状の反射層を微細に形成することができる。よって、コントラスト及び明るさを向上させることができる。また、反射層を形成した後に溝部を形成し、溝部の中の材料（膜）を酸化させて酸化膜を形成するので、反射層の間が透明に近くなり、反射層の間の透過率が低下することを抑えることができる。
［適用例９］本適用例に係る光学素子の製造方法は、基板の一方の面に平面視でストライプ状に複数の反射層を形成する工程と、前記基板の一方の面及び前記複数の反射層の各々を覆うように吸収層を形成する工程と、前記吸収層のうち、前記複数の反射層の互いに隣り合う２つの反射層の間に形成された部分をエッチング処理により除去する工程と、を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、反射層の間の吸収層を除去することにより、反射層間の基板を露出させるので、反射層の間の透過率を向上させることができる。
［適用例１０］上記適用例に係る光学素子の製造方法において、前記複数の反射層と前記吸収層との間に誘電体層を形成する工程を備えることが好ましい。
本適用例によれば、反射層と吸収層との間に誘電体層を形成するので、反射層と吸収層との間で構成元素の相互拡散が生じることを防ぐことができる。よって、拡散に起因する偏光分離特性の変動を抑えることができる。
［適用例１１］上記適用例に係る光学素子の製造方法において、前記複数の反射層は、アルミニウム、銀、銅、クロム、チタン、ニッケル、タングステン、鉄のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
本適用例によれば、上記材料で反射層を形成することにより、熱酸化などの製造工程により、容易に酸化膜（誘電体層）を形成することができる。
［適用例１２］上記適用例に係る光学素子の製造方法において、前記吸収層は、シリコン、ゲルマニウム、クロムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする。
本適用例によれば、光を吸収することができる、言い換えれば、低反射率の光学素子を実現することができる。
［適用例１３］上記適用例に係る光学素子の製造方法において、前記誘電体層は、酸化シリコンであることが好ましい。
本適用例によれば、熱酸化などの製造工程により、容易に酸化シリコンを形成することができる。
［適用例１４］本適用例に係る電子機器は、上記に記載の光学素子を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、上記に記載の光学素子を備えているので、表示品質を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
（第１実施形態）
＜偏光素子＞
まず、第１実施形態の偏光素子の構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、偏光素子の構成を示す概略斜視図である。図２は、偏光素子をＹＺ平面で切った部分断面図である。図３は、第１実施形態の偏光素子の構成を具体的に示す部分断面図である。
＜偏光素子＞
まず、第１実施形態の偏光素子の構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、偏光素子の構成を示す概略斜視図である。図２は、偏光素子をＹＺ平面で切った部分断面図である。図３は、第１実施形態の偏光素子の構成を具体的に示す部分断面図である。
なお、以下の説明においてはＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、グリッド１２が設けられている基板１１の面１１ｃと平行な面をＸＹ平面とし、グリッド１２の延在方向をＸ軸方向とする。グリッド１２の並び方向（配列軸）はＹ軸方向である。
図１及び図２に示すように、偏光素子１は、基板１１と、基板１１上に平面視でストライプ状に形成された複数のグリッド１２と、を備えている。グリッド１２は、反射性を有する反射層１２ａと、反射層１２ａの表面に形成された誘電体層１２ｂと、誘電体層１２ｂの上面に形成された吸収層１２ｃと、を備えている。
基板１１は、透光性を有する材料であればよく、例えば、石英、プラスチック等を用いてもよい。本実施形態では、基板１１として、ガラス基板を用いている。偏光素子１の用途によっては、偏光素子１が蓄熱して高温になる場合があるため、基板１１の材料としては、耐熱性の高いガラスや石英を用いることが好ましい。
反射層１２ａは、基板１１上で一方向に延びる金属細線であり、基板１１上に所定のピッチで互いに平行に配列されている。反射層１２ａの材料としては、可視域において光の反射率が高い材料が用いられる。具体的には、例えば、アルミニウム、銀、銅、クロム、チタン、ニッケル、タングステン、鉄などを反射層１２ａの材料として用いることができる。本実施形態では、反射層１２ａの材料としてアルミニウムを用いている。
誘電体層１２ｂは、各々の反射層１２ａの表面を覆うように形成されている。誘電体層１２ｂの材料としては、金属の酸化物が用いられ、可視域において光透過率の高い材料、例えば、酸化アルミニウムのような誘電体材料を用いることが好ましい。後述するように、誘電体層１２ｂは、反射層１２ａを酸化させる方法や、金属の酸化物を成膜する方法などにより形成することができる。
また誘電体層１２ｂは、反射層１２ａと吸収層１２ｃとの構成元素の相互拡散を抑制するバリア層として形成されており、必要に応じて反射層１２ａと吸収層１２ｃとの間に形成される。
誘電体層１２ｂの材料は、上記のバリア性を有する誘電体材料であれば特に限定されないが、シリコン、アルミニウム、クロム、チタン、ニッケル、タングステンなどの酸化物や窒化物、酸化窒化物により形成することができる。
吸収層１２ｃは、反射層１２ａ上に積層された誘電体層１２ｂ上に形成され、反射層１２ａの延在方向（Ｘ軸方向）に沿って延びている。吸収層１２ｃの材料としては、可視領域において誘電体層１２ｂの光吸収率よりも高い光吸収率を有する物質が用いられる。具体的には、シリコン、ゲルマニウム、クロムからなる群より選ばれる１種又は２種以上からなる。本実施形態では、吸収層１２ｃの材料として、シリコンを用いている。
隣り合って配置された２つのグリッド１２の間には凹部１５が設けられている。凹部１５は、可視光の波長よりも短い周期でＹ軸方向に略均等な間隔で設けられている。本実施形態の偏光素子１Ａにおける各部の寸法は例えば以下のように設定することができる。
反射層１２ａの高さは、例えば、１８０ｎｍ程度である。反射層１２ａの幅は、例えば、４０ｎｍ程度である。反射層１２ａの表面に形成された誘電体層１２ｂの膜厚は、例えば、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度である。吸収層１２ｃの膜厚は、例えば、１０ｎｍ〜２０ｎｍである。
また、隣り合って配置された２つのグリッド１２の間隔Ｓは、例えば、７０ｎｍ程度である。グリッド１２の周期Ｐ（ピッチ）は、例えば、１４０ｎｍである。
グリッド１２が、反射層１２ａと、誘電体層１２ｂと、吸収層１２ｃとの積層構造となっていることで、グリッド１２の延在方向と直交する方向（Ｙ方向）に振動する直線偏光（偏光）であるＴＭ波２１を透過させ、グリッド１２の延在方向（Ｘ方向）に振動する直線偏光（偏光）であるＴＥ波２２を吸収させることができる。
より詳しくは、基板１１の吸収層１２ｃ側から入射したＴＥ波２２は、主に吸収層１２ｃの光吸収作用によって減衰され、また場合によっては誘電体層１２ｂにより減衰される。誘電体層１２ｂを通過したＴＥ波２２は、反射層１２ａ（ワイヤーグリッドとして機能）で反射される。
この反射したＴＥ波２２は、誘電体層１２ｂを通過する際に位相差を付与され、干渉効果により減衰されるともに、残りが吸収層１２ｃで再吸収される。以上のようなＴＥ波２２の減衰効果により、吸収型の所望の偏光分離特性を得ることができる。ＴＥ波２２の透過率は、例えば、１％以下である。
一方、ＴＭ波２１に対しては、高い透過率を有する。透過率は、例えば、８０％以上である。（ＴＭ）／（ＴＥ）で定義されるコントラストは、１０００以上が好ましい。
また、第１実施形態の偏光素子１Ａは、図３に示すように、隣り合って配置された２つのグリッド１２の間の基板１１に溝部１６が設けられている。溝部１６の中には、誘電体層１２ｂ及び吸収層１２ｃを形成する際に成膜された酸化シリコンなどの酸化膜１２ｂ１，１２ｃ１が形成されている。
このように、グリッド１２とグリッド１２との間の基板１１に溝部１６を形成し、溝部１６の中の膜を酸化させて酸化膜を形成するので、グリッド１２間が透明に近くなり、グリッド１２間の透過率が低下することを抑えることができる。
＜偏光素子の製造方法＞
次に、第１実施形態の偏光素子１Ａの製造方法について、図４〜図９を参照して説明する。図４は、偏光素子の製造方法を示すフローチャートである。図５〜図９は、偏光素子の製造方法のうち一部の製造工程を示す概略断面図である。
次に、第１実施形態の偏光素子１Ａの製造方法について、図４〜図９を参照して説明する。図４は、偏光素子の製造方法を示すフローチャートである。図５〜図９は、偏光素子の製造方法のうち一部の製造工程を示す概略断面図である。
図４に示すように、第１実施形態の偏光素子１Ａの製造方法は、反射層形成工程（ステップＳ１１）と、溝部形成工程（ステップＳ１２）と、誘電体層形成工程（ステップＳ１３）と、吸収層形成工程（ステップＳ１４）と、熱酸化処理工程（ステップＳ１５）と、を備えている。
まず、図４に示すように、ステップＳ１１では、反射層１２ａを形成する。具体的には、まず、基板１１上に周知の方法を用いてアルミニウムを成膜する。次に、２光束干渉露光法を用いてレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとしてアルミニウムなどからなるワイヤーグリッド型の反射層１２ａを形成する。以上により、図５に示すように、基板１１上にストライプ状に配置された複数の反射層１２ａが形成される。
次に、図５に示すように、ステップＳ１２では、溝部１６を形成する。具体的には、図５に示すように、基板１１における隣り合う反射層１２ａの間に溝部１６を形成する。溝部１６の形成方法としては、例えば、基板１１にドライエッチングなどによって溝部１６を形成する。溝部１６の深さとしては、少なくとも、後に形成される誘電体層１２ｂ及び吸収層１２ｃの酸化膜１２ｂ１，１２ｃ１が埋まる程度であることが好ましい。
ステップＳ１３では、誘電体層１２ｂを形成する。具体的には、図７に示すように、例えば、基板１１を加熱させることにより反射層１２ａの表面の酸化反応を促進させる。基板１１を加熱させる方法としては、例えば、加熱炉での大気圧アニール処理を挙げることができる。基板１１の加熱温度は、例えば、３００℃である。
誘電体層１２ｂの膜厚としては、上記したように、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度である。以上により、反射層１２ａの表面に、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）からなる誘電体層１２ｂが形成される。
ステップＳ１４では、吸収層１２ｃを形成する。具体的には、図８に示すように、例えば、公知のマグネトロンスパッタ法を用いて、誘電体層１２ｂ上にシリコンなどからなる吸収層１２ｃを成膜する。吸収層１２ｃの膜厚は、上記したように、１０ｎｍ〜２０ｎｍである。
ステップＳ１５では、熱酸化処理を施す。具体的には、図９に示すように、基板１１に熱処理を施すことにより、グリッド１２間の基板１１上に付きまわったシリコンの残渣を熱酸化させて、酸化シリコン（ＳｉＯ2）にする。これにより、吸収層１２ｃの表面の一部が酸化（酸化膜１２ｃ１）されるものの、グリッド１２間の膜を酸化させることができる。
このように、グリッド１２とグリッド１２との間の膜を酸化させて酸化膜１２ｃ１を形成するので、グリッド１２間が透明に近くなり、グリッド１２間の透過率が低下することを抑えることができる。以上により、偏光素子１Ａが完成する。
＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器について、図１０を参照して説明する。図１０は、電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図である。
次に、本実施形態の電子機器について、図１０を参照して説明する。図１０は、電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図である。
図１０に示すように、プロジェクター８００は、光源８１０、ダイクロイックミラー８１３、８１４、反射ミラー８１５、８１６、８１７、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９、射出レンズ８２０、光変調部８２２、８２３、８２４、クロスダイクロイックプリズム８２５、投射レンズ８２６、を有している。
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ー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、赤色光用の光変調部８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光と緑色光のうち、緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用の光変調部８２３に入射される。青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過し、長い光路による光損失を防ぐために設けられた入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９及び射出レンズ８２０を含むリレー光学系８２１を介して、青色光が光変調部８２４に入射される。
光変調部８２２〜８２４は、液晶ライトバルブ８３０を挟んで両側に、上記偏光素子１（１Ａ）を用いた偏光素子８４０，８５０が配置されている。偏光素子８４０は、光源８１０から射出された光の光路上の、光源８１０と液晶ライトバルブ８３０との間に設けられている。また、偏光素子８５０は、液晶ライトバルブ８３０を通過した光の光路上の、液晶ライトバルブ８３０と投射レンズ８２６との間に設けられている。偏光素子８４０，８５０は、互いの透過軸が直交して（クロスニコル配置）配置されている。
本実施形態のプロジェクター８００では、耐熱性の高い無機材料で形成された偏光素子８４０，８５０を配置しているため、偏光素子８４０，８５０が劣化することを抑えることができる。
各光変調部８２２〜８２４により変調された３つの色光は、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上に投射され、画像が拡大されて表示される。
以上のような構成の電子機器は、上述した実施形態の偏光素子１を用いるため、信頼性が高く優れた表示特性を有するプロジェクター８００を提供することができる。
なお、上記偏光素子１が搭載される電子機器としては、プロジェクター８００の他、例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、スマートフォン、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、照明機器など各種電子機器に用いることができる。
＜光学特性評価＞
次に、本実施形態の偏光素子の光学特性評価について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、グリッド（ＷＧ）のピッチと明るさとの関係、及びグリッドのピッチとコントラストとの関係を示すグラフである。図１２は、明るさとコントラストとの関係を示すグラフである。
次に、本実施形態の偏光素子の光学特性評価について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、グリッド（ＷＧ）のピッチと明るさとの関係、及びグリッドのピッチとコントラストとの関係を示すグラフである。図１２は、明るさとコントラストとの関係を示すグラフである。
なお、明るさ及びコントラストの解析は、上記プロジェクター８００のライトバルブ用の偏光素子として適用することを想定して評価を行った。本発明の偏光素子１は、無機材料で形成されており耐熱性が高いことから、前述した高出力の光源を有するプロジェクター８００の偏光板として適用できる。
図１１に示すグラフは、横軸にグリッド１２のピッチ（ｎｍ）を示しており、具体的には、ピッチ５０ｎｍ〜１５０ｎｍまで変化させている。また、グラフ左側の縦軸は、明るさＴｐ（％）を示しており、具体的には、明るさ９０％〜９８％を示している。一方、グラフ右側の縦軸は、コントラストを示しており、具体的には、コントラスト０〜１２０００までを示している。
図１１のグラフに示すように、グリッド１２のピッチと明るさとの関係は、グリッド１２のピッチを狭くしていくにつれて明るさが向上する。しかし、グリッド１２のピッチが８０ｎｍ程度を境に、ピッチを狭くすると、明るさが低下する。
また、グリッド１２のピッチとコントラストとの関係も同様に、グリッド１２のピッチを狭くしていくにつれてコントラストが向上する。なお、図１１に示すグラフの範囲では、コントラストのピーク値を特定することは難しい。このように、グリッド１２のピッチが、明るさとコントラストに大きな影響を与えることがわかる。
図１２に示すグラフは、横軸に明るさＴｐ（％）を示しており、具体的には、明るさ９０％〜９８％までを示している。縦軸は、コントラストを示しており、具体的には、コントラスト０〜１２０００までを示している。
図１２のグラフに示すように、コントラスト４０００程度で明るさのピークである９６％に達する。コントラスト４０００から１２０００まで向上させた場合、明るさは低下する。
グリッド１２のピッチの設定方法としては、グリッド１２の加工精度や、使用する環境、目的に応じて設定することが好ましい。
以上詳述したように、第１実施形態の偏光素子１Ａ、偏光素子１Ａの製造方法、及び電子機器によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）第１実施形態の偏光素子１Ａ、及び偏光素子１Ａの製造方法によれば、先に反射層１２ａを形成した後に、誘電体層１２ｂ及び吸収層１２ｃを形成するので、例えば、反射層１２ａ、誘電体層１２ｂ、及び吸収層１２ｃの積層体を同時にエッチングして形成する場合と比較して、エッチングレートの違いによるエッチングのばらつきを抑えることができる。よって、ストライプ状の反射層１２ａ、誘電体層１２ｂ、及び吸収層１２ｃで構成されたグリッド１２を均一に形成することができる。よって、コントラスト及び明るさを向上させることができる。また、グリッド１２とグリッド１２との間の膜を酸化させて酸化膜１２ｂ１，１２ｃ１を形成するので、グリッド１２間の透過率が低下することを抑えることができる。
（２）第１実施形態の偏光素子１Ａ、及び偏光素子１Ａの製造方法によれば、グリッド１２とグリッド１２との間の基板１１に溝部１６を形成し、溝部１６の中の膜を酸化させて酸化膜１２ｃ１を形成するので、グリッド１２間が透明に近くなり、グリッド１２間の透過率が低下することを抑えることができる。
（３）第１実施形態の偏光素子１Ａの製造方法によれば、一般的に用いられる製造方法（真空プロセス、スパッタ法、フォトリソグラフィ法など）を用いて偏光素子１Ａを製造することができるので、生産性を向上させることができる。また、かかるコストを抑えることができる。
（４）第１実施形態のプロジェクター８００によれば、上記に記載の偏光素子１Ａを備えているので、表示品質を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。
（第２実施形態）
＜偏光素子＞
まず、偏光素子の構成について、図１３を参照して説明する。図１３は、第２実施形態の偏光素子の構成を示す部分断面図である。
＜偏光素子＞
まず、偏光素子の構成について、図１３を参照して説明する。図１３は、第２実施形態の偏光素子の構成を示す部分断面図である。
第２実施形態の偏光素子１Ｂは、上述の第１実施形態の偏光素子１Ａと比べて、基板１１に溝部１６が設けられていない部分が異なり、その他の部分については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
図１３に示すように、第２実施形態の偏光素子１Ｂは、第１実施形態と同様に、基板１１と、基板１１上に平面視でストライプ状に形成された複数のグリッド１２と、を備えている。グリッド１２は、反射層１２ａと、反射層１２ａの表面に形成された誘電体層１２ｂと、誘電体層１２ｂの上面に形成された吸収層１２ｃと、を備えている。
第２実施形態の特徴として、隣り合って配置された２つのグリッド１２の間には、第１実施形態のような溝部１６は設けられていない。グリッド１２の間の基板１１上には、誘電体層１２ｂ及び吸収層１２ｃを形成する際に成膜された酸化シリコンなどの酸化膜１２ｃ１が形成されている。
＜偏光素子の製造方法＞
次に、第２実施形態の偏光素子１Ｂの製造方法について、図１４〜図１８を参照して説明する。図１４は、偏光素子の製造方法を示すフローチャートである。図１５〜図１８は、偏光素子の製造方法のうち一部の製造工程を示す概略断面図である。
次に、第２実施形態の偏光素子１Ｂの製造方法について、図１４〜図１８を参照して説明する。図１４は、偏光素子の製造方法を示すフローチャートである。図１５〜図１８は、偏光素子の製造方法のうち一部の製造工程を示す概略断面図である。
図１４に示すように、第２実施形態の偏光素子１Ｂの製造方法は、反射層形成工程（ステップＳ２１）と、誘電体層形成工程（ステップＳ２２）と、吸収層形成工程（ステップＳ２３）と、熱酸化処理工程（ステップＳ２４）と、を備えている。
ステップＳ２１では、図１５に示すように、反射層１２ａを形成する。具体的には、第１実施形態と同様に、２光束干渉露光法を用いてアルミニウムなどからなるワイヤーグリッド型の反射層１２ａを形成する。
ステップＳ２２では、誘電体層１２ｂを形成する。具体的には、図１６に示すように、例えば、基板１１を加熱させることにより反射層１２ａの表面の酸化反応を促進させる。基板１１を加熱させる方法は、第１実施形態と同様である。以上により、反射層１２ａの表面に、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）からなる誘電体層１２ｂが形成される。
ステップＳ２３では、吸収層１２ｃを形成する。具体的には、図１７に示すように、例えば、公知のマグネトロンスパッタ法を用いて、誘電体層１２ｂ上にシリコンなどからなる吸収層１２ｃを成膜する。
ステップＳ２４では、熱酸化処理を施す。具体的には、図１８に示すように、基板１１に熱処理を施すことにより、グリッド１２間の基板１１上に付きまわったシリコンの残渣を酸化させて、酸化シリコン（ＳｉＯ2）にする。以上により、偏光素子１Ｂが完成する。
以上詳述したように、第２実施形態の偏光素子１Ｂ、及び偏光素子１Ｂの製造方法によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。
（５）第２実施形態の偏光素子１Ｂによれば、グリッド１２間に溝部１６を形成することなく、酸化膜１２ｃ１，１２ｂ１を形成するので、製造工程を少なくすることが可能となり、かかるコストを抑えることができる。
（第３実施形態）
＜偏光素子の製造方法＞
次に、第３実施形態の偏光素子１Ｃの製造方法について、図１９〜図２３を参照して説明する。図１９は、偏光素子の製造方法を示すフローチャートである。図２０〜図２３は、偏光素子の製造方法のうち一部の製造工程を示す概略断面図である。
＜偏光素子の製造方法＞
次に、第３実施形態の偏光素子１Ｃの製造方法について、図１９〜図２３を参照して説明する。図１９は、偏光素子の製造方法を示すフローチャートである。図２０〜図２３は、偏光素子の製造方法のうち一部の製造工程を示す概略断面図である。
第３実施形態の偏光素子１Ｃは、上述の図１に示す偏光素子１と同様である。なお、第３実施形態の偏光素子１Ｃの製造方法は、第２実施形態の偏光素子１Ｂの製造方法と比べて、熱酸化処理の代わりにエッチング処理を施す部分が異なり、その他の部分については概ね同様である。このため第３実施形態では、第２実施形態と異なる部分（製造方法）について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
図１９に示すように、第３実施形態の偏光素子１Ｃの製造方法は、反射層形成工程（ステップＳ３１）と、誘電体層形成工程（ステップＳ３２）と、吸収層形成工程（ステップＳ３３）と、エッチング処理工程（ステップＳ３４）と、を備えている。
ステップＳ３１〜ステップＳ３３（図２０〜図２２）は、上記第２実施形態のステップＳ２１〜ステップＳ２３（図１５〜図１７）と同様である。なお、ステップＳ３２の誘電体層１２ｂを形成する工程は、スパッタ法を用いて形成するようにしてもよい。
ステップＳ３４では、エッチング処理を施す。具体的には、図２３に示すように、グリッド１２間の基板１１上に付きまわった残渣（酸化膜１２ｂ１及び吸収層１２ｃ）にエッチング処理を施し除去する。エッチング処理には、例えば、Ｃｌ2ガス又はＣＦ4ガスを用いる。以上により、グリッド１２間に基板１１の表面が露出した偏光素子１Ｃが完成する。
以上詳述したように、第３実施形態の偏光素子１Ｃ、及び偏光素子１Ｃの製造方法によれば、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。
（６）第３実施形態の偏光素子１Ｃによれば、基板１１上におけるグリッド１２間の膜を除去するので、グリッド１２間に酸化膜がある場合と比較して、透過率を向上させることができる。
なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。
（変形例１）
上記したように、反射層１２ａ、誘電体層１２ｂ、及び吸収層１２ｃによってグリッド１２を構成することに限定されず、例えば、反射層１２ａ、及び吸収層１２ｃによってグリッド１２を構成するようにしてもよい。
上記したように、反射層１２ａ、誘電体層１２ｂ、及び吸収層１２ｃによってグリッド１２を構成することに限定されず、例えば、反射層１２ａ、及び吸収層１２ｃによってグリッド１２を構成するようにしてもよい。
（変形例２）
上記したように、グリッド１２間の膜を熱酸化によって酸化膜に形成することに限定されず、例えば、化学反応させるなど他の方法を用いて酸化膜にするようにしてもよい。
上記したように、グリッド１２間の膜を熱酸化によって酸化膜に形成することに限定されず、例えば、化学反応させるなど他の方法を用いて酸化膜にするようにしてもよい。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…光学素子としての偏光素子、１１…基板、１１ｃ…面、１２…グリッド、１２ａ…反射層、１２ｂ…誘電体層、１２ｃ…吸収層、１２ｂ１，１２ｃ１…酸化膜、１４…吸収層、１５…凹部、１６…溝部、２１…ＴＭ波、２２…ＴＥ波、８００…プロジェクター、８１０…光源、８１１…ランプ、８１２…リフレクター、８１３，８１４…ダイクロイックミラー、８１５，８１６，８１７…反射ミラー、８１８…入射レンズ、８１９…リレーレンズ、８２０…射出レンズ、８２１…リレー光学系、８２２，８２３，８２４…光変調部、８２５…クロスダイクロイックプリズム、８２６…投射レンズ、８２７…スクリーン、８３０…液晶ライトバルブ、８４０…偏光素子、８５０…偏光素子。
Claims (9)
- 基板と、
前記基板の一方の面に平面視でストライプ状に設けられた複数の反射層と、
前記複数の反射層と、前記複数の反射層のうち互いに隣り合う２つの反射層の間と、を覆うように設けられた誘電体層と、
前記複数の反射層の各々の前記基板と反対側の面に設けられた吸収層と、
前記吸収層の一部が酸化されて設けられた酸化膜と、
前記互いに隣り合う２つの反射層の間において、前記基板の一方の面に設けられた溝部と、を備え、
前記誘電体層は、前記複数の反射層の各々の側面に沿って設けられると共に、前記溝部の側面及び底面に沿って設けられ、前記酸化膜は、前記溝部において前記誘電体層に積層されていることを特徴とする光学素子。 - 請求項１に記載の光学素子であって、
前記複数の反射層は、アルミニウム、銀、銅、クロム、チタン、ニッケル、タングステン、鉄のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする光学素子。 - 請求項１に記載の光学素子であって、
前記吸収層は、シリコン、ゲルマニウム、クロムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする光学素子。 - 請求項１に記載の光学素子であって、
前記誘電体層は、酸化シリコンを含むことを特徴とする光学素子。 - 基板の一方の面に平面視でストライプ状に複数の反射層を形成する工程と、
前記複数の反射層を形成する工程の後に、前記複数の反射層のうち互いに隣り合う２つの反射層の間に溝部を形成する工程と、
前記複数の反射層の各々を覆うと共に、前記溝部の側面及び底面を覆うように誘電体層を形成する工程と、
前記基板の一方の面及び前記複数の反射層の各々を覆うように吸収層を形成する工程と、
前記吸収層のうち、前記複数の反射層の前記基板と反対側の面に形成された部分の一部と、前記溝部において前記誘電体層上に形成された部分と、を酸化させて酸化膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。 - 請求項５に記載の光学素子の製造方法であって、
前記複数の反射層は、アルミニウム、銀、銅、クロム、チタン、ニッケル、タングステン、鉄のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 請求項５に記載の光学素子の製造方法であって、
前記吸収層は、シリコン、ゲルマニウム、クロムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 請求項５に記載の光学素子の製造方法であって、
前記誘電体層は、酸化シリコンを含むことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の光学素子を備えることを特徴とする電子機器。
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