偏振光元件、偏振光元件的制造方法以及光学设备与流程

本发明涉及偏振光元件、偏振光元件的制造方法以及光学设备。

背景技术：

偏振光元件是吸收与表面平行的一个方向的偏振光并使与表面平行并与一个方向正交的方向的偏振光透射的光学元件。液晶显示装置使用偏振光元件。尤其，在如透射式液晶投影仪那样使用较大光量的光源的液晶显示装置中，偏振光元件受到较强的辐射线。因此，偏振光元件需求优异的耐热性、耐光性。并且，对于偏振光元件需求能够确保几cm程度的大小并能够控制较高的消光比及反射率特性。作为响应这些要求的偏振光元件，提出了一种线栅型无机偏振光元件。

线栅型偏振光元件具有以下构造：在基板上，以比所使用的光的波长窄的间距排列地配置有多个沿一个方向延伸的导线。导线由导体构成，相对于所使用的光作为反射层发挥功能。导线的间距为几十nm至几百nm程度。与导线的延伸方向平行的偏振光是te波或者s波，即使te波的光向线栅型偏振光元件射入，也无法透射。另一方面，与导线的延伸方向垂直的偏振光是tm波或者p波，若tm波的光向线栅型偏振光元件射入，则保持不变地透射。

具有上述构造的线栅型偏振光元件在耐热性及耐光性方面优异。并且，使用现有的成膜技术、蚀刻技术，能够制作较大的元件。再者，线栅型偏振光元件具有较高的消光比。另外，通过由电介质层和金属层的层叠构造来构成导线，能够控制线栅型偏振光元件的反射率的特性。

在线栅型偏振光元件的表面反射后的返回光在液晶投影仪的装置内再次被反射。由此，基于产生重像并如上所述地具有优异的特征、功能的线栅型偏振光元件，能够抑制重像等所导致的画质劣化。

在现有的线栅型偏振光元件中，从间距与栅宽的关系可知，波长越短，光的透射率越低。栅宽是指导线在与基板的表面平行且与导线的延伸方向垂直的方向上的大小。例如，在将液晶投影仪所使用的可见波段内的蓝光波段设为600nm至680nm，将绿光波段设为520nm至590nm，并将红光波段设为600nm至680nm时，光的透射率在蓝光波段最低。

公知通过缩小线栅型偏振光元件的栅宽，来提高光的透射率，但实际上如设计那样形成缩小栅宽后的图案的难度较高，容易产生制造时的偏差。并且，由于缩小栅宽，所以难以维持所制作出的偏振光元件的可靠性。

为了解决上述问题，提出了具有各种构造的线栅型偏振光元件。例如，专利文献1至专利文献3中公开了具备以比使用波段的光的波长小的间距排列在透明基板上的方格状凸部的偏振光元件。专利文献1至专利文献3的偏振光元件的方格状凸部从透明基板侧依次具有反射层、电介质层、以及吸收层。专利文献1的偏振光元件的方格状凸部的前端部以随着接近前端而变细的方式倾斜。专利文献2的偏振光元件的方格状凸部的宽度恒定。专利文献2的偏振光元件的反射层具有金属层和覆盖金属层的侧面的氧化物层。在专利文献3的偏振光元件的方格状凸部中，反射层的宽度比电介质层的宽度小。

专利文献4中公开了包含具有表面的基板和配置于表面的平行且细长的导线前体的阵列的偏振光元件。专利文献4的偏振光元件的导线前体分别以比入射光的波长小的栅周期配置，并且包括由交替的细长的金属线和细长的电介质层构成的导线内下位构造。导线内下位构造包括至少两个细长的金属线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5960319号公报

专利文献2：国际公开第2017/073044号公报

专利文献3：日本专利第6230689号公报

专利文献4：日本专利第4152645号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

将沿上述的一个方向、即导线所延伸的方向的轴称作吸收轴。将沿与上述的一个方向正交的方向的轴称作透射轴。近年来，伴随液晶投影仪的高亮度化，需求透射轴的偏振光的透射率较高且吸收轴的偏振光的反射率较低的偏振光元件。在专利文献4的偏振光元件中，吸收轴的偏振光的反射率变高。因此，在将专利文献4的偏振光元件用于液晶投影仪时，由偏振光元件反射至光的入射侧的光成为杂光，有使液晶投影仪的光学特性降低的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其提供透射轴的偏振光的透射率较高且吸收轴的偏振光的反射率较低的偏振光元件、偏振光元件的制造方法以及光学设备。

用于解决课题的方案

本发明的偏振光元件是具有线栅构造的偏振光元件，其具备：透明基板；凸部，其以比使用波段的光的波长短的间距排列在上述透明基板的表面上，并且在沿上述表面的第一方向上延伸，上述凸部具有层叠体，该层叠体是沿与上述表面正交的第二方向交替地层叠有多组第一电介质层和导电层而成，上述导电层包含针对上述光具有吸收性的第一导电层和针对上述光具有反射性的第二导电层，设有上述第一导电层作为离上述光的入射侧最近的上述导电层。

在上述的偏振光元件中，上述凸部也可以具有覆盖上述层叠体的前端面及侧面的第二电介质层。

在上述的偏振光元件中，上述凸部的上述导电层的层数也可以为七层以上。

在上述的偏振光元件中，在从上述第一方向观察时，上述凸部也可以大致呈矩形。

在上述的偏振光元件中，在从上述第一方向观察时，上述第一电介质层及上述导电层也可以大致呈矩形。

在上述的偏振光元件中，上述第二导电层的材料也可以是金属，上述金属也可以是铝或者铝合金。

在上述的偏振光元件中，上述透明基板的材料也可以是玻璃、水晶和蓝宝石的任一种。

在上述的偏振光元件中，上述第一电介质层及上述第二电介质层的材料也可以是硅氧化物。

在上述的偏振光元件中，上述第一导电层也可以含有铁或者钽，并且含有硅。

在上述的偏振光元件中，上述透明基板的表面、上述凸部的前端面以及侧面也可以由有机憎水膜覆盖。

本发明的偏振光元件的制造方法是具有线栅构造的偏振光元件的制造方法，包括以下工序：在透明基板上形成将电介质层和导电层交替地层叠而成的层叠体的工序；通过选择性地蚀刻上述层叠体来形成以比使用波段的光的波长短的间距排列在上述透明基板上的凸部的工序；用电介质来掩埋上述凸部的工序；以及通过选择性地蚀刻上述电介质来形成以比使用波段的光的波长短的间距排列在上述透明基板上的凸部的工序。

本发明的光学设备具备上述的偏振光元件。

发明的效果

根据本发明，能够提供透射轴的偏振光的透射率较高且吸收轴的偏振光的反射率较低的偏振光元件、能够制造这样的偏振光元件的偏振光元件的制造方法、以及组装有透射轴的偏振光的透射率较高且吸收轴的偏振光的反射率较低的偏振光元件的光学设备。

附图说明

图1是本发明的第一方式的偏振光元件的俯视图。

图2是以包含x方向及z方向在内的面来剖切图1所示的偏振光元件的一部分的剖视图。

图3示出图1所示的偏振光元件的变形例，是与以包含x方向及z方向的面来剖切的剖视图对应的图。

图4示出图1所示的偏振光元件的变形例，是与以包含x方向及z方向的面来剖切的剖视图对应的图。

图5示出图1所示的偏振光元件的变形例，是与以包含x方向及z方向的面来剖切的剖视图对应的图。

图6是用于说明图1所示的偏振光元件的制造方法的剖视图。

图7是用于说明图1所示的偏振光元件的制造方法的剖视图。

图8是用于说明图1所示的偏振光元件的制造方法的剖视图。

图9是用于说明图1所示的偏振光元件的制造方法的剖视图。

图10是用于说明图1所示的偏振光元件的制造方法的剖视图。

图11是用于说明图1所示的偏振光元件的制造方法的剖视图。

图12示出比较例的偏振光元件，是与以包含x方向及z方向的面来剖切的剖视图对应的图。

图13是示出实施例1～4和比较例的偏振板的透射轴透射率的波长依存性的线图。

图14是示出实施例1～4和比较例的偏振板的蓝色波段、绿色波段以及红色波段的透射轴透射率的平均值的线图。

图15是示出实施例1～4和比较例的偏振板的蓝色波段、绿色波段以及红色波段的透射轴透射率的平均值的表。

符号的说明

10—偏振板(偏振光元件)，20—透明基板，22—主面(表面)，40—凸部，52—电介质层(第一电介质层)，54—导电层，55—第一导电层，56—第二导电层，y—方向(第一方向)，z—方向(第二方向)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[一个实施方式的偏振光元件的结构]

图1是本发明的一个实施方式的偏振板(偏振光元件)10的俯视图。如图1所示，偏振板10具备透明基板20和多个凸部40。凸部40在沿透明基板20的主面(表面)22的第一方向上延伸。以下，将多个凸部40沿主面22排列的方向作为x方向。将凸部40的延伸方向作为y方向(第一方向)。将与x方向及y方向正交的方向且凸部40从主面22突出的方向作为z方向(第二方向)。

光沿z方向反向地从凸部40及主面22侧向偏振板10射入。将具有与y方向平行的电场成分的偏振光称作te波或者s波。另一方面，将具有与x方向平行的电场成分的偏振光称作tm波或者p波。偏振板10利用透射、反射、干涉、以及基于光学各向异性的偏振光的选择性光吸收这四个作用，使射入后的te波衰减，并使tm波透射。因此，偏振板10的吸收轴31朝向y方向。偏振板10的透射轴32朝向x方向。

以下，高度是指沿z方向距主面22的尺寸。宽度是指当从y方向观察时的x方向的尺寸。间距是指在从y方向观察时在x方向上多个重复的间隔。

图2是以包含x方向及z方向的面来剖切偏振板10的一部分的剖视图。如图2所示，多个凸部40以比使用波段的光的波长短的间距p40排列在主面22上。

透明基板20是针对使用波段的光示出透光性的基板。透明基板20的高度例如为0.3mm以上1mm以下，但偏振板10的透射轴32的偏振光的透射率以及吸收轴31的偏振光的吸收率能够分别良好地维持，则没有特别限定。

凸部40具有层叠体50，该层叠体50是沿z方向交替地层叠有多组沿y方向呈带状延伸的电介质层(第一电介质层)52和导电层54而成的。导电层54包含针对使用波段的光具有吸收性的第一导电层55和针对使用波段的光具有反射性的第二导电层56。设有第一导电层55作为离光的入射侧最近的导电层54。偏振板10的使用波段主要是可见波段，在本说明书中为380nm以上且810nm以下。

在层叠体50中，从离主面22较近的一侧沿z方向反向地层叠有七对电介质层52与导电层54的一对层。由于光沿z方向射入，所以在层叠体50中，多个导电层54的凸部40的最前端侧的导电层54成为第一导电层55。并且，在层叠体50中，电介质层52与主面22接触。

在从y方向观察时，电介质层52及导电层54大致呈矩形。电介质层52及导电层54的宽度相互大致相等。也就是说，在从y方向观察时，层叠体50大致呈矩形。大致呈矩形是指：在沿z方向移动时，x方向的大小大致恒定，并且x方向的大小在z方向上的变化为几nm～几十nm程度。

层叠体50的宽度w50、电介质层52及导电层54的宽度优选为35nm以上且45nm以下。通过使宽度w50在上述的范围内，能够使z方向上的宽度大致恒定，并且能够提高使用波段内的沿透射轴32的偏振光的透射率。对于宽度w50而言，例如使用扫描式电子显微镜或者透射式电子显微镜来测定任意四个层叠体50的宽度，能够将测定出的四个宽度的算术平均值作为宽度w50。以下，将该测定方法称作电子显微镜法。

各个电介质层52的高度h52成为透射第一导电层55并由第二导电层56反射的偏振光的相位相对于向偏振板10射入并由第一导电层55反射的偏振光的相位偏离半个波长大小的高度。为了使相位相互偏离半个波长大小，高度h52例如优选为1nm以上且100nm以下。各个第一导电层55的高度h55及第二导电层56的高度h56优选为10nm以上且300nm以下。例如能够利用电子显微镜法来测定高度h52、h55、h56。

层叠体50的高度优选为200nm以上且400nm以下。通过使电介质层52及导电层54的高度在上述的范围内，能够降低使用波段内的沿吸收轴31的偏振光的透射率，(透射轴透射率/吸收轴透射率)所表示的对比度较高且能够实现高画质的影像，从而优选。

凸部40具有覆盖层叠体50的前端面61及侧面62的电介质层(第二电介质层)58。在从y方向观察时，凸部40整体也大致呈矩形。也就是说，覆盖前端面61的电介质层58的高度大致恒定，覆盖侧面62的电介质层58的宽度大致恒定。

凸部40的宽度w40优选为40nm以上且50nm以下。通过使宽度w40在上述的范围内，能够使z方向上的宽度大致恒定，并且能够提高使用波段内的沿透射轴32的偏振光的透射率。

凸部40的高度h40优选为210nm以上且410nm以下。通过使高度h40在上述的范围内，能够降低使用波段内的沿吸收轴31的偏振光的透射率，从而优选。

间距p40优选为100nm以上且200nm以下。通过使间距p40在上述的范围内，来提高制作凸部40的容易度，并且所制作的偏振板10的形状稳定，由此偏振板10的光学特性稳定。例如能够利用电子显微镜法来测定间距p40。

以下，对偏振板10的各构成要素的优选的材料进行说明。

＜透明基板＞

透明基板20的材质至少针对使用波段的光具有透光性。使用波段内的透明基板20的总透光率至少为80％以上，优选为85％以上，更优选为90％以上。透明基板20的使用波段的波长的折射率优选为1.1以上且2.2以下。作为透明基板20的材料，优选为玻璃，尤其优选在基准波长550nm具有折射率1.46的石英玻璃、在该基准波长具有折射率1.51的苏打石灰。并且，透明基板20的材料也可以是作为光学玻璃而广泛使用的硅酸盐玻璃等。

并且，作为透明基板20的材料，优选使用导热性较高的水晶或者蓝宝石。通过使透明基板20具有上述的折射率及较高的导热性，针对较强的光获得较高的耐光性，从而能够将偏振板10用作为发热量较多的投影仪的光学引擎用的偏振光元件。在作为透明基板20的材料而使用由水晶等光学活性的结晶构成的透明基板的情况下，优选使凸部40相对于结晶的光轴平行或者垂直地延伸。这样一来，在使光轴与偏振光一致时，不会受到多次折射所产生的影响，并且偏振光成为不受干扰的状态，因而获得优异的光学特性。此外，结晶的光轴是沿该轴的方向前进的光的通常光线的折射率与异常光线的折射率之差最小的方向的轴。

＜电介质层＞

电介质层52、58的基准波长的折射率优选为比1.0大且2.5以下。通过适当地调整高度h52、电介质层58的高度、宽度以及电介质层52、58的折射率，能够使从凸部40侧射入并由第二导电层56反射后的te波的一部分在透射第一导电层55时反射并返回至第一导电层55。这样一来，能够利用干涉来使通过第一导电层55后的光衰减。由此，通过进行从凸部40侧射入的光中的te波的选择性衰减，能够获得所希望的偏振光特性。

电介质层52、58的材料可以举出sio2等硅(si)氧化物、氧化铝(al2o3)、氧化铍、氧化铋等金属氧化物、mgf2等氟化镁、冰晶石、锗、二氧化钛、硅、氮化硼、氧化硼、氧化钽、碳或者它们中的二个以上的组合等。由于是非常稳定的物质并容易获得，所以电介质层52、58优选由si氧化物构成。此外，电介质层52、58的材料可以是上述的材料中的相互相同的材料，也可以不同。

通过利用蒸镀法、溅射法、cvd(chemicalvapordeposition，化学气相沉积)法、ald(atomiclayerdeposition，原子层沉积)法、或者sog(spinonglass，硅-玻璃键合)法，来形成电介质层52、58作为高密度的膜的材料亦即电介质。

＜导电层＞

导电层54发挥作为线栅型偏振板10的功能，使te波衰减，并使tm波透射。导电层54的光学特性也会受到周围的电介质层52、58的折射率的影响。因此，通过适当地选择电介质层52、58的材料，能够控制起因于导电层54的偏振板10的特性。

第二导电层56的材料是针对使用波段的光具有反射性的材料。具有反射性是指能够反射射入后的光的至少一部分。例如，使用波段的波长的第二导电层56的材料的总光反射率优选为85％以上且100％以下，更优选为90％以上且100％以下。作为针对可见波段的光具有反射性的材料，例如可以举出al、ag、cu、mo、cr、ti、ni、w、fe、si、ge、te等元素单体或者含有上述的一种以上的元素的合金。这些材料中，第二导电层56也优选由总光反射率较高且加工性良好的铝或者铝合金构成。这样一来，吸收轴透射率变低且透射轴透射率变高，因而获得优异的光学特性。此外，除上述的材料以外，第二导电层56的材料也可以是例如通过着色等来较高地形成表面的反射率的无机物或者树脂。

第一导电层55的材料是针对使用波段的光具有吸收性的材料。具有吸收性是指消光常数不为零。例如，使用波段的波长的第一导电层55的材料的消光系数优选为0.1以上且5.0以下。根据使用波段来从金属材料、半导体材料等导电材料中适当地选择具有光吸收作用的第一导电层55的材料。作为在可见波段内具有光吸收作用的金属材料，可以举出ta、al、ag、cu、au、mo、cr、ti、w、ni、fe、sn等元素单体或者含有它们中的一种以上的元素的合金。作为在可见波段具有光吸收作用的半导体材料，可以举出si、ge、te、zno、硅化物材料(β－fesi2、mgsi2、nisi2、basi2、crsi2、cosi2、tasi等)。通过使用上述的金属材料或者半导体材料作为第一导电层55的材料，偏振板10在可见波段内实现较高的消光比。尤其，通过作为第一导电层55的材料而含有fe或者ta、si来构成，偏振板10的可见波段内的消光比变得更高。

在使用半导体材料作为第一导电层55的材料的情况下，半导体材料的带隙能量与光吸收作用相关，因而半导体材料的带隙能量的吸收端波长需要为使用波段的波长以下。例如，作为第一导电层55的材料，需要使用带隙为3.263ev以下的半导体材料，以便吸收380nm以上且1240nm以下的波长的光。

第一导电层55及第二导电层56分别也可以利用由上述的材料中的相互不同的材料构成的多个层来形成。

[其它偏振光元件的结构]

图1及图2中示出本发明的优选的一个实施方式的偏振板10的例子，如上进行了说明。以下说明上述的实施方式之外的发挥本发明的作用效果的结构。

凸部40也可以仅具备层叠体(凸部)50，而不具备电介质层58(参照图9)。在该情况下，宽度w50优选为35nm以上且45nm以下。

并且，凸部40的导电层54的层数至少为两层以上，优选为七层以上。其中，若能获得所希望的特性，则导电层54的层数也可以小于七层。图3至图5示出导电层54的层数为五层、三层、两层的结构例。

并且，使第二导电层56彼此或者第二导电层56与透明基板20之间的电介质层52的高度h52－2比z方向上的第一导电层55与第二导电层56之间的电介质层52的高度h52－1高，来提高透射、反射、干涉、以及基于光学各向异性的偏振光的选择性光吸收这四个作用效果。若能获得所希望的特性，则高度h55、h56也可以相互不同。图3至图5示出高度h56比高度h55大的结构例。

并且，虽未图示，但x方向上的凸部40彼此之间的主面22、凸部40的前端面47以及侧面48也可以由有机憎水膜覆盖。作为有机憎水膜，例如可以举出由全氟癸基三乙氧基硅烷(fdts)等氟基硅烷化合物等构成的憎水膜。

并且，虽未图示，但在光从透明基板20的与主面22相反一侧的表面侧向偏振板10射入的情况下，多个导电层54中的至少离主面22最近的导电层54成为第一导电层55，凸部40的最前端侧的导电层54成为第二导电层56。

[偏振光元件的制造方法]

接下来，对本发明的一个实施方式的偏振光元件的制造方法进行说明。本实施方式的偏振光元件的制造方法是偏振板10的制造方法，具备下述的第一工序至第四工序。

＜第一工序＞

首先，如图6所示，在主面(透明基板上)22形成交替地层叠有电介质层52和导电层54而成的层叠体51。具体而言，在主面22依次形成电介质层52、第二导电层56、电介质层52、第二导电层56、电介质层52、第二导电层56、电介质层52、第二导电层56、电介质层52、第二导电层56、电介质层52、第二导电层56、电介质层52以及第一导电层55。作为上述各层的形成方法，可以举出溅射法、蒸镀法、cvd法、ald法、sog法等。

＜第二工序＞

接下来，通过选择性地蚀刻层叠体51，来以间距p40形成层叠体50。具体而言，使用光刻法、纳米压印法等，如图6所示，在层叠体51的与主面22侧相反一侧的上表面形成抗蚀剂层69。之后，将抗蚀剂层69进行图案化，如图7所示地以间距p40形成具有宽度w50的抗蚀剂层70。抗蚀剂层70以与层叠体50相同的间距、宽度、长度形成。即，抗蚀剂层70以间距p40设置，具有宽度w50，并沿y方向延伸。

接下来，若将抗蚀剂层70作为掩模，选择性地蚀刻层叠体51，则如图8所示，在主面22上形成层叠体50。这样，作为形成层叠体(凸状层叠体)50的方法，可以举出使用与电介质层52及导电层54对应的蚀刻气体的干式蚀刻法。

＜第三工序＞

接下来，如图9所示，用与电介质层58相同的材料的电介质59来掩埋层叠体50。作为用电介质59来掩埋层叠体50的方法，可以举出溅射法、蒸镀法、cvd法、ald法、sog法等。

＜第四工序＞

接下来，通过选择性地蚀刻电介质59，来以间距p40形成凸部40。具体而言，使用光刻法、纳米压印法等，如图10所示，在电介质59的与主面22侧相反一侧的上表面涂布抗蚀剂层71。之后，将抗蚀剂层71进行图案化，如图11所示地以间距p40形成宽度w40的抗蚀剂层72。抗蚀剂层72形成为与凸部40的形状相符，并且沿y方向延伸。

接下来，若将抗蚀剂层72作为掩模，选择性地蚀刻电介质59，则在主面22上形成图2所示的凸部40。这样，作为形成凸部40的方法，可以举出使用与电介质59对应的蚀刻气体的干式蚀刻法。

通过以上的工序，制造图1及图2所示的偏振板10。此外，本实施方式的偏振光元件的制造方法也可以在第四工序之后还具备以下工序：用有机憎水膜来覆盖x方向上的凸部40彼此之间的主面22、凸部40的前端面47以及侧面48。有机憎水膜例如能够使用上述的真空成膜技术来形成。

[光学设备]

接下来，对本发明的光学设备进行说明。虽未图示，但本发明的光学设备具备以偏振板10为代表的本发明的偏振光元件。本发明的偏振光元件能够在各种用途中使用。作为能够应用本发明的偏振光元件的光学设备，例如可以举出液晶投影仪、平视显示器、数码相机等。即，本发明的光学设备是具备本发明的偏振光元件的液晶投影仪、平视显示器、数码相机等。尤其，本发明的偏振光元件在耐热性方面优异，因而适当地用于与由有机材料构成的有机偏振板相比要求较高的耐热性的液晶投影仪、平视显示器等中。

如上所述，本实施方式的偏振板10是具有线栅构造的偏振光元件，具备透明基板20和以间距p40排列在主面22上并沿y方向延伸的凸部40。凸部40具有层叠体50，该层叠体50是沿z方向反向地交替层叠有电介质层52和导电层54而成的。导电层54包含针对向偏振板10射入的光具有吸收性的第一导电层55和针对向偏振板10射入的光具有反射性的第二导电层56。并且，设有第一导电层55作为离光的入射侧最近的导电层54。

根据上述结构，从凸部40侧向偏振板10射入的te波的至少一部分由第一导电层55吸收，并且通过第一导电层55后的剩余部分由第二导电层56反射而能够返回至第一导电层55。由于导电层54具有第一导电层55及第二导电层56这两种，所以有效利用透射、反射、干涉、以及基于光学各向异性的偏振光的选择性光吸收这四个作用，尤其能够增强光的干涉效果。这样一来，在沿吸收轴31的偏振光向偏振板10射入后，能够良好地使该偏振光衰减。其结果，即使不调节间距p40、宽度w50、高度h40，也能够提高透射轴32的偏振光的透射率，并且降低吸收轴31的偏振光的反射率。

并且，在偏振板10中，凸部40具有覆盖层叠体50的前端面47及侧面48的电介质层58。在凸部40中，包含电介质层52的侧面及上表面由电介质层58覆盖，由此层叠体50得以加强，因而即使宽度w50比层叠体50的高度窄，也能够提高制造时的可靠性，并且提高偏振板10的耐冲击性。

并且，在偏振板10中，凸部40处的导电层54的层数为七层以上。这样一来，提高上述的透射、反射、干涉、以及基于光学各向异性的偏振光的选择性光吸收这四个作用效果，在沿吸收轴31的偏振光向偏振板10射入了时，能够更加良好地使该偏振光衰减。此外，导电层54的层数越多，沿透射轴32的偏振光的透射率越高，但由于导电层54的层叠次数增加，所以制造工序变得繁琐。因此，优选考虑制造装置的性能等来适当地设定导电层54的层数。

并且，在偏振板10中，在从y方向观察时，凸部40大致呈矩形，并且在从y方向观察时，电介质层52及导电层54大致呈矩形。这样，通过使宽度w40在z方向上大致均匀，在形成凸部40时不需要复杂的抗蚀剂图案的形成、蚀刻气体的控制。另外，与栅宽较窄的现有的偏振板相比，能够较大地确保宽度w40，同时能够提高透射轴32的偏振光的透射率，并降低吸收轴31的偏振光的反射率。

并且，在偏振板10中，第二导电层56的材料也可以是金属，金属也可以是铝或者铝合金。这样一来，能够获得优异的光学特性。

并且，在偏振板10中，透明基板20的材料也可以是玻璃、水晶和蓝宝石的任一种。这样一来，能够提高向偏振板10射入的可见波段的光的透射率。

并且，偏振板10中，电介质层52、58的材料也可以是硅氧化物。这样一来，能够获得优异的光学特性。

并且，在偏振板10中，第一导电层55也可以含有铁或者钽，并且含有硅。这样一来，能够获得优异的光学特性。

另外，主面22、前端面47以及侧面48也可以由有机憎水膜覆盖。这样一来，能够提高偏振板10的耐湿性等的可靠性。

本发明的偏振光元件的制造方法是具有线栅构造的偏振板10的制造方法，具有以下工序：第一工序，在该工序中，在透明基板20上形成层叠体51；第二工序，在该工序中，通过选择性地蚀刻层叠体51，来形成以间距p40排列在上述透明基板上的层叠体50；第三工序，在该工序中，用电介质59来掩埋层叠体50；第四工序，在该工序中，通过选择性地蚀刻电介质59，来以间距p40形成凸部40。

根据上述的偏振光元件的制造方法，与栅宽较窄的现有的偏振板相比，能够较大地确保宽度w40，同时能够制造透射轴32的偏振光的透射率较高且吸收轴31的偏振光的反射率较低的偏振板10。

本发明的光学设备具备以偏振板10为代表的本发明的偏振光元件。这样一来，能够实现使用了透射轴32的偏振光的光学设备的高亮度化。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限定于特定的实施方式。在权利要求书所记载的主旨的范围内，本发明能够进行各种变更。

例如，透明基板20的形状并非呈平板状，而可以具有任意形状，也可以将其表面的一部分作为主面22并具备多个凸部40。

(实施例)

将图2至图5分别示出的偏振板10及变形例分别作为本发明的偏振光元件的实施例1至实施例4，并对各自的光学特性进行了模拟。并且，作为比较例，如图12所示，也对凸部40仅具备层叠体50、导电层54的层数为两层的现有的偏振光元件的光学特性进行了模拟。光学特性的模拟使用了基于利用严格耦合波解析(rigorouscoupledwaveanalysis；rcwa)法进行的电磁场模拟的模拟器gsolver(gratingsolverdevelopmentco.)。

为了对实施例1～4以及比较例的光学特性进行模拟，设定了以下的条件。此外，以下的条件中的折射率表示上述的基准波长550nm的折射率。并且，作为电介质层52、58的材料，假定了sio2。作为第一导电层55的材料，假定了fesi。作为第二导电层56的材料，假定了单体的铝。

＊实施例1～4以及比较例中通用

透明基板20的折射率：1.5

间距p40：141nm

高度h40：315nm

宽度w50：35nm

电介质层52的折射率：1.46

高度h55：25nm

第一导电层55的折射率：4.03

第二导电层56的折射率：0.74

电介质层52的高度h52－1：5nm

＊实施例1～4中通用

电介质层52的高度h52－2：20nm

前端面61上的电介质层58的高度：15nm

侧面62的侧方的电介质层58的宽度：2.5nm

电介质层58的折射率：1.46

＊实施例1(参照图2)

高度h56：25nm

＊实施例2(参照图3)

高度h56：47.5nm

＊实施例3(参照图4)

高度h56：115nm

＊实施例4(参照图5)

高度h56：250nm

＊比较例(参照图12)

高度h56：285nm

图13是示出实施例1～4和比较例的偏振板的可见波段内的透射轴32的偏振光的透射率(以下称作透射轴透射率)的波长依存性的线图。图13的横轴示出波长(nm)。图13的纵轴示出透射轴透射率(％)。如图13所示，在比460nm附近靠长波长侧，提高了实施例1～4的偏振板的透射轴透射率。并且，通过增加电介质层52与导电层54的组数，提高了透射轴透射率。尤其，若导电层54的个数为七层以上，则透射轴透射率为93％以上，而为优选。另一方面，比较例的偏振板也可以具备两个导电层54，并非交替地具备多组电介质层52与导电层54。因此，在比较例的偏振板中，无法充分利用偏振光的选择性光吸收的作用，光的干涉效果变弱，透射轴透射率比实施例1～4的透射轴透射率少。此外，在实施例1～4中，通过与高度h52－1相比，将高度h52－2提高至四倍，认为能够进一步提高偏振光的选择性光吸收的四个作用效果。

图14及图15是示出实施例1～4和比较例的偏振板的蓝色波段(波长；430～510nm)、绿色波段(波长；520～590nm)、红色波段(波长；600～680nm)的每个波段的透射轴透射率的平均值的线图及表。如图14及图15所示，确认到：通过增加层数来提高可见波段的透射轴透射率。尤其，确认到：从绿色波段(波长；520～590nm)至红色波段(波长；600～680nm)，获得优异的光学特性。