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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022141467
(43)【公開日】2022-09-29
(54)【発明の名称】光学機器
(51)【国際特許分類】
G03B 21/00 20060101AFI20220921BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20220921BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20220921BHJP
G02F 1/13 20060101ALI20220921BHJP
【ＦＩ】
G03B21/00 E
G02B5/30
G03B21/14 Z
G02F1/13 505
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021041786
(22)【出願日】2021-03-15
(71)【出願人】
【識別番号】000108410
【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100113424
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 信博
(74)【代理人】
【識別番号】100185845
【弁理士】
【氏名又は名称】穂谷野 聡
(72)【発明者】
【氏名】武田 吐夢
(72)【発明者】
【氏名】佐川 秀人
【テーマコード（参考）】
2H088
2H149
2K203
【Ｆターム（参考）】
2H088EA12
2H088GA01
2H088HA13
2H088HA18
2H088HA23
2H088HA24
2H088MA20
2H149AA17
2H149AB01
2H149BA04
2H149BA23
2H149EA10
2H149EA19
2H149FA42Z
2H149FA43W
2H149FC02
2H149FD09
2H149FD47
2K203FA23
2K203FA24
2K203FA34
2K203FA42
2K203FA44
2K203GB08
2K203GB20
2K203HA34
2K203HB25
2K203MA02
(57)【要約】
【課題】所望の偏光特性を得ることができる光学機器を提供する。
【解決手段】光源と、入射側偏光素子と、光変調素子と、出射側第１偏光素子と、出射側第２偏光素子とを備えた光学機器であって、出射側第１偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、入射側偏光素子の透過軸に対する出射側第１偏光素子の透過軸の回転角が、±８．５°以内であり、出射側第２偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、格子状凸部は、透明基板側から順に、反射層と、誘電体層と、吸収層とを有し、入射側偏光素子の吸収軸に対する出射側第２偏光素子の吸収軸の回転角が、±０．７°以内である。
【選択図】図１
【解決手段】光源と、入射側偏光素子と、光変調素子と、出射側第１偏光素子と、出射側第２偏光素子とを備えた光学機器であって、出射側第１偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、入射側偏光素子の透過軸に対する出射側第１偏光素子の透過軸の回転角が、±８．５°以内であり、出射側第２偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、格子状凸部は、透明基板側から順に、反射層と、誘電体層と、吸収層とを有し、入射側偏光素子の吸収軸に対する出射側第２偏光素子の吸収軸の回転角が、±０．７°以内である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、入射側偏光素子と、光変調素子と、出射側第１偏光素子と、出射側第２偏光素子とを備えた光学機器であって、
前記出射側第１偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、前記所定方向に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されたベース形状部と、前記ベース形状部から突出し、前記使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部とを有し、
前記出射側第２偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、反射層と、誘電体層と、吸収層とを有し、
前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第１偏光素子の直交軸の回転角が、±８．５°以内であり、
前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第２偏光素子の直交軸の回転角が、±０．７°以内である、光学機器。
前記出射側第１偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、前記所定方向に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されたベース形状部と、前記ベース形状部から突出し、前記使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部とを有し、
前記出射側第２偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、反射層と、誘電体層と、吸収層とを有し、
前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第１偏光素子の直交軸の回転角が、±８．５°以内であり、
前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第２偏光素子の直交軸の回転角が、±０．７°以内である、光学機器。
【請求項2】
前記出射側第１偏光素子は、前記入射側偏光素子の直交軸に対する回転角が±８．５°以内である場合、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率が９５％以上であり、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率の回転角０°の位置からの変化量が－１％以下である請求項１記載の光学機器。
【請求項3】
前記出射側第２偏光素子は、前記入射側偏光素子の直交軸に対する回転角が±０．７°以内である場合、可視光領域の全帯域のコントラスト比が１０００以上であり、可視光領域の全帯域のコントラスト比の回転角０°の位置からの変化量が－２０％以下である請求項１記載の光学機器。
【請求項4】
前記出射側第２偏光素子が、前記透明基板の他方の面に反射防止層をさらに備える請求項１又は２記載の光学機器。
【請求項5】
前記出射側第２偏光素子における前記凸部の表面及び前記反射防止層の表面が、誘電体からなる保護膜に覆われている請求項４記載の光学機器。
【請求項6】
前記出射側第２偏光素子における前記保護膜の膜厚が、１０ｎｍ以下である請求項５記載の光学機器。
【請求項7】
前記出射側第１偏光素子における前記ベース形状部が、前記所定方向に直交する断面において略三角形状である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項8】
前記出射側第１偏光素子が、前記透明基板の他方の面に位相差補償素子が設けられている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項9】
前記出射側第１偏光素子における前記突起部が、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する、金属、合金及び半導体からなる群から選択された材料からなる請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項10】
光源と、入射側偏光素子と、光変調素子と、出射側第１偏光素子と、出射側第２偏光素子とを備えた光学機器の製造方法であって、
前記出射側第１偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、前記所定方向に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されたベース形状部と、前記ベース形状部から突出し、前記使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部とを有し、
前記出射側第２偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、反射層と、誘電体層と、吸収層とを有し、
前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第１偏光素子の直交軸の回転角が、±８．５°以内となるように前記出射側第１偏光素子を配置する工程と、
前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第２偏光素子の直交軸の回転角が、±０．７°以内となるように前記出射側第２偏光素子を配置する工程とを有する、光学機器の製造方法。
前記出射側第１偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、前記所定方向に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されたベース形状部と、前記ベース形状部から突出し、前記使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部とを有し、
前記出射側第２偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、反射層と、誘電体層と、吸収層とを有し、
前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第１偏光素子の直交軸の回転角が、±８．５°以内となるように前記出射側第１偏光素子を配置する工程と、
前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第２偏光素子の直交軸の回転角が、±０．７°以内となるように前記出射側第２偏光素子を配置する工程とを有する、光学機器の製造方法。
【請求項11】
透過型の液晶プロジェクターである、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、偏光素子を備える光学機器に関する。
【背景技術】
【0002】
偏光素子は、一方向の偏光を吸収し、これと直交する方向の偏光を透過させる光学素子である。液晶表示装置では、原理上、偏光素子が必要となる。特に、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では、偏光素子は強い輻射線を受けるため、優れた耐熱性や耐光性が必要となるとともに、数ｃｍ程度の大きさと、高い消光比および反射率特性の制御が要求される。これらの要求に応えるための、ワイヤグリッド型の無機偏光素子が提案されている。
【0003】
ワイヤグリッド型の偏光素子は、一方向に延在する導体のワイヤを基板上に、使用する光の波長の帯域よりも狭いピッチ（数十ｎｍ～数百ｎｍ）で多数並べて配置した構造を有する。この偏光素子に光が入射すると、ワイヤの延在方向に平行な偏光（ＴＥ波（Ｓ波））は透過することができず、ワイヤの延在方向に垂直な偏光（ＴＭ波（Ｐ波））は、そのまま透過する。
【0004】
ワイヤグリッド型の偏光素子は、耐熱性や耐光性に優れ、比較的大きな素子が作製でき、高い消光比を有している。また、多層構造とすることで反射率特性の制御も可能となり、偏光素子の表面で反射された戻り光が液晶プロジェクターの装置内で再度反射されて生じる、ゴースト等による画質の劣化を低減させることから、液晶プロジェクター等の用途に適している。
【0005】
これに対して、ワイヤグリッド型の偏光板として、種々の偏光板が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第５１８４６２４号公報
【特許文献2】特許第５３５９１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
例えば、特許文献１には、基体上に、入射光の波長よりも長い長さと、入射光の波長の半分よりも短い周期とを有する、延設金属素子の配列からなるワイヤグリッド層を備えている、偏光素子が開示されている。
【0008】
また、特許文献２には、可視光に対して透明な基板上に、回折格子形状の凹凸部と、その凸部の一部に無機微粒子層を有する、偏光素子が開示されている。
【0009】
しかしながら、これらの特許文献には、偏光素子のグリッド構造について記載されているものの、具体的な光学特性については述べられておらず、また、その性能が十分に発揮できる使われ方についても記載されていない。
【0010】
近年、照明・ディスプレイ光源は、水銀ランプからＬＥＤ、そしてレーザーへと進化しており、液晶プロジェクターにおいても、半導体レーザー（ＬＤ）を複数用いることで高光束とし、高輝度化を図っている。それにより、偏光素子は、高光度な強い光の環境下においても耐えつつ、高い透過率特性が求められている。そのためには、出射側の偏光素子にかかる負担軽減が必要であり、プリ偏光素子とメイン偏光素子との２枚の使用が必須となり、その性能が十分に発揮される使われ方が求められることになる。
【0011】
本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、所望の偏光特性を得ることができる光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本技術は、光源と、入射側偏光素子と、光変調素子と、出射側第１偏光素子と、出射側第２偏光素子とを備えた光学機器であって、前記出射側第１偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、前記所定方向に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されたベース形状部と、前記ベース形状部から突出し、前記使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部とを有し、前記出射側第２偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、反射層と、誘電体層と、吸収層とを有し、前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第１偏光素子の直交軸の回転角が、±８．５°以内であり、前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第２偏光素子の直交軸の回転角が、±０．７°以内である。
【0013】
また、本技術は、光源と、入射側偏光素子と、光変調素子と、出射側第１偏光素子と、出射側第２偏光素子とを備えた光学機器の製造方法であって、前記出射側第１偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、前記所定方向に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されたベース形状部と、前記ベース形状部から突出し、前記使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部とを有し、前記出射側第２偏光素子は、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、前記凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、該格子状凸部は、前記透明基板側から順に、反射層と、誘電体層と、吸収層とを有し、前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第１偏光素子の直交軸の回転角が、±８．５°以内となるように前記出射側第１偏光素子を配置する工程と、前記入射側偏光素子の直交軸に対する前記出射側第２偏光素子の直交軸の回転角が、±０．７°以内となるように前記出射側第２偏光素子を配置する工程とを有する。
【発明の効果】
【0014】
本技術によれば、出射側第１偏光素子と出射側第２偏光素子との直交角度ズレを最適化することにより、可視光領域の全帯域において、高いＰ偏光透過率（Ｔｐ）及びコントラスト比（ＣＲ）を得ることができ、所望の偏光特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図35】実験例１～３について、透過軸透過率を実測した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．光学機器
２．第１の実施例
３．第２の実施例
４．第３の実施例
１．光学機器
２．第１の実施例
３．第２の実施例
４．第３の実施例
【0017】
＜１．光学機器＞
図１は、本実施の形態に係る光学機器の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態に係る光学機器１０は、光源１１と、入射側偏光素子１２と、光変調素子１３と、出射側第１偏光素子１４と、出射側第２偏光素子１５とを備える。
図１は、本実施の形態に係る光学機器の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態に係る光学機器１０は、光源１１と、入射側偏光素子１２と、光変調素子１３と、出射側第１偏光素子１４と、出射側第２偏光素子１５とを備える。
【0018】
出射側第１偏光素子１４は、後述するように、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に前記光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、格子状凸部は、透明基板側から順に、所定方向に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されたベース形状部と、ベース形状部から突出し、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部とを有する。
【0019】
また、出射側第２偏光素子１５は、後述するように、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備え、凸部は、所定方向に延在する格子状凸部であり、格子状凸部は、透明基板側から順に、反射層と、誘電体層と、吸収層とを有する。
【0020】
このような構成からなる光学機器１０は、出射側第２偏光素子１５の手前に出射側第１偏光素子１４を配置し、高光度な光の一部を出射側第１偏光素子１４が吸収して高放熱することにより、出射側第２偏光素子１５の耐性を向上させ、所望の偏光特性を得ることができる。
【0021】
図２は、入射側偏光素子の直交軸に対する回転角を説明するための図である。図２に示すように、入射側偏光素子１２と出射側第１偏光素子１４とは、入射側偏光素子１２の直交軸に対する出射側第1偏光素子１４の直交軸の回転角α１が±８．５°以内となるように配置され、入射側偏光素子１２と出射側第２偏光素子１５とは、入射側偏光素子１２の直交軸に対する出射側第２偏光素子１５の直交軸の回転角α２が±０．７°以内となるように配置される。
【0022】
出射側第１偏光素子１４は、入射側偏光素子１２の直交軸に対する回転角α１（直交ズレ角度）が±８．５°以内である場合、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）が９５％以上であることが好ましく、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）の０°（回転角α１）の位置からの変化量が－１％以下（減少量が１％以下）であることが好ましい。また、出射側第１偏光素子１４は、入射側偏光素子１２の直交軸に対する回転角α１（直交ズレ角度）が±８．５°以内である場合、可視光領域の全帯域のコントラスト比（ＣＲ）が２．０以下であることが好ましく、可視光領域の全帯域のコントラスト比（ＣＲ）の０°（回転角α１）の位置からの変化量が－５％以下（減少量が５％以下）であることが好ましい。
【0023】
出射側第２偏光素子１５は、入射側偏光素子１２の直交軸に対する回転角α２（直交ズレ角度）が±０．７°以内である場合、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）が９０％以上であることが好ましく、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）の０°（回転角α２）の位置からの変化量が－１％以下（減少量が１％以下）であることが好ましい。また、出射側第２偏光素子１５は、入射側偏光素子１２の直交軸に対する回転角α２（直交ズレ角度）が±０．７°以内である場合、可視光領域の全帯域のコントラスト比（ＣＲ）が１０００以上であることが好ましく、可視光領域の全帯域のコントラスト比（ＣＲ）の０°（回転角α１）の位置からの変化量が－２０％以下（減少量が２０％以下）であることが好ましい。
【0024】
これにより、出射側第１偏光素子１４及び出射側第２偏光素子１５を配置した場合、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）の０°（回転角α１、α２）位置からの変化量を－１％以内とすることが可能となり、可視光領域の全帯域のコントラスト比（ＣＲ）の０°（回転角α１、α２）位置からの変化量を－２０％以内とすることが可能となる。
【0025】
偏光素子の直交軸は、例えば分光光度計を用いて、サンプルを回転させながら、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）が最小値となる角度位置を吸収軸（０°）とするとともに、吸収軸に対して９０°の角度位置を透過軸として設定することができる。Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）とは、偏光板に入射する透過軸方向（Ｘ軸方向）の偏光（ＴＭ波）の透過率を意味する。Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）とは、偏光板に入射する吸収軸方向（Ｙ軸方向）の偏光（ＴＥ波）の透過率を意味する。
【0026】
以下、光学機器１０の各構成について詳細に説明する。
【0027】
［光源］
光源１１は、レーザー（ＬＤ）、ＬＥＤ、水銀ランプ（ＵＨＥ）などを用いることができる。本実施の形態では、複数用いることで高光束とし、高輝度化を図ることができる半導体レーザーを好適に用いることができ、例えば、ＲＧＢの各色に対応する二次元レーザアレイ光源を用いることができる。
光源１１は、レーザー（ＬＤ）、ＬＥＤ、水銀ランプ（ＵＨＥ）などを用いることができる。本実施の形態では、複数用いることで高光束とし、高輝度化を図ることができる半導体レーザーを好適に用いることができ、例えば、ＲＧＢの各色に対応する二次元レーザアレイ光源を用いることができる。
【0028】
［入射側偏光素子］
入射側偏光素子１２は、特に限定されるものではないが、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備える無機偏光板であることが好ましい。
入射側偏光素子１２は、特に限定されるものではないが、ワイヤグリッド構造を有し、かつ、透明基板の一方の面に光源の使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して配列された複数の凸部を備える無機偏光板であることが好ましい。
【0029】
［光変調素子］
光変調素子１３は、特に限定されるものではないが、透過型液晶素子、反射型液晶表示素子などを用いた構成とすることができる。
光変調素子１３は、特に限定されるものではないが、透過型液晶素子、反射型液晶表示素子などを用いた構成とすることができる。
【0030】
［出射側第１偏光素子（第１の構成例）］
図３は、出射側第１偏光素子の第１の構成例を模式的に示す断面図である。図３に示すように、出射側第１偏光素子１４の第１の構成例として示す偏光板２０は、ワイヤグリッド構造を有し、透明基板２１と、透明基板２１上において第１方向（ｙ方向）に延在し、使用帯域の光の波長よりも短いピッチＰで互いに離間して周期的に配列された複数の凸部２２とを備え、凸部２２はそれぞれ、第１方向（ｙ方向）に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されてなるベース形状部２３と、ベース形状部２３から突出してなり、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部２４とからなる。
図３は、出射側第１偏光素子の第１の構成例を模式的に示す断面図である。図３に示すように、出射側第１偏光素子１４の第１の構成例として示す偏光板２０は、ワイヤグリッド構造を有し、透明基板２１と、透明基板２１上において第１方向（ｙ方向）に延在し、使用帯域の光の波長よりも短いピッチＰで互いに離間して周期的に配列された複数の凸部２２とを備え、凸部２２はそれぞれ、第１方向（ｙ方向）に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されてなるベース形状部２３と、ベース形状部２３から突出してなり、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部２４とからなる。
【0031】
そして、偏光板２０は、入射側偏光素子１２の直交軸に対する偏光板２０の直交軸の回転角α１が±８．５°以内となるように配置される。これにより、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）を９５％以上とすることが可能となり、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）の０°（回転角α１）の位置からの変化量を－１％以内とすることが可能となる。
【0032】
図３に示すように、透明基板２１の主面２１ａが拡がる面をｘｙ平面とし、凸部２２が延在する方向（第１方向）をｙ方向、また、ｙ方向に直交し、凸部が配列する方向をｘ方向とする。またｘｙ平面に直交する方向をｚ方向とする。図３では、偏光板２０に入射する光は、透明基板２１の凸部２２が形成されている側（グリッド面側）の、ｚ方向から入射する例を示しているが、偏光板２０に入射する光を透明基板２１側から入射してもよい。
【0033】
偏光板２０は、透過、反射、干渉、及び光学異方性による偏光波の選択的光吸収の４つの作用を利用することで、ｙ方向に平行な電界成分をもつ偏光波（ＴＥ波（Ｓ波））を減衰させ、ｘ方向に平行な電界成分をもつ偏光波（ＴＭ波（Ｐ波））を透過させる。従って、図３においては、ｙ方向が偏光板の吸収軸の方向であり、ｘ方向が偏光板の透過軸の方向である。
【0034】
偏光板２０の凸部２２が形成された側（グリッド面側）から入射した光は、突起部２４を通過する際に一部が吸収されて減衰する。突起部２４を透過した光のうち、ＴＭ波（Ｐ波）は高い透過率で、透明基板２１を透過する。一方、突起部２４を透過した光のうち、ＴＥ波（Ｓ波）は透明基板２１で反射される。透明基板２１で反射されたＴＥ波は、突起部２４を通過する際に干渉して減衰する。以上のようにＴＥ波の選択的減衰を行うことにより、偏光板２０は、所望の偏光特性を得ることができる。
【0035】
（透明基板）
透明基板２１は、偏光板２０の使用帯域の波長の光に対して透明性を有する基板であれば特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。「透明性を有する」とは、使用帯域の波長の光を１００％透過する必要はなく、偏光板としての機能を保持可能な程度に透過できればよい。透明基板２０の平均厚みは、０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。使用帯域の光としては、例えば、波長３８０ｎｍ～８１０ｎｍ程度の可視光が挙げられる。
透明基板２１は、偏光板２０の使用帯域の波長の光に対して透明性を有する基板であれば特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。「透明性を有する」とは、使用帯域の波長の光を１００％透過する必要はなく、偏光板としての機能を保持可能な程度に透過できればよい。透明基板２０の平均厚みは、０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。使用帯域の光としては、例えば、波長３８０ｎｍ～８１０ｎｍ程度の可視光が挙げられる。
【0036】
透明基板２１の構成材料としては、屈折率が１．１～２．２の材料が好ましく、ガラス、水晶、サファイア等が挙げられる。コスト及び透光率の観点からは、ガラス、特に石英ガラス（屈折率１．４６）またはソーダ石灰ガラス（屈折率１．５１）を用いることが好ましい。ガラス材料の成分組成は特に制限されず、例えば光学ガラスとして広く流通しているケイ酸塩ガラス等の安価なガラス材料を用いることができる。熱伝導性の観点からは、熱伝導性が高い水晶またはサファイアを用いることが好ましい。これにより、強い光に対して高い耐光性が得られ、発熱量の多いプロジェクターの光学エンジン用の偏光板として好ましく用いられる。
【0037】
また、水晶等の光学活性の結晶からなる透明基板を用いる場合には、結晶の光学軸に対して平行方向または垂直方向に凸部を配置することが好ましい。これにより、優れた光学特性が得られる。ここで、光学軸とは、その方向に進む光のＯ（常光線）とＥ（異常光線）との屈折率の差が最小となる方向軸である。
【0038】
（凸部）
凸部２２は、透明基板２１上においてｙ方向に延在し、使用帯域の光の波長よりも短いピッチＰでｘ方向に互いに離間して周期的に配列する。凸部２２は、ｙ方向に直交するｘｚ断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されてなるベース形状部２３と、ベース形状部２３から突出してなり、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部２４とからなる。
凸部２２は、透明基板２１上においてｙ方向に延在し、使用帯域の光の波長よりも短いピッチＰでｘ方向に互いに離間して周期的に配列する。凸部２２は、ｙ方向に直交するｘｚ断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されてなるベース形状部２３と、ベース形状部２３から突出してなり、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部２４とからなる。
【0039】
図３において符号Ｐで示した、凸部２２のピッチ（ｘ方向の繰り返し間隔）は、使用帯域の光の波長よりも短ければ特に制限されない。作製の容易性及び安定性の観点から、凸部のピッチは、例えば、１００ｎｍ～２００ｎｍが好ましい。この凸部のピッチは、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。例えば、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡を用いて、任意の４箇所についてピッチを測定し、その算術平均値を凸部のピッチとすることができる。以下、この測定方法を電子顕微鏡法と称する。
【0040】
（ベース形状部）
ベース形状部２３は、ｙ方向に直交するｘｚ断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されてなる。ｘｚ断面の幅が先端側に向かって細くなる態様としては種々とりえる。ベース形状部２３は、ｙ方向に直交するｘｚ断面において、略三角形状であってもよい。略三角形状は、略二等辺三角形であることが好ましい。ここで、略三角形状とは厳密な三角形状でなくても、効果を奏する限りにおいて、ほぼ三角形状であればよい。例えば、先端が欠けた台形状であってもよい。また、凸部は非常に微細な構造であるため、先細形状は、製造上のある程度の丸みを帯びる場合があり、この場合も上記略三角形状に含まれる。また、凸部の略三角形状の傾斜面（図３の符号２３ａ）が多少の曲率を有する場合もあり、この場合も上記略三角形状に含まれる。
ベース形状部２３は、ｙ方向に直交するｘｚ断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されてなる。ｘｚ断面の幅が先端側に向かって細くなる態様としては種々とりえる。ベース形状部２３は、ｙ方向に直交するｘｚ断面において、略三角形状であってもよい。略三角形状は、略二等辺三角形であることが好ましい。ここで、略三角形状とは厳密な三角形状でなくても、効果を奏する限りにおいて、ほぼ三角形状であればよい。例えば、先端が欠けた台形状であってもよい。また、凸部は非常に微細な構造であるため、先細形状は、製造上のある程度の丸みを帯びる場合があり、この場合も上記略三角形状に含まれる。また、凸部の略三角形状の傾斜面（図３の符号２３ａ）が多少の曲率を有する場合もあり、この場合も上記略三角形状に含まれる。
【0041】
ここで、本明細書におけるベース形状部２３の寸法について、図３を用いて説明する。ベース形状部２３の高さとは、ベース形状部２３の底面２３ｂ（透明基板２１の主面２１ａ）から先端２３ｃまでのｚ方向の寸法であり、図３において符号ａで示した寸法である。また、ベース形状部２３の幅とは、ｘｚ断面において、ベース形状部２３の底面２３ｂのｘ方向の寸法であり、図３において符号ｂで示した寸法である。
【0042】
ベース形状部２３の高さａは、数十ｎｍ～数百ｎｍの範囲で適宜設定される。このベース形状部２３の高さは、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。ベース形状部２３の高さａは、たとえば、５０～１３０ｎｍの範囲であることが好ましい。ベース形状部２３の高さａは幅ｂとの関係でいうと、透過率の向上の観点から、（ａ／ｂ）＞１／２であることが好ましく、１３／１０≧（ａ／ｂ）≧７／１０であることがより好ましく、１３／１０≧（ａ／ｂ）≧９／１０であることがさらに好ましい。
【0043】
ベース形状部２３の幅ｂは、数十ｎｍ～数百ｎｍの範囲で適宜設定される。このベース形状部２１の幅は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。ベース形状部２３の幅ｂは、たとえば、８０～１２０ｎｍの範囲であることが好ましい。ベース形状部２３の幅ｂは高さａとの関係でいうと、透過率の向上の観点から、（ａ／ｂ）＞１／２であることが好ましく、１３／１０≧（ａ／ｂ）≧７／１０であることがより好ましく、１３／１０≧（ａ／ｂ）≧９／１０であることがさらに好ましい。
【0044】
ベース形状部２３の幅ｂと、ベース形状部２３が形成されていない領域「Ｐ－ｂ」との比は、たとえば、６／１≧（ｂ／Ｐ－ｂ）≧４／３であることが好ましい。
【0045】
ベース形状部２３は、透明基板２１と同じ材料からなってもよい。ベース形状部２３と透明基板２１とは、一体に形成されたものとしてもよいし、透明基板２１上に透明基板２１と同じ材料からなるベース形状部２３が形成されたものとしてもよい。前者の場合、ベース形状部２３は、透明原板（透明基板２１に加工する前の基板を透明原板と称するものとする）の主面を加工（例えば、選択的エッチング）することによって、透明基板２１の主面２１ａ上にベース形状部２３が形成されたものとなる。
【0046】
また、ベース形状部２３は、透明基板２１と異なる誘電体からなってもよい。この場合、誘電体の膜厚（ベース形状部２３の高さａ）は、数十ｎｍ～数百ｎｍの範囲で適宜設定される。この誘電体の膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。誘電体の膜厚（ベース形状部２１の高さａ）は幅ｂとの関係でいうと、透過率の向上の観点から、（ａ／ｂ）＞１／２であることが好ましく、１３／１０≧（ａ／ｂ）≧７／１０であることがより好ましく、１３／１０≧（ａ／ｂ）≧９／１０であることがさらに好ましい。
【0047】
誘電体を構成する材料としては、ＳｉＯ２等のＳｉ酸化物、Ａｌ２Ｏ３、酸化ベリリウム、酸化ビスマス等の金属酸化物、ＭｇＦ２、氷晶石、ゲルマニウム（Ｇｅ）、二酸化チタン、ケイ素、フッ化マグネシウム、窒化ボロン、酸化ボロン、酸化タンタル、炭素、またはこれらの組み合わせ等の一般的な材料が挙げられる。中でも、誘電体は、Ｓｉ酸化物で構成されることが好ましい。誘電体の屈折率は、１．０より大きく、２．５以下であることが好ましい。突起部の光学特性は、周囲の屈折率によっても影響を受けるため、誘電体の材料を選択することで、偏光板の特性を制御することができる。誘電体からなるベース形状部２３は、蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法を利用することにより、高密度の膜として形成可能である。
【0048】
（突起部）
突起部２４は、ベース形状部２３から突出してなり、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有するものである。ベース形状部２１から突出してなるとは、図３を用いて説明すると、ベース形状部２３の傾斜面２３ａ又は先端（頂点）２３ｃから突き出ているように形成されてなることを意味する。
突起部２４は、ベース形状部２３から突出してなり、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有するものである。ベース形状部２１から突出してなるとは、図３を用いて説明すると、ベース形状部２３の傾斜面２３ａ又は先端（頂点）２３ｃから突き出ているように形成されてなることを意味する。
【0049】
突起部２４は、ｘｚ断面において、微粒子状であってもよく、吸収軸であるｙ方向に延在して配列されてなるものとすることができる。この場合、突起部２４はワイヤグリッド構造を構成してワイヤグリッド型偏光子としての機能を有し、突起部２４の長手方向に平行な方向に電界成分をもつ偏光波（ＴＥ波（Ｓ波））を減衰させ、突起部２２の長手方向に直交する方向に電界成分をもつ偏光波（ＴＭ波（Ｐ波））を透過させる。
【0050】
突起部２４の構成材料としては、金属材料、半導体材料等の光学定数の消衰定数が零でない、光吸収作用を持つ物質の１種以上が挙げられ、適用される光の波長範囲によって適宜選択される。金属材料としては、Ｔａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｎ等の元素単体またはこれらの１種以上の元素を含む合金が挙げられる。また、半導体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、ＺｎＯ、シリサイド材料（β－ＦｅＳｉ２、ＭｇＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＢａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＴａＳｉ等）が挙げられる。これらの材料を用いることにより、偏光板は、適用される可視光域に対して高い消光比が得られる。
【0051】
突起部２４の構成材料として半導体材料を用いる場合には、吸収作用に半導体のバンドギャップエネルギーが関与するため、バンドギャップエネルギーが使用帯域以下であることが必要である。例えば、可視光で使用する場合、波長４００ｎｍ以上での吸収、即ち、バンドギャップとしては３．１ｅＶ以下の材料を使用する必要がある。
【0052】
突起部２４はｘｚ断面において、略円形状である場合、その半径は、数ｎｍ～数百ｎｍの範囲で適宜設定される。この突起部２４の半径は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。略円形状である突起部２４である場合の半径は、たとえば、５ｎｍ～１００ｎｍの範囲であることが好ましい。
【0053】
突起部２４の膜厚（ベース形状部２１に対して突き出ている厚み）は、特に制限されず、例えば、５ｎｍ～１００ｎｍが好ましい。この突起部２４の膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。
【0054】
ベース形状部２３上の突起部２４の位置には特に制限はなく、ベース形状部２３の傾斜面でも先端でも可能である。ベース形状部２３上の突起部２４の位置は、ベース形状部２３の先端から底面までのうち、先端寄りの３／４以内の範囲であることが好ましく、先端寄りの１／２以内の範囲であることがより好ましい。ベース形状部２３の底面寄りに配置させる場合、製造工程上、透明基板の主面にも配置してしまうおそれがあるからである。
【0055】
突起部２４は、蒸着法やスパッタ法等の公知の乾式の手法により、形成可能である。この場合において、斜めから蒸着やスパッタを行うことにより、ベース形状部２３の一方の傾斜面に突起部２４を形成することもできる。ベース形状部２３の一方の傾斜面に突起部２４を形成した後にさらに、もう一方の傾斜面に突起部２４を形成することもできる。前者の場合、突起部２４は、ｚ方向から平面視してベース形状部２３に対して非対称な位置に形成されたものとなる。後者の場合は、ｚ方向から平面視してベース形状部２３に対して対称な位置に形成されたものとすることが可能となる。また、突起部２３は、公知の湿式の手法によって形成してもよい。突起部２３は、構成材料の異なる二層以上から構成されていてもよい。
【0056】
［保護膜］
また、本実施形態の偏光板は、光学特性の変化に影響を与えない範囲において、光の入射側の表面が誘電体からなる保護膜により覆われていてもよい。
また、本実施形態の偏光板は、光学特性の変化に影響を与えない範囲において、光の入射側の表面が誘電体からなる保護膜により覆われていてもよい。
【0057】
［撥水膜］
さらに、本実施形態の偏光板は、光の入射側の表面が、有機系撥水膜により覆われていてもよい。有機系撥水膜は、例えばパーフルオロデシルトリエトキシシラン（ＦＤＴＳ）等のフッ素系シラン化合物等で構成され、例えば上述のＣＶＤ法やＡＬＤ法を利用することにより形成可能である。これにより、偏光板の耐湿性等の信頼性を向上できる。
さらに、本実施形態の偏光板は、光の入射側の表面が、有機系撥水膜により覆われていてもよい。有機系撥水膜は、例えばパーフルオロデシルトリエトキシシラン（ＦＤＴＳ）等のフッ素系シラン化合物等で構成され、例えば上述のＣＶＤ法やＡＬＤ法を利用することにより形成可能である。これにより、偏光板の耐湿性等の信頼性を向上できる。
【0058】
［出射側第１偏光素子（第２の構成例）］
図４は、出射側第１偏光素子の第２の構成例を模式的に示す断面図である。図４に示すように、出射側第１偏光素子１４の第２の構成例として示す偏光板３０は、ワイヤグリッド構造を有し、透明基板３１と、透明基板３１上において第１方向（ｙ方向）に延在し、使用帯域の光の波長よりも短いピッチＰで互いに離間して周期的に配列された複数の凸部３２とを備え、凸部３２は、それぞれ第１方向（ｙ方向）に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されてなるベース形状部３３と、ベース形状部３３から突出してなり、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部３４とからなる。
図４は、出射側第１偏光素子の第２の構成例を模式的に示す断面図である。図４に示すように、出射側第１偏光素子１４の第２の構成例として示す偏光板３０は、ワイヤグリッド構造を有し、透明基板３１と、透明基板３１上において第１方向（ｙ方向）に延在し、使用帯域の光の波長よりも短いピッチＰで互いに離間して周期的に配列された複数の凸部３２とを備え、凸部３２は、それぞれ第１方向（ｙ方向）に直交する断面の幅が先端側ほど細くなるように形成されてなるベース形状部３３と、ベース形状部３３から突出してなり、使用帯域の光の波長に対して吸収性を有する突起部３４とからなる。
【0059】
そして、偏光板３０は、入射側偏光素子１２の直交軸に対する偏光板３０の直交軸の回転角α１が±８．５°以内となるように配置される。これにより、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）を９５％以上とすることが可能となり、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）の０°（回転角α１）位置からの変化量を－１％以内とすることが可能となる。
【0060】
図４に示すように、透明基板３１の主面３１ａが拡がる面をｘｙ平面とし、凸部３２が延在する方向（第１方向）をｙ方向、また、ｙ方向に直交し、凸部３２が配列する方向をｘ方向とする。またｘｙ平面に直交する方向をｚ方向とする。図４では、偏光板に入射する光は、透明基板３１の凸部３２が形成されている側（グリッド面側）の、ｚ方向から入射する例を示しているが、偏光板３０に入射する光を透明基板３１側から入射してもよい。
【0061】
第２の構成例として示す偏光板３０は、第１の構成例と比べて、ベース形状部の形状が異なる。具体的には、第１の構成例のベース形状部２１は、ｘｚ断面が三角形状であるのに対して、第２の構成例のベース形状部３３ではｘｚ断面が台形状である。透明基板３１及び突起部３４は、それぞれ第１の構成例の透明基板２１及び突起部２４と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0062】
ベース形状部３３は、ｙ方向に直交するｘｚ断面において、略台形状であってもよい。略台形状は、上面３３ｃと下面（底面）３３ｂとの間を結ぶ２つの傾斜面３３ａが等しい長さを有し、かつ傾斜面３３ａと下面３３ｂとが形成する角θが等しい形状であることが好ましい。この形状は、ｚ軸に平行な軸に対して対称な台形である。
【0063】
ここで、略台形状とは厳密な台形状でなくても、効果を奏する限りにおいて、ほぼ台形状であればよい。また、凸部は非常に微細な構造であるため、先細形状は製造上のある程度の丸みを帯びる場合があり、この場合も上記略台形状に含まれる。また、凸部の略台形状の傾斜面（図４の符号３３ａ）が多少の曲率を有する場合もあり、この場合も略台形状と言える。
【0064】
ベース形状部３３の寸法について、図４を用いて説明する。ベース形状部３３の高さとは、ベース形状部３３の底面３３ｂ（透明基板３１の主面３１ａ）から上面３３ｃまでのｚ方向の寸法であり、図４において符号ａで示した寸法である。また、ベース形状部３３の幅とは、ｘｚ断面において、ベース形状部３３の底面３３ｂのｘ方向の寸法であり、図４において符号ｂで示した寸法である。
【0065】
ベース形状部３３の形状及び材料については、第１の構成例のベース形状部２３で説明したものと同様のものとすることができる。
【0066】
［出射側第１偏光素子（変形例）］
第１の構成例及び第２の構成例において、透明基板が、第１の材料からなる第１基板と、第２の材料からなる第２基板との積層体であってもよい。この場合、第１基板がベース形状部側に配置され、第１の材料がベース形状部の材料と同じ材料であることが好ましい。第２基板の材料としては、透明基板の材料として記載したものと同じものを用いることができる。
第１の構成例及び第２の構成例において、透明基板が、第１の材料からなる第１基板と、第２の材料からなる第２基板との積層体であってもよい。この場合、第１基板がベース形状部側に配置され、第１の材料がベース形状部の材料と同じ材料であることが好ましい。第２基板の材料としては、透明基板の材料として記載したものと同じものを用いることができる。
【0067】
また、第１の構成例及び第２の構成例において、光の入射側の表面に、位相差補償層が形成されていてもよい。位相差補償層は、例えば光学異方性を持つ無機材料を使った多層膜で構成され、例えば斜方からの蒸着法やスパッタ法を利用することにより形成可能である。これにより、液晶パネルを通った後の偏光の乱れを補正することができる。
【0068】
［出射側第２偏光素子］
図５は、出射側第２偏光素子の構成例を模式的に示す断面図である。図５に示すように、出射側第２偏光素子１５の第１の構成例として示す偏光板４０は、ワイヤグリッド構造を有し、透明基板４１と、透明基板４１の第１の面４１ａに形成され、第１方向に延在し、使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して周期的に配列する複数の凸部４２と、透明基板４１の第１の面４１ａの反対側の第２の面４１ｂに形成された反射防止層４３とを備え、複数の凸部４２は、透明基板４１側から順に、反射層４２Ａと、第１の誘電体からなる誘電体層４２Ｂと、吸収層４２Ｃとを有し、複数の凸部４２のそれぞれの表面４２ａ、及び、反射防止層４３の表面４３ａはそれぞれ、第２の誘電体からなる保護膜４４Ａ、４４Ｂに覆われている。
図５は、出射側第２偏光素子の構成例を模式的に示す断面図である。図５に示すように、出射側第２偏光素子１５の第１の構成例として示す偏光板４０は、ワイヤグリッド構造を有し、透明基板４１と、透明基板４１の第１の面４１ａに形成され、第１方向に延在し、使用帯域の光の波長よりも短いピッチで互いに離間して周期的に配列する複数の凸部４２と、透明基板４１の第１の面４１ａの反対側の第２の面４１ｂに形成された反射防止層４３とを備え、複数の凸部４２は、透明基板４１側から順に、反射層４２Ａと、第１の誘電体からなる誘電体層４２Ｂと、吸収層４２Ｃとを有し、複数の凸部４２のそれぞれの表面４２ａ、及び、反射防止層４３の表面４３ａはそれぞれ、第２の誘電体からなる保護膜４４Ａ、４４Ｂに覆われている。
【0069】
そして、偏光板４０は、入射側偏光素子１２の直交軸に対する偏光板４０の直交軸の回転角α２が±０．７°以内となるように配置される。これにより、可視光領域の全帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）を９０％以上とすることが可能となり、可視光領域の全帯域のコントラスト比（ＣＲ）の０°（回転角α２）位置からの変化量を－２０％以内とすることが可能となる。
【0070】
図５に示すように、透明基板４１の主面４１ａが拡がる面をｘｙ平面とし、複数の凸部４２の延在する方向（第１方向）をＹ軸方向と称する。Ｙ軸方向に直交し、透明基板４１の主面に沿って複数の凸部４２が配列する方向をＸ軸方向とする。Ｙ軸方向ならびにＸ軸方向に直交し、透明基板の主面に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。図５では、偏光板４０に入射する光は、透明基板４１の凸部４２が形成されている側（グリッド面側）の、Z方向から入射する例を示しているが、偏光板４０に入射する光を透明基板４１側から入射してもよい。
【0071】
偏光板４０の複数の凸部４２が形成された側（グリッド面側）から入射した光は、吸収層４２Ｃ及び誘電体層４２Ｂを通過する際に一部が吸収されて減衰する。吸収層４２Ｃ及び誘電体層４２Ｂを透過した光のうち、偏光波（ＴＭ波（Ｐ波））は高い透過率で反射層４２Ａを透過する。一方、吸収層４２Ｃ及び誘電体層４２Ｂを透過した光のうち、偏光波（ＴＥ波（Ｓ波））は反射層４２Ａで反射される。反射層４２Ａで反射されたＴＥ波は、吸収層４２Ｃ及び誘電体層４２Ｂを通過する際に一部は吸収され、一部は反射して反射層４２Ａに戻る。また、反射層４２Ａで反射されたＴＥ波は、吸収層４２Ｃ及び誘電体層４２Ｂを通過する際に干渉して減衰する。以上のようにＴＥ波の選択的減衰を行うことにより、偏光板４０は、所望の偏光特性を得ることができる。
【0072】
図５に示す偏光板４０において、グリッドの高さｈは、透明基板４１の主面に垂直なＺ軸方向の寸法であって、保護膜（高さ（厚さ）ｈ１）を備えた複数の凸部４２の高さを意味する。幅ｗとは、保護膜４４Ａを備えた複数の凸部４２の延びる方向に沿うＹ軸方向から見たときに、高さｈ方向に直交するＸ軸方向の寸法を意味する。また、偏光板４０を複数の凸部４２の延びる方向に沿うＹ軸方向から見たときに、複数の凸部４２のＸ軸方向の繰り返し間隔を、ピッチｐと称する。
【0073】
偏光板４０において、複数の凸部４２のピッチｐは、使用帯域の光の波長よりも短ければ特に制限されない。作製の容易性及び安定性の観点から、複数の凸部４２のピッチｐは、例えば、１００ｎｍ～２００ｎｍが好ましい。この複数の凸部４２のピッチｐは、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。例えば、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡を用いて、任意の４箇所についてピッチｐを測定し、その算術平均値を複数の凸部４２のピッチｐとすることができる。
【0074】
偏光板４０は、グリッド先端からグリッド間を覆う保護膜４４Ａの厚みならびに反射防止層４３上の保護膜４４Ｂの厚みを最適化することにより、耐久性を維持しつつ透過軸方向の光透過特性を良くすることが可能である。
【0075】
（透明基板）
出射側第１偏光素子の構成例の透明基板２１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
出射側第１偏光素子の構成例の透明基板２１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0076】
（反射層）
反射層４２Ａは、透明基板４１上に形成され、吸収軸であるＹ軸方向に、帯状に延びた金属膜が配列されたものである。反射層４２Ａは、ワイヤグリッド型偏光子としての機能を有し、反射層４２Ａの長手方向に平行な方向に電界成分をもつ偏光波（ＴＥ波（Ｓ波））を減衰させ、反射層４２Ａの長手方向に直交する方向に電界成分をもつ偏光波（ＴＭ波（Ｐ波））を透過させる。反射層４２Ａの膜厚は、特に制限されず、例えば、１００ｎｍ～３００ｎｍが好ましい。なお、反射層４２Ａの膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。
反射層４２Ａは、透明基板４１上に形成され、吸収軸であるＹ軸方向に、帯状に延びた金属膜が配列されたものである。反射層４２Ａは、ワイヤグリッド型偏光子としての機能を有し、反射層４２Ａの長手方向に平行な方向に電界成分をもつ偏光波（ＴＥ波（Ｓ波））を減衰させ、反射層４２Ａの長手方向に直交する方向に電界成分をもつ偏光波（ＴＭ波（Ｐ波））を透過させる。反射層４２Ａの膜厚は、特に制限されず、例えば、１００ｎｍ～３００ｎｍが好ましい。なお、反射層４２Ａの膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。
【0077】
反射層４２Ａの構成材料としては、使用帯域の光に対して反射性を有する材料であれば特に制限されず、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ等の元素単体、又はこれらの１種以上の元素を含む合金が挙げられる。中でも、反射層４２Ａは、可視光領域においてワイヤグリッドでの吸収損失を小さく抑えるという観点とコストの観点から、アルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム合金で構成されることが好ましい。なお、これらの金属材料以外にも、例えば着色等により表面の反射率が高く形成された金属以外の無機膜や樹脂膜で構成してもよい。
【0078】
反射層４２Ａは、例えば蒸着法やスパッタ法を利用することにより、高密度の膜として形成可能である。また、反射層は、構成材料の異なる２層以上から構成されていてもよい。
【0079】
（誘電体層）
誘電体層４２Ｂは、反射層４２Ａ上に形成され、吸収軸であるＹ軸方向に帯状に延びた誘電体膜が配列されたものである。誘電体層４２Ｂの膜厚は、吸収層４２Ｃで反射した偏光に対して、吸収層４２Ｃを透過して反射層４２Ａで反射した偏光の位相が半波長ずれる範囲で形成される。具体的には、誘電体層４２Ｂの膜厚は、偏光の位相を調整して干渉効果を高めることが可能な１ｎｍ～５００ｎｍの範囲で適宜設定される。この誘電体層４２Ｂの膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。また、誘電体層４２Ｂは、反射層４２Ａと後述する吸収層４２Ｃとの構成元素の相互拡散を抑制するバリア層としても形成される。
誘電体層４２Ｂは、反射層４２Ａ上に形成され、吸収軸であるＹ軸方向に帯状に延びた誘電体膜が配列されたものである。誘電体層４２Ｂの膜厚は、吸収層４２Ｃで反射した偏光に対して、吸収層４２Ｃを透過して反射層４２Ａで反射した偏光の位相が半波長ずれる範囲で形成される。具体的には、誘電体層４２Ｂの膜厚は、偏光の位相を調整して干渉効果を高めることが可能な１ｎｍ～５００ｎｍの範囲で適宜設定される。この誘電体層４２Ｂの膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。また、誘電体層４２Ｂは、反射層４２Ａと後述する吸収層４２Ｃとの構成元素の相互拡散を抑制するバリア層としても形成される。
【0080】
誘電体層４２Ｂを構成する第１の誘電体としては、ＳｉＯ２等のＳｉ酸化物、Ａｌ２Ｏ３、酸化ベリリウム、酸化ビスマス等の金属酸化物、ＭｇＦ２、氷晶石、ゲルマニウム、二酸化チタン、ケイ素、フッ化マグネシウム、窒化ボロン、酸化ボロン、酸化タンタル、炭素、またはこれらの組み合わせ等の一般的な材料が挙げられる。中でも、透過率並びにバリア層の機能の観点から誘電体層４２Ｂは、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｎｂ酸化物及びＴａ酸化物から構成される群から選択されたいずれか一種以上の酸化物から構成されていることが好ましい。
【0081】
誘電体層４２Ｂの屈折率は、１．０より大きく、２．５以下であることが好ましい。反射層４２Ａの光学特性は、周囲の屈折率によっても影響を受けるため、誘電体層４２Ｂの材料を選択することで、偏光板の光学特性を制御することができる。また、誘電体層４２Ｂの膜厚及び屈折率を適宜調整することにより、反射層４２Ａで反射したＴＥ波について、吸収層４２Ｃを透過する際に一部を反射して反射層４２Ａに戻すことができ、吸収層４２Ｃを通過した光を干渉により減衰させることができる。このようにして、ＴＥ波の選択的減衰を行うことにより、所望の偏光特性を得ることができる。
【0082】
誘電体層４２Ｂは、蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ法やＡＬＤ法を利用することにより、高密度の膜として形成可能である。また、誘電体層は、構成材料の異なる２層以上から構成されていてもよい。
【0083】
（吸収層）
吸収層４２Ｃは、使用帯域の光の波長に対して吸収作用を有するものであり、誘電体層４２Ｂ上に形成され、吸収軸であるＹ軸方向に帯状に延びて配列されたものである。吸収層４２Ｃの膜厚は、特に制限されず、例えば、５ｎｍ～５０ｎｍが好ましい。この吸収層４２Ｃの膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。
吸収層４２Ｃは、使用帯域の光の波長に対して吸収作用を有するものであり、誘電体層４２Ｂ上に形成され、吸収軸であるＹ軸方向に帯状に延びて配列されたものである。吸収層４２Ｃの膜厚は、特に制限されず、例えば、５ｎｍ～５０ｎｍが好ましい。この吸収層４２Ｃの膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。
【0084】
吸収層４２Ｃは、金属、合金材料及び半導体材料から構成される群から選択されたいずれか１種以上の材料から構成されていることが好ましい。吸収層４２Ｃの構成材料としては、適用される光の波長範囲によって適宜選択される。金属材料としては、Ｔａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｎ等の元素単体またはこれらの１種以上の元素を含む合金が挙げられる。また、半導体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、ＺｎＯ、シリサイド材料（β－ＦｅＳｉ２、ＭｇＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＢａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＴａＳｉ等）が挙げられる。これらの材料を用いることにより、偏光板は、適用される可視光域に対して高い消光比が得られる。中でも、吸収層４２Ｃは、Ｆｅ又はＴａを含むとともに、Ｓｉを含んで構成されることが好ましい。
【0085】
吸収層４２Ｃとして半導体材料を用いる場合には、吸収作用に半導体のバンドギャップエネルギーが関与するため、バンドギャップエネルギーが使用帯域以下であることが必要である。例えば、可視光で使用する場合、波長４００ｎｍ以上での吸収、即ち、バンドギャップとしては３．１ｅＶ以下の材料を使用する必要がある。
【0086】
吸収層４２Ｃは、例えば蒸着法やスパッタ法を利用することにより、高密度の膜として形成可能である。また、吸収層４２Ｃは、構成材料の異なる２層以上から構成されていてもよい。
【0087】
（反射防止層）
反射防止層４３は、透明基板４１の第２面４１ｂ上に形成される。反射防止層４３は、公知の反射防止材料からなるものとすることができ、例えば、誘電体層４２Ｂを構成可能な材料を少なくとも２層以上の多層膜で構成されたものとすることができる。
反射防止層４３は、透明基板４１の第２面４１ｂ上に形成される。反射防止層４３は、公知の反射防止材料からなるものとすることができ、例えば、誘電体層４２Ｂを構成可能な材料を少なくとも２層以上の多層膜で構成されたものとすることができる。
【0088】
図６は、反射防止膜の構成例を模式的に示す断面図である。図６に示すように、反射防止膜４３は、屈折率の異なる低屈折率層４３Ａと高屈折率層４３Ｂとを交互に積層させることで、界面反射された光を干渉により減衰させることができる。反射防止層４３の膜厚は、特に制限されず、誘電体層４２Ｂを構成する誘電体層１層あたり１ｎｍ～５００ｎｍの範囲で適宜設定される。この反射防止層４３の膜厚は、例えば上述の電子顕微鏡法により測定可能である。
【0089】
低屈折率層４３Ａは、ＳｉＯ２（Ｓｉの酸化物）等を主成分とした層である。低屈折率層の屈折率は、好ましくは１．２０～１．６０であり、より好ましくは１．３０～１．５０である。
【0090】
高屈折率層４３Ｂの屈折率は、好ましくは２．００～２．６０であり、より好ましくは２．１０～２．４５である。このような高屈折率の誘電体としては、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５、屈折率２．３３）、酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率２．３３～２．５５）、酸化タングステン（ＷＯ３、屈折率２．２）、酸化セリウム（ＣｅＯ２、屈折率２．２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５、屈折率２．１６）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、屈折率２．１）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ、屈折率２．０６）などが挙げられる。
【0091】
反射防止層４３は、上述の誘電体層４２Ｂと同じ成膜方法を利用することにより、高密度の膜として形成可能である。好適には、より高密度な膜が形成可能となる、イオンビームアシスト蒸着（IAD：Ion-beam Assisted Deposition）法やイオンビームスパッタリング（IBS：Ion Beam Sputtering）法を用いることが望ましい。
【0092】
（保護膜）
複数の凸部４２の表面、及び、反射防止層４３の表面４３ａは、それぞれ誘電体からなる保護膜４４Ａ、４４Ｂで覆われている。保護膜４４Ａは、凸部４２の頂面、及び凸部４２の側面を覆うものであり、必要に応じて、凸部４２間の透明基材４１表面を覆うようにしてもよい。保護膜４４Ａ及び保護膜４４Ｂにより覆うことで、偏光板の耐久性を向上することができる。
複数の凸部４２の表面、及び、反射防止層４３の表面４３ａは、それぞれ誘電体からなる保護膜４４Ａ、４４Ｂで覆われている。保護膜４４Ａは、凸部４２の頂面、及び凸部４２の側面を覆うものであり、必要に応じて、凸部４２間の透明基材４１表面を覆うようにしてもよい。保護膜４４Ａ及び保護膜４４Ｂにより覆うことで、偏光板の耐久性を向上することができる。
【0093】
保護膜４４Ａ及び保護膜４４Ｂを形成する際には、緻密で均一且つ膜厚制御性に優れる、ＡＬＤ法を用いることが好ましい。また、上述の誘電体層４２Ｂと同様、構成材料の異なる２層以上から構成されていてもよい。
【0094】
また、保護膜４０Ａとして、凸部４２間を完全に埋め込むようにしてもよい。この場合には、上述の誘電体層４２Ｂを形成する方法以外にも、ＳＯＧ（Spin on Glass）法を利用することができる。ＳＯＧによれば、空気層を含まず平坦化が可能となる。
【0095】
保護膜４４Ａ、４４Ｂを構成する誘電体としては誘電体膜２２を構成する第１の誘電体と同じ誘電体を用いることができる。耐熱性の観点からはＡｌ２Ｏ３が特に好ましい。
【0096】
保護膜４４Ａ及び保護膜４４Ｂの少なくとも一方の膜厚を、２．５ｎｍ以下とすることができ、耐久性維持の観点から、１ｎｍ以上であることが好ましく、１．５ｎｍ以上であることがより好ましく、２．０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。これにより、偏光板の耐久性を維持しつつ、光透過特性の向上も得られ、特に光学特性の大きな低下が回避できる。
【0097】
また、保護膜４４Ａ及び保護膜４４Ｂの少なくとも一方の膜厚を、２．５ｎｍ以上とすることもでき、光透過特性向上の観点から、１０ｎｍ以下であることが好ましく、７．５ｎｍ以下であることがより好ましく、５．０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。この場合、偏光板の耐久性を維持しつつ、光透過特性の向上も得られ、特に高耐熱性を維持できる。
【0098】
（撥水膜）
さらに、偏光板４０は、保護膜４４Ａ及び保護膜４４Ｂの少なくとも一方が、有機系撥水膜により覆われていてもよい。有機系撥水膜は、例えばパーフルオロデシルトリエトキシシラン（ＦＤＴＳ）等のフッ素系シラン化合物等で構成され、例えば上述のＣＶＤ法やＡＬＤ法を利用することにより形成可能である。これにより、偏光板の耐湿性等の信頼性を向上できる。
さらに、偏光板４０は、保護膜４４Ａ及び保護膜４４Ｂの少なくとも一方が、有機系撥水膜により覆われていてもよい。有機系撥水膜は、例えばパーフルオロデシルトリエトキシシラン（ＦＤＴＳ）等のフッ素系シラン化合物等で構成され、例えば上述のＣＶＤ法やＡＬＤ法を利用することにより形成可能である。これにより、偏光板の耐湿性等の信頼性を向上できる。
【0099】
［液晶プロジェクター］
上述した光学機器１０は、耐熱性が要求される、例えば、液晶プロジェクター、ヘッドアップディスプレイなどの用途に好適に用いることができる。以下、具体例として、液晶プロジェクターを例に挙げて説明する。
上述した光学機器１０は、耐熱性が要求される、例えば、液晶プロジェクター、ヘッドアップディスプレイなどの用途に好適に用いることができる。以下、具体例として、液晶プロジェクターを例に挙げて説明する。
【0100】
図７は、透過型の３ＬＣＤ方式の液晶プロジェクターの光学ユニットの一部を模式的に示す上面図である。液晶プロジェクター５０の光学エンジン部分は、赤色光ＬＲに対する入射側偏光素子５１Ｒ、液晶パネル５２Ｒ、出射プリ偏光素子５３Ｒ、及び出射メイン偏光素子５４Ｒと、緑色光ＬＧに対する入射側偏光素子５１Ｇ、液晶パネル５２Ｇ、出射プリ偏光素子５３Ｇ、及び出射メイン偏光素子５４Ｇと、青色光ＬＢに対する入射側偏光素子５１Ｂ、液晶パネル５２Ｂ、出射プリ偏光素子５３Ｂ、及び出射メイン偏光素子５４Ｂと、それぞれの出射メイン偏光素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂから出射された光を合成し、投射レンズに出射するクロスダイクロプリズム５５とを備える。ここで、入射側偏光素子５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ、液晶パネル５２Ｒ、５３Ｇ、５２Ｂ、出射プリ偏光素子５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ、及び出射メイン偏光素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂは、それぞれ上述した光学機器１０の入射側偏光素子１２、光変調素子１３と、出射側第１偏光素子１４、及び出射側第２偏光素子１５に対応する。
【0101】
本技術を適用した液晶プロジェクター５０では、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの光に対応する入射側偏光素子５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂに入射させ、入射側偏光素子５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂで偏光された光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを各液晶パネル５２Ｒ、５３Ｇ、５２Ｂにて空間変調して出射し、出射プリ偏光素子５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ、及び出射メイン偏光素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂを通過した後、クロスダイクロプリズム５５にて合成されて投射レンズ（不図示）から投射される。赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢは、光源から出射される光をダイクロイックミラーにより分離したものであってもよいが、本技術は、強い光に対して優れた耐光特性を持つため、各色に対応する二次元レーザアレイ光源からの高出力なものを使用することができる。
【0102】
本技術に係る光学機器によれば、入射側偏光素子１２の直交軸に対する出射側第１偏光素子１４の直交軸の回転角（直交ズレ角度）、及び入射側偏光素子１２の直交軸に対する出射側第２偏光素子１５の直交軸の回転角（直交ズレ角度）を最適化することにより、可視光領域の全帯域において、高いＰ偏光透過率（Ｔｐ）及びコントラスト比（ＣＲ）を得ることができる。従って、プロジェクターで投影した場合、明るく、明暗がはっきりした画質を得ることができる。
【0103】
なお、本技術を図面および実施形態に基づき説明してきたが、本技術は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、当業者であれば本開示に基づき、種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本技術の範囲に含まれることに留意されたい。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は、上記説明を参酌して判断すべきものであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率の異なる部分が含まれていることは勿論である。
【実施例0104】
＜２．第１の実施例＞
第１の実施例では、出射プリ偏光板及び出射メイン偏光板の角度依存性について測定した。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではなく、本技術の効果を奏する範囲の変形及び改良についても本技術に含まれる。
第１の実施例では、出射プリ偏光板及び出射メイン偏光板の角度依存性について測定した。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではなく、本技術の効果を奏する範囲の変形及び改良についても本技術に含まれる。
【0105】
［出射プリ偏光板］
図３に示す第１の構成例と同様な構成の偏光板を作製した。透明基板２１をサファイア、ベース形状部２３をＳｉＯ２、突起部２４をＧｅで構成した。ベース形状部２３の形状は、ｘｚ断面を略三角形状とし、突起部２４の形状は断面を略円とし、かつ、突起部２４は傾斜面２３ａに接触している構造とした。
図３に示す第１の構成例と同様な構成の偏光板を作製した。透明基板２１をサファイア、ベース形状部２３をＳｉＯ２、突起部２４をＧｅで構成した。ベース形状部２３の形状は、ｘｚ断面を略三角形状とし、突起部２４の形状は断面を略円とし、かつ、突起部２４は傾斜面２３ａに接触している構造とした。
【0106】
［出射メイン偏光板］
図５に示す構成例と同様な構成の偏光板を作製した。透明基板４１をガラス、凸部４２の反射層４２ＡをＡｌ、誘電体層４２ＢをＳｉＯ２、吸収層４２ＣをＦｅＳｉで構成した。反射防止層４３を、透明基板４１に近い側から順に第１層（ＳｉＯ２）、第２層（ＴｉＯ２）、第３層（ＳｉＯ２）、第４層（ＴｉＯ２）、第５層（ＳｉＯ２）、第６層（ＴｉＯ２）、第７層（ＳｉＯ２）、第８層（ＴｉＯ２）、第９層（ＳｉＯ２）と交互に積層した。また、保護膜４４Ａ、４４ＢをＡｌ２Ｏ３で構成した。
図５に示す構成例と同様な構成の偏光板を作製した。透明基板４１をガラス、凸部４２の反射層４２ＡをＡｌ、誘電体層４２ＢをＳｉＯ２、吸収層４２ＣをＦｅＳｉで構成した。反射防止層４３を、透明基板４１に近い側から順に第１層（ＳｉＯ２）、第２層（ＴｉＯ２）、第３層（ＳｉＯ２）、第４層（ＴｉＯ２）、第５層（ＳｉＯ２）、第６層（ＴｉＯ２）、第７層（ＳｉＯ２）、第８層（ＴｉＯ２）、第９層（ＳｉＯ２）と交互に積層した。また、保護膜４４Ａ、４４ＢをＡｌ２Ｏ３で構成した。
【0107】
［光学特性の測定］
測定器として日立分光光度計Ｕ－４１００を使用し、偏光板サンプルを回転させ、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）が最も小さい値となる角度位置を０°に設定し、そこから角度を変化させて測定した。
測定器として日立分光光度計Ｕ－４１００を使用し、偏光板サンプルを回転させ、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）が最も小さい値となる角度位置を０°に設定し、そこから角度を変化させて測定した。
【0108】
［出射プリ偏光板の光学特性及び光学特性変化］
表１に、出射プリ偏光板の光学特性及び光学特性変化を示す。出射プリ偏光板の直交軸を回転させ、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）及びＰ偏光透過率（Ｔｐ）を測定し、コントラスト比（ＣＲ）を算出した。また、０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
表１に、出射プリ偏光板の光学特性及び光学特性変化を示す。出射プリ偏光板の直交軸を回転させ、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）及びＰ偏光透過率（Ｔｐ）を測定し、コントラスト比（ＣＲ）を算出した。また、０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
【0109】
【表1】
【0110】
図８は、出射プリ偏光板の緑色帯域におけるＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量を示すグラフであり、図９は、出射プリ偏光板の緑色帯域におけるＳ偏光透過率（Ｔｓ）の変化量を示すグラフであり、図１０は、出射プリ偏光板の緑色帯域におけるコントラスト比（ＣＲ）の変化量を示すグラフであり、図１１は、図８に示すＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量の直交ズレ角度±１０°の範囲を示すグラフである。
【0111】
表１及び図８～図１１に示すように、出射プリ偏光板は、直交ズレ角度が±２０°の範囲において、可視光領域の全帯域について９０％以上のＰ偏光透過率（Ｔｐ）を有するものであった。また、出射プリ偏光板の直交ズレ角度が±８．５°の場合、青色帯域、緑色帯域、及び赤色帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）は、それぞれ９５．１％、９６．７％及び９７．７％であり、青色帯域、緑色帯域、及び赤色帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）の０°位置からの変化量は、それぞれ－１．１％、－１．１％及び－０．８％であった。また、出射プリ偏光板は、コントラスト比（ＣＲ）が２．０以下であり、出射プリ偏光板の直交ズレ角度が±８．５°の場合、コントラスト比（ＣＲ）の０°位置からの変化量は、可視光領域の全帯域において－５％以下であり、出射プリ偏光板の直交ズレ角度が±２０°の場合でも、コントラスト比（ＣＲ）の０°位置からの変化量は、可視光領域の全帯域において－２０％以下であった。
【0112】
［出射メイン偏光板の光学特性及び光学特性変化］
表２に、出射メイン偏光板の光学特性及び光学特性変化を示す。出射メイン偏光板の直交軸を回転させ、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）及びＰ偏光透過率（Ｔｐ）を測定し、コントラスト比（ＣＲ）を算出した。また、０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
表２に、出射メイン偏光板の光学特性及び光学特性変化を示す。出射メイン偏光板の直交軸を回転させ、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）及びＰ偏光透過率（Ｔｐ）を測定し、コントラスト比（ＣＲ）を算出した。また、０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
【0113】
【表2】
【0114】
図１２は、出射メイン偏光板の緑色帯域におけるＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量を示すグラフであり、図１３は、出射メイン偏光板の緑色帯域におけるＳ偏光透過率（Ｔｓ）の変化量を示すグラフであり、図１４は、出射メイン偏光板の緑色帯域におけるコントラスト比（ＣＲ）の変化量を示すグラフであり、図１５は、図１４に示すコントラスト比（ＣＲ）の変化量の直交ズレ角度±１°の範囲を示すグラフである。
【0115】
表２及び図１２～１５に示すように、出射メイン偏光板は、直交ズレ角度が±０．７°の範囲において、可視光領域の全帯域について９０％以上のＰ偏光透過率（Ｔｐ）を有するものであった。また、出射メイン偏光板の直交ズレ角度が±０．７°の場合、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）の０°の位置からの変化量は、可視光領域の全帯域において－１％以下であった。また、出射メイン偏光板は、直交ズレ角度が±０．７°の範囲において、可視光領域の全帯域について１０００以上のコントラスト比（ＣＲ）を有するものであった。また、出射メイン偏光板の直交ズレ角度が±０．７°の場合、コントラスト比（ＣＲ）の０°位置からの変化量は、可視光領域の全帯域において－２０％以下であった。
【0116】
［出射プリ偏光板（０－３０°）及び出射メイン偏光板（０－３０°）の光学特性及び光学特性変化］
表３に、出射プリ偏光板及び出射メイン偏光板の直交軸を同時に回転させたときの光学特性及び光学特性変化を示す。表２に示す出射プリ偏光板の光学特性、及び表３に示す出射メイン偏光板の光学特性から、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）をそれぞれ算出した。また、出射プリ偏光板及び出射メイン偏光板の直交軸が０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
表３に、出射プリ偏光板及び出射メイン偏光板の直交軸を同時に回転させたときの光学特性及び光学特性変化を示す。表２に示す出射プリ偏光板の光学特性、及び表３に示す出射メイン偏光板の光学特性から、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）をそれぞれ算出した。また、出射プリ偏光板及び出射メイン偏光板の直交軸が０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
【0117】
【表3】
【0118】
図１６は、出射プリ偏光板（０－３０°）及び出射メイン偏光板（０－３０°）の緑色帯域におけるＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量を示すグラフであり、図１７は、図１６に示すＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量の直交ズレ角度±１０°の範囲を示すグラフであり、図１８は、出射側プリ偏光板（０－３０°）及び出射メイン偏光板（０－３０°）の緑色帯域におけるコントラスト比（ＣＲ）の変化量を示すグラフであり、図１９は、図１８に示すコントラスト比（ＣＲ）の変化量の直交ズレ角度±１°の範囲を示すグラフである。
【0119】
表３及び図１６～１９に示すように、出射プリ偏光板及び出射メイン偏光板の直交ズレ角度が０°の場合、青色帯域、緑色帯域、及び赤色帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）は、それぞれ８７．９％、９１．７％及び９２．０％であった。また、直交ズレ角度が±０．７°の場合、コントラスト比（ＣＲ）の０°位置からの変化量は、可視光領域の全帯域において－２０％程度であった。
【0120】
［出射プリ偏光板（０°）及び出射メイン偏光板（０－３０°）の光学特性及び光学特性変化］
表４に、出射プリ偏光板の直交軸を０°位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交軸を回転させたときの光学特性及び光学特性変化を示す。表２に示す出射プリ偏光板の光学特性、及び表３に示す出射メイン偏光板の光学特性から、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）をそれぞれ算出した。また、出射プリ偏光板及び出射メイン偏光板の直交軸が０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
表４に、出射プリ偏光板の直交軸を０°位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交軸を回転させたときの光学特性及び光学特性変化を示す。表２に示す出射プリ偏光板の光学特性、及び表３に示す出射メイン偏光板の光学特性から、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）をそれぞれ算出した。また、出射プリ偏光板及び出射メイン偏光板の直交軸が０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
【0121】
【表4】
【0122】
図２０は、出射プリ偏光板（０°）及び出射メイン偏光板（０－３０°）の緑色帯域におけるＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量を示すグラフであり、図２１は、図２０に示すＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量の直交ズレ角度±１０°の範囲を示すグラフであり、図２２は、出射プリ偏光板（０°）及び出射メイン偏光板（０－３０°）の緑色帯域におけるコントラスト比（ＣＲ）の変化量を示すグラフであり、図２３は、図２２に示すコントラスト比（ＣＲ）の変化量の直交ズレ角度±１°の範囲を示すグラフである。
【0123】
表４及び図２０～２３に示すように、出射プリ偏光板の直交軸を０°位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交ズレ角度が±０．７°の場合、出射メイン偏光板の直交ズレ角度が０°位置からのＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量は、可視光領域の全帯域において－１％以内であり、コントラスト比（ＣＲ）の変化量は、可視光領域の全帯域において－２０％程度であった。
【0124】
［出射プリ偏光板（８．５°）及び出射メイン偏光板（０－３０°）の光学特性及び光学特性変化］
表５に、出射プリ偏光板の直交軸を８．５°位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交軸を回転させたときの光学特性及び光学特性変化を示す。表２に示す出射プリ偏光板の光学特性、及び表３に示す出射メイン偏光板の光学特性から、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）をそれぞれ算出した。また、出射プリ偏光板の直交軸を８．５°位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交軸が０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
表５に、出射プリ偏光板の直交軸を８．５°位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交軸を回転させたときの光学特性及び光学特性変化を示す。表２に示す出射プリ偏光板の光学特性、及び表３に示す出射メイン偏光板の光学特性から、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））の全帯域について、Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）をそれぞれ算出した。また、出射プリ偏光板の直交軸を８．５°位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交軸が０°位置のＳ偏光透過率（Ｔｓ）、Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）、及びコントラスト比（ＣＲ）からの変化量（％）をそれぞれ算出した。
【0125】
【表5】
【0126】
図２４は、出射プリ偏光板（８．５°）及び出射メイン偏光板（０－３０°）の緑色帯域におけるＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量を示すグラフであり、図２５は、図２４に示すＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量の直交ズレ角度±１０°の範囲を示すグラフであり、図２６は、出射プリ偏光板（８．５°）及び出射メイン偏光板（０－３０°）の緑色帯域におけるコントラスト比（ＣＲ）の変化量を示すグラフであり、図２７は、図２６に示すコントラスト比（ＣＲ）の変化量の直交ズレ角度±１°の範囲を示すグラフである。
【0127】
表５及び図２４～２７に示すように、出射プリ偏光板の直交軸を８．５°位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交ズレ角度が±０°の場合、青色帯域、緑色帯域、及び赤色帯域のＰ偏光透過率（Ｔｐ）は、それぞれ８６．９％、９０．７％及び９１．２％であった。
【0128】
また、出射プリ偏光板の直交軸を８．５°位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交ズレ角度が±０．７°の場合、出射メイン偏光板の直交ズレ角度が０°位置からのＰ偏光透過率（Ｔｐ）の変化量は、可視光領域の全帯域において－１％以内であり、コントラスト比（ＣＲ）の変化量は、可視光領域の全帯域において－２０％程度であった。
【0129】
第１の実施例によれば、出射プリ偏光板の直交ズレ角度を８．５°以内の位置に配置させ、出射メイン偏光板の直交ズレ角度を±０．７°以内に配置させることにより、可視光領域の全帯域において、高いＰ偏光透過率（Ｔｐ）及びコントラスト比（ＣＲ）を得ることができた。従って、プロジェクターで投影した場合、明るく、明暗がはっきりした画質を得ることができる。
【0130】
＜３．第１の実験例＞
第１の実験例では、出射側プリ偏光板の光学特性について検証した。
第１の実験例では、出射側プリ偏光板の光学特性について検証した。
【0131】
出射側プリ偏光板について、シミュレーションを行って効果を検証した。より具体的には、偏光板の光学特性について、ＲＣＷＡ（Rigorous Coupled Wave Analysis）法による電磁界シミュレーションにより検証した。シミュレーションには、Ｇｒａｔｉｎｇ Ｓｏｌｖｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ社のグレーティングシミュレータＧｓｏｌｖｅｒを用いた。
【0132】
［実験例１－１～１－４］
実験例１－１の偏光板の形状は図３に示した通りであり、実験例１－２～１－４の偏光板の形状は図４に示した通りである。実験例１－１～１－４の偏光板の材料は、透明基板２１、３１とベース形状部２３、３３とはいずれも水晶からなるものであり、突起部２４、３４はＧｅからなるものである。実験例１－１～１－４のベース形状部２３、３３の形状はいずれも、高さａが７０ｎｍ、幅ｂが１００ｎｍ、ピッチＰが１４１ｎｍであり、傾斜角θがそれぞれ、５４°、６３°、７２°、８１°である。高さａ及び幅ｂを固定しているので、実験例１－１（θ＝５４°）はｘｚ断面が三角形状であり、実験例１－２（θ＝６３°）、実験例１－３（θ＝７２°）、及び、実験例１－４（θ＝８１°）はｘｚ断面が台形形状である。また、実験例１－１～１－４の突起部２４の形状はすべて、断面が円であり、その半径が１５ｎｍである。ベース形状部２３、３３における突起部２４、３４の位置については、図３及び図４に示した通り、円の最外周が高さａと同じとし、かつ傾斜面２１ａに接触させている。
実験例１－１の偏光板の形状は図３に示した通りであり、実験例１－２～１－４の偏光板の形状は図４に示した通りである。実験例１－１～１－４の偏光板の材料は、透明基板２１、３１とベース形状部２３、３３とはいずれも水晶からなるものであり、突起部２４、３４はＧｅからなるものである。実験例１－１～１－４のベース形状部２３、３３の形状はいずれも、高さａが７０ｎｍ、幅ｂが１００ｎｍ、ピッチＰが１４１ｎｍであり、傾斜角θがそれぞれ、５４°、６３°、７２°、８１°である。高さａ及び幅ｂを固定しているので、実験例１－１（θ＝５４°）はｘｚ断面が三角形状であり、実験例１－２（θ＝６３°）、実験例１－３（θ＝７２°）、及び、実験例１－４（θ＝８１°）はｘｚ断面が台形形状である。また、実験例１－１～１－４の突起部２４の形状はすべて、断面が円であり、その半径が１５ｎｍである。ベース形状部２３、３３における突起部２４、３４の位置については、図３及び図４に示した通り、円の最外周が高さａと同じとし、かつ傾斜面２１ａに接触させている。
【0133】
［比較実験例１］
比較実験例１の偏光板のｘｚ断面の形状は図２８に示した通りである。比較実験例１の偏光板１００の材料は、透明基板１０１とベース形状部１０３とはいずれも水晶からなるものであり、突起部１０４はＧｅからなるものである点は実験例１－１～１－４と共通するが、ｘｚ断面が矩形である点は実験例１－１～１－４と異なる。
比較実験例１の偏光板のｘｚ断面の形状は図２８に示した通りである。比較実験例１の偏光板１００の材料は、透明基板１０１とベース形状部１０３とはいずれも水晶からなるものであり、突起部１０４はＧｅからなるものである点は実験例１－１～１－４と共通するが、ｘｚ断面が矩形である点は実験例１－１～１－４と異なる。
【0134】
比較実験例１のベース形状部１０３の形状は、高さａが７０ｎｍ、幅ｂが１００ｎｍ、ピッチＰが１４１ｎｍであり、傾斜角θが９０°である。また、比較実験例１の突起部１０４の形状は断面が円であり、その半径が１５ｎｍである。ベース形状部１０３における突起部１０４の位置については、図２８に示した通り、円の最外周が高さａと同じとし、かつ傾斜面１０３ａに接触させている。
【0135】
図２９は、実験例１－１～１－４及び比較実験例１の偏光板における、各波長帯域の透過軸透過率の平均値を示すグラフである。横軸が波長λ（ｎｍ）を示しており、縦軸が透過軸透過率Ｔｐ（％）を示している。ここで、透過軸透過率Ｔｐとは、偏光板に入射する透過軸方向（Ｘ方向）の偏光波（ＴＭ波）の透過率を意味する。
【0136】
図２９に示すように、比較実験例１の偏光板よりも本技術に係る偏光板は、傾斜角θを小さくしていくことで、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））のいずれも透過軸透過率が向上している。
【0137】
高さａ及び幅ｂが同じ場合、ベース形状部１２１は矩形よりも先細形状の方が、光学特性が良いことがわかった。また、高さａ及び幅ｂが同じ場合、ｘｚ断面が台形状であるよりも三角形状の方が、光学特性が良いことがわかった。また、高さａ及び幅ｂが同じであって、ｘｚ断面が台形状である場合、傾斜角θが小さい方が、光学特性が良いことがわかった。
【0138】
［実験例２－１～２－５］
実験例２－１～２－５の偏光板の形状は図３に示した通りである。実験例２－１～２－５の偏光板の材料は、透明基板２１とベース形状部２３とはいずれも水晶からなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。
実験例２－１～２－５の偏光板の形状は図３に示した通りである。実験例２－１～２－５の偏光板の材料は、透明基板２１とベース形状部２３とはいずれも水晶からなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。
【0139】
実験例２－１～２－５の偏光板の形状はいずれも、幅ｂが１００ｎｍ、ピッチＰが１４１ｎｍと共通であるが、高さａは順に、５０ｎｍ、７０ｎｍ、９０ｎｍ、１１０ｎｍ、１３０ｎｍ、である（その結果、傾斜角θは順に、５４°、４５°、６１°、６６°、６９°である）。また、実験例１－１～１－４の突起部２４の形状はすべて、断面が円であり、その半径が１５ｎｍである。ベース形状部２３における突起部２４の位置については、図３に示した通り、円の最外周が高さａと同じとし、かつ傾斜面２３ａに接触させている。
【0140】
図３０は、実験例２－１～２－５の偏光板における、各波長帯域の透過軸透過率の平均値を示すグラフである。横軸が波長λ（ｎｍ）を示しており、縦軸が透過軸透過率Ｔｐ（％）を示している。図３０に基づくと、幅ｂに対する高さａの比（ａ／ｂ）は、１／２を超えていることが好ましく、７／１０以上であることがより好ましく、９／１０、１１／１０、及び、１３／１０である場合は７／１０の場合よりも好ましい。
【0141】
［実験例３－１～３－５］
実験例３－１～３－５の偏光板の形状は図３に示した通りである。実験例３－１～３－５の偏光板の材料は、透明基板２１がベース形状部２３とはいずれもサファイアからなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。
実験例３－１～３－５の偏光板の形状は図３に示した通りである。実験例３－１～３－５の偏光板の材料は、透明基板２１がベース形状部２３とはいずれもサファイアからなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。
【0142】
実験例３－１～３－５の偏光板の形状はいずれも、幅ｂが１００ｎｍ、ピッチＰが１４１ｎｍと共通であるが、高さａは順に、５０ｎｍ、７０ｎｍ、９０ｎｍ、１１０ｎｍ、１３０ｎｍ、である（その結果、傾斜角θは順に、５４°、４５°、６１°、６６°、６９°である）。また、実験例３－１～３－５の突起部２４の形状はすべて、断面が円であり、その半径が１５ｎｍである。ベース形状部２３における突起部２４の位置については、図３に示した通り、円の最外周が高さａと同じとし、かつ傾斜面２３ａに接触させている。
【0143】
図３１は、実験例３－１～３－５の偏光板における、各波長帯域の透過軸透過率の平均値を示すグラフである。横軸が波長λ（ｎｍ）を示しており、縦軸が透過軸透過率Ｔｐ（％）を示している。図３１に基づくと、幅ｂに対する高さａの比（ａ／ｂ）は、１／２を超えていることが好ましく、７／１０以上であることがより好ましく、９／１０、１１／１０、及び、１３／１０である場合は７／１０の場合よりも好ましい。この点は、実験例２－１～２－５の偏光板と同様であり、透明基板及びベース形状部の材料を水晶からサファイアに変えても、かかる特徴は変わらないことがわかった。
【0144】
［実験例４－１～４－５］
実験例４－１～４－５の偏光板の形状は図３に示した通りである。実験例４－１～４－５の偏光板の材料は、透明基板２１はサファイアからなるものであり、ベース形状部２３はＳｉＯ２からなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。
実験例４－１～４－５の偏光板の形状は図３に示した通りである。実験例４－１～４－５の偏光板の材料は、透明基板２１はサファイアからなるものであり、ベース形状部２３はＳｉＯ２からなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。
【0145】
実験例４－１～４－５の偏光板の形状はいずれも、幅ｂが１００ｎｍ、ピッチＰが１４１ｎｍと共通であるが、高さａは順に、５０ｎｍ、７０ｎｍ、９０ｎｍ、１１０ｎｍ、１３０ｎｍ、である（その結果、傾斜角θは順に、５４°、４５°、６１°、６６°、６９°である）。また、実験例４－１～４－５の突起部２４の形状はすべて、断面が円であり、その半径が１５ｎｍである。ベース形状部２３における突起部２４の位置については、図３に示した通り、円の最外周が高さａと同じとし、かつ傾斜面２３ａに接触させている。
【0146】
図３２は、実験例４－１～４－５の偏光板における、各波長帯域の透過軸透過率の平均値を示すグラフである。横軸が波長λ（ｎｍ）を示しており、縦軸が透過軸透過率Ｔｐ（％）を示している。図３２に基づくと、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））のすべてについて、幅ｂに対する高さａの比（ａ／ｂ）を１／２を超えた形状とすることが、透過軸透過率が向上しているから好ましい。また、可視光領域のすべてについて、ａ／ｂを７／１０以上の形状とすることが、透過軸透過率が向上しているからより好ましい。また、可視光領域のすべてについて、ａ／ｂを９／１０、及び、１１／１０の形状とする構成は７／１０の形状とする構成よりも好ましい。また、緑色帯域（波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ）及び青色帯域（λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ）については、ａ／ｂを１３／１０の形状とする構成は７／１０の形状とする構成よりも好ましい。
【0147】
［実験例５－１～５－５］
実験例５－１～５－３の偏光板の形状は、図３に示した透明基板２１の代わりに、ＳｉＯ２からなる第１基板及びサファイアからなる第２基板の積層板とした。ベース形状部２３はＳｉＯ２からなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。また、実験例５－１～５－３の偏光板は、それぞれ第１基板の厚さｄ１が、３５ｎｍ、７０ｎｍ、１０５ｎｍであり、第２基板の厚さｄ２が、０．７ｍｍである。
実験例５－１～５－３の偏光板の形状は、図３に示した透明基板２１の代わりに、ＳｉＯ２からなる第１基板及びサファイアからなる第２基板の積層板とした。ベース形状部２３はＳｉＯ２からなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。また、実験例５－１～５－３の偏光板は、それぞれ第１基板の厚さｄ１が、３５ｎｍ、７０ｎｍ、１０５ｎｍであり、第２基板の厚さｄ２が、０．７ｍｍである。
【0148】
また、実験例５－４の偏光板の形状は図３に示した通りのものであって、透明基板２１はサファイアからなるものであり、ベース形状部２３はＳｉＯ２からなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。透明基板２１の厚さは０．７ｍｍである。
【0149】
また、実験例５－５の偏光板の形状は図３に示した通りのものであって、透明基板２１がベース形状部２３とはいずれもサファイアからなるものであり、突起部２４はＧｅからなるものである。透明基板２１の厚さは０．７ｍｍである。
【0150】
また、実験例５－１～５－５の突起部２４の形状はすべて、断面が円であり、その半径が１５ｎｍである。ベース形状部２３における突起部２４の位置については、図３に示した通り、円の最外周が高さａと同じとし、かつ傾斜面２３ａに接触させている。
【0151】
シミュレーションにおいては、入射光は基板側から入射した場合について行った。
【0152】
図３３は、実験例５－１～５－５の偏光板における、各波長帯域の透過軸透過率の平均値を示すグラフである。横軸が波長λ（ｎｍ）を示しており、縦軸が透過軸透過率Ｔｐ（％）を示している。図３３に基づくと、透明基板が二層の積層体であって、ベース形状部側の第１基板がベース形状部と同じ材料からなる実験例５－１～５－２の偏光板は、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））のすべて波長域において、透明基板が単層である実験例５－４及び実験例５－５の偏光板よりも、透過軸透過率が向上していた。また、実験例５－３の偏光板についても、緑色帯域及び青色帯域において、透明基板が単層である実験例５－４及び実験例５－５の偏光板よりも、透過軸透過率が向上していた。従って、透過軸透過率向上の観点からは、透明基板として、二層の積層体であって、ベース形状部側の第１基板がベース形状部と同じ材料からなるものを用いる方が好ましい。
【0153】
＜４．第２の実験例＞
第２の実験例では、出射側メイン偏光板の光学特性について検証した。
［シミュレーション］
第２の実験例では、出射側メイン偏光板の光学特性について検証した。
［シミュレーション］
【0154】
本技術に係る偏光板として、図５に示した偏光板をモデルとしてシミュレーションを行った。より具体的には、これらの偏光板の光学特性について、ＲＣＷＡ（Ｒｉｇｏｒｏｕｓ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｗａｖｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ）法による電磁界シミュレーションにより検証した。
【0155】
図３４は、図５に示した偏光板をモデルとしてシミュレーションを行って得られた、可視光領域（赤色帯域：波長λ＝６００～６８０ｎｍ、緑色帯域：波長λ＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ、青色帯域：λ＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ））における透過軸透過率の分光波形を示すグラフである。横軸が波長λ（ｎｍ）を示しており、縦軸が透過軸透過率（％）を示している。ここで、透過軸透過率とは、偏光板に入射する透過軸方向（Ｘ軸方向）の偏光（ＴＭ波）の透過率を意味する。
【0156】
偏光板モデルにおいては、以下のパラメータ及び材料とした。
透明基板：材料（無アルカリガラス）、厚み（０．７ｍｍ）、
反射層 ：材料（Ａｌ）、厚み（２５０ｎｍ）、幅（３５ｎｍ）、
誘電体層：材料（ＳｉＯ２）、厚み（５ｎｍ）、幅（３５ｎｍ）、
吸収層 ：材料（ＦｅＳｉ）、厚み（２５ｎｍ）、幅（３５ｎｍ）、
反射防止層：材料（ＴｉＯ２層／ＳｉＯ２層の交互積層体）、厚み（６４１．１５ｎｍ）、幅（３５ｎｍ）、表６に具体的な層構成を示す。第１層～第９層は透明基板に近い側から遠い側に順に配置させた。
グリッド：高さｈ（２８０＋保護膜厚み）ｎｍ、幅ｗ（３５＋保護膜厚み×２）ｎｍ、ピッチｐ（１４１ｎｍ）。
透明基板：材料（無アルカリガラス）、厚み（０．７ｍｍ）、
反射層 ：材料（Ａｌ）、厚み（２５０ｎｍ）、幅（３５ｎｍ）、
誘電体層：材料（ＳｉＯ２）、厚み（５ｎｍ）、幅（３５ｎｍ）、
吸収層 ：材料（ＦｅＳｉ）、厚み（２５ｎｍ）、幅（３５ｎｍ）、
反射防止層：材料（ＴｉＯ２層／ＳｉＯ２層の交互積層体）、厚み（６４１．１５ｎｍ）、幅（３５ｎｍ）、表６に具体的な層構成を示す。第１層～第９層は透明基板に近い側から遠い側に順に配置させた。
グリッド：高さｈ（２８０＋保護膜厚み）ｎｍ、幅ｗ（３５＋保護膜厚み×２）ｎｍ、ピッチｐ（１４１ｎｍ）。
【0157】
【表6】
【0158】
また、偏光板モデルにおいて、保護膜（図５における符号４４Ａ、４４Ｂ）は材料をＡｌ２Ｏ３とし、膜厚（厚み）を１ｎｍ、２．５ｎｍ、５ｎｍ、７．５ｎｍ、１０ｎｍとした。また、比較実験例として、保護膜を備えない場合もシミュレーションを行い、図３４に示した。
【0159】
保護膜は、偏光板の耐久性を向上させることができるが、図３４から、その膜厚が厚くなるにつれて可視光領域全体で透過軸透過率は低下し、特に短波長側の落ち込みが大きくなることがわかった。
【0160】
［実験例１～３、比較実験例］
保護膜が２．５ｎｍ（実験例１）、保護膜が５ｎｍ（実験例２）、保護膜が７．５ｎｍ（実験例３）とし、その他は上記シミュレーションを行ったパラメータで実際に偏光板を作製して、透過軸透過率を実測した。その結果を図３５に示す。また、保護膜を備えない偏光板（比較実験例）についても透過軸透過率を実測してその結果を図３５に示した。図３４に示したシミュレーション結果が実際の偏光板の光学特性をよく反映していることがわかる。
保護膜が２．５ｎｍ（実験例１）、保護膜が５ｎｍ（実験例２）、保護膜が７．５ｎｍ（実験例３）とし、その他は上記シミュレーションを行ったパラメータで実際に偏光板を作製して、透過軸透過率を実測した。その結果を図３５に示す。また、保護膜を備えない偏光板（比較実験例）についても透過軸透過率を実測してその結果を図３５に示した。図３４に示したシミュレーション結果が実際の偏光板の光学特性をよく反映していることがわかる。
【0161】
図３４及び図３５の結果に基づくと、波長４００ｎｍ～７００ｎｍの全波長で透過軸透過率を８０％以上とすることが求められる場合には、保護膜の膜厚を５ｎｍ以下とする。また、波長４３０ｎｍ～７００ｎｍの全波長で透過軸透過率を８０％以上とすることが
求められる場合には、保護膜の膜厚を１０ｎｍ以下とする。
求められる場合には、保護膜の膜厚を１０ｎｍ以下とする。
【0162】
図３６は、シミュレーションを行って得た、各波長帯域毎の透過軸透過率の平均値を示すグラフであり、図３７は、実験例１～３及び比較実験例の偏光板について実測した、各波長帯域の透過軸透過率の平均値を示すグラフである。図３７に示すグラフは、図３６に示したシミュレーション結果が実際の偏光板の光学特性をよく反映していることがわかる。
【0163】
図３６及び図３７に基づくと、赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の全帯域で、平均透過軸透過率を８６％以上とすることが求められる場合には、保護膜の膜厚を５ｎｍ以下とする。また、赤色帯域、緑色帯域及び青色帯域の全帯域で、平均透過軸透過率を９０％以上とすることが求められる場合には、保護膜の膜厚を２．５ｎｍ以下とする。
【0164】
本技術に係る偏光板として、実際に作製した偏光板の耐熱性評価を行った。なお、耐熱性評価はクリーンオーブンの３００℃で行い、偏光板の光学特性であるコントラストについて、初期特性すなわち、クリーンオーブンに入れる前からの変化率にて評価した。コントラストとは、透過軸透過率／吸収軸透過率で算出でき、吸収軸透過率とは、偏光板に入射する吸収軸方向（Ｙ軸方向）の偏光（ＴＥ波）の透過率を意味する。コントラスト変化率は、偏光板の耐熱性への影響を捉えるのに適している。
【0165】
図３８は、実際に作製し光学特性におけるコントラストを耐熱性評価によって比較したグラフである。横軸に試験時間（クリーンオーブン内に配置した時間）、縦軸にコントラストの変化率を示しており、入射光が可視光領域の緑色帯域の光（波長＝５２０ｎｍ～５９０ｎｍ）の場合を例とした。図３８において、保護膜を備えない場合の結果も併せて示した。
【0166】
図３８に示すように、保護膜が厚くなるにつれてコントラストの変化率は小さくなり、偏光板の耐久性は向上している。なお、入射光が緑色帯域の光の場合を例として示したが、赤色帯域の光（波長＝６００～６８０ｎｍ）あるいは青色帯域の光（波長＝４３０ｎｍ～５１０ｎｍ）であったとしても、コントラスト変化率の値が多少前後するだけで、同様の効果が得られた。図３８の結果から、保護膜の膜厚を２．５ｎｍ以上とすると、高耐熱性を維持できることがわかった。
【0167】
以上の結果から、凸部の表面及び反射防止層の表面に保護膜を備える本技術の偏光板は、耐久性を維持しつつ光透過特性の向上も得られることがわかり、特に、光学特性を著しく低下させない膜厚としては２．５ｎｍ以下が望ましく、また、高耐熱性を維持させる膜厚としては２．５ｎｍ以上が望ましいことがわかった。なお、保護膜を形成するにあたり、複数の凸部だけでなく反射防止層への影響も加味した、保護膜ならびに反射防止層を設計することが好ましい。
【符号の説明】
【0168】
１０ 光学機器、１１ 光源、１２ 入射側偏光素子、１３ 光変調素子、１４ 出射側第１偏光素子、１５ 出射側第２偏光素子、２０ 偏光板、２１ 透明基板、２１ａ 主面、２２ 凸部、２３ ベース形状部、２４ 突起部、３０ 偏光板、３１ 透明基板、３１ａ 主面、３２ 凸部、３３ ベース形状部、 ３４ 突起部、４０ 偏光板、４１ 透明基板、４１ａ 第１の面、４１ｂ 第２の面、４２ 凸部、４２Ａ 反射層、４２Ｂ 誘電体層、４２Ｃ 吸収層、４３ 反射防止層、４４Ａ、４４Ｂ 保護膜、
５０ 液晶プロジェクター、５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ 入射側偏光素子、５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂ 液晶パネル、５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ 出射プリ偏光素子、５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ 出射メイン偏光素子、１００ 偏光板、１０１ 透明基板、１０２ 凸部、１０３ ベース形状部、１０４ 突起部
５０ 液晶プロジェクター、５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ 入射側偏光素子、５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂ 液晶パネル、５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ 出射プリ偏光素子、５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ 出射メイン偏光素子、１００ 偏光板、１０１ 透明基板、１０２ 凸部、１０３ ベース形状部、１０４ 突起部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】