CN106796317A - 光学相位差构件、具备光学相位差构件的复合光学构件、及光学相位差构件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的光学相位差构件100具备：透明基体40，其具有凹凸图案80；间隙部90，其划分于上述凹凸图案80的凸部60之间；及密闭层20，其以连结上述凹凸图案80的凸部60且密闭上述间隙部90的方式设置于上述凹凸图案80上。光学相位差构件100即便使用粘着剂接合至其他构件或施加负载，亦不会损及相位差特性。
Description
技术领域
本发明是关于一种光学相位差构件、具备光学相位差构件的复合光学构件、及光学相位差构件的制造方法。
背景技术
光学相位差板具有非常多的用途，用于反射型液晶显示装置、半透过型液晶显示装置、光盘用读取头、PS转换元件等各种用途。
光学相位差板有：由方解石、云母、水晶之类的存在于自然界的双折射率结晶所形成者、由双折射聚合物所形成者、或通过人工地设置短于使用波长的周期性构造而形成者等。
作为人工地设置周期性构造而形成的光学相位差板，有于透明基板上设置有凹凸构造而成者。用于光学相位差板的凹凸构造具有短于使用波长的周期，具有例如图6所示的条纹状的图案。此种凹凸构造具有折射率各向异性，若对图6的光学相位差板400的基板420垂直地入射光，则于凹凸构造内，平行于凹凸构造的周期方向的偏光成分与垂直于凹凸构造的周期方向的偏光成分以不同速度传播，故而于两偏光成分间产生相位差。此相位差可通过凹凸构造的高度(深度)、构成凸部的材料与凸部之间的材料(空气)的折射率差等而进行控制。用于上述显示装置等器件的光学相位差板需要相对于使用波长λ产生λ/4、λ/2的相位差，为了形成能够产生此种充分的相位差的光学相位差板，需要充分地增大构成凸部的材料的折射率与凸部之间的材料(空气)的折射率的差或凹凸构造的高度(深度)。作为此种光学相位差板，专利文献1、2中提出有将凹凸构造的表面利用高折射率材料进行被覆而成者。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特公平7－99402号公报
[专利文献2]日本特开2005－10377号公报
发明内容
[发明所欲解决的课题]
本发明者等人进行努力研究，结果得知如上所述的光学相位差板具有如下缺点。于用于上述显示装置等器件的情形时，光学相位差板是贴附于其他构件而使用。例如，于将光学相位差板用于有机EL显示装置的情形时，需要对光学相位差板的一面贴附(接合)偏光板，对另一面贴附有机EL面板。通常，将光学相位差板贴附于其他构件时是使用粘着剂。但是，于如图7(a)所示，使用粘着剂将光学相位差板400贴附于其他构件320的情形时，粘着剂340会进入至光学相位差板400的凹凸构造的凸部之间。由于粘着剂的折射率大于空气，故而构成凸部的材料的折射率与进入至凸部之间的粘着剂的折射率的差小于构成凸部的材料的折射率与空气的折射率的差。因此，于粘着剂进入至凸部间的光学相位差板400中，由于构成凸部的材料与凸部之间的材料的折射率差较小，折射率各向异性较小，故而无法产生充分的相位差。
又，为了使光学相位差板产生所需的相位差，需要使光学相位差板的凹凸构造具有短于使用波长的周期性构造，并且具有充分的凹凸高度(深度)。即，需要使凹凸构造具有高纵横比。但是，于对此种光学相位差板施加负载的情形时，有如下情况：如图7(b)所示，光学相位差板400的凹凸构造发生崩塌等变形，由此无法产生所需的相位差。
因此，本发明的目的在于提供一种消除上述已知技术的缺点，即便与其他构件接合或施加负载亦能够产生所需的相位差的光学相位差构件及其制造方法。
[解决课题的技术手段]
根据本发明的第1态样，提供一种光学相位差构件，其具备：透明基体，其具有凹凸图案；
间隙部，其划分于上述凹凸图案的凸部之间；及
密闭层，其以连结上述凹凸图案的凸部且密闭上述间隙部的方式设置于上述凹凸图案上。
于上述光学相位差构件中，上述凹凸图案的上述凸部的剖面形状可为梯形状。
于上述光学相位差构件中，上述间隙部可具有上述凹凸图案的上述凸部的高度以上的高度。
上述光学相位差构件可进而具备被覆上述凹凸图案的凹部及上述凸部的表面的被覆层。
于上述光学相位差构件中，上述被覆层的折射率可大于上述凹凸图案的上述凸部的折射率。
于上述光学相位差构件中，上述被覆层及上述密闭层可由相同材料形成。或者，上述被覆层可由与上述密闭层不同的材料形成。
于上述光学相位差构件中，上述被覆层可由金属、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、金属氮氧化物、或金属卤化物构成。
于上述光学相位差构件中，上述密闭层可由金属、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、金属氮氧化物、或金属卤化物构成。
于上述光学相位差构件中，构成上述凹凸图案的材料可为光硬化性树脂或热硬化树脂。又，构成上述凹凸图案的材料可为溶胶凝胶材料。
于上述光学相位差构件中，于上述间隙部可存在空气。
上述光学相位差构件亦可进而具备保护构件，上述保护构件贴附于上述透明基体的形成有上述凹凸图案的面的相反侧的面及/或上述密闭层。
根据本发明的第2态样，提供一种复合光学构件，其具备：第1态样的光学相位差构件；及
光学构件，其贴附于上述透明基体的形成有上述凹凸图案的面的相反侧的面或上述密闭层。上述光学构件可为偏光板。
根据本发明的第3态样，提供一种显示装置，其具备：第2态样的复合光学构件；及
显示元件，其贴附于上述透明基体的形成有上述凹凸图案的面的相反侧的面或上述密闭层。
根据本发明的第4态样，提供一种光学相位差构件的制造方法，其具有如下步骤：准备具有凹凸图案的透明基体；及
以连结上述凹凸图案的邻接的凸部且密闭划分于上述凸部间的间隙部的方式，于上述透明基体的上述凹凸图案上形成密闭层。
上述光学相位差构件的制造方法可于上述密闭层形成步骤中，通过溅镀、CVD、或蒸镀而形成上述密闭层。
上述光学相位差构件的制造方法可进而具有形成被覆上述凹凸图案的凹部及上述凸部的表面的被覆层的步骤。
[发明的效果]
关于本发明的光学相位差构件，由于基体的凹凸图案(凹凸构造)的邻接的凸部间所存在的间隙部是利用密闭层与凹凸图案而密闭，故而于将光学相位差构件组入至器件时，不会因粘着剂进入至凹凸图案的凸部之间而使构成凸部的材料与凸部之间的材料的折射率差变小而损及光学相位差构件的折射率各向异性。因此，本发明的光学相位差构件即便组入至器件，亦可发挥出优异的相位差特性。又，由于是以连结(桥接)邻接的凸部的方式于凹凸图案的凸部及间隙部的上部形成密闭层，故而即便施加负载，凹凸图案的凸部亦不易变形，从而防止无法获得所需相位差的情况。因此，本发明的光学相位差构件可适宜地用于显示装置等各种用途。
附图说明
图1是表示实施形态的光学相位差构件的剖面构造之例的示意图。
图2是表示实施形态的光学相位差构件的制造方法的流程图。
图3是实施形态的光学相位差构件的制造方法所使用的制造装置的示意图。
图4是具备实施形态的光学相位差构件的显示装置的示意剖视图。
图5是表示实施例及比较例中制作的光学相位差构件的相位差特性评价及耐负载性评价的结果的表格。
图6是概念地表示已知技术的光学相位差构件的一例的图。
图7(a)是利用粘着剂而贴附于其他构件的已知技术的光学相位差构件的示意剖视图。图7(b)是施加有负载的已知技术的光学相位差构件的示意剖视图。
具体实施方式
以下，一面参照图式，一面对本发明的光学相位差构件、光学相位差构件的制造方法、及具备光学相位差构件的复合光学构件的实施形态进行说明。
[光学相位差构件]
如图1(a)所示，实施形态的光学相位差构件100具备：透明基体40，其具有凹凸图案80；间隙部90，其划分于凹凸图案80的邻接的凸部60之间；及密闭层20，其以将凹凸图案80的凸部60及与间隙部90的上方(凹凸图案的上方)邻接的凸部60连结，且覆盖凸部60及间隙部90的方式设置。间隙部90是由凹凸图案80及密闭层20所包围、密闭。又，透明基体40的凹凸图案80的凹部及凸部的表面是由被覆层30所被覆。
＜透明基体＞
于图1(a)所示的实施形态的光学相位差构件100中，透明基体40是由平板状的基板42与凹凸构造层50构成。作为基板42，并无特别限制，可适当利用使可见光透过的公知基板。例如可利用：由玻璃等透明无机材料构成的基板；由聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚芳酯等)、丙烯酸系树脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚碳酸酯、聚氯乙烯、苯乙烯系树脂(ABS树脂等)、纤维素系树脂(三乙酰纤维素等)、聚酰亚胺系树脂(聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂等)、环烯烃聚合物等树脂构成的基板等。于将光学相位差构件100用于有机EL显示器的抗反射膜的情形时，基板42较理想为具有可挠性的基板。就此方面而言，较佳为由树脂构成的基板。为了提高密接性，亦可于基板42上进行表面处理或设置易接着层等。又，为了填埋基板42的表面的突起，亦可设置平滑化层等。基板42的厚度较佳为的范围内。
于透明基体40中，于基板42上形成有构成多个凸部60及凹部70的凹凸构造层50，藉此透明基体40具有凹凸图案80。凹凸构造层50较佳为由折射率为的范围内的材料构成。作为构成凹凸构造层50的材料，例如可使用：氧化硅、SiN、SiON等Si系材料；TiO2等Ti系材料；ITO(氧化铟锡)系材料；ZnO、ZnS、ZrO2、Al2O3、BaTiO3、Cu2O、MgS、AgBr、CuBr、BaO、Nb2O5、SrTiO2等无机材料。这些无机材料可为通过溶胶凝胶法等所形成的材料(溶胶凝胶材料)。除了上述无机材料以外，亦可使用：聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、AS树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二酯、玻璃强化聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、氟树脂、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺等热塑性树脂；酚系树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、聚硅氧树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂等热硬化性树脂；紫外线硬化型(甲基)丙烯酸酯系树脂、紫外线硬化型丙烯酸胺酯系树脂、紫外线硬化型聚酯丙烯酸酯系树脂、紫外线硬化型环氧丙烯酸酯树脂、紫外线硬化型多元醇丙烯酸酯树脂、紫外线硬化型环氧树脂等紫外线硬化型树脂；将2种以上此等掺合而成的材料等树脂材料。进而，亦可使用将上述树脂材料与上述无机材料复合化而成的材料。又，为了获得硬涂性等，亦可使上述无机材料、上述树脂材料均含有公知的微粒子或填料。进而，亦可使用使上述材料含有紫外线吸收材料而成者。紫外线吸收材料具有如下作用：即，吸收紫外线，将光能转换成如热般的无害形式，藉此抑制凹凸构造层50的劣化。作为紫外线吸收剂，可使用现有公知的，例如可使用苯并三唑系吸收剂、三嗪系吸收剂、水杨酸衍生物系吸收剂、二苯甲酮系吸收剂等。
凹凸图案80的多个凸部60是以短于设计波长的周期而排列。各凸部60沿图1(a)的Y方向(深度方向)延伸。各凸部60的与延伸方向正交的ZX平面的剖面形状较佳为梯形状。凸部60的剖面形状除梯形状以外，亦可设为矩形状、多边形状等各种形状。如下所述，就易于形成密闭层20的观点而言，凸部60的顶部较佳为平坦、即成为平行于基板42的表面的平面状。凹部70是由凸部60所划分，沿凸部60于Y方向(深度方向)上延伸。
凸部60的高度(凹凸高度)Hc较理想为的范围内。若凸部60的高度Hc未达100nm，则于可见光入射至光学相位差基板100的情形时，难以产生所需的相位差。于凸部60的高度Hc超过2000nm的情形时，由于凸部60的纵横比(凸部高度相对于凸部宽度之比)较大，故而难以形成凹凸图案。凸部60的宽度W较佳为的范围内。于凸部60的宽度W未达10nm的情形时，由于凸部60的纵横比(凸部高度相对于凸部宽度之比)较大，故而难以形成凹凸图案。于凸部60的宽度W超过500nm的情形时，会产生透过光的着色，难以确保作为光学相位差构件的充分的无色透明性，又，难以产生所需的相位差。进而，因邻接的凸部60的上部的间隔变宽，变得难以形成强度较高的密闭层20。再者，此处所谓凸部60的宽度W是指将于各Z方向位置(高度方向位置)的凸部60的宽度平均化而获得的值。又，凹凸图案80的凹凸间距较佳为的范围内。于间距未达100nm的情形时，于可见光入射至光学相位差基板100的情形时，变得难以产生所需的相位差。于间距超过1000nm的情形时，变得难以确保作为光学相位差构件的充分的无色透明性。又，因邻接的凸部60的上部的间隔变宽，变得难以形成强度较高的密闭层20。
＜被覆层＞
被覆层30沿凹凸图案80而被覆透明基体40。即，被覆层30是被覆凹凸图案80的凸部60及凹部70的表面。被覆层30的厚度较佳为10nm以上。被覆层30的厚度是以使通过光学相位差构件100产生的相位差成为所需值的方式设定。于此情形时，被覆层30较佳为能够将下述间隙部90形成于邻接的凸部60之间的膜厚。若被覆层过厚，则变得无法于被覆层30与密闭层20之间形成间隙部90，而无法利用被覆层30与间隙部90所包含的空气等之间的折射率差，因此难以获得所需的相位差。被覆层30较佳为由折射率为的范围内的材料构成。通过利用折射率为1.8以上的被覆层30被覆凹凸图案80，使利用凸部60与下述间隙部90的周期排列而产生的相位差变大。因此，能够减小凸部60的高度，即，减小凸部60的纵横比，从而容易地形成凹凸图案80。又，折射率超过2.6的物质难以取得，或难以进行于不使基板42变形的温度下的成膜。作为构成被覆层30的材料，例如可使用Ti、In、Zr、Ta、Nb、Zn等金属、这些金属的氧化物、氮化物、硫化物、氮氧化物、卤化物等无机材料。亦可使用含有这些材料的构件作为被覆层30。再者，依据本发明的光学相位差构件亦可不具有被覆层30。即，于依据本发明的光学相位差构件中，被覆层30并非必须的构成要素。
＜间隙部＞
间隙部90是划分于邻接的凸部60之间。间隙部90是由凸部60、凹部70、及下述密闭层20所包围、密闭。即，由凹凸图案80及密闭层20所密闭。间隙部90可充满空气，亦可充满N2、Ar、He等非活性气体、其他低折射率介质等。又，亦可不存在介质，而为真空。间隙部90的高度Ha较理想为凸部60的高度Hc以上。光学相位差构件100是通过使间隙部90与凸部60周期性地排列而产生相位差，但于间隙部90的高度Ha小于凸部60的高度Hc的情形时，间隙部90与凸部60的周期排列构造的高度减小，因此利用光学相位差基板100所产生的相位差减小。
＜密闭层＞
密闭层20于凸部60及间隙部90的上部以覆盖其等的方式形成。密闭层20是将凸部60及凹部70、以及间隙部90包围而加以密闭。藉此，于为了将本实施形态的光学相位差构件100组入至器件而使用粘着剂接合于其他构件的情形时，粘着剂不会进入至邻接的凸部60之间(间隙部90)。因此，防止因粘着剂进入至凸部之间，使利用光学相位差构件100所产生的相位差降低的情况。因此，即便于将实施形态的光学相位差构件100与其他构件接合而使用的情形时，亦可使光学相位差构件100产生所需的相位差。
又，密闭层20是以将邻接的凸部60尤其是凸部60的顶部连结(桥接)的方式形成。因此，于自光学相位差构件100的上部(密闭层20侧)施加负载的情形时，各凸部60是利用邻接的凸部经由密闭层20而得到支持。又，由于通过经由密闭层20将各凸部接合，使所施加的力分散，故而施加至各凸部的负载减小。因此，即便对实施形态的光学相位差构件100施加负载，凹凸图案80的凸部60亦不易变形。因此，防止因对光学相位差构件100施加负载，而无法产生所需的相位差的情况。
密闭层20可由Ti、In、Zr、Ta、Nb、Zn等金属、这些金属的氧化物、氮化物、硫化物、氮氧化物、卤化物等无机材料、含有其等的构件等所构成。于通过溅镀形成密闭层20的情形时，较佳为使用成膜速度较快的靶作为密闭层20的材料。密闭层20可由与被覆层30相同的材料形成，亦可由与被覆层30不同的材料形成。密闭层20较佳为透光性，例如较佳为波长550nm的透过率为90％以上。密闭层20的折射率较佳为的范围内。密闭层20的厚度T较佳为的范围内。再者，此处所谓密闭层20的厚度T是指间隙部90的上端至密闭层20表面的距离(参照图1(a))。再者，于在光学相位差构件100的密接层20侧接合其他构件的情形时，是经由粘着剂将密闭层20与其他构件接合。即，密接层20是不同于用以与其他构件接合的粘着剂者。
再者，亦可使用如图1(b)所示的光学相位差构件100a般，于基板42上形成有多个构成凸部60a的结构体的透明基体40a，来代替于基板42上形成有凹凸构造层50的透明基体40。关于透明基体40a，于凸部60a之间划分凹部(露出基板42的表面的区域)70a，形成由凸部60a及凹部70a构成的凹凸图案80a。作为基板42a，可使用与图1(a)所示的光学相位差构件100的基板42相同的基板。凸部60a可由与构成图1(a)所示的光学相位差构件100的凹凸构造层50的材料相同的材料构成。
又，亦可如图1(c)所示的光学相位差构件100b般，由以如下方式形状化的基板构成透明基体40b：即，基板的表面本身构成由凸部60b及凹部70b构成的凹凸图案80b。于此情形时，可将透明基体40b成形为具有如图1(c)般的凹凸图案80b。
于光学相位差构件100、100a、100b中，进而亦可对透明基体40的形成有凹凸图案80的面的相反侧的面及/或密闭层贴附保护片材等保护构件。藉此，可防止当对光学相位差构件100、100a、100b进行搬送、输送等时，对光学相位差构件100、100a、100b产生伤痕等损害。
[光学相位差构件的制造装置]
作为用以制造光学相位差构件的装置的一例，将卷绕工艺装置200示于图3。以下，对卷绕工艺装置200的构造进行说明。
卷绕工艺装置200主要包含：搬送系统120，其搬送膜状的基板42；涂布部140，其对搬送中的基板42涂布UV硬化性树脂；转印部160，其对UV硬化性树脂转印凹凸图案；及成膜部180，其于凹凸图案上形成被覆层及密闭层。
搬送系统120具有：卷出辊172，其卷出膜状的基板42；夹辊(ニップロール)174及剥离辊176，其等分别配置在设置于转印部160的转印辊170的上游及下游侧，而将基板42推压至转印辊170；及卷取辊178，其卷取所获得的光学相位差构件100。进而，搬送系统120具备用以将基板42搬送至上述各部的导辊175。涂布部140具备用以对基板42涂布UV硬化性树脂50a的模嘴涂布机182。转印部160具备：转印辊170，其位于涂布部140的基板搬送方向的下游侧，具有下述凹凸图案；及照射光源185，其隔着基板42而与转印辊170对向设置。成膜部180具备如溅镀装置10般的成膜装置。溅镀装置10具备真空室11。真空室11的形状并无限定，通常为长方体状或圆筒体状等，只要能够将真空室11内保持为减压的状态即可。于真空室11的内部，以与搬送中的透明基体40的形成有凹凸图案的面相对向的方式配置有溅镀靶18。于在凹凸图案上形成由金属、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、金属氮氧化物、金属卤化物等无机材料构成的被覆层及密闭层的情形时，可使用由金属、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、金属氮氧化物、金属卤化物等无机材料构成的溅镀靶18。
转印辊170是于外周面具有凹凸图案的辊状(圆柱状、圆筒状)的模具。转印辊170能够以如下方式制造。首先，通过光微影法、切削加工法、电子束直接绘图法、粒子束加工法、操作探针加工法等微细加工法，于硅、金属、石英、树脂等的基板上形成凹凸图案，藉此制作母模。母模具有由沿均等方向直线地延伸的凸部及凹部所构成的凹凸图案。
于形成母模后，能够以如下方式，通过电铸法等，而形成转印有母模的凹凸图案的模具。首先，可通过无电电镀、溅镀、或蒸镀等，使成为用于电铸处理的导电层的籽晶层形成于具有凹凸图案的母模上。为了使后续的电铸步骤中的电流密度变得均匀，而使通过后续的电铸步骤而沉积的金属层的厚度成为固定，籽晶层较佳为10nm以上。作为籽晶层的材料，例如可使用：镍、铜、金、银、铂、钛、钴、锡、锌、铬、金－钴合金、金－镍合金、硼－镍合金、焊料、铜－镍－铬合金、锡镍合金、镍－钯合金、镍－钴－磷合金、或其等的合金等。其次，通过电铸(电镀)使金属层沉积于籽晶层上。金属层的厚度例如可设为包含籽晶层的厚度在内整体为的厚度。作为通过电铸而沉积的金属层的材料，可使用可用作籽晶层的上述金属种类中的任一种。就后续的用于形成模具的树脂层的压抵、剥离及洗净等处理的容易性的方面而言，所形成的金属层较理想为具有适度的硬度及厚度。
将通过如上方式获得的包含籽晶层的金属层自具有凹凸构造的母模剥离，而获得金属基板。剥离方法可物理地进行剥离，亦可通过将形成母模的凹凸图案的材料利用溶解其等的有机溶剂或酸、碱等进行溶解、去除而剥离。于自母模剥离金属基板时，可洗净去除残留的材料成分。作为洗净方法，可利用使用界面活性剂等的湿式洗净或者使用紫外线或等离子体的干式洗净。又，亦可例如使用粘着剂或接着剂将残留的材料成分附着去除等。如此而获得的自母模转印有图案的金属基板(金属模具)可用作本实施形态的凹凸图案转印用模具。
进而，通过使用所获得的金属基板，将金属基板的凹凸构造(图案)转印至膜状的支持基板上，可制作如膜状模具般具有可挠性的模具。例如，于将硬化性树脂涂布至支持基板上之后，一面将金属基板的凹凸构造压抵至树脂层，一面使树脂层硬化。作为支持基板，例如可列举：由玻璃、石英、硅等无机材料构成的基材；由聚硅氧树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯等有机材料所构成的基材；镍、铜、铝等金属材料。又，支持基板的厚度可设为的范围。
作为硬化性树脂，例如可列举：环氧系、丙烯酸系、甲基丙烯酸系、乙烯醚系、氧杂环丁烷系、胺酯系、三聚氰胺系、脲系、聚酯系、聚烯烃系、酚系、交联型液晶系、氟系、聚硅氧系、聚酰胺系等的单体、低聚物、聚合物等各种树脂。硬化性树脂的厚度较佳为的范围内。若厚度未达上述下限，则形成于硬化树脂层的表面的凹凸的高度容易变得不充分，若超过上述上限，则有硬化时产生的树脂的体积变化的影响变大，而无法良好地形成凹凸形状的可能性。
作为涂布硬化性树脂的方法，例如可采用：旋转涂布法、喷涂法、浸渍涂布法、滴下法、凹版印刷法、网版印刷法、凸版印刷法、模嘴涂布法、淋幕式涂布法、喷墨法、溅镀法等各种涂布方法。进而，作为使硬化性树脂硬化的条件，根据所使用的树脂的种类而不同，例如较佳为，硬化温度为室温～250℃的范围内，硬化时间为0.5分钟小时的范围内。又，亦可为通过照射如紫外线或电子束般的能量线而使其硬化的方法，于此情形时，照射量较佳为的范围内。
继而，自硬化的硬化树脂层拆去金属基板。作为拆去金属基板的方法，并不限定于机械剥离法，可采用公知方法。能够如此而获得的于支持基板上具有形成有凹凸的硬化树脂层的膜状的树脂模具，可用作本实施形态的凹凸图案转印用模具。
又，于通过上述方法所获得的金属基板的凹凸构造(图案)上涂布橡胶系树脂材料，使所涂布的树脂材料硬化，自金属基板剥离，藉此能够制作转印有金属基板的凹凸图案的橡胶模具。所获得的橡胶模具可用作本实施形态的凹凸图案转印用模具。作为橡胶系树脂材料，可使用天然橡胶及合成橡胶，尤其是较佳为聚硅氧橡胶、或者聚硅氧橡胶与其他材料的混合物或共聚物。作为聚硅氧橡胶，例如使用：聚有机硅氧烷、交联型聚有机硅氧烷、聚有机硅氧烷/聚碳酸酯共聚物、聚有机硅氧烷/聚苯共聚物、聚有机硅氧烷/聚苯乙烯共聚物、聚三甲基硅基丙炔、聚四甲基戊烯等。聚硅氧橡胶由于与其他树脂材料相比，廉价、耐热性优异、导热性较高、有弹性、即便于高温条件下亦不易变形，故而于在高温条件下进行凹凸图案转印工艺的情形时适宜。进而，聚硅氧橡胶系材料由于气体或水蒸气的透过性较高，故而能够容易地透过被转印材料的溶剂或水蒸气。因此，于如下述般为了对树脂材料或无机材料的前驱物溶液的膜转印凹凸图案而使用橡胶模具的情形时，适宜为聚硅氧橡胶系材料。又，橡胶系材料的表面自由能较佳为25mN/m以下。藉此，于将橡胶模具的凹凸图案转印至基材上的涂膜时的脱模性变得良好，能够防止转印不良。橡胶模具例如可设为长度 宽度厚度又，亦可视需要对橡胶模具的凹凸图案面上实施脱模处理。
通过将通过如上方式获得的金属模具、膜状模具、或橡胶模具卷绕并固定于圆柱状的基体辊的外周面，可获得转印辊170。转印辊170除上述方法外，例如亦可通过如下方法而形成，即，通过直接电子束绘图法或切削加工等，于金属辊等辊表面形成凹凸图案，或制作具有凹凸图案的圆筒状的基板，将其嵌入至辊而加以固定。
[光学相位差构件的制造方法]
对使用如上所述的卷绕工艺装置200而制造图1(a)所示的光学相位差构件100的方法进行说明。如图2所示，光学相位差构件的制造方法主要具有：步骤S1，其是准备具有凹凸图案的透明基体；步骤S2，其是形成被覆凹凸图案的凹部及凸部的表面的被覆层；及步骤S3，其是于透明基体的凹凸图案上形成密闭层。再者，依据本发明的光学相位差构件的制造方法亦可不具有形成被覆层的步骤S2。即，于依据本发明的光学相位差构件的制造方法中，被覆层形成步骤S2并非必须的构成要素。
＜准备透明基体的步骤＞
于实施形态的光学相位差构件的制造方法中，以如下方式准备形成有凹凸图案的透明基体(图2的步骤S1)。于图3所示的卷绕工艺装置200中，通过膜卷出辊172的旋转，将卷绕于膜卷出辊172的膜状的基板42卷出至下游侧。膜状基板42被搬送至涂布部140，利用模嘴涂布机182以特定厚度对膜状基板42上涂布UV硬化性树脂50a。
再者，作为将UV硬化性树脂50a涂布至基板42的方法，可采用棒式涂布法、旋转涂布法、喷涂法、浸渍涂布法、滴下法、凹版印刷法、网版印刷法、凸版印刷法、模嘴涂布法、淋幕式涂布法、喷墨法、溅镀法等各种涂布方法，来代替上述模嘴涂布法。就能够对相对大面积的基材均匀地涂布UV硬化性树脂50a的方面而言，较佳为棒式涂布法、模嘴涂布法、凹版印刷法、及旋转涂布法。
又，为了提高基板42与UV硬化性树脂50a的密接性，亦可在对基板42上涂布UV硬化性树脂50a之前，于基板42上形成表面改质层。作为表面改质层的材料，例如可列举：正辛基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷等硅烷单体；乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷等乙烯基硅烷；3－甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等甲基丙烯酰基硅烷；2－(3,4－环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3－环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3－环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等环氧硅烷；3－巯基丙基三甲氧基硅烷、3－巯基丙基三乙氧基硅烷等巯基硅烷；3－辛酰硫基－1－丙基三乙氧基硅烷等含硫硅烷；3－胺基丙基三乙氧基硅烷、3－胺基丙基三甲氧基硅烷、N－(2－胺基乙基)－3－胺基丙基三甲氧基硅烷、N－(2－胺基乙基)－3－胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、3－(N－苯基)胺基丙基三甲氧基硅烷等胺基硅烷；使这些单体聚合而成的聚合物等。除了这些硅烷系偶合剂以外，亦可使用钛系偶合剂。又，亦可通过对基板42的表面进行等离子体处理、电晕处理、准分子照射处理、UV/O3处理等利用能量线的处理，而设置表面改质层。
通过如上方式于涂布部140涂布UV硬化性树脂50a后的膜状基板42被朝向转印部160搬送。于转印部160，利用夹辊174将膜状基板42压抵(推压)至转印辊170，而将转印辊170的凹凸图案转印至UV硬化性树脂50a。与此同时或其后立即使来自隔着膜状基板42与转印辊170相对向而设置的照射光源185的UV光照射至UV硬化性树脂50a，而使UV硬化性树脂50a硬化。利用剥离辊176，将硬化后的UV硬化性树脂及膜状基板42自转印辊170拉离。如此，获得具备转印有转印辊170的凹凸图案的凹凸构造层50(参照图1(a))的透明基体40。
再者，形成有凹凸图案的透明基体可利用图3所示的卷绕工艺装置以外的装置而制造，或者亦可通过通过市场或膜制造商等制造业者取得而准备，无需自行制造。
＜被覆层形成步骤＞
继而，将形成有凹凸图案的透明基体40向成膜部180搬送，形成被覆透明基体40的凹凸图案的凹部及凸部的表面的被覆层30(参照图1(a))(图2的步骤S2)。于图3所示的卷绕工艺装置200中，经由导辊175，将自转印辊170剥离的透明基体40直接向溅镀装置10内搬送，但亦可于将透明基体40自转印辊170剥离之后，卷取为辊，再将所获得的辊状的透明基体40向溅镀装置10内搬送。
对使用图3所示的溅镀装置10，成膜例如由金属氧化物构成的被覆层30(参照图1(a))的方法进行说明。首先，将真空室11内减压至高真空。继而，一面对真空室11内导入氩气等稀有气体与氧气，一面通过DC等离子体或高频等离子体击出溅镀靶的金属原子(及氧原子)。在将透明基体40于真空室11内搬送的期间，自溅镀靶18击出的金属原子与氧反应而沉积金属氧化物于透明基体40的表面上。藉此，于透明基体40上，沿着凹凸图案80形成被覆透明基体40的凹凸图案80的凸部60及凹部70的表面的被覆层30(参照图1(a))。
＜密闭层形成步骤＞
继而，于透明基体40上形成密闭层20(参照图1(a))(图2的步骤S3)。密闭层20的形成可使用于上述被覆层形成步骤S2中使用的溅镀装置10，继形成被覆层30之后进行。于利用与被覆层30相同的金属氧化物形成密闭层20的情形时，于形成被覆层30之后亦继续进行溅镀，藉此于透明基体40上进一步沉积金属氧化物。此时，所溅镀的金属原子中，到达透明基体40上的凹凸图案80的邻接的凸部60(参照图1(a))之间、尤其是凸部60的下部(基板侧)侧面者较少，金属原子大多附着于凸部60的上表面及上部侧面。因此，与凹部70上或凸部60的下部侧面上相比，凸部60的上部(上表面及上部侧面上)的金属氧化物的沉积量更多。因此，通过继续进行溅镀，于邻接的凸部60之间被金属氧化物的沉积物填满之前，沉积于邻接的凸部60的上部的金属氧化物会连结而成为密闭层，而于邻接的凸部60之间形成间隙部90。此间隙部90利用凹凸图案80与密闭层20被密闭。尤其是，于各凸部60的上表面为平行于基板42的平面、即平行于溅镀靶18的平面的情形时(例如，与各凸部60的延伸方向正交的面的剖面构造为梯形状的情形时)，于凸部60的上表面特别优先地沉积金属氧化物，因此能够短缩沉积于邻接的凸部60的上部的金属氧化物连结而形成密闭层20所需的成膜时间，并且能够抑制材料(靶)的消耗。
亦可于真空室10内分别设置被覆层形成用靶与密闭层形成用靶。例如亦可使施加至密闭层形成用靶的电压高于施加至被覆层形成用靶的电压，而使形成密闭层时的成膜速度高于形成被覆层时的成膜速度。通过使形成密闭层时的成膜速度较高，更优先地于凸部60的上部沉积金属氧化物。因此，能够缩短沉积于邻接的凸部60的上部的金属氧化物连结而形成密闭层20所需的成膜时间，并且能够抑制材料(靶)的消耗。
又，密闭层20亦可利用与被覆层30不同的材料而形成，于此情形时，亦可于真空室10内设置由分别对应于密闭层20与被覆层30的材料所形成的靶。例如，可将作为高折射率材料的TiO2等用作被覆层30的靶，将成膜速度更快的ITO等材料用作密闭层20的材料。于此情形时，所形成的被覆层30的折射率较高，因此所制造的光学相位差构件能够产生更大的相位差。又，通过形成密闭层时的成膜速度较快，更优先地于凸部60的上部沉积金属氧化物。因此，能够缩短沉积于邻接的凸部60的上部的金属氧化物连结而形成密闭层20所需的成膜时间，并且能够抑制材料(靶)的消耗。进而，于不同气体氛围下形成密闭层20与被覆层30的情形时，可使用被覆层形成用真空室与密闭层形成用真空室形成被覆层及密闭层。又，密闭层20与被覆层30无需以相同成膜方法而形成，除溅镀以外，可适当组合下述蒸镀、CVD等而形成。例如，可通过成膜速度快于被覆层30的工艺而形成密闭层20。于此情形时，亦可使用被覆层形成用真空室与密闭层形成用真空室形成被覆层及密闭层。
被覆层30及密闭层20可不通过上述溅镀，而通过蒸镀等物理气相沉积(PVD)法、化学气相沉积(CVD)法等公知的干式工艺而形成。例如，于通过电子束加热蒸镀法于透明基体40上成膜金属氧化物来作为被覆层30及/或密闭层20的情形时，例如可使用如下电子束加热蒸镀装置：即，于真空室内具备于透明基体40的搬送路径之间相对向而设置的装有金属或金属氧化物的坩埚、及用以对坩埚内照射电子束而使金属或金属氧化物蒸发的电子枪。于此情形时，只要一面搬送透明基体40，一面利用电子束使坩埚内的金属或金属氧化物加热蒸发，而使金属氧化物沉积于搬送中的透明基体40上即可。于此情形时，可根据装入至坩埚的材料的氧化度与成为目标的被覆层及/或密闭层的氧化度而通入氧气亦可不通入氧气。
又，于通过大气压等离子体CVD于透明基体40上成膜金属氧化物作为被覆层30及/或密闭层20的情形时，例如可使用日本特开2004－52028号、日本特开2004－198902号等所记载的方法。可将有机金属化合物用作原料化合物，原料化合物可于常温常压下为气体、液体、固体中的任一状态。于为气体的情形时，可直接导入至放电空间，但为液体、固体的情形时，先通过加热、起泡、减压、超音波照射等手段使其气化后而使用。就此状况而言，作为有机金属化合物，较佳为例如沸点为200℃以下的金属烷氧化物。
作为此种金属烷氧化物，例如可列举：硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷(TEOS)、四正丙氧基硅烷等硅化合物；甲醇钛(チタンエトキシド)、乙醇钛、异丙醇钛、四异丙醇钛等钛化合物；正丙醇锆等锆化合物；乙醇铝、三异丙醇铝、异丙醇铝等铝化合物；乙醇锑；三乙醇砷；乙酰丙酮锌；二乙基锌等。
又，将含有这些有机金属化合物的原料气体与分解气体并用，而构成反应性气体，以便将这些原料气体分解而获得无机化合物。作为上述分解气体，可列举：氢气、甲烷气体、乙炔气体、一氧化碳气体、二氧化碳气体、氮气、氨气、一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、氧气、水蒸气、氟气、氟化氢、三氟乙醇、三氟甲苯、硫化氢、二氧化硫、二硫化碳、氯气等。例如，可通过使用氧气而形成金属氧化物，可通过使用氨气而形成金属氮化物，可通过使用氨气及一氧化二氮而形成金属氮氧化物。
于等离子体CVD法中，对于这些反应性气体，主要混合容易成为等离子体状态的放电气体。作为放电气体，使用氮气、周期表的第18族原子，具体而言氦气、氖气、氩气等稀有气体。尤其就制造成本的观点而言，较佳为氮气。
将上述放电气体与反应性气体混合，以混合气体的形式供给至等离子体放电产生装置(等离子体产生装置)，藉此进行膜形成。放电气体与反应性气体的比率根据成为目标的膜的性质而不同，相对于混合气体整体，将放电气体的比率设为50％以上而供给反应性气体。
例如，将作为沸点为200℃以下的金属烷氧化物的硅烷氧化物(四烷氧基硅烷(TEOS))用作原料化合物，将氧用作分解气体，将稀有气体或氮气等非活性气体用作放电气体，进行等离子体放电，藉此可形成氧化硅膜作为第1膜。
通过此种CVD法而获得的膜通过选择作为原料的金属化合物、分解气体、分解温度、施加电力等条件，亦可分别制造金属碳化物、金属氮化物、金属氧化物、金属硫化物、金属卤化物、及其等的混合物(金属氮氧化物、金属氧化卤化物、金属氮化碳化物等)，故而较佳。
通过如上方式获得图1(a)所示的光学相位差构件100。所获得的光学相位差构件100可利用卷取辊178而卷取。光学相位差构件100亦可于中途适当经由导辊175等。又，亦可对透明基体40的形成有凹凸图案80的面的相反侧的面及/或密闭层贴附保护构件。藉此，可防止对所获得的光学相位差构件100进行搬送、输送等时，对光学相位差构件100产生伤痕等损害。
再者，于上述实施形态中，作为用以对UV硬化性树脂转印凹凸图案的模具，是使用转印辊，但亦可将长条的膜状模具或板状的模具等压抵至涂布于基板上的UV硬化性树脂，而形成凹凸图案。
又，于上述实施形态中，使用UV硬化性树脂而形成凹凸构造层50，但亦可利用热塑性树脂、热硬化性树脂、无机材料等而形成凹凸构造层50。于利用无机材料而形成凹凸构造层50的情形时，可通过将无机材料的前驱物涂布于模具上之后使其硬化的方法、将微粒子分散液涂布于模具上并使分散介质干燥的方法、将树脂材料涂布至模具上使其硬化的方法、液相沉积法(LPD：Liquid Phase Deposition)等准备透明基体40。
亦可使用硅、钛等的烷氧化物等作为上述无机材料的前驱物(溶胶凝胶法)。例如，于基板上形成由氧化硅构成的凹凸构造层50的情形时，作为氧化硅的前驱物，可使用：四甲氧基硅烷(TMOS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、四异丙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丁氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四第二丁氧基硅烷、四第三丁氧基硅烷等四烷氧基硅烷所代表的四烷氧化物单体；甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、乙基三丙氧基硅烷、丙基三丙氧基硅烷、异丙基三丙氧基硅烷、苯基三丙氧基硅烷、甲基三异丙氧基硅烷、乙基三异丙氧基硅烷、丙基三异丙氧基硅烷、异丙基三异丙氧基硅烷、苯基三异丙氧基硅烷、甲苯基三乙氧基硅烷等三烷氧基硅烷所代表的三烷氧化物单体；二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二丙氧基硅烷、二甲基二异丙氧基硅烷、二甲基二正丁氧基硅烷、二甲基二异丁氧基硅烷、二甲基二第二丁氧基硅烷、二甲基二第三丁氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二丙氧基硅烷、二乙基二异丙氧基硅烷、二乙基二正丁氧基硅烷、二乙基二异丁氧基硅烷、二乙基二第二丁氧基硅烷、二乙基二第三丁氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二丙基二乙氧基硅烷、二丙基二丙氧基硅烷、二丙基二异丙氧基硅烷、二丙基二正丁氧基硅烷、二丙基二异丁氧基硅烷、二丙基二第二丁氧基硅烷、二丙基二第三丁氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丙基二乙氧基硅烷、二异丙基二丙氧基硅烷、二异丙基二异丙氧基硅烷、二异丙基二正丁氧基硅烷、二异丙基二异丁氧基硅烷、二异丙基二第二丁氧基硅烷、二异丙基二第三丁氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二丙氧基硅烷、二苯基二异丙氧基硅烷、二苯基二正丁氧基硅烷、二苯基二异丁氧基硅烷、二苯基二第二丁氧基硅烷、二苯基二第三丁氧基硅烷等二烷氧基硅烷所代表的二烷氧化物单体。进而，亦可使用烷基的碳数为C4～C18的烷基三烷氧基硅烷或二烷基二烷氧基硅烷。亦可使用：乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等具有乙烯基的单体；2－(3,4－环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3－环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3－环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3－环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3－环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等具有环氧基的单体；对苯乙烯基三甲氧基硅烷等具有苯乙烯基的单体；3－甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3－甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3－甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等具有甲基丙烯酰基的单体；3－丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等具有丙烯酰基的单体；N－2－(胺基乙基)－3－胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N－2－(胺基乙基)－3－胺基丙基三甲氧基硅烷、3－胺基丙基三甲氧基硅烷、3－胺基丙基三乙氧基硅烷、3－三乙氧基硅基－N－(1,3－二甲基亚丁基)丙基胺、N－苯基－3－胺基丙基三甲氧基硅烷等具有胺基的单体；3－脲基丙基三乙氧基硅烷等具有脲基的单体；3－巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3－巯基丙基三甲氧基硅烷等具有巯基的单体；双(三乙氧基硅基丙基)四硫醚等具有硫基的单体；3－异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷等具有异氰酸酯基的单体；使这些单体少量聚合而成的聚合物；以对上述材料的一部分导入官能基或聚合物为特征的复合材料等金属烷氧化物。又，亦可将这些化合物的烷基或苯基的一部分或全部以氟取代。进而，可列举金属乙酰丙酮酸盐、金属羧酸酯、氧氯化物、氯化物、或其等的混合物等，但并不限定于此。作为金属种类，除Si以外，可列举Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等、或其等的混合物等，但并不限定于此。亦可使用将上述氧化金属的前驱物适当混合而成者。进而，作为氧化硅的前驱物，可使用于分子中包含与氧化硅具有亲和性、反应性的水解基及具有拨水性的有机官能基的硅烷偶合剂。例如可列举：正辛基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷等硅烷单体；乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷等乙烯基硅烷；3－甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等甲基丙烯酰基硅烷；2－(3,4－环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3－环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3－环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等环氧硅烷；3－巯基丙基三甲氧基硅烷、3－巯基丙基三乙氧基硅烷等巯基硅烷；3－辛酰硫基－1－丙基三乙氧基硅烷等含硫硅烷；3－胺基丙基三乙氧基硅烷、3－胺基丙基三甲氧基硅烷、N－(2－胺基乙基)－3－胺基丙基三甲氧基硅烷、N－(2－胺基乙基)－3－胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、3－(N－苯基)胺基丙基三甲氧基硅烷等胺基硅烷；使这些单体聚合而成的聚合物等。
于将TEOS与MTES的混合物用作无机材料的前驱物的情形时，其等的混合比例如可设为以摩尔比计为1：1。通过使上述前驱物进行水解及缩聚反应，而生成非晶质氧化硅。作为合成条件，为了调整溶液的pH值，而添加盐酸等酸、或氨等碱。pH值较佳为4以下或10以上。又，亦可为了进行水解而添加水。所添加的水的量可设为相对于金属烷氧化物种类以摩尔比计为1.5倍以上。
作为溶胶凝胶法中所使用的前驱物溶液的溶剂，例如可列举：甲醇、乙醇、异丙醇(IPA)、丁醇等醇类；己烷、庚烷、辛烷、癸烷、环己烷等脂肪族烃类；苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烃类；二乙醚、四氢呋喃、二口咢烷等醚类；丙酮、甲基乙基酮、异佛酮、环己酮等酮类；丁氧基乙醚、己氧基乙醇、甲氧基－2－丙醇、苄氧基乙醇等醚醇类；乙二醇、丙二醇等二醇类；乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等二醇醚类；乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ－丁内酯等酯类；苯酚、氯酚等酚类；N,N－二甲基甲酰胺、N,N－二甲基乙酰胺、N－甲基吡咯啶酮等酰胺类；氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷、单氯苯、二氯苯等卤素系溶剂；二硫化碳等含杂原子化合物；水；及其等的混合溶剂。尤其是，较佳为乙醇及异丙醇，又，较佳为对其等混合水而成者。
作为溶胶凝胶法中所使用的前驱物溶液的添加物，可使用：用于粘度调整的聚乙二醇、聚环氧乙烷、羟丙基纤维素、聚乙烯醇；或作为溶液稳定剂的三乙醇胺等烷醇胺、乙酰丙酮等β二酮、β酮酯、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二口咢烷等。又，作为前驱物溶液的添加物，可使用通过照射准分子UV光等紫外线所代表的能量线而产生酸或碱的材料。通过添加此种材料，可通过照射光，使前驱物溶液凝胶化(硬化)，而形成无机材料。
又，亦可将聚硅氮烷用作无机材料的前驱物。聚硅氮烷通过加热或照射准分子等能量线进行氧化而陶瓷化(氧化硅改质)，形成氧化硅、SiN、或SiON。再者，“聚硅氮烷”是指具有硅－氮键的聚合物，且由Si－N、Si－H、N－H等构成的SiO2、Si3N4及两者的中间固溶体SiOxNY等陶瓷前驱物无机聚合物。更佳为日本特开平8－112879号公报中记载的如下述通式(1)表示的于相对低温下陶瓷化而改性为氧化硅等的化合物。
通式(1)：
－Si(R1)(R2)－N(R3)－
式中，R1、R2、R3分别表示氢原子、烷基、烯基、环烷基、芳基、烷基硅基、烷基胺基、或烷氧基。
于上述通式(1)所表示的化合物中，尤佳为R1、R2、及R3均为氢原子的全氢聚硅氮烷(亦称为PHPS)、或与Si键结的氢部分的一部分被取代为烷基等的有机聚硅氮烷。
作为于低温下进行陶瓷化的聚硅氮烷的其他例，亦可使用使硅烷氧化物与聚硅氮烷进行反应而获得的硅烷氧化物加成聚硅氮烷(例如日本特开平5－238827号公报)、使去水甘油与聚硅氮烷进行反应而获得的去水甘油加成聚硅氮烷(例如日本特开平6－122852号公报)、使醇与聚硅氮烷进行反应而获得的醇加成聚硅氮烷(例如日本特开平6－240208号公报)、使金属羧酸盐与聚硅氮烷进行反应而获得的金属羧酸盐加成聚硅氮烷(例如日本特开平6－299118号公报)、使含有金属的乙酰丙酮错合物与聚硅氮烷进行反应而获得的乙酰丙酮错合物加成聚硅氮烷(例如日本特开平6－306329号公报)、对聚硅氮烷添加金属微粒子而获得的添加有金属微粒子的聚硅氮烷(例如日本特开平7－196986号公报)等。
作为聚硅氮烷溶液的溶剂，可使用：脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃等烃溶剂；卤化烃溶剂、脂肪族醚、脂环式醚等醚类。为了促进向氧化硅化合物的改质，亦可添加胺或金属的触媒。
于将上述金属烷氧化物或聚硅氮烷等无机材料的前驱物的溶液涂布于基板上之后，一面将具有凹凸图案的模具压抵至前驱物的涂膜，一面加热前驱物的涂膜或对前驱物的涂膜照射能量线，藉此使涂膜凝胶化，从而能够形成转印有模具的凹凸图案且由无机材料构成的凹凸构造层。
再者，图1(b)所示的于基板42上形成有构成凸部60a的结构体，且于凸部60a之间划分有露出基板42的表面的区域(凹部70a)的透明基体40a例如可通过如下方式制造。于上述实施形态的制造方法中，仅对凹凸图案转印用模具的凹部涂布UV硬化性树脂，而不对基板42上涂布UV硬化性树脂50a。使涂布至模具的UV硬化性树脂与基板42a密接，将UV硬化性树脂转印至基板42a。藉此，于基板42a上形成具有与模具的凹部的形状对应的形状的凸部60a。于通过上述方式形成的凸部60a之间，划分有凹部(露出基板42a的表面的区域)70a。
图1(c)所示的基板的表面本身构成凸部60b及凹部70b的透明基体40b，例如可通过如下方式制造。通过公知的纳米压印或光微影法等技术，于基板上形成具有凹凸图案的抗蚀剂层。于对抗蚀剂层的凹部进行刻蚀而使基板表面露出之后，将残留的抗蚀剂层作为掩膜对基板进行刻蚀。刻蚀后，利用药液去除残留的掩膜(抗蚀剂)。通过如上操作，可于基板的表面本身上形成凹凸。
通过利用与上述实施形态相同的方法，于通过如上方式制造的透明基体40a、40b上形成被覆层30及密闭层20，可形成图1(b)、(c)所示的光学相位差构件100a、100b。
[复合光学构件]
对使用上述光学相位差构件100、100a、100b而形成的复合光学构件进行说明。如图4所示，复合光学构件300由上述实施形态的光学相位差构件100、及接合于光学相位差构件100的光学构件320a、320b所构成。于复合光学构件300中，光学构件320a是接合(贴合)于光学相位差构件100的密闭层20，光学构件320b接合于透明基体40的形成有凹凸图案的面的相反侧的面。再者，根据本发明的复合光学构件可不具备光学构件320a、320b的两者，亦可具备两者中的任一者。例如，对光学相位差构件100贴合作为光学构件320a或320b的偏光板而成的复合光学构件可用作抗反射膜。又，通过将此种抗反射膜的光学相位差构件侧贴合至有机EL元件、液晶元件等显示元件，可获得防止显示元件的配线电极的反射的显示装置(例如有机EL显示器、液晶显示器等)。
为了将光学相位差构件接合于偏光板或显示元件等光学构件，而使用粘着剂。作为粘着剂，可使用丙烯酸系或硅系等公知者。实施形态的光学相位差构件因凸部之间的间隙部被密闭层所密闭，故而粘着剂不会进入至凸部之间。因此，于将光学相位差构件与光学构件接合之后，通过光学相位差构件所产生的相位差亦不会变化，从而可产生充分的相位差。
[实施例]
以下，通过实施例及比较例，对本发明的光学相位差构件进行具体说明，但本发明并不限定于这些实施例。于以下的实施例及比较例1、2中，分别制作光学相位差构件，对各光学相位差构件的耐负载性及贴合至其他构件的前后的相位差特性进行评价。
实施例1
作为凹凸图案转印用模具，准备通过对Si晶片进行电子束加工而获得的模具。于上述模具中，形成有凸部以270nm间距排列而成的凹凸图案，上述凸部的与延伸方向正交的面的剖面形状为底边180nm、高度420nm的大致等腰三角形，延伸长度为15mm，且直线状地延伸。
其次，对基板(FUJIFILM制造的T80SZ)上涂布氟系UV硬化性树脂，一面压抵上述模具，一面以600mJ/cm2照射紫外线，藉此使氟系UV硬化性树脂进行硬化。于树脂硬化后，自硬化的树脂剥离母模。通过上述方式而获得具有转印有模具的表面形状且由UV硬化性树脂构成的凹凸图案的透明基体。于上述透明基体，形成有凸部以270nm间距排列而成的凹凸图案，上述凸部的上部宽度为90nm，下部宽度为270nm，高度为420nm，延伸长度为15mm，且直线状地延伸。透明基体的凸部的与长度方向正交的面的剖面的形状为上底90nm、下底270nm、高度420nm的大致等腰梯形。再者，硬化后的氟系UV硬化性树脂的折射率为1.5。
通过DC溅镀，于通过如上方式所制作的透明基体上积层TiO2膜。DC电力设为1000W。作为溅镀气体，是使用对氩气混合2vol％的氧气后所获得的混合气体，将混合气体以流量50sccm导入至溅镀腔室，将腔室内的气压设为0.5Pa。又，成膜时的透明基体的温度设为25度。TiO2的成膜速度约为5nm/min。进行溅镀成膜，直至TiO2的沉积膜厚成为450nm。再者，此处，TiO2膜的沉积膜厚是指沉积于透明基体的凸部的上表面的TiO2的膜厚。于通过上述方式所获得的光学相位差构件中，于透明基体的凸部的侧面形成厚度的TiO2膜作为被覆层，形成厚度420nm的TiO2膜作为密闭层。邻接的凸部上的TiO2膜接合而成为连续膜。即，形成由TiO2膜构成的密闭层。又，于邻接的凸部之间，形成被凸部侧面及密闭层所密闭的间隙部。间隙部的高度为440nm。再者，所成膜的TiO2膜的折射率为2.5。如此而获得图1(a)所示的光学相位差构件。
实施例2
除了将TiO2的沉积膜厚设为200nm，进而于TiO2膜上积层ITO膜以外，与实施例1同样地制作光学相位差构件。ITO膜是通过DC溅镀而积层。DC电力设为1000W。作为溅镀气体，是使用对氩气混合2vol％的氧气后所获得的混合气体，将混合气体以流量50sccm导入至溅镀腔室，将腔室内的气压设为0.5Pa。又，将成膜时的透明基体的温度设为25度。ITO的成膜速度约为50nm/min。进行溅镀成膜，直至ITO的沉积膜厚成为250nm。再者，此处，ITO膜的沉积膜厚是指沉积于TiO2膜上的ITO的膜厚，且TiO2膜沉积于透明基体的凸部的上表面。
于如此而获得的光学相位差构件中，于透明基体的凸部的侧面形成厚度 的TiO2膜作为被覆层，形成由TiO2膜及ITO膜构成的厚度420nm的膜作为密闭层。邻接的凸部上的TiO2膜及ITO膜接合而成为连续膜。即，形成由TiO2膜及ITO膜构成的密闭层。又，于邻接的凸部之间，形成被凸部侧面及密闭层所密闭的间隙部。间隙部的高度为440nm。再者，所成膜的TiO2膜的折射率为2.5，ITO膜的折射率为1.9。如此而获得图1(a)所示的光学相位差构件。
实施例3
作为凹凸图案转印用模具，准备通过对Si晶片进行电子束加工而获得的模具。于上述模具中，形成有凸部以270nm间距排列而成的凹凸图案，上述凸部的与延伸方向正交的面的剖面形状是上部宽度为90nm，下部宽度为270nm，高度为420nm，延伸长度为15mm，且直线状地延伸。模具的凸部的与长度方向正交的面的剖面的形状为上底90nm、下底270nm、高度420nm的大致等腰梯形。
其次，于PET基板(东洋纺制造的COSMOSHINE A－4100)上涂布氟系UV硬化性树脂，一面压抵上述模具，一面以600mJ/cm2照射紫外线，藉此使氟系UV硬化性树脂硬化。于树脂硬化后，自硬化的树脂剥离母模。如此而获得具有转印有模具的表面形状的凹凸图案的膜状模具。于上述膜状模具中，形成有凸部以270nm间距排列而成的凹凸图案，上述凸部的与延伸方向正交的面的剖面形状为底边180nm、高度420nm的大致等腰三角形，延伸长度为15mm，且直线状地延伸。
为了通过溶胶凝胶法而形成凹凸构造层，通过如下方式制备无机材料的前驱物的溶液(溶胶凝胶材料溶液)。于22mol的乙醇、5mol的水、0.004mol的浓盐酸、及4mol的乙酰丙酮混合而成的液体，滴加0.75mol的四乙氧基硅烷(TEOS)及0.25mol的二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)，进而作为添加材料，添加0.5wt％的界面活性剂S－386(Seimi Chemical制造)，以23℃、湿度45％搅拌2小时，而获得SiO2的前驱物溶液。将上述前驱物溶液棒式涂布于基材上，而形成前驱物溶液的涂膜。作为基材，使用折射率为1.517(λ＝589nm)的100mm×100mm×0.7mm(厚度)的无碱玻璃基板(日本电气硝子公司制造、OA10GF)。使用刮刀(YOSHIMITSUSEIKI公司制造)作为棒式涂布机。上述刮刀是使涂膜的膜厚成为5μm的设计，对刮刀贴附35μm的厚度的酰亚胺胶带，以涂膜的膜厚成为40μm的方式进行调整。
于将前驱物溶液的涂膜以25℃放置1分钟之后，将通过如上方式制作的膜状模具与涂膜重叠。此时，通过使加热至80℃的按压辊于膜状模具上旋转移动，而将膜状模具压抵至涂膜。其后，剥离膜状模具，继而使用烘箱以300℃加热60分钟，对涂膜进行正式烧成。如此而获得具有转印有膜状模具的凹凸图案且由溶胶凝胶材料构成的凹凸图案的透明基体。于上述透明基体中，形成有凸部以270nm间距排列而成的凹凸图案，上述凸部的上部宽度为90nm，下部宽度为270nm，高度为420nm，延伸长度为15mm，且直线状地延伸。透明基体的凸部的与长度方向正交的面的剖面的形状为上底90nm、下底270nm、高度420nm的大致等腰梯形。再者，硬化后的溶胶凝胶材料的折射率为1.4。
与实施例1同样地，于通过如上方式制作的透明基体上积层TiO2膜，直至沉积膜厚成为450nm。于如此而获得的光学相位差构件中，于透明基体的凸部的侧面形成厚度的TiO2膜作为被覆层，形成厚度420nm的TiO2膜作为密闭层。邻接的凸部上的TiO2膜接合而成为连续膜。即，形成由TiO2膜构成的密闭层。又，于邻接的凸部之间，形成由凸部侧面及密闭层密闭的间隙部。间隙部的高度为440nm。再者，所成膜的Ti膜的折射率为2.5。如此而获得图1(a)所示的光学相位差构件。
比较例1
除了将TiO2的沉积膜厚设为50nm以外，与实施例1同样地制作光学相位差构件。于如此而获得的光学相位差构件中，于透明基体的凸部的侧面，形成厚度 的TiO2膜作为被覆层。于透明基体的凸部上，亦形成TiO2膜，但邻接的凸部上的TiO2膜相分隔，邻接的凸部之间的间隙部未被密闭。
比较例2
除了将TiO2的沉积膜厚设为120nm以外，与实施例1同样地制作光学相位差构件。于如此而获得的光学相位差构件中，于透明基体的凸部的侧面，形成厚度 的TiO2膜作为被覆层。于透明基体的凸部上，亦形成TiO2膜，但邻接的凸部上的TiO2膜相分隔，邻接的凸部之间的间隙部未被密闭。
＜耐负载性的评价＞
通过如下方式测定于实施例及比较例1、2中制作的光学相位差构件的耐负载性。对实施例1、3及比较例1、2的光学相位差构件的TiO2膜侧、及实施例2的光学相位差构件的ITO膜侧，使用12mmφ的金属制端子施加10kg的负载。继而，将两片偏光板以正交偏光状态对向而配置，于两片偏光板之间设置施加负载后的光学相位差构件。此时，以使各偏光板的光轴与光学相位差构件的凸部的延伸方向呈45度的角度的方式配置。继而，自一偏光板侧朝向光学相位差构件照射光，自另一偏光板以目视观察透过的光。将此时透过光的亮度均匀者设为合格，将亮度不均匀者设为不合格。将结果示于图5，将合格记作〇，将不合格记作×。对于实施例1～3的光学相位差构件可见整个面均匀地明亮，对于比较例1、2的光学相位差构件可见经施加负载的部分较暗，透过光的亮度不均匀。据此，认为实施例的光学相位差构件即便于施加负载后亦维持凹凸图案的形状，比较例1、2的光学相位差构件的经施加负载的部分的凹凸图案变形，导致相位差特性发生变化。
认为实施例的光学相位差构件由于通过以TiO2膜、或TiO2膜及ITO膜构成的密闭层，将邻接的凸部的顶部连结，故而于密闭层上施加负载时，各凸部经由密闭层而被邻接的凸部所支持。又，可认为实施例的光学相位差构件通过经由密闭层将各凸部连结，而使施加的负载分散，从而减小施加至各凸部的负载。因此，认为与邻接的凸部上的TiO2膜相分隔的比较例1、2的光学相位差构件相比，实施例1～3的光学相位差构件的各凸部不易变形，即便于施加10kg的负载后，凹凸图案亦不会变形。
＜相位差变化率的评价＞
使用相位差测定装置(Axometrics制造的Axoscan)，对利用实施例及比较例1、2中所制作的光学相位差构件而产生的相位差进行测定。将测定结果示于图5。利用实施例比较例1、2的各光学相位差构件而产生的相位差分别为154nm、135nm、140nm、143nm、107nm。继而，对环烯烃聚合物膜涂布折射率为1.5的粘着剂，贴合于实施例1、3、比较例1、2的各光学相位差构件的TiO2膜侧、及实施例2的光学相位差构件的ITO膜侧。利用上述相位差测定装置而测得与环烯烃聚合物膜贴合的各光学相位差构件的相位差。将测定结果示于图5。利用实施例比较例1、2的各光学相位差构件而产生的相位差分别为153nm、135nm、138nm、104nm、48nm。又，将实施例比较例1、2的各光学相位差构件的因贴合所引起的相位差的变化率示于图5。于实施例的光学相位差构件中，因贴合所引起的相位差的减少率分别为1％、0％、1％，比较例1、2的光学相位差构件分别为27％、55％，相位差的变化率(减少率)较大。
于贴合前的比较例1、2的光学相位差构件中，被覆凸部的表面的TiO2(折射率：2.5)与间隙部(折射率：1.0)的折射率差为1.5，这些周期性地排列，藉此获得上述相位差特性。但是，认为比较例1、2的光学相位差构件由于邻接的凸部之间的间隙部被TiO2所密闭，故而于光学相位差构件贴合环烯烃聚合物膜时，成为如图7(a)所示般粘着剂进入至凸部之间的状态。于如图7(a)所示般粘着剂进入至凸部之间的状态的光学相位差构件中，被覆层(TiO2膜)与粘着剂(折射率1.5)的折射率差为1.0，小于间隙部与TiO2膜之间的折射率差，因此对相位差特性的助益较小。因此，认为利用比较例1、2的光学相位差构件而产生的相位差于贴合后大幅度降低。另一方面，认为于实施例1、3的光学相位差构件中是利用TiO2膜，于实施例2的光学相位差构件中是利用TiO2膜及ITO膜，来密闭邻接的凸部之间的间隙部，因此实施例的光学相位差构件于贴合后，粘着剂不会进入至凸部之间，从而维持被覆层(TiO2膜)与间隙部的周期性排列。因此，认为即便于贴合后，相位差特性亦与贴合前大致相同。
以上，通过实施形态对本发明进行了说明，但通过本发明的制造方法所制造的光学相位差构件并不限定于上述实施形态，可于权利要求书所记载的技术思想的范围内进行适当改变。
[产业上的可利用性]
本发明的光学相位差构件即便组入至器件中亦可维持优异的相位差特性。又，防止因施加负载使凹凸构造变形而无法获得所需相位差的情况。因此，本发明的光学相位差构件可适宜地用于抗反射膜等各种功能性构件、反射型或半透过型液晶显示装置、触控面板、有机EL显示装置等显示装置、光盘用读取头装置、偏光转换元件等各种器件。
[符号说明]
20：密闭层
30：被覆层
40：透明基体
42：基板
50：凹凸构造层
60：凸部
70：凹部
90：间隙部
100：光学相位差构件
120：搬送系统
140：涂布部
160：转印部
170：转印辊
180：成膜部
200：卷绕工艺装置
320：光学构件
340：粘着剂
300：复合光学构件
Claims (19)
1.一种光学相位差构件，其具备：
透明基体，其具有凹凸图案；
间隙部，其划分于上述凹凸图案的凸部之间；及
密闭层，其以连结上述凹凸图案的凸部且密闭上述间隙部的方式设置于上述凹凸图案的上部。
2.如权利要求1所述的光学相位差构件，其中，上述凹凸图案的上述凸部的剖面形状为梯形状。
3.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其中，上述间隙部具有上述凹凸图案的上述凸部的高度以上的高度。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的光学相位差构件，其进而具备被覆上述凹凸图案的凹部及上述凸部的表面的被覆层。
5.如权利要求4所述的光学相位差构件，其中，上述被覆层的折射率大于上述凹凸图案的上述凸部的折射率。
6.如权利要求4或5所述的光学相位差构件，其中，上述被覆层及上述密闭层是由相同材料形成。
7.如权利要求4或5所述的光学相位差构件，其中，上述被覆层是由与上述密闭层不同的材料形成。
8.如权利要求4至7中任一权利要求所述的光学相位差构件，其中，上述被覆层是由金属、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、金属氮氧化物、或金属卤化物构成。
9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的光学相位差构件，其中，上述密闭层是由金属、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、金属氮氧化物、或金属卤化物构成。
10.如权利要求1至9中任一权利要求所述的光学相位差构件，其中，构成上述凹凸图案的材料为光硬化性树脂或热硬化性树脂。
11.如权利要求1至9中任一权利要求所述的光学相位差构件，其中，构成上述凹凸图案的材料为溶胶凝胶材料。
12.如权利要求1至11中任一权利要求所述的光学相位差构件，其中，于上述间隙部存在空气。
13.如权利要求1至12中任一权利要求所述的光学相位差构件，其进而具备保护构件，上述保护构件贴附于上述透明基体的形成有上述凹凸图案的面的相反侧的面及/或上述密闭层。
14.一种复合光学构件，其具备：
权利要求1至12中任一权利要求所述的光学相位差构件；及
光学构件，其贴附于上述透明基体的形成有上述凹凸图案的面的相反侧的面或上述密闭层。
15.如权利要求14所述的复合光学构件，其中，上述光学构件为偏光板。
16.一种显示装置，其具备：
权利要求14或15所述的复合光学构件；及
显示元件，其贴附于上述透明基体的形成有上述凹凸图案的面的相反侧的面或上述密闭层。
17.一种光学相位差构件的制造方法，其具有如下步骤：
准备具有凹凸图案的透明基体；及
以连结上述凹凸图案的邻接的凸部且密闭划分于上述凸部间的间隙部的方式，于上述凹凸图案上形成密闭层。
18.如权利要求17所述的光学相位差构件的制造方法，其中，于上述密闭层形成步骤中，通过溅镀、CVD、或蒸镀而形成上述密闭层。
19.如权利要求17或18所述的光学相位差构件的制造方法，其进而具有形成被覆上述凹凸图案的凹部及凸部的表面的被覆层的步骤。
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