CN107367784B - 光学相位差构件及投影机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种光学相位差构件及投影机，其中光学相位差构件具备：透明基体：具有由多个凸部构成的凹凸图案，该多个凸部沿一方向延伸并且与延伸方向垂直的面的剖面略呈梯形；高折射率层：形成于透明基体的凸部的上表面及侧面，且具有高于凸部的折射率；及积层体：形成于凸部的上表面的高折射率层上。相邻的凸部的对向的侧面上的高折射率层之间存在空气层。积层体具备形成于高折射率层上的第1层、形成于第2k－1层(k为1～n的整数)上的第2k层及形成于第2k层上的第2k+1层，第1层22的折射率低于高折射率层的折射率、上述第2k+1层的折射率低于第2k层的折射率。光学相位差构件于宽波长范围显示高穿透率。
Description
技术领域
本发明关于一种光学相位差构件及使用其的投影机。
背景技术
光学相位差板具有非常多的用途，被使用于投影机(投影型显示装置)、反射型液晶显示装置、半透过型液晶显示装置、光碟用拾取器、PS转换元件等各种用途。
光学相位差板存在由如方解石、云母、水晶般的自然界中存在的双折射结晶形成者或由双折射聚合物形成者、通过人工设置短于使用波长的周期构造而形成者等。
作为人工设置周期构造而形成的光学相位差板，有于透明基板上设置凹凸构造者。光学相位差板使用的凹凸构造具有短于使用波长的周期，例如具有如图10所示般条纹状的图案。此种凹凸构造具有折射率各向异性，若光L垂直地入射至图10的光学相位差板400的基板420，则于凹凸构造内，与凹凸构造的周期方向平行的偏振光成分及与凹凸构造的周期方向垂直的偏振光成分以不同的速度传递，因此于两偏振光成分间产生相位差。该相位差可通过调整凹凸构造的高度(深度)、构成凸部的材料与凸部之间的材料(空气)的折射率差等进行控制。上述投影机等装置所使用的光学相位差板必须相对于使用波长λ产生λ/4或λ/2的相位差，为了形成能产生此种充分的相位差的光学相位差板，必须充分地增大构成凸部的材料的折射率与凸部间的材料(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，于专利文献1中提出利用高折射率材料被覆凹凸构造的表面者。
于专利文献2中记载有如下内容：为了提高光学相位差板的穿透率，在形成于凹凸构造上的高折射率膜上形成具有低于高折射率膜的折射率的低折射率膜。
(专利文献1)日本专利特公平7-99402号公报。
(专利文献2)日本专利特开2005-99099号公报。
发明内容
(发明所欲解决的课题)
尤其是于将光学相位差构件用于投影机等的情形时，期待光学相位差构件于宽波长范围具有较高穿透率。于上述专利文献1所揭示的相位差板因高折射率层与空气接触故而入射至该相位差板的大部分光于高折射率层与空气的界面反射，故而相位差板的穿透率低。又，于专利文献2中，通过在形成于凹凸构造上的高折射率膜上形成具有低于高折射率膜的折射率的低折射率膜而提高光学相位差板的穿透率，但期待进一步提高光学相位差板的穿透率。
又，专利文献2所记载的光学相位差板由于凹凸构造的凸部的剖面形状为矩形，因此机械强度特性并不充分。进而，如专利文献2所记载般的、仅于凹凸构造的凸部的上表面及凹部的底面积层高折射率膜及低折射率膜而维持基板的凹凸构造(格子图案)的构造难以利用一般的蒸镀法、溅射法等成膜法形成。
因此，本发明的目的在于提供一种可于宽波长范围显示高穿透率且可产生所需的相位差，并且可利用通常的成膜法形成且机械强度高的光学相位差构件及使用其的投影机。
(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，使入射光产生相位差，具备：
透明基体：具有由多个凸部构成的凹凸图案，该多个凸部沿一方向延伸并且与延伸方向垂直的面的剖面略呈梯形；
高折射率层：形成于上述透明基体的上述凸部的上表面及侧面，具有高于上述凸部的折射率；及
积层体：由形成于上述凸部的上表面的上述高折射率层上的2n+1(n为正整数)层构成，
形成于相邻的上述凸部的对向的上述侧面的上述高折射率层之间存在空气层，
上述积层体具备形成于上述高折射率层上的第1层、形成于第2k－1层(k为1～n的整数)上的第2k层及形成于上述第2k层上的第2k+1层，
上述第1层的折射率低于上述高折射率层的折射率，
上述第2k+1层的折射率低于上述第2k层的折射率。
于上述光学相位差构件中，上述第2k－1层(k为1～n的整数)的折射率可低于上述第2k层的折射率。
于上述光学相位差构件中，上述第2k层与上述高折射率层可由相同的材料构成。
于上述光学相位差构件中，上述第2k+1层与上述第2k－1层可由相同的材料构成。
于上述光学相位差构件中，n可为1。于该情形时，第2层的折射率可为2.1～2.6的范围内，第1层及第3层的折射率可为1.3～1.55的范围内。
于上述光学相位差构件中，上述积层体可形成于上述透明基体的上述凸部的上表面及侧面的上述高折射率层上。
上述光学相位差构件于波长430nm～680nm的范围内的穿透率的平均值可为97％以上。
于上述光学相位差构件中，构成上述凸部的材料可为溶胶凝胶材料。
根据本发明的第2态样，提供一种具备第1态样的光学相位差构件的投影机。
根据本发明的第3态样，提供一种投影机，其具备：
光产生机构：产生直线偏振光的光；
入射侧波长板：由第1态样的光学相位差构件构成，将自上述光产生机构射出的上述光转换成圆偏振光；
图像显示元件：对已转换成圆偏振光的上述光进行调变；
出射侧波长板：由第1态样的光学相位差构件构成，将经上述图像显示元件调变的上述光转换成直线偏振光；及
投影光学系统，投影经上述图像显示元件调变的上述光。
根据本发明的第4态样，提供一种投影机，其具备：
光产生机构：产生直线偏振光的光；
波长板：由第1态样的光学相位差构件构成，将自上述光产生机构射出的上述光转换成圆偏振光；
扩散元件：使已转换成圆偏振光的上述光扩散；
图像显示元件：对经上述扩散元件扩散的上述光进行调变；及
投影光学系统：投影经上述图像显示元件调变的上述光。
(发明的效果)
本发明的光学相位差构件由于使用具有由剖面形状略呈梯形的凸部构成的凹凸图案的透明基体，故而机械强度高。又，由于在透明基体的凸部侧面形成高折射率层，且形成于相邻的凸部的对向的侧面的高折射率层之间存在空气层，故而可对穿透本发明的光学相位差构件的光赋予所需的相位差。进而，本发明的光学相位差构件在形成于透明基体的凸部的上表面的高折射率层上形成由3以上的奇数层构成的积层体，积层体的各层的折射率满足特定的大小关系，藉此，可于宽波长范围具有高穿透率。因此，本发明的光学相位差构件具有适合投影机等各种用途的特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1中(a)～(f)为表示实施形态的光学相位差构件的剖面构造的实施例的概略图。
图2为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为用于制造光学相位差构件的透明基体的装置的概略图。
图4为表示使用光学相位差构件的投影机的构成的一实施例的概念图。
图5为表示构成使用光学相位差构件的投影机的第1图像形成系统的各构成要素的光学轴的相对关系的图。
图6为表示使用光学相位差构件的投影机的构成的另一例的概念图。
图7中(a)表示将实施例1中通过模拟而求出的光学相位差构件的最大平均穿透率相对于第2层的折射率进行绘制而成的曲线图，图7中(b)表示将实施例2中通过模拟而求出的光学相位差构件的最大平均穿透率相对于第1层及第3层的折射率进行绘制而成的曲线图。
图8为表示实施例3～15及比较例1～5的光学相位差构件的各层的厚度及折射率以及通过模拟而求出的光学特性的评价结果的表。
图9表示通过模拟而求出的实施例3、4及比较例1～4的光学相位差构件的穿透谱(透过スペクトル)。
图10为概念性地表示已知技术的光学相位差构件的一实施例的图。
附图标号：
20：积层体
22：第1层
24：第2层
26：第3层
30：高折射率层
40：透明基体
42：基材
50：凹凸构造层
60：凸部
90：空气层
80：凹凸图案
100：光学相位差构件
301、501：投影机
320：入射侧波长板
321：出射侧波长板
328、528：液晶面板
532：扩散元件
534：波长板
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域相关技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护的范围。
以下，一面参照图式，一面对本发明的光学相位差构件及其制造方法、以及使用其的投影机进行说明。
(光学相位差构件)
如图1中(a)所示，实施形态的光学相位差构件100具备：透明基体40：具有由剖面略呈梯形的凸部60构成的凹凸图案80；高折射率层30：形成于凸部60的上表面60t及侧面60s；及积层体20：形成于凸部60的上表面60t上的高折射率层30上。形成于相邻的凸部60的对向的侧面60s上的高折射率层30之间存在空气层90。
透明基体：
于图1中(a)所示的实施形态的光学相位差构件100中，透明基体40由板状的基材42与凹凸构造层50构成。
作为基材42，并无特别限制，可适当利用使可见光穿透的公知的基材。例如可利用：由玻璃等透明无机材料构成的基材；由聚酯(聚对酞酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯(ポリエチレンナフタレート)、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)、环烯聚合物等树脂构成的基材等。于在投影机中使用光学相位差构件100的情形时，要求光学相位差构件100具有高耐光性及高耐热性，故而基材42较理想为耐光性及耐热性高的基材。就该方面而言，较佳为由无机材料构成的基材。为了提高密接性，亦可于基材42上设置表面处理或易接着层等。又，为了掩埋基材42表面的突起，亦可设置平滑化层等。基材42的厚度较佳为1μm～20mm的范围内。为了改善穿透率，亦可于基材42的形成有凹凸构造层50的面的相反侧的面设置抗反射层44(参照图1中(f))。抗反射层44可由单一或多层构成，或亦可具有具备抗反射效果的子波长微细构造。又，于将另一光学构件接合(贴合)于基材40的形成有凹凸构造层50的面的相反侧的面的情形时，亦可以另一光学构件与基材40的界面上的反射缩小的方式，利用具有适当折射率的接着剂、黏着剂、折射液等将基材40与另一光学构件接合。
凹凸构造层50具有多个凸部60及凹部70，藉此，凹凸构造层50的表面划分形成凹凸图案80。凹凸构造层50较佳为由波长550nm的折射率(以下，适当称为“折射率”)为1.2～1.8的范围内的材料构成。作为构成凹凸构造层50的材料，例如可使用二氧化硅、SiN、SiON等Si系的材料、TiO2等Ti系的材料、ITO(氧化铟锡)系的材料、ZnO、ZnS、ZrO2、Al2O3、BaTiO3、Cu2O、MgS、AgBr、CuBr、BaO、Nb2O5、SrTiO2等无机材料。该多个无机材料可为通过溶胶凝胶法等而形成的材料(溶胶凝胶材料)。除上述无机材料以外，还可使用：聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚对酞酸乙二酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、AS树脂、丙烯酸系树脂、聚酰胺、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二酯、玻璃强化聚对酞酸乙二酯、聚碳酸酯、改质聚苯醚、聚苯硫、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基甲酸酯系树脂、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种以上的该多个材料混合而成的材料等树脂材料。进而，亦可使用使上述无机材料复合化成上述树脂材料的材料。又，为了获得硬涂性等，除了上述无机材料、上述树脂材料之外，亦可同时包含公知的微粒子或填料。进而，亦可使用上述材料中含有紫外线吸收材料者。紫外线吸收材料具有通过吸收紫外线并将光能转换成热般的无害的形式而抑制凹凸构造层50的劣化的作用。作为紫外线吸收剂，可使用先前以来公知者，例如可使用苯并三唑系吸收剂、三口井系吸收剂、水杨酸衍生物系吸收剂、二苯甲酮系吸收剂等。于在投影机中使用光学相位差构件100的情形时，较理想为凹凸构造层50具有高的耐光性及耐热性。就该方面而言，凹凸构造层50较佳为由无机材料构成。
凹凸构造层50的各凸部60沿图1中(a)的Y方向(深度方向)延伸，多个凸部60以短于设计波长(通过光学相位差构件100产生相位差的光的波长)的周期排列。各凸部60的与延伸方向正交的ZX平面上的剖面略呈梯形。本案中的所谓“大致梯形”意指具有与基材42的表面大致平行的一组对边、该对边中靠近基材42的表面的边(下底)长于另一边(上底)、下底与2条斜边所成的角均为锐角的大致四边形。大致四边形的各边可弯曲。即，各凸部60只要宽度(与凸部60的延伸方向垂直的方向的长度，即图1中(a)的x方向的长度)自基材42的表面朝向上方(远离基材42的表面的方向)缩小即可。又，各顶点亦可带弧度。又，上底的长度亦可为0。即，本案中的“大致梯形”的概念亦包含“大致三角形状”。再者，上底的长度较佳为大于0。具有上底大于0的大致梯形的剖面的凸部与具有大致三角形状的剖面的凸部相比有如下优势。即，容易形成为了通过压印法形成凸部时使用的塑模及凸部的面押耐受性等机械强度高。
凸部60的高度(凹凸高度)较理想为100～2000nm的范围内。若凸部60的高度未达100nm，则于可见光入射至光学相位差构件100的情形时难以产生所需的相位差。于凸部60的高度超过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的比)大，故而难以形成凹凸图案。凸部60的上表面60t的宽度(与凸部60的延伸方向正交的面上的大致梯形的剖面的上底的长度)较佳为50nm以下。通过使凸部60的上表面60t的宽度为50nm以下，容易进一步提高光学相位差构件100的穿透率。又，凹凸图案80的凹凸间距较佳为50～1000nm的范围内。间距未达50nm的凹凸图案难以通过奈米压印法形成。于间距超过1000nm的情形时，作为光学相位差构件难以确保充分的无色透明性。
再者，于图1中(a)所示的光学相位差构件100中，相邻的凸部60于凸部60的底面(或凸部60的底部)相互相接，亦可如图1中(b)所示的光学相位差构件100a般，相邻的凸部60a的底面(或相邻的凸部60a的底部)彼此隔开特定的距离。于该情形时，于凹部70a与形成于其上的下述高折射率层30a的界面使通过光学相位差构件100a的一部分光反射，故而如图1中(b)所示般的光学相位差构件100a有与图1中(a)般的光学相位差构件100相比穿透率降低的倾向。因此，就使光学相位差构件100a成为高穿透率的观点而言，相邻的凸部60a的底面彼此之间隔、即于凹凸构造层50a的表面夹于相邻的凸部60a之间的区域(凹部)70a的宽度较佳为更小，尤佳为凹凸图案之间距的0～0.2倍的范围内。换言之，凸部60a的底面的宽度较佳为凹凸图案之间距的0.8～1倍的范围内。通过使凹部70a的宽度相对于凹凸图案之间距的比为0.2以下、即凸部60a的底面的宽度相对于凹凸图案之间距的比为0.8以上，容易进一步提高光学相位差构件100的穿透率。
高折射率层：
高折射率层30为具有高于透明基体40的凹凸构造层50的折射率的层。高折射率层30较佳为由折射率为2.3以上的材料构成。作为构成高折射率层30的材料，例如可使用Ti、In、Zr、Ta、Nb、Zn等金属、该多个金属的氧化物、氮化物、硫化物、氮氧化物、卤化物等无机材料。
高折射率层30被覆凸部60。即，高折射率层30被覆凸部60的上表面60t及侧面60s。利用高折射率层30被覆凸部60，藉此，通过凸部60与下述空气层90的周期排列而产生的相位差增大。因此，可减小凸部60的高度，即，可缩小凸部60的纵横比，故而容易形成凹凸图案80。形成于凸部60的上表面60t上的高折射率层30的厚度Tht较佳为50～250nm的范围内。
又，于为了对特定的波长λ的光赋予相位差而使用光学相位差构件100的情形时，形成于凸部60的侧面60s上的高折射率层30的厚度Ths较佳为0.03λ～0.11λ。例如，于为了对波长470nm的光赋予相位差而使用光学相位差构件100的情形时，凸部60的侧面60s上的高折射率层30的厚度Ths较佳为15～50nm的范围内。通过使高折射率层30的厚度Ths为上述范围内，可具有高穿透率，并且可确保作为λ/4相位差板所需的相位差。再者，若将凸部60的底面至下述积层体20的最上部的高度设为H，则本案中的所谓“凸部60的侧面60s上的高折射率层30的厚度Ths”意指距凸部60的底面为H/2的高度的位置的高折射率层30的厚度。
积层体：
积层体20由2n+1(n为正整数)层、即3以上的奇数层构成。积层体20形成于凸部60的上表面60t上的高折射率层30上。于图1中(a)所示的光学相位差构件100中，积层体20由第1层22、第2层24及第3层26的3层构成。第1层22直接形成于高折射率层30的上，第2层24直接形成于第1层上，第3层26直接形成于第2层24上。
第1层22的折射率低于高折射率层30，第3层26的折射率低于第2层24的折射率。藉此，如下述实施例所示，光学相位差构件100可于宽波长范围具有高穿透率。
第2层24的折射率可高于第1层22的折射率，或者第2层24的折射率亦可低于第1层22的折射率。
于第2层24的折射率高于第1层22的折射率的情形时，积层体20具备由具有相对较高的折射率的层与具有相对较低的折射率的层交替积层的构造。于该情形时，第1层22及第3层26的折射率可为1.3～1.55的范围内。于第1层22或第3层26的折射率超过1.55的情形时，如下述实施例所示，有光学相位差构件100的平均穿透率(波长430nm～680nm的光的穿透率的平均值)低的倾向。折射率未达1.3的材料有稳定性低的倾向。又，第2层24的折射率可为2.1以上，可较佳为2.1～2.6的范围内。于第2层24的折射率未达2.1的情形时，如下述实施例所示，有光学相位差构件100的平均穿透率低的倾向。折射率超过2.6的材料有其材料本身的可见光区域中的透明性低的倾向。又，第1层22及第3层26可由相同的材料形成，第2层24可由与高折射率层30相同的材料形成。藉此，可利用较少种类的材料制造光学相位差构件100，故而可降低制造成本。
于第2层24的折射率低于第1层22的折射率的情形时，于积层体20中，距高折射率层30越远的层具有越低的折射率。于该情形时，作为积层体20的最表层(最上层)的第3层26的折射率可为1.3～1.4的范围内。
作为构成第1层22及第3层26的材料，例如可列举如SiO2、MgF2的Si、Al、Li、Mg、Ca、K的氧化物、氟化物。作为构成第2层24的材料，例如可列举Ti、In、Zr、Ta、Nb、Zn等金属、该多个金属的氧化物、氮化物、硫化物、氮氧化物、卤化物等无机材料。
形成于凸部60的上表面60t上的高折射率层30上的第1层22的厚度Tst1可为20～40nm的范围内，其上的第2层24的厚度Tst2可为35～55nm的范围内，进而其上的第3层26的厚度Tst3可为100～140nm的范围内，作为第1层22、第2层24、第3层26的厚度的合计的积层体20的厚度Tst可为155～210nm的范围内。于该情形时，有光学相位差构件100的平均穿透率高的倾向。又，第1层22的厚度Tst1可为25～35nm的范围内，第2层24的厚度Tst2可为35～45nm的范围内，第3层26的厚度Tst3可为115～125nm的范围内，积层体20的厚度Tst可为185～195nm的范围内。于该情形时，有光学相位差构件100的平均穿透率更高的倾向。
再者，亦可如图1中(c)所示的光学相位差构件100b般亦于凸部60b的侧面60bs上的高折射率层30b上形成积层体20b。形成于凸部60b的侧面60bs上的高折射率层30b上的积层体20b的厚度(凸部60b的侧面60bs上的积层体20b的厚度)Tss较佳为较小，较佳为5～40nm的范围内。通过使积层体20b的厚度Tss为上述范围内，可一面抑制因于侧面60bs成膜积层体20b而导致的相位差的降低，一面提高光学相位差构件100b的穿透率。又，若增大第2层24b的折射率，则亦会通过形成于侧面的第2层24b产生构造双折射所引起的相位差，故而可抑制因于侧面形成积层体20b所导致的相位差的降低。再者，若将凸部60b的底面至积层体20b的最上部的高度设为Hb，则本案中的所谓“凸部60b的侧面60bs上的积层体20b的厚度Tss”意指距凸部60的底面为Hb/2的高度的位置的积层体20b的厚度。
于积层体由5以上的奇数层构成的情形时、即积层体的层数为2n+1(n为2以上的整数)的情形时，积层体具备直接形成于高折射率层上的第1层、直接形成于第2k－1层(k为1～n的整数)上的第2k层及直接形成于第2k层上的第2k+1层，积层体的最表层成为第2n+1层。第1层的折射率低于高折射率层，第2k+1层的折射率低于第2k层的折射率。藉此，实施形态的光学相位差构件可于宽波长范围具有高穿透率。第2k层的折射率可高于第2k－1层的折射率，或者第2k层的折射率亦可低于第2k－1层的折射率。于第2k层的折射率高于第2k－1层的折射率的情形时，积层体具有由相对于该层所接触的层而具有相对较高的折射率的层与具有相对较低的折射率的层交替地积层而成的构造。于该情形时，第2k－1层及第2k+1层可由相同的材料形成，第2k层可由与高折射率层相同的材料形成。藉此，可利用较少种类的材料制造光学相位差构件，故而可降低制造成本。
空气层：
形成于相邻的凸部60的对向的侧面60s上的高折射率层30之间的空间(间隙)内存在空气层90。于光学相位差构件100中，通过使空气层90与被覆凸部60的高折射率层30周期地排列，可使穿透光学相位差构件100的光产生相位差。空气层90的宽度W较佳为35～100nm的范围内。通过使空气层90的宽度W为上述范围内，即便凹凸高度较低，亦可确保大相位差。此种光学相位差构件100可较佳地用作1/4波长板。再者，若将凸部60的底面至积层体20的最上部的高度设为H，则本案中的所谓“空气层90的宽度W”意指距凸部60的底面为H/2的高度的位置上的空气层90的厚度(形成于相邻的凸部60的对向的侧面60s上的高折射率层30的表面之间的距离)。
再者，如图1中(a)所示的光学相位差构件100具备于基材42上形成有凹凸构造层50的透明基体40，但亦可如图1中(d)所示的光学相位差构件100c般具备于基材42c上形成有多个构成凸部60c的构造体的透明基体40c代替透明基体40。如图1中(d)所示，相邻的凸部60c的底面(或凸部60c的底部)彼此可相接，或者相邻的凸部60c的底面彼此亦可隔开特定的距离而设置，基材42c的表面露出。作为基材42c，可使用与图1中(a)所示的光学相位差构件100的基材42相同的基材。凸部60c亦可由与构成图1中(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中(e)所示的光学相位差构件100d般，通过以基材的表面本身构成由凸部60d构成的凹凸图案80d的方式而形状化的基材构成透明基体40d。于该情形时，透明基体40d可通过以具有如图1中(e)般的凹凸图案80d的方式使基材成形而制造。
(光学相位差构件的制造方法)
对制造如上述的光学相位差构件的方法进行说明。如图2所示，光学相位差构件的制造方法主要具有：步骤S1：形成具有凹凸图案的透明基体；步骤S2：形成高折射率层；及步骤S3：形成积层体。形成透明基体的步骤S1具有：溶液制备步骤：制备无机材料之前驱物溶液；涂布步骤：将所制备之前驱物溶液涂布于基材；干燥步骤：使涂布于基材之前驱物溶液的涂膜干燥；按压步骤：将形成有转印图案的塑模压抵于涂膜；暂时焙烧步骤：对压抵有塑模的涂膜进行暂时焙烧；剥离步骤：将塑模自涂膜剥离；及硬化步骤：使涂膜硬化。再者，亦将按压步骤、暂时焙烧步骤及剥离步骤合并称为转印步骤。以下，对各步骤依序进行说明。
溶液调整步骤：
首先制备无机材料之前驱物的溶液。于使用溶胶凝胶法形成由无机材料构成的凹凸构造层的情形时，制备金属烷氧化物作为无机材料之前驱物。例如，于形成由二氧化硅构成的凹凸构造层的情形时，作为二氧化硅之前驱物，可使用：由四甲氧基硅烷(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硅烷所代表的四烷氧化物单体；或由甲基三甲氧基硅烷、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；由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-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油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)四硫化物等具有硫基的单体；3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等具有异氰酸酯基的单体；将该多个单体少量聚合而成的聚合物；特征在于将官能基或聚合物导入至上述材料的一部分而成的复合材料等金属烷氧化物。又，该多个化合物的烷基或苯基的一部分或者全部亦可经氟取代。进而，可列举金属乙酰丙酮酸酯、金属羧酸酯、氧氯化物、氯化物或该多个的混合物等，但并不限定于该多个。作为金属种，除Si以外，还可列举Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等或该多个的混合物等，但并不限定于该多个。亦可使用将上述氧化金属之前驱物适当混合而成者。又，亦可通过向该多个材料中添加界面活性剂而形成经中孔化的凹凸构造层。进而，作为二氧化硅之前驱物，可使用分子中具有与二氧化硅具有亲和性、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-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油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；将该多个单体聚合而成的聚合物等。
于使用TEOS与MTES的混合物作为无机材料之前驱物的情形时，该多个的混合比例如以莫耳比计可设为1：1。该前驱物通过进行水解及缩聚反应而产生非晶质二氧化硅。作为合成条件，为了对溶液的pH值进行调整，添加盐酸等酸或氨等碱。pH值较佳为4以下或者10以上。又，为了进行水解，亦可添加水。所添加的水量相对于金属烷氧化物种，以莫耳比计可设为1.5倍以上。
作为前驱物溶液的溶剂，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、氯苯酚等酚类；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、一氯苯、二氯苯等卤素系溶剂；二硫化碳等含杂原子化合物；水；及该多个的混合溶剂。尤佳为乙醇及异丙醇，又，亦较佳为于该多个中混合有水者。
作为前驱物溶液的添加物，可使用用于黏度调整的聚乙二醇、聚环氧乙烷、羟丙纤维素、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等光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硬化(凝胶化)而形成无机材料。
又，亦可使用聚硅氮烷作为无机材料之前驱物。聚硅氮烷系通过加热或照射准分子等能量线而氧化并陶瓷化(二氧化硅改质)，从而形成二氧化硅、SiN或SiON。再者，所谓“聚硅氮烷”，为具有硅-氮键且由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。更佳为日本专利特开平8-112879号公报所记载的由下述通式(1)所表示的于相对低温下陶瓷化而改质成二氧化硅等的化合物。
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。
上述通式(1)所表示的化合物的中，尤佳为R1、R2及R3的全部为氢原子的全氢聚硅氮烷(亦称为PHPS)或与Si键结的氢部分局部经烷基等取代的有机聚硅氮烷。
作为于低温下陶瓷化的聚硅氮烷的另一例，亦可使用：使硅烷氧化物与聚硅氮烷反应而获得的硅烷氧化物加成聚硅氮烷(例如，日本专利特开平5-238827号公报)、使缩水甘油与聚硅氮烷反应而获得的缩水甘油加成聚硅氮烷(例如，日本专利特开平6-122852号公报)、使醇与聚硅氮烷反应而获得的醇加成聚硅氮烷(例如，日本专利特开平6-240208号公报)、使金属羧酸盐与聚硅氮烷反应而获得的金属羧酸盐加成聚硅氮烷(例如，日本专利特开平6-299118号公报)、使包含金属的乙酰丙酮酸错合物与聚硅氮烷反应而获得的乙酰丙酮酸(アセチルアセトナート)错合物加成聚硅氮烷(例如，日本专利特开平6-306329号公报)、向聚硅氮烷添加金属微粒子而获得的金属微粒子添加聚硅氮烷(例如，日本专利特开平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。
于使用聚硅氮烷作为无机材料之前驱物的情形时，可通过加热或照射准分子等能量线使前驱物溶液硬化而形成无机材料。
涂布步骤：
将以如上方式制备的无机材料之前驱物溶液涂布于基材上。为了提高密接性，亦可于基材上设置表面处理或易接着层。作为前驱物溶液的涂布方法，可使用棒式涂布法、旋转涂布法、喷涂法、浸涂法、压铸模涂布法(ダイコート法)、喷墨法等任意的涂布方法，若就可将前驱物溶液均匀地涂布于相对大面积的基材、可于前驱物溶液硬化前快速地完成涂布的方面而言，则较佳为棒式涂布法、压铸模涂布法及旋转涂布法。
干燥步骤：
于涂布前驱物溶液后，为了使涂膜(前驱物膜)中的溶剂蒸发，亦可将基材保持于大气中或者减压下。就凹凸图案形成的稳定性的观点而言，较理想为可良好地进行图案转印的干燥时间范围充分大，其可通过干燥温度(保持温度)、干燥压力、前驱物的材料种类、前驱物的材料种类的混合比、制备前驱物溶液时所使用的溶剂量(前驱物的浓度)等进行调整。再者，仅直接保持基材亦会使涂膜中的溶剂蒸发，因此未必必须进行加热或送风等积极的干燥操作，亦可仅将形成有涂膜的基材直接放置特定时间或为了进行后续步骤而于特定时间内搬运。
按压步骤：
继而，使用凹凸图案转印用的塑模将塑模的凹凸图案转印至涂膜，藉此形成凹凸构造层。作为塑模，可使用能利用如下述的方法制造的膜状塑模或金属塑模，较理想为使用具有柔软性或可挠性的膜状塑模。于使用膜状塑模的情形时，亦可使用按压辊将塑模压抵于前驱物膜。于使用按压辊的辊工艺中，与压制式相比，塑模与涂膜接触的时间较短，故而具有如下等优势：可防止塑模或基材及设置基材的载置台等的热膨胀系数的差所导致的图案崩塌，可防止因前驱物膜中的溶剂的突沸而导致图案中产生气体的气泡或残留气体痕迹，由于与前驱物膜线接触故而可缩小转印压力及剥离力，从而容易应对大面积化，按压时不会夹带气泡。又，亦可一面按压塑模，一面对基材进行加热。作为使用按压辊将塑模压抵于前驱物膜的实施例，可如图3所示般通过将膜状塑模140送入至按压辊122与搬运至其正下方的基材42之间而将膜状塑模140的凹凸图案转印至基材42上的涂膜(前驱物膜)64。即，于通过按压辊122将膜状塑模140压抵于涂膜64时，一面同步搬运膜状塑模140与基材42，一面利用膜状塑模140被覆基材42上的涂膜64的表面。此时，一面使按压辊122按压至膜状塑模140的背面(与形成有凹凸图案的面为相反侧的面)，一面使其旋转，藉此，使膜状塑模140与基材42一面前进一面密接。再者，为了将长条的膜状塑模140朝向按压辊122送入，自卷绕有长条的膜状塑模140的膜辊直接抽出膜状塑模140并使用较为便利。
暂时焙烧步骤：
亦可于将塑模压抵于前驱物膜后对前驱物膜进行暂时焙烧。通过暂时焙烧将前驱物转换为无机材料并使涂膜硬化，使凹凸图案固化，从而于剥离时不易崩坏。于进行暂时焙烧的情形时，较佳为于大气中于室温～300℃的温度进行加热。再者，未必必须进行暂时焙烧。又，于向前驱物溶液中添加有通过照射紫外线等光而产生酸或碱的材料的情形时，亦可通过照射例如准分子UV光等紫外线所代表的能量线使涂膜硬化而代替对前驱物膜进行暂时焙烧。
剥离步骤：
于塑模的按压或前驱物膜的暂时焙烧后，将塑模自涂膜(前驱物膜或通过使前驱物膜转化而形成的无机材料膜)剥离。作为塑模的剥离方法，可采用公知的剥离方法。由于塑模的凹凸图案的凸部及凹部沿一致的方向延伸并排列，故而脱模性佳。塑模的剥离方向可设为与凸部及凹部的延伸方向平行的方向。藉此，可进而提高塑模的脱模性。亦可一面对涂膜进行加热，一面将塑模剥离，藉此，可防止自涂膜产生的气体泄漏而于涂膜内产生气泡。于使用辊工艺的情形时，与压制式所使用的板状塑模相比，剥离力可较小，可于涂膜不会残留于塑模而容易地将塑模自涂膜剥离。尤其是由于一面对涂膜进行加热一面进行按压，因此反应容易进行，于刚按压后容易将塑模自涂膜剥离。进而，为了提高塑模的剥离性，亦可使用剥离辊。如图3所示，将剥离辊123设置于按压辊122的下游侧，通过剥离辊123一面将膜状塑模140推压至涂膜64一面进行旋转支持，藉此，将膜状塑模140附着于涂膜64的状态维持按压辊122与剥离辊123之间的距离(一定时间)。并且，以于剥离辊123的下游侧将膜状塑模140上提至剥离辊123的上方的方式变更膜状塑模140之前进路线，藉此，将膜状塑模140自形成有凹凸图案80的涂膜(凹凸构造层)50剥离。再者，亦可于膜状塑模140附着于涂膜64的期间内进行上述涂膜64的暂时焙烧或加热。再者，于使用剥离辊123的情形时，例如一面加热至室温～300℃一面进行剥离，藉此，可更容易地将塑模140剥离。
硬化步骤：
亦可于将塑模自涂膜(凹凸构造层)剥离后对凹凸构造层进行正式硬化。可通过正式焙烧使凹凸构造层正式硬化。于使用通过溶胶凝胶法转换成二氧化硅之前驱物的情形时，构成凹凸构造层的二氧化硅(非晶二氧化硅)中所含的羟基等通过正式焙烧脱离而使凹凸构造层变得更加牢固。正式焙烧较佳为于200～1200℃的温度进行5分钟～6小时左右。此时，于凹凸构造层由二氧化硅构成的情形时，对应于焙烧温度、焙烧时间而成为非晶质或结晶质、或非晶质与结晶质的混合状态。再者，未必必须进行硬化步骤。又，于向前驱物溶液中添加有通过照射紫外线等光而产生酸或碱的材料的情形时，可通过照射例如准分子UV光等紫外线所代表的能量线对凹凸构造层进行正式硬化而代替对凹凸构造层进行焙烧。
如上所述，可获得如图1中(a)、(b)、(c)所示的由基材42、42a、42b及凹凸构造层50、50a、50b构成的透明基体40、40a、40b。
再者，作为用于形成凹凸构造层的无机材料之前驱物，亦可使用TiO2、ZnO、ZnS、ZrO2、Al2O3、BaTiO3、SrTiO2、ITO等之前驱物代替上述二氧化硅之前驱物。
又，除溶胶凝胶法以外，还可使用利用无机材料的微粒子的分散液的方法、液相沉积法(LPD：Liquid Phase Deposition)等形成凹凸构造层。
又，除上述无机材料以外，还可使用硬化性树脂材料形成凹凸构造层。于使用硬化性树脂形成凹凸构造层的情形时，例如于将硬化性树脂涂布于基材后，将具有凹凸图案的塑模压抵于所涂布的硬化性树脂层并且使涂膜硬化，藉此，能将塑模的凹凸图案转印至硬化性树脂层。硬化性树脂亦可利用有机溶剂稀释后涂布。作为该情形时所使用的有机溶剂，可选择使用将硬化前的树脂溶解者。例如可自甲醇、乙醇、异丙醇(IPA)等醇系溶剂、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮(MIBK)等酮系溶剂等公知者中选择。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、浸涂法、滴加法、凹版印刷法、网版印刷法、凸版印刷法、压铸模涂布法、帘涂布法、喷墨法、溅射法等各种涂布方法。作为具有凹凸图案的塑模，例如可使用膜状塑模、金属塑模等所需的塑模。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有所不同，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～3小时的范围内。又，亦可为通过照射紫外线或电子束般的能量线而使的硬化的方法，于此情形时，照射量较佳为20mJ/cm2～10J/cm2的范围内。
再者，如图1中(d)所示的于基材42c上形成有构成凸部60c的构造体的透明基体40c例如可以如下方式制造。于上述制造方法中，将前驱物溶液仅涂布于凹凸图案转印用塑模的凹部或凸部代替将无机材料之前驱物溶液涂布于基材上。于上述按压步骤中，使涂布于塑模之前驱物溶液密接于基材而将前驱物溶液转印至基材。藉此，于基材上形成具有与塑模的凹部或凸部的形状对应的形状的凸部。
又，如图1中(e)所示的通过以基材的表面本身构成由凸部60d构成的凹凸图案80d的方式而形状化的基材构成的透明基体40d例如可以如下方式制造。通过公知的奈米压印或光蚀刻等技术于基材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蚀刻而使基材表面露出后，将残留的抗蚀剂层作为遮罩对基材进行蚀刻。蚀刻后，利用化学液将残留的遮罩(抗蚀剂)去除。通过以上般的操作，可于基材表面本身形成凹凸图案80d。
高折射率层形成步骤：
继而，于形成有凹凸图案的透明基体上形成高折射率层(图2的步骤S2)。为了将具有如上述的膜厚的高折射率层形成于凹凸图案的凸部的上表面及侧面，较佳为利用均镀性(覆盖性)高的成膜方法形成高折射率层，例如可通过镀敷法、原子层沉积法、化学气相沉积法、溅射法、蒸镀法等形成。
积层体形成步骤：
继而，于高折射率层上依序形成构成积层体的2n+1个(n为正整数)各层(图2的步骤S3)。各层较佳为通过均镀性低的成膜方法、例如溅射法、蒸镀法等形成。藉此，可一面使构成积层体的材料不沉积于凸部的侧面的高折射率层上或者一面将形成于凸部的侧面的高折射率层上的积层体的膜厚控制为如上述的范围内，一面于凹凸图案的凸部的上表面的高折射率层上形成积层体。
如上所述，可制造如图1中(a)～(e)所示的光学相位差构件100、100a、100b、100c、100d。
再者，亦可于基材的背面(形成有凹凸构造层的面的相反侧的面)形成抗反射层。藉此，可制造如图1中(f)所示的光学相位差构件100e。抗反射层的形成时序并无特别限定，例如可于形成透明基体的步骤S1之前进行，或亦可于形成积层体的步骤S3之后进行。根据以下的原因，尤佳为于步骤S3之后形成抗反射层。
于在步骤S1之前形成抗反射层的情形时，有于之后的步骤中难以使用一面自动搬运基材一面对该基材进行处理的装置(例如自动压印装置)的倾向。原因在于形成有抗反射层的基材不会使光反射，故而难以通过激光等光检测基材。于该情形时，通过进行局部去除抗反射层等的处理或使用光以外的检测方法(例如使用接触式感测器的检测方法)，可实现基材的检测。此种方法有导致工时及成本增加之虞。又，于利用真空工艺形成抗反射层以及高折射率层及积层体的情形时，由于为分成于常压下进行的透明基体的形成步骤S1前后的2次进行真空工艺，故而有工时及成本增加的倾向。
于在步骤S1之后、步骤S2之前形成抗反射层的情形时，有因于形成抗反射层时透明基体摩擦供载置透明基体的支持台(基座)而导致透明基体的凸部倒塌而令凹凸图案变形之虞。
于在步骤S3之后形成抗反射层的情形时，于形成抗反射层之前通过高折射率层被覆透明基体的凸部，藉此，如下述参考实验1、2所示，凸部的机械强度进一步提高。因此，即便于形成抗反射层时透明基体摩擦供载置透明基体的支持台，亦可抑制凸部倒塌而凹凸图案变形，从而良品率提高。又，于利用真空工艺形成抗反射层以及高折射率层及积层体的情形时，可于在常压进行的透明基体的形成步骤S1之后汇总进行真空工艺，因此抑制了工时及成本。
凹凸图案转印用塑模：
作为上述光学相位差构件的制造方法使用的凹凸图案转印用的塑模，例如包含利用以下的方法制造的金属塑模或膜状的树脂塑模等。构成树脂塑模的树脂亦包含天然橡胶或合成橡胶般的橡胶。塑模的表面具有凹凸图案。
对凹凸图案转印用的塑模的制造方法的实施例进行说明。首先，通过光蚀刻法、切削加工法、电子束直接描绘法、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、树脂等基板形成凹凸图案，藉此制作母模。母模具有由沿均一的方向直线延伸的凸部及凹部构成的凹凸图案。
于形成母模后，可以如下方式通过电铸法等形成转印有母模的凹凸图案的塑模。首先，可通过无电电镀、溅射或蒸镀等于具有凹凸图案的母模上形成成为用于电铸处理的导电层的晶种层(シード层)。为了使后续的电铸步骤中的电流密度均匀并将通过后续的电铸步骤而沉积的金属层的厚度设为一定，晶种层较佳为10nm以上。作为晶种层的材料，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-磷合金或该多个的合金等。继而，通过电铸(电解镀敷)使金属层沉积于晶种层上。关于金属层的厚度，例如可将晶种层的厚度包含在内而整体设为10～30000μm的厚度。作为通过电铸而沉积的金属层的材料，可使用能用作晶种层的上述金属种的任一种。若就用于后续的塑模的形成的树脂层的按压、剥离及洗净等处理的容易性的方面而言，则所形成的金属层较理想为具有适度的硬度及厚度。
将包含以如上方式而获得的晶种层的金属层自具有凹凸图案的母模剥离而获得金属基板。作为剥离方法，可物理性地剥离，亦可通过使用形成母模的凹凸图案的材料溶解的有机溶剂或酸、碱等将该多个溶解并去除而剥离。于将金属基板自母模剥离时，可利用洗净将残留的材料成分去除。作为洗净方法，可使用利用界面活性剂等的湿式洗净或使用紫外线或电浆的干式洗净。又，例如亦可使用黏着剂或接着剂将残留的材料成分附着去除等。以如上方式获得的自母模转印有图案的金属基板(金属塑模)可用作实施形态的光学相位差构件的制造所使用的凹凸图案转印用的塑模。
进而，使用所获得的金属基板将金属基板的凹凸图案转印至膜状的支持基板，藉此，可制作如膜状塑模般具有可挠性的塑模。例如，于将硬化性树脂涂布于支持基板后，将金属基板的凹凸图案压抵于树脂层并且使树脂层硬化。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、聚对酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、环烯聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯等有机材料构成的基材；镍、铜、铝等金属材料。又，支持基板的厚度可设为1～500μm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、氧环丁烷系、胺基甲酸酯系、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0.5～500μm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，则硬化时所产生的树脂的体积变化的影响增大而可能会无法良好地形成凹凸形状。
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、浸涂法、滴加法、凹版印刷法、网版印刷法、凸版印刷法、压铸模涂布法、帘涂布法、喷墨法、溅射法等各种涂布方法。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有所不同，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～24小时的范围内。又，亦可为通过照射紫外线或电子束般的能量线而使的硬化的方法，于此情形时，照射量较佳为20mJ/cm2～10J/cm2的范围内。
继而，将金属基板自硬化后的硬化树脂层卸除。作为卸除金属基板的方法，并不限定于机械性的剥离法，可采用公知的方法。可以此种方式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塑模可用作实施形态的光学相位差构件的制造所使用的凹凸图案转印用的塑模。
又，将橡胶系的树脂材料涂布于利用上述方法而获得的金属基板的凹凸图案上，使所涂布的树脂材料硬化，并自金属基板剥离，藉此，可制作转印有金属基板的凹凸图案的橡胶塑模。所获得的橡胶塑模可用作实施形态的光学相位差构件的制造所使用的凹凸图案转印用塑模。作为橡胶系的树脂材料，可使用天然橡胶及合成橡胶，尤佳为聚硅氧橡胶、或聚硅氧橡胶与其他材料的混合物或者共聚物。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4-甲基戊烯等。聚硅氧橡胶与其他树脂材料相比廉价，耐热性优异、导热性较高，具有弹性，即便于高温条件下亦不易变形，因此适合于高温条件下进行凹凸图案转印工艺的情形。进而，聚硅氧橡胶系的材料由于气体或水蒸气穿透性高，故而可使被转印材的溶剂或水蒸气容易地穿透。因此，于为了将凹凸图案转印至如下述的树脂材料或无机材料之前驱物溶液的膜而使用橡胶塑模的情形时，较佳为聚硅氧橡胶系的材料。又，橡胶系材料的表面自由能较佳为25mN/m以下。藉此，于将橡胶塑模的凹凸图案转印至基材上的涂膜时的脱模性变得良好，可防止转印不良。橡胶塑模例如可设为长度50～1000mm、宽度50～3000mm、厚度1～50mm。又，亦可视需要于橡胶塑模的凹凸图案面上实施脱模处理。
亦可通过将以如上方式而获得的金属塑模、膜状塑模或橡胶塑模卷绕并固定于圆柱状的基体辊的外周面而形成辊状的塑模。除上述方法以外，例如亦可通过于金属辊等的辊表面直接通过电子束描绘法或切削加工等形成凹凸图案或制作具有凹凸图案的圆筒状的基板，并将其嵌入并固定于辊中而形成辊状的塑模。
(投影机)
基于图4，对使用上述实施形态的光学相位差构件100、100a、100b、100c、100d的投影机的一例进行说明。图4所示的投影机301可基于自投影机301的外部的装置、例如PC或DVD播放器等供给的图像数据，将图像数据所规定的全彩图像显示于屏幕等投影面。
投影机301具备：3系统的照明系统302～304：出射的光的波长互不相同；3系统的图像形成系统305～307：形成颜色互不相同的图像；图像合成部308：合成通过多个图像形成系统305～307而形成的多种颜色的图像；及投影光学系统309：投影通过图像合成部308而合成的图像(光)。
第1照明系统302可出射红色的光L1(例如中心波长为630nm)，第2照明系统303可出射绿色的光L2(例如中心波长为530nm)，第3照明系统304可出射蓝色的光L3(例如中心波长为440nm)。
3系统的图像形成系统305～307的图像形成系统分别对应于3系统的照明系统302～304的各照明系统而设置。
图像合成部308由双色棱镜等构成。该双色棱镜为具有使红色的光L1反射并且使绿色的光L2及蓝色的光L3穿透的特性的波长选择膜与具有使蓝色的光L3反射并且使红色的光L1及绿色的光L2穿透的特性的波长选择膜相互正交设置的构造。自3系统的照明系统302～304出射并经由3系统的图像形成系统305～307的光L1～L3于图像合成部308的2种波长选择面穿透或者反射，藉此，任一者均沿相同的方向前进，并以于投影面相互重合的方式合成。相互重合的光L1～L3整体上成为显示全彩图像的光。通过投影光学系统309使该光于投影面上成像，藉此，于投影面上显示出全彩图像。
第1照明系统302具有光产生机构310、聚光透镜311及棒形透镜312。光产生机构310可含有激光二极管(LD)。该激光二极管具有通过自驱动器供给的电流发出光的活性层及可使自活性层发出的光进行激光振荡的共振器。或者，光产生机构310可具有非偏振光光源及偏振分光镜等自非偏振光产生直线偏振光的偏光元件。藉此，光产生机构310可产生大致直线偏振光的光作为红色的光L1。棒形透镜312可使通过其内部的光的光强度分布均匀化。聚光透镜311以自光产生机构310出射的光L1的光点收敛于棒形透镜312的轴方向的一端面的方式使光L1聚光。
第2照明系统303及第3照明系统304均包含光产生机构、聚光透镜及棒形透镜而构成，除自光产生机构出射的光的波长互不相同的点以外均与第1照明系统302相同的构成。再者，可产生绿色的光L2的光产生机构例如可具有具备发出红外光的活性层及共振器的激光二极管及设置于共振器的内部或外部的如PPLN的波长转换元件。
自第1照明系统302出射的光L1经反射镜313反射后入射至第1图像形成系统305。自第2照明系统303出射的光L2入射至第2图像形成系统306，自第3照明系统304出射的光L3经反射镜314反射后入射至第3图像形成系统307。
3系统的图像形成系统305～307分别具有作为图像显示元件的透过型的液晶面板、配置于液晶面板的光入射侧的入射侧波长板及配置于液晶面板的光出射侧的出射侧波长板。各图像形成系统的入射侧波长板将延迟设定为自对应的照明系统出射的光的中心波长的四分的一。各图像形成系统的出射侧波长板将延迟设定为与该图像形成系统的入射侧波长板相同的值。延迟系与迟相轴平行的方向的折射率和与进相轴平行的方向的折射率的差量乘以波长板的厚度所得的值。
详细而言，第1图像形成系统305的入射侧波长板320及出射侧波长板321将延迟设定为自第1照明系统302出射的红色的光L1的中心波长的四分的一。第2图像形成系统306的入射侧波长板322及出射侧波长板323将延迟设定为自第2照明系统303出射的绿色的光L2的中心波长的四分的一。第3图像形成系统307的入射侧波长板324及出射侧波长板325将延迟设定为自第3照明系统304出射的蓝色的光L3的中心波长的四分的一。如此，入射侧波长板及出射侧波长板的延迟于3系统的图像形成系统305～307相互不同。
图像形成系统305～307除入射侧波长板及出射侧波长板以外，还分别具有入射侧偏光板、光学补偿板、液晶面板及出射侧偏光板。若除去入射侧波长板的延迟于3系统的图像形成系统305～307中相互不同的点及出射侧波长板的延迟于3系统的图像形成系统305～307中相互不同的点，则3系统的图像形成系统305～307均为相同的构成。此处，以第1图像形成系统305的构成为代表进行说明。
自第1照明系统302入射至第1图像形成系统305的红色的光L1通过入射侧偏光板326入射至入射侧波长板320，并通过入射侧波长板320转换成圆偏振光。自入射侧波长板320出射的圆偏振光通过光学补偿板327入射至液晶面板328，并通过液晶面板328进行相位调变。通过液晶面板328而调变的光L1入射至出射侧波长板321并转换成直线偏振光后入射至出射侧偏光板329。
图5为表示构成第1图像形成系统的各构成要素的光学轴的相对关系的图。图5中的符号AX表示第1照明系统302至合成部308的光轴。
入射侧偏光板326及出射侧偏光板329分别为具有使与穿透轴平行的直线偏振光穿透的特性的偏光板。入射侧偏光板326的穿透轴以几乎使自第1照明系统302出射的光L1(大致直线偏振光)的全部穿透的方式设定穿透轴。自光轴AX观察的入射侧偏光板326的穿透轴与出射侧偏光板329的穿透轴正交。
入射侧波长板320及出射侧波长板321通过上述实施形态的光学相位差构件100、100a、100b、100c、100d而构成。入射侧波长板320的迟相轴于自光轴AX观察与将入射侧偏光板326的穿透轴沿逆时针旋转45°后的方向平行。出射侧波长板323的迟相轴于自光轴AX观察与将入射侧偏光板326的穿透轴沿逆时针旋转135°后的方向平行，与入射侧波长板320的迟相轴正交。
入射侧波长板320及出射侧波长板321分别为使自第1照明系统302出射的光L1入射的光入射面与空隙(空气层)邻接，且使光L1出射的光出射面亦与空隙邻接。即，入射侧波长板320为以其与入射侧偏光板326之间具有空隙且其与光学补偿板327之间亦具有空隙的方式安装。又，出射侧波长板321为以其与液晶面板328之间具有空隙且其与出射侧偏光板329之间亦具有空隙的方式安装。
投影机301于多个系统的照明系统的各者与液晶面板之间的各光路设置有与各照明系统一对一对应的波长板，且各波长板将延迟设定为自对应的照明系统出射的光的中心波长的四分的一，因此可将入射至液晶面板的光高精度地转换成圆偏振光。结果，亦可提高对比率。
再者，于图4所示的投影机301中，于照明系统302～304中使用产生红、绿、蓝的颜色不同的光的光产生机构310，亦可将单一的白色光源及使用反射频带波长不同的2个分光镜将来自白色光源的光分离成红、绿、蓝的三色而代替光产生机构310。
继而，基于图6，对使用上述实施形态的光学相位差构件100、100a、100b、100c、100d的投影机的另一例进行说明。
图6的投影机501具备出射的光的波长互不相同的3系统的照明系统502、503、504、液晶面板528、图像合成部508及投影光学系统509。
3系统的照明系统502、503、504中，第1照明系统502可出射红色的光L1，第2照明系统503可出射绿色的光L2，第3照明系统504可出射蓝色的光L3。
液晶面板528由如下构成：二维的红色用液晶面板528R：根据图像信息对自第1照明系统502射出的光进行光调变；二维的绿色用液晶面板528G：根据图像信息对自第2照明系统503射出的光进行光调变；及二维的蓝色用液晶面板528B：根据图像信息对自第3照明系统504射出的光进行光调变。
图像合成部508由双色棱镜等构成，合成通过各液晶面板528R、528G、528B而调变的各色光。
投影光学系统509将由图像合成部508合成的光投影至屏幕550上。
3系统的照明系统502～504成为沿着自光产生机构510射出的光的光路观察时依序配置有光产生机构510、波长板534、扩散元件(散射元件)532、聚光透镜511的构成。于3系统的照明系统502～504中，于各扩散元件532安装有驱动装置515。
各光产生机构510可含有省略图示的激光二极管(LD)。该激光二极管具有省略图示的通过自驱动器供给的电流发出光的活性层及可使自活性层发出的光进行激光振荡的共振器。或者，光产生机构510可具有非偏振光光源及偏振分光镜等自非偏振光产生直线偏振光的偏光元件。藉此，各光产生机构510可产生大致直线偏振光的光作为红色的光L1、绿色的光L2、蓝色的光L3。
作为波长板534，使用以产生λ/4的相位差的方式设计的上述实施形态的相位差构件100、100a、100b、100c、100d。波长板534可将自光产生机构510射出的直线偏振光的光转换成圆偏振光的光。
扩散元件532具有将自波长板534射出的光扩大成具有特定光点大小的光束。作为扩散元件532，例如可使用毛玻璃或全像元件等任意的元件。作为扩散元件，可使用例如日本专利特开平6-208089号所揭示的扩散元件或日本专利特开2010-197916号所揭示的全像记录媒体等。
驱动装置515使被照射扩散元件532的光的区域随时间变动。驱动装置515含有使扩散元件532绕特定的旋转轴旋转的马达。
聚光透镜511使自扩散元件532射出的光聚光至液晶面板528。
各液晶面板528(红色用液晶面板528R、绿色用液晶面板528G、蓝色用液晶面板528B)与供给包含图像信息的图像信号的PC等信号源(省略图示)电连接，并基于所供给的图像信号针对各像素对入射光进行空间调变，分别形成红色图像、绿色图像、蓝色图像。通过红色用液晶面板528R、绿色用液晶面板528G、蓝色用液晶面板528B而调变的光(所形成的图像)入射至图像合成部508。
图像合成部508的双色棱镜成为4个三角柱棱镜相互贴合而成的构造。于三角柱棱镜中贴合的面成为双色棱镜的内表面。于双色棱镜的内表面，使红色光R反射且使绿色光G穿透的镜面与使蓝色光B反射且使绿色光G穿透的镜面相互正交地形成。入射至双色棱镜的绿色光G通过镜面直接射出。入射至双色棱镜的红色光R、蓝色光B于镜面选择性地反射或者穿透，并沿与绿色光G的射出方向相同的方向射出。如此，3种色光(图像)重合而被合成，且所合成的色光通过投影光学系统509被放大投影至屏幕550。
激光光源具有高输出、色再现性优异、容易瞬间点亮、长寿命等长处，但由于激光为同调，故而将激光光源用作光源的投影机存在会因干扰而于屏幕上产生被称为斑点的干扰图案的问题。就该方面而言，于图6的投影机501中，通过经旋转驱动的扩散元件532而自光产生机构510射出的光的偏振、相位、角度、时间等模式得以多重化，从而可减少斑点的产生。进而，于投影机501中，通过将λ/4波长板534设置于光产生机构510与扩散元件532之间，可通过波长板534将自光产生机构510出射的直线偏振光的光转换成圆偏振光的光后入射至扩散元件532。藉此，可使通过散板532后的多重性成为未设置扩散板532的情形时的2倍，从而可将斑点降低为1/√2倍。
(实施例)
以下，通过实施例对本发明的光学相位差构件具体地进行说明，但本发明并不限定于该多个实施例。
实施例1
于折射率1.52的白板玻璃基板的一面(背面)自白板玻璃基板侧起依序形成由氧化铌(厚度13nm)、二氧化硅(厚度34nm)、氧化铌(厚度115nm)及二氧化硅(厚度89nm)构成的抗反射层，进而于白板玻璃基板的上述一面的相反面(表面)形成周期为180nm、凸部上表面的宽度为20nm、凸部下表面的宽度为180nm、凸部高度为330nm、凸部的折射率为1.41的凹凸图案，藉此制作具有凹凸图案的透明基体，于该透明基体上以60nm的厚度沉积折射率为2.37的材料而形成高折射率层，并通过模拟求出于其上依序形成有第1层、第2层、第3层的情形时的光学相位差构件的构造。第1层及第3层的材料设为波长550nm的折射率为1.46的SiO2，第2层的波长550nm的折射率设为2.0、2.1、2.2、2.3、2.4或2.6。第1层、第2层、第3层的厚度分别设为15～40nm(5nm间隔)、30～50nm(5nm间隔)、70～110nm(10nm间隔)。
针对具有通过上述计算而求出的构造的各光学相位差构件，通过模拟，以10nm间隔求出照射光的波长430～680nm范围内的穿透率，并计算该多个穿透率的值的算术平均值(平均穿透率)。再者，此处所求出的穿透率亦包含透明基体背面(白板玻璃基板背面)中的反射损耗的光学相位差构件整体的穿透率。
针对第2层的折射率为2.0的光学相位差构件，求出平均穿透率成为最大时的第1层、第2层、第3层各自的厚度及此时的平均穿透率(最大平均穿透率)。针对第2层的折射率为2.1、2.2、2.3、2.4、2.6的光学相位差构件，亦同样地求出平均穿透率成为最大的第1层、第2层、第3层各自的厚度及最大平均穿透率。即，针对第2层的折射率的各值，求出使光学相位差构件的平均穿透率成为最大的第1层、第2层、第3层各自的厚度，并求出此时的平均穿透率作为最大平均穿透率。
图7中(a)所示的曲线图表示最大平均穿透率相对于第2层的折射率的值。可知，于第2层的折射率为2.1以上的情形时，最大平均穿透率成为98％以上，从而可获得平均穿透率高的光学相位差构件。
实施例2
将第1层及第3层的波长550nm的折射率设为1.3、1.4、1.5、1.55、1.6，将第2层的材料设为波长550nm的折射率为2.37的TiO2，除此以外，以与实施例1相同的方式求出光学相位差构件的平均穿透率。
针对第1层及第3层的折射率为1.3的光学相位差构件，求出平均穿透率成为最大时的第1层、第2层、第3层各自的厚度及此时的平均穿透率(最大平均穿透率)。针对第1层及第3层的折射率为1.4、1.5、1.55、1.6的光学相位差构件，亦同样地求出平均穿透率成为最大的第1层、第2层、第3层各自的厚度及最大平均穿透率。即，针对第1层及第3层的折射率的各值，求出使光学相位差构件的平均穿透率成为最大的第1层、第2层、第3层各自的厚度，并求出此时的平均穿透率作为最大平均穿透率。
图7中(b)所示的曲线图表示最大平均穿透率相对于第1层及第3层的折射率的值。可知，于第1层及第3层的折射率为1.55以下的情形时，最大平均穿透率成为98％以上，从而可获得平均穿透率高的光学相位差构件。
实施例3、4
针对将第1层、第2层及第3层的折射率及厚度设为图8的表所记载的值，除此以外具有与实施例1相同的构造的光学相位差构件，求出通过光学相位差构件而产生的波长550nm的相位差、波长400～700nm的穿透率、平均穿透率(波长430～680nm的范围内的穿透率的平均值)。再者，实施例3的第1层及第3层、以及实施例4的第3层的材料为SiO2，实施例3及实施例4的第2层的材料为TiO2，实施例4的第1层的材料为NS-LR-C3J(JX金属制，折射率1.71)。
比较例1、2
为了与实施例3、4进行比较，将第1层的折射率及厚度设为图8的表所记载的值，且未设置第2层及第3层，除此以外，以与实施例3相同的方式求出光学相位差构件的相位差、穿透率及平均穿透率。再者，比较例2的光学相位差构件的第1层的厚度设为与实施例3的光学相位差构件的第1层、第2层及第3层的厚度的合计(即积层体的厚度)相同。
比较例3
为了与实施例3、4进行比较，将第1层及第2层的折射率及厚度设为图8的表所记载的值，且未设置第3层，除此以外，以与实施例3相同的方式求出光学相位差构件的相位差、穿透率及平均穿透率。再者，比较例3的光学相位差构件的第1层及第2层的厚度的合计设为与实施例3的光学相位差构件的积层体的厚度相同。
比较例4
为了与实施例3、4进行比较，将第1层、第2层及第3层的折射率及厚度设为图8的表所记载的值，除此以外，以与实施例4相同的方式求出光学相位差构件的相位差、穿透率及平均穿透率。再者，比较例4的光学相位差构件的积层体的厚度的合计设为与实施例4的光学相位差构件的积层体的厚度相同。
比较例5
为了与实施例3进行比较，未设置第3层，除此以外，以与实施例3相同的方式求出光学相位差构件的平均穿透率。
将实施例3、4及比较例1～5的光学相位差构件的平均穿透率的值示于图8的表中。又，将通过实施例3、4及比较例1～4的光学相位差构件而产生的波长550nm的相位差示于图8的表中，将波长400～700nm的穿透谱示于图9。
于高折射率层上形成有第1层、第2层及第3层的3层且第1层的折射率低于高折射率层、第3层的折射率低于第2层的实施例3、4的光学相位差构件如图9所示般于430～680nm的范围内具有97％以上的穿透率，平均穿透率为98％以上。再者，于实施例3、4的光学相位差构件中，第1层的折射率低于第2层的折射率。
另一方面，于高折射率层上仅形成有第1层的比较例1的光学相位差构件因干扰的影响而如图9所示般，穿透率以相对于波长波动的方式变化，于波长430～680nm的范围内存在与实施例3、4相比穿透率较低的区域。因此，比较例1的光学相位差构件的平均穿透率与实施例3、4相比较低，且未达97％。同样地，积层体仅由第1层构成的比较例2的光学相位差构件亦如图9所示般，与实施例3、4相比，波长430～680nm的范围内的穿透率较低，平均穿透率亦较低为92.1％。
于高折射率层上形成有第1层及第2层的2层的比较例3的光学相位差构件亦如图9所示般，与实施例3、4相比，波长430～680nm的范围内的穿透率较低，平均穿透率亦较低为84.6％。同样地，于高折射率层上形成有第1层及第2层的2层的比较例5的光学相位差构件的平均穿透率亦较低为95.1％。
比较例4的光学相位差构件虽与实施例3、4同样地于高折射率层上形成有第1层、第2层及第3层的3层，但于第3层的折射率高于第2层的折射率的方面与实施例3、4不同。本比较例的光学相位差构件如图9所示般，与实施例3、4相比，波长430～680nm的范围内的穿透率较低，平均穿透率亦较低为82.5％。
实施例5～15
将第1层、第2层及第3层的厚度设为图8的表所记载的值，除此以外，以与实施例3相同的方式求出光学相位差构件的平均穿透率。将各实施例的光学相位差构件的平均穿透率的值示于图8的表中。
于高折射率层上形成有第1层、第2层及第3层的3层且第1层的折射率低于高折射率层、第3层的折射率低于第2层的实施例5～15的光学相位差构件均具有97％以上的高平均穿透率。第1层的厚度、第2层的厚度、第3层的厚度及积层体的厚度分别为20～40nm、35～55nm、100～140nm、155～210nm的范围内的实施例5～9的光学相位差构件的平均穿透率为98％以上，穿透率尤其高。
参考实验1
于玻璃基板的一面涂布二氧化硅之前驱物溶液而形成涂膜。继而，一面将压印用的塑模压抵于涂膜一面使涂膜硬化后，将塑模剥离。藉此，获得具有由二氧化硅构成的凹凸构造层的透明基体。于凹凸构造层的表面形成有下述的凹凸图案：以180nm间距排列有沿一方向延伸的凸部，与凸部延伸方向垂直的面的剖面为上底20nm、下底180nm、高度330nm的近等腰梯形。
使相对于玻璃基板倾斜45度的角度后的棉花棒与凹凸构造层的表面接触，一面施加3kg的负载，一面将凹凸构造层的表面刮伤3次。继而，使2片偏光板对向配置成正交偏光(クロスニコル)状态，并将刮伤后的透明基体载置于该2片偏光板之间。此时，以各偏光板的光轴与透明基体的凸部的延伸方向成45度的角度的方式配置。继而，自一偏光板侧朝向透明基体照射光，并通过目测观察自另一偏光板穿透的光，结果被刮伤的部分看起来较暗。该情况表示因刮伤而导致凹凸图案变形从而相位差特性变化。
参考实验2
于以与参考实验1相同的方式制作的透明基体上，将氧化钛溅射成膜而形成高折射率层。成膜进行至形成于透明基体的凸部的上表面的高折射率层的厚度成为73nm为止。继而，依序将二氧化硅、氧化钛、二氧化硅溅射成膜而形成由第1层、第2层、第3层构成的积层体。形成于凸部的上表面的高折射率层的上的第1层、第2层、第3层分别为18nm、36nm、110nm。藉此获得光学相位差构件。
以与参考实验1相同的方式将光学相位差构件的积层体的表面刮伤后，将光学相位差构件载置于2片偏光板之间并进行目测观察。被刮伤的部分呈现出与除此以外的部分相同的亮度。该情况表示即便于被刮伤的部分中亦维持凹凸构造层的凹凸图案的形状。
根据参考实验1、2的结果认为，通过于透明基体上形成高折射率层及积层体，凹凸图案的机械强度提高。
以上，通过实施形态及实施例对本发明进行了说明，但本发明的光学相位差构件及投影机并不限定于上述实施形态，可于申请专利范围所记载的技术思想的范围内适当进行改变。例如，实施例中所使用的材料不过为一例，只要为满足申请专利范围所记载的折射率的关系的材料，则可使用任意的材料。于上述投影机的实施形态中，示出以特定的位置或配置设置本发明的光学相位差构件的实施例，但并不限定于此，可以任意的位置或配置进行设置。又，于上述投影机的实施形态中，列举使用3个液晶面板作为图像显示元件并对穿透液晶面板的光进行投影的类型(3LCD)的投影机为例进行了说明，亦可应用于使自液晶面板反射的光进行投影的类型(LCOS)的投影机。又，亦可将本发明应用于使用数字微镜装置作为图像显示元件的数字光处理(DLP)式投影机等任意类型的投影机。
(产业上的可利用性)
本发明的光学相位差构件可于宽波长范围显示出高穿透率且产生所需的相位差特性，并且可利用通常的成膜法形成，又，机械强度高。因此，本发明的光学相位差构件不仅可较佳地用于投影机(投影型显示装置)，亦可较佳地用于反射型或者半透过型液晶显示装置、光碟用拾取装置、偏振光转换元件等各种装置等。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则的内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围的内。
Claims (14)
1.一种光学相位差构件，其特征在于，使入射光产生相位差，其具备：
透明基体：具有由多个凸部构成的凹凸图案，该多个凸部沿一方向延伸并且与延伸方向垂直的面的剖面略呈梯形；
高折射率层：形成于该透明基体的该凸部的上表面及侧面，具有高于该凸部的折射率；及
积层体：由形成于该凸部的上表面的该高折射率层上的2n+1层构成，其中n为正整数，
形成于相邻的该凸部的对向的该侧面的该高折射率层之间存在空气层，
该积层体具备形成于该高折射率层上的第1层、形成于第2k－1层上的第2k层及形成于该第2k层上的第2k+1层，其中k为1～n的整数，
该第1层的折射率低于该高折射率层的折射率，
该第2k+1层的折射率低于该第2k层的折射率。
2.如权利要求1所述的光学相位差构件，其特征在于，该第2k－1层的折射率低于该第2k层的折射率，其中k为1～n的整数。
3.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，该第2k层与该高折射率层由相同的材料构成。
4.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，该第2k+1层与该第2k－1层由相同的材料构成。
5.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，n为1。
6.如权利要求5所述的光学相位差构件，其特征在于，第2层的折射率为2.1～2.6的范围内。
7.如权利要求5所述的光学相位差构件，其特征在于，第1层及第3层的折射率为1.3～1.55的范围内。
8.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，该积层体形成于该透明基体的该凸部的上表面及侧面的该高折射率层上。
9.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，波长430nm～680nm的范围内的穿透率的平均值为97％以上。
10.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，构成该凸部的材料为溶胶凝胶材料。
11.如权利要求1所述的光学相位差构件，其特征在于，形成在相邻的该凸部的上表面的该高折射率层上的该积层体彼此隔着空气层而互不接触。
12.一种投影机，其特征在于，具备权利要求1至11项中任一所述的光学相位差构件。
13.一种投影机，其特征在于，其具备：
光产生机构：产生直线偏振光的光；
入射侧波长板：由权利要求1至11项中任一所述的光学相位差构件构成，将自该光产生机构射出的该光转换成圆偏振光；
图像显示元件：对已转换成圆偏振光的该光进行调变；
出射侧波长板：由权利要求1至11项中任一所述的光学相位差构件构成，将经该图像显示元件调变的该光转换成直线偏振光；及
投影光学系统：投影经该图像显示元件调变的该光。
14.一种投影机，其特征在于，具备：
光产生机构：产生直线偏振光的光；
波长板：由权利要求1至11项中任一所述的光学相位差构件构成，将自该光产生机构射出的该光转换成圆偏振光；
扩散元件：使已转换成圆偏振光的该光扩散；
图像显示元件：对经该扩散元件扩散的该光进行调变；及
投影光学系统：投影经该图像显示元件调变的该光。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20201124 |