CN108369311B - 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
光学相位差构件100具备：透明基体40，其具有凹凸图案80；被覆层30，其被覆上述凹凸图案80的凹部70及凸部60；间隙部90，其被隔于由上述被覆层30被覆的上述凹凸图案80的上述凸部60之间；及密闭层20，其以连结上述凹凸图案80的上述凸部60的顶部60t且密闭上述间隙部90的方式，设置于上述凹凸图案80的上部；且于波长550nm，上述凸部60的折射率n1及上述被覆层30的折射率n2满足n2－n1≦0.8。光学相位差构件100具有逆频散的相位差特性，并且视野角宽广。
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，使用于反射型液晶显示装置、半穿透型液晶显示装置、光盘用读取头、PS转换元件、投影仪(投影型显示装置)等各种用途。
光学相位差板有使用如方解石、云母、水晶般的于自然界中存在的双折射结晶而形成者，或使用双折射聚合物而形成者，及通过人工设置短于使用波长的周期结构而形成者等。
作为人工设置周期结构而形成的光学相位差板，有于透明基板上设置有凹凸结构者。用于光学相位差板的凹凸结构具有短于使用波长的周期，例如具有如图9所示般的条纹状的图案。此种凹凸结构具有折射率各向异性，当光L相对于图9的光学相位差板400的基板420垂直地入射时，于凹凸结构内，与凹凸结构的周期方向平行的偏光成分、及与凹凸结构的周期方向垂直的偏光成分以不同的速度传播，故于两偏光成分之间产生相位差。该相位差可通过调整凹凸结构的高度(深度)、构成凸部的材料与凸部之间的材料(空气)的折射率差等而控制。用于上述显示装置等的设备的光学相位差板需要相对于使用波长λ产生λ/4或λ/2的相位差，为了形成能够产生该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)的折射率的差及凹凸结构的高度(深度)。作为此种光学相位差板，于专利文献1中，揭示有一种如图10所示般使用高折射率材料(介电介质3)被覆凹凸结构的表面(晶格部2)的光学相位差板。又，于专利文献2中，揭示有一种具有使用折射率为1.45以上的树脂而形成的凹凸结构的光学相位差板。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开昭62-269104号公报
[专利文献2]日本特开2004-170623号公报
发明内容
[发明所欲解决的课题]
显示装置的抗反射膜要求于可见区域全域中能够防止光的反射。为获得具有此种特性的抗反射膜，理想上要求使用具有能够相对于可见区域全域的波长λ产生λ/4的相位差的特性(于本申请案中，将此种相位差特性称为“理想频散”)的光学相位差板。然而，使用专利文献1所揭示的光学相位差板的抗反射膜有无法防止可见光全部反射，而看起来着色的问题。于专利文献2中，通过使用折射率相对较高的树脂的压印而形成凹凸结构，藉此获得一种光学相位差板，该光学相位差板具有如下的特性，即，与通过延伸而制造的由双折射聚合物所构成的相位差构件相比更接近理想频散，即，入射光的波长λ越短，产生的相位差越小(入射光的波长λ越长，产生的相位差越大)。于本申请案中，将此种相位差特性称为“逆频散”。
然而，专利文献1、2所揭示的光学相位差构件由于如下述般的理由而难以产生所需的相位差。于将光学相位差板用于显示装置等的设备的情形时，光学相位差板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，需要将偏光板贴附(接合)于光学相位差板的一面，且将有机EL面板贴附于另一面。通常，使用粘着剂以将光学相位差板贴附于其他构件。然而，如图11(a)所示般，于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进入光学相位差板400的凹凸结构的凸部之间。由于粘着剂较空气折射率大，故构成凸部的材料的折射率与进入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，粘着剂进入凸部之间的光学相位差板400由于构成凸部的材料与凸部之间的材料的折射率差较小而折射率各向异性较小，因此无法产生充分的相位差。
又，专利文献2所揭示的光学相位差构件于自斜向观察时看起来带黄色，故亦有视野角较窄的问题。
进而，光学相位差板为了产生所需的相位差，而需要使光学相位差板的凹凸结构具有较使用波长短的周期结构，并且具有充分的凹凸高度(深度)。即，需要凹凸结构具有高纵横比。然而，于对此种光学相位差板施加负重的情形时，如图11(b)所示般，光学相位差板400的凹凸结构有时会发生倒塌等变形，由此无法产生所需的相位差。
由此，本发明的目的在于消除上述已知技术的缺陷，提供一种具有逆频散的相位差特性并且视野角宽广，即便使用粘着剂与其他构件接合或施加负重，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；
被覆层，其被覆上述凹凸图案的凹部及凸部；
间隙部，其被隔于由上述被覆层被覆的上述凹凸图案的上述凸部之间；及
密闭层，其以连结上述凹凸图案的上述凸部的顶部且密闭上述间隙部的方式，设置于上述凹凸图案的上部；且
于波长550nm，上述凸部的折射率n1及上述被覆层的折射率n2满足n2－n1≦0.8。
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亦可为大致梯形。
于上述光学相位差构件中，上述间隙部亦可具有上述凹凸图案的上述凸部的高度以上的高度。
于上述光学相位差构件中，上述被覆层及上述密闭层亦可为由金属、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所构成。
于上述光学相位差构件中，构成上述凹凸图案的材料亦可为光硬化性树脂或热硬化性树脂。
于上述光学相位差构件中，构成上述凹凸图案的材料亦可为溶胶凝胶材料。
于上述光学相位差构件中，于上述间隙部中亦可存在空气。
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
偏光板，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，其具有以下步骤：
准备具有凹凸图案的透明基体的步骤；
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；
以连结形成有上述被覆层的上述凹凸图案的邻接的凸部、且将被隔于上述凸部之间的间隙部密闭的方式，于上述凹凸图案上形成密闭层的步骤；且
于波长550nm，上述凸部的折射率n1、上述被覆层的折射率n2满足n2－n1≦0.8。
于上述光学相位差构件的制造方法的上述被覆层形成步骤及上述密闭层形成步骤中，亦可通过溅射、CVD或蒸镀而形成上述被覆层及上述密闭层。
[发明的效果]
本发明的光学相位差构件由于存在于基体的凹凸图案(凹凸结构)的邻接的凸部之间的间隙部通过密闭层与凹凸图案而密闭，故于将光学相位差构件组入设备时，并无粘着剂进入凹凸图案的凸部之间的情况，因此并无构成凸部的材料与凸部之间的材料的折射率差变小的情况，故不会损害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设备，亦能够发挥优异的相位差特性。又，于凹凸图案的凸部及间隙部的上部以连结(桥接)邻接的凸部的方式形成有密闭层，故即便施加负重，凹凸图案的凸部亦难以变形，可防止无法获得所需的相位差。又，本发明的光学相位差构件由于凸部与被覆其的被覆层的折射率的差为0.8以下，故具有逆频散的相位差特性。因此，使用本发明的光学相位差构件而形成的抗反射膜于可见光区域的反射率较低，且着色较少。又，本发明的光学相位差构件的视野角宽广。因此，本发明的光学相位差构件可较佳地使用于显示装置等的抗反射膜。
附图说明
图1(a)～(c)是表示实施形态的光学相位差构件的剖面结构的例的概略图。
图2A是表示于假设折射率不依靠波长而为固定的情形下，利用模拟求出的通过凹凸结构而产生的相位差的波长相依性的结果的图。
图2B是概念性地表示高折射率材料的折射率的波长相依性的图。
图2C是概念性地表示通过已知的光学相位差构件所产生的相位差的波长相依性的图。
图2D是表示于假设凸部的折射率不依靠波长而为固定的情形下，利用模拟求出的通过实施形态的光学相位差构件所产生的相位差的波长相依性的结果的图。
图3是用于实施形态的光学相位差构件的制造方法的制造装置的概略图。
图4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5是具备实施形态的光学相位差构件的显示装置的概略剖视图。
图6表示对实施例1及比较例1中利用模拟求出的相位差相对于波长进行绘图而得的曲线图。
图7A表示对实施例1及比较例1中利用模拟求出的蓝色光的穿透率相对于入射角度进行绘图而得的曲线图。
图7B表示对实施例1及比较例1中利用模拟求出的绿色光的穿透率相对于入射角度进行绘图而得的曲线图。
图7C表示对实施例1及比较例1中利用模拟求出的红色光的穿透率相对于入射角度进行绘图而得的曲线图。
图8表示对实施例3及比较例3中利用模拟求出的视感度反射率相对于高折射率材料的折射率与凸部的折射率的差进行绘图而得的曲线图。
图9是概念性地表示已知技术的光学相位差构件的一例的图。
图10是专利文献1所揭示的相位差构件的剖视图。
图11(a)是使用粘着剂贴附于其他构件的已知技术的光学相位差构件的概略剖视图。图11(b)是施加负重的已知技术的光学相位差构件的概略剖视图。
附图标号
20：密闭层
30：被覆层
40：透明基体
42：基材
50：凹凸结构层
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
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]
实施形态的光学相位差构件100如图1(a)所示般，具备：透明基体40，其具有凹凸图案80；被覆层30，其被覆凹凸图案80的凹部70及凸部60；间隙部90，其被隔于由被覆层30被覆的凹凸图案80的凸部60之间；密闭层20，其设置于凸部60及间隙部90的上方(凹凸图案80的上部)，且连结邻接的凸部60的顶部。间隙部90由以被覆层30被覆的凹凸图案80及密闭层20包围、密闭。
＜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由平板状的基材42、及形成于基材42上的凹凸结构层50所构成。
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所构成的基材、由树脂所构成的基材等WO2016/056277号所揭示的穿透性基板。又，基材42的正面相位差理想为尽可能小者。于将光学相位差构件100使用于有机EL显示器的抗反射膜的情形时，基材42亦可为具有可挠性的基材。就该方面而言，基材42亦可为由树脂所构成的基材。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，为了填埋基材42的表面的突起，亦可设置平滑化层等。基材42的厚度可为1μm～20mm的范围内。
凹凸结构层50具有多个凸部60及凹部70，藉此，凹凸结构层50的表面划分形成凹凸图案80。凹凸结构层50由具有于波长550nm与被覆层30的折射率n2的差为0.8以下的折射率n1的材料而构成。即，于波长550nm，满足n2－n1≦0.8。具有此种折射率n1的凹凸结构层50的光学相位差部100如下所述般，具有逆频散的相位差特性，并且视野角宽广。凹凸结构层50亦可由折射率为1.6以上的材料而构成。作为构成凹凸结构层50的材料，例如，可使用二氧化硅(silica)、SiN、SiON等Si系的材料、TiO2等Ti系的材料、ITO(铟锡氧化物)系的材料、ZnO、ZnS、ZrO2、Al2O3、BaTiO3、Cu2O、MgS、AgBr、CuBr、BaO、Nb2O5、SrTiO2等无机材料。该等无机材料亦可为使用溶胶凝胶法等而形成的材料(溶胶凝胶材料，即下述的使前驱物溶液硬化的材料)。除上述无机材料以外，亦可使用如WO2016/056277号所揭示般的热塑性树脂、紫外线硬化型树脂、将该等2种以上掺合而成的材料等树脂材料；将上述树脂材料及/或上述无机材料复合化的材料；使上述材料含有紫外线吸收材料者。又，上述树脂材料为了更加提高折射率，亦可包含茀骨架或降莰烯骨架。又，上述无机材料及/或上述树脂材料为了获得硬涂性等及/或为了提高折射率，亦可包含由公知的ZrO2、Nb2O5、TiO2等所构成的微粒子或填料。
凹凸结构层50的各凸部60沿图1(a)的Y方向(进深方向)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)的周期而排列。与各凸部60的延伸方向正交的ZX平面的剖面可为大致梯形。于本申请案中所谓“大致梯形”是指具有与基材42的表面大致平行的一组的对边、且该对边中接近基材42的表面的边(下底)长于另一边(上底)、且下底与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只要自基材42的表面向上方(远离基材42的表面的方向)宽度(与凸部60的延伸方向垂直的方向的长度，即图1(a)的X方向的长度)变小即可。又，各顶点亦可带弧度。又，上底的长度亦可为0。即于本申请案中，“大致梯形”为亦包含“大致三角形”的概念。于凸部60的剖面为上底的长度为0的大致三角形的情形时，用于产生所需的相位差所需的凸部60的高度小于上底的长度超过0的情形，故有容易形成凹凸图案的优点。再者，凸部60的剖面的上底的长度亦可超过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的剖面的凸部相比，具有如下所述般的优点。即，容易形成用于通过压印法形成凸部的铸模、及凸部的面按压耐性等机械强度较高、用以形成下述的密闭层20所需的成膜时间较短。凸部60的剖面形状除大致梯形以外，可为矩形、多边形等各种形状。如下所述般，就密闭层20的形成难易度的观点而言，凸部60的顶部60t可为平坦，即，可为与基材42的表面平行的平面状。凹部70被凸部60隔开，且沿凸部60于Y方向(进深方向)上延伸。
凸部60的高度(凹凸高度)Hc理想为100～2000nm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的比)较大，故变得难以形成凹凸图案。凸部60的宽度W可为10～500nm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的比)较大，故变得难以形成凹凸图案。于凸部60的宽度W超过500nm的情形时，产生穿透光的着色，作为光学相位差构件变得难以确保充分的无色透明性，又，变得难以产生所需的相位差。进而，由于邻接的凸部60的上部的间隔变宽，故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是指将各Z方向位置(高度方向位置)的凸部60的宽度平均所得的值。又，凹凸图案80的凹凸间距可为100～1000nm的范围内。于间距未达100nm的情形时，变得难以产生于可见光入射至光学相位差基板100的情形时所需的相位差。于间距超过1000nm的情形时，作为光学相位差构件变得难以确保充分的无色透明性。又，由于邻接的凸部60的上部的间隔变宽，故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被覆透明基体40。即，被覆层30被覆凹凸图案80的凸部60及凹部70的表面。被覆层30的厚度设定为可形成覆盖凸部60及下述的间隙部90的密闭层20的厚度，于此情形时，被覆层30具有能够形成于下述的间隙部90与邻接的凸部60之间的厚度。于被覆层30过厚而于被覆层30与密闭层20之间未形成间隙部90的情形时，由于无法利用被覆层30与存在于间隙部90的空气等之间的折射率差，故变得难以产生光学相位差构件100所需的相位差。又，被覆层30的厚度Tc可为10nm以上。再者，于本申请案中，所谓“被覆层30的厚度Tc”是指若将凸部60的高度设为Hc，则为形成于自凸部60的底面起Hc/2的高度的位置上的凸部60的侧面的被覆层30的厚度。
被覆层30可由具有较构成凹凸结构层50的材料的折射率n1高的折射率n2的材料而构成，尤其是可由折射率n2为1.8～2.6的范围内的材料而构成。通过使用折射率为1.8以上的被覆层30被覆凸部60，而通过凸部60与下述的间隙部90的周期排列所产生的相位差变大。因此，能够减小凸部60的高度，即，能够减小凸部60的纵横比，且凹凸图案80的形成变得容易。又，折射率超过2.6的物质难以获取，或难以于基材42不变形的温度成膜。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、该等金属的氧化物、氮化物、硫化物、氮氧化物、卤化物等无机材料。作为被覆层30亦可使用含有该等材料的构件。
＜间隙部＞
间隙部90被隔于邻接的凸部60之间。间隙部90由被覆层30及下述的密闭层20所包围而密闭。间隙部90可被空气充满，亦可被N2、Ar、He等不活性气体、其他低折射率介质等充满。又，亦可不存在介质而为真空。间隙部90的高度Ha理想为凸部60的高度Hc以上。于光学相位差构件100中，通过间隙部90与被覆层30周期性地排列，尽管能够使穿透光学相位差构件100的光产生相位差，但于间隙部90的高度Ha小于凸部60的高度Hc的情形时，由于间隙部90与被覆层30的周期排列结构的高度变小，导致通过光学相位差基板100所产生的相位差变小。
＜密闭层＞
密闭层20于凸部60及间隙部90的上部以覆盖该等的方式形成。密闭层20与被覆层30一同包围密闭间隙部90。藉此，于为将本实施形态的光学相位差构件100组入设备而使用粘着剂将本实施形态的光学相位差构件100接合于其他构件的情形时，并无粘着剂进入邻接的凸部60之间(间隙部90)的情况。因此，防止通过粘着剂进入凸部之间而使由光学相位差构件100所产生的相位差减少。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，光学相位差构件100亦可产生所需的相位差。
又，因此，密闭层20于自光学相位差构件100的上部(密闭层20侧)施加负重的情形时，各凸部60经由密闭层20受邻接的凸部支撑。又，经由密闭层20各凸部接合，藉此，施加的力被分散，故施加于各凸部60的负重变小。因此，即便对实施形态的光学相位差构件100施加负重，凹凸图案80的凸部60亦难以变形。因此，防止由于对光学相位差构件100施加负重而难以产生所需的相位差的情况。
密闭层20可使用与被覆层30相同的材料形成。于密闭层20与被覆层30使用不同材料而形成的情形时，于形成于凸部60的侧面的被覆层30上进而形成由构成密闭层20的材料所构成的层，故有由凸部60与间隙部90的周期排列所产生的相位差变小，或难以控制相位差的情形。密闭层20可为透光性，例如可为于波长550nm的穿透率为90％以上。密闭层20的厚度T可为10～1000nm的范围内。再者，此处所谓密闭层20的厚度T是指自间隙部90的上端至密闭层20表面的距离(参照图1(a))。再者，于将其他构件接合于光学相位差构件100的密接层20侧的情形时，经由粘着剂而将密闭层20与其他构件接合。即，密接层20与用于与其他构件的接合的粘着剂不同者。
本实施形态的光学相位差构件100通过构成凹凸结构层50的材料的折射率n1与构成被覆层30的材料的折射率n2于波长550nm满足n2－n1≦0.8，而如下述的实施例所示般，具有逆频散的相位差特性。针对该理由，发明人等如下所述般考虑。
光学相位差构件一般而言具有折射率相互不同的材料于一个方向上交替地并列的结构，若自大致平行的方向朝折射率相互不同的材料之间的界面照射光(穿透光)，则可使穿透光产生相位差(结构双折射)。如图10所示般的已知的光学相位差构件，作为与穿透光的行进方向大致平行的界面，具有：具有较高的折射率的被覆层与凸部间的空气之间的界面；及被覆层与凸部之间的界面；且通过该等界面而使穿透光产生相位差。即，图10所示的光学相位差构件的相位差特性大概为由空气与被覆层之间的界面所形成的相位差特性与由被覆层与凸部之间的界面所形成的相位差特性的合成。
发明人等利用模拟求出通过与延伸方向垂直的剖面为底边300nm、高度1000nm的线状的凸部(折射率na)以周期300nm排列的凹凸结构所产生的相位差，即，通过折射率na的凸部与折射率1的空气层之间的界面所产生的相位差。若假设折射率na无波长相依性而为固定，则图2A所示般，折射率na越大(即，凸部与空气的折射率差(na－1)越大)则相位差越大。因此可知，折射率差较大的材料间的界面较折射率差较小的材料间的界面产生更大的相位差。因此，如上述般的已知的光学相位差构件通过使用高折射率材料形成被覆层，且增大空气与被覆层的折射率差及被覆层与凸部的折射率差，而能够产生充分的大小的相位差。
于图2A所示的模拟结果中，相位差相对于波长的变化率(相位差曲线的斜率)呈折射率na越大则越大。其表示，于假设折射率na不取决于波长而为固定的情形时，折射率na越大(即，凸部与空气的折射率差(na－1)越大)，相位差的逆频散性变得越高。换言之，其表示，于假设折射率na不取决于波长而为固定的情形时，界面的两侧的材料的折射率差越大，由其界面所产生的相位差的逆频散性变得越高。因此，于图1(a)所示的光学相位差构件100中，在不考虑凸部60的折射率n1的波长相依性的情形时，预测被覆层30与凸部60的折射率差(n2－n1)越小，由被覆层30与凸部60之间的界面所产生的相位差的逆频散性变得越低。
然而，如图2B所示般，实际的高折射率材料通常具有依赖于波长的折射率，且波长越短折射率越高。因此，空气与被覆层的折射率差及被覆层与凸部的折射率差为波长越短则越大。因此，使用此种高折射率材料的已知的光学相位差构件如于图2C中单点链线所示般，具有于短波长下相位差较大的相位差特性(于本申请案中，将此种相位差特性称为“通常频散”)。再者，于图2C中，用实线表示理想频散的相位差特性。根据如上所述，即便为了获得逆频散性而使用高折射率的材料，由于高折射率材料本身的折射率的波长频散亦变大，故而亦无法获得充分的逆频散性能的情况成为课题。
于本实施形态中，光学相位差构件100的相位差特性大致成为由间隙部(空气)90与被覆层30之间的界面所形成的相位差特性、与由被覆层30与凸部60之间的界面所形成的相位差特性的合成。其中，由于凸部60的折射率大于空气，故相较于间隙部(空气)90与被覆层30之间的折射率差，被覆层30与凸部60之间的折射率差较小。因此，预测相较于由间隙部(空气)90与被覆层30之间的界面所产生的相位差，由被覆层30与凸部60之间的界面所产生的相位差的逆频散性较低。此处，预测只要减小由逆频散性较小的被覆层30与凸部60之间的界面所形成的相位差特性的影响，则由逆频散性较高的间隙部(空气)90与被覆层30之间的界面所形成的相位差特性的影响变大，且作为双方的合成的光学相位差构件的相位差的逆频散性亦得以改善。
实际上可知，本发明人等将凸部60的折射率n1设为不依赖于波长的值(1.3、1.5、1.8)，且将被覆层30的折射率n2设为具有如图2B所示般的波长相依性的值，而利用模拟求出由本实施形态的光学相位差构件100所产生的相位差的波长相依性之后可知，如上述预测般，越使凸部60的折射率n1增大(即，越减小被覆层30与凸部60的折射率差(n2－n1)而减小由被覆层30与凸部60之间的界面所产生的相位差，藉此减小由被覆层30与凸部60之间的界面所形成的相位差特性的对光学相位差构件100的相位差特性的影响)，光学相位差构件100的相位差特性成为越接近理想频散的逆频散(参照图2D；再者，于图2D中，用实线表示理想频散的相位差特性)。即可知，通过增大凸部60的折射率n1，能够改善构成被覆层30的高折射率材料的折射率的波长相依性所导致的逆频散性能的不足。
又，若于n2－n1＞0.8的情形时，使光自斜方向入射至基材42，则于凹凸结构层50与被覆层30的界面上，蓝色等短波长的成分容易散射，因此若自斜方向观察光学相位差构件，则有看起来带黄色的问题。然而，本实施形态的光学相位差构件100由于满足n2－n1≦0.8，故能够抑制凹凸结构层50与被覆层30的界面上的光的散射，可进而使容易发生散射的短波长的光较佳地穿透。因此，本实施形态的光学相位差构件100能够抑制自斜向观察时的黄色调，达成较宽的视野角。
再者，代替于基材42上形成有凹凸结构层50的透明基体40，如图1(b)所示的光学相位差构件100a般，亦可使用于基材42a上形成有多个形成凸部60a的结构体的透明基体40a。于透明基体40a中，凹部(基材42a的表面露出的区域)70a被隔于凸部60a之间，形成由凸部60a及凹部70a所构成的凹凸图案80a。作为基材42a，可使用与图1(a)所示的光学相位差构件100的基材42同样的基材。凸部60a亦可由与图1(a)所示的构成光学相位差构件100的凹凸结构层50的材料同样的材料而构成。
又，如图1(c)所示的光学相位差构件100b般，亦可通过以基材的表面本身构成由凸部60b及凹部70b所构成的凹凸图案80b的方式而形状化的基材，构成透明基体40b。于此情形时，透明基体40b可通过以具有如图1(c)般的凹凸图案80b的方式成形基材而制造。
光学相位差构件100、100a、100b进而亦可于形成有透明基体40、40a、40b的凹凸图案80的面的相反侧的面及/或密闭层上贴附有保护片等保护构件。藉此，能够防止于搬送、输送光学相位差构件100、100a、100b等时，于光学相位差构件100、100a、100b产生划痕等损伤。
[光学相位差构件的制造装置]
作为用于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的结构进行说明。
卷绕工艺装置200主要包含：搬送系统120，其搬送膜状的基材42；涂布部140，其将UV硬化性树脂涂布于搬送中的基材42；转印部160，其将凹凸图案转印于UV硬化性树脂；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，其将膜状的基材42卷出；夹辊174及剥离辊176，其等分别配置在设置于转印部160的转印辊70的上游及下游侧，且将基材42按压于转印辊170；及卷取辊178，其对所获得的光学相位差构件100进行卷取。进而，搬送系统120具备用于将基材42搬送至上述各部的导辊175。涂布部140具备用于将UV硬化性树脂50a涂布于基材42的模嘴涂布机182。转印部160具备：转印辊170，其位于涂布部140的基材搬送方向的下游侧，且具有下述的凹凸图案；及照射光源185，其隔着基材42而与转印辊170对向设置。成膜部180具备如溅射装置10般的成膜装置。溅射装置10具备真空腔室11。真空腔室11无论为何形状，通常为长方体状或圆筒体状等，只要真空腔室11内能够保持减压的状态即可。溅射靶18以与形成有搬送中的透明基体40的凹凸图案的面对向的方式配置于真空腔室11的内部。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所构成的被覆层及密闭层的情形时，作为溅射靶18，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所构成的靶。
转印辊170为于外周面具有凹凸图案的辊状(圆柱状、圆筒状)的铸模。转印辊170可使用例如WO2016/056277号所揭示的方法而制造。
[光学相位差构件的制造方法]
对使用如上述般的卷绕工艺装置200制造图1(a)所示的光学相位差构件100的方法进行说明。光学相位差构件的制造方法如图4所示般，主要具有：准备具有凹凸图案的透明基体的步骤S1；形成被覆凹凸图案的凹部及凸部的被覆层的步骤S2；及于透明基体的凹凸图案的上部形成密闭层的步骤S3。
＜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，以如下所述的方式准备形成有凹凸图案的透明基体(图4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的膜状的基材42向下游侧卷出。将膜状基材42搬送至涂布部140，使用模嘴涂布机182以特定的厚度将UV硬化性树脂50a涂布于膜状基材42上。
再者，作为将UV硬化性树脂50a涂布于基材42的方法，代替上述模嘴涂布法，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、溅射法等各种涂布方法。若就能够将UV硬化性树脂50a均匀地涂布于面积相对大的基材上的方面而言，则可采用棒式涂布法、模嘴涂布法、凹版印刷法及旋转涂布法。
又，为提高基材42与UV硬化性树脂50a的密接性，于在基材42上涂布UV硬化性树脂50a之前，亦可于基材42上形成表面改质层。作为表面改质层的材料，例如，可使用WO2016/056277号中作为表面材质层的材料而揭示的材料。又，亦可通过对基材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处理等利用能量线所进行的处理而设置表面改质层。
将以上述的方式于涂布部140涂布有UV硬化性树脂50a的膜状基材42向转印部160搬送。于转印部160中，通过夹辊174将膜状基材42压抵于转印辊170(按压)，从而转印辊170的凹凸图案转印至UV硬化性树脂50a。与其同时或其后即刻，使自夹持膜状基材42且与转印辊170对向设置的照射光源185的UV光照射向UV硬化性树脂50a，从而使UV硬化性树脂50a硬化。使用剥离辊176将硬化的UV硬化性树脂及膜状基材42自转印辊170拉离。如此，获得具备转印有转印辊170的凹凸图案的凹凸结构层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使用图3所示的卷绕工艺装置以外的装置制造，或者，亦可无需自行制造，而通过利用市场或膜厂商等制造商而获取来准备。
＜被覆层形成步骤＞
继而，将形成有凹凸图案的透明基体40搬送至成膜部180，于透明基体40的凹凸图案的凹部及凸部的表面上形成被覆层30(参照图1(a))(图4的步骤S2)。于图3所示的卷绕工艺装置200中，将自转印辊170剥离的透明基体40经由导辊175直接搬送至溅射装置10内，但亦可将透明基体40自转印辊170剥离之后卷取至辊上，并将所获得的辊状的透明基体40搬送至溅射装置10内。
使用图3所示的溅射装置10，对成膜由例如金属氧化物所构成的被覆层30(参照图1(a))的方法进行说明。首先，将真空腔室11内减压为高真空。继而一面对真空腔室11内导入Ar等稀有气体与氧气，一面将透明基体40搬送至与溅射靶18对向的位置，通过DC等离子体或高频等离子体将溅射靶18的金属原子(及氧气原子)击出。于在真空腔室11内搬送透明基体40的期间，于透明基体40的表面上自溅射靶18击出的金属原子与氧气发生反应而沉积金属氧化物。因此，于透明基体40上形成沿凹凸图案80被覆凸部60及凹部70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4的步骤S3)。密闭层20的形成可使用上述被覆层形成步骤S2中所使用的溅射装置10，继被覆层30的形成之后进行。于使用与被覆层30相同的金属氧化物形成密闭层20的情形时，由于在形成被覆层30之后亦继续进行靶18的溅射，故金属氧化物进而于透明基体40上沉积。此时，溅射的金属原子中，到达透明基体40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(基材42侧)侧面者较少，金属原子的多数附着于凸部60的上表面60t及上部侧面。因此，相较于凹部70上或凸部60的下部侧面上，于凸部60的上部(上表面60t及上部侧面上)金属氧化物的沉积量变多。因此，于通过继续进行溅射而使邻接的凸部60之间被金属氧化物的沉积物充满之前，连结沉积于邻接的凸部60的上部的金属氧化物使之成为密闭层20，且于邻接的凸部60之间形成间隙部90。该间隙部90通过被覆层30与密闭层20而密闭。尤其是，于各凸部60的顶部(上表面)60t为与基材42平行的平面即相对于溅射靶18平行的平面的情形(例如，与各凸部60的延伸方向正交的面的剖面结构为梯形状的情形)时，由于金属氧化物尤其优先地沉积于凸部60的上表面60t，故而可缩短用于使沉积于邻接的凸部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，且可抑制材料(靶)的耗费。
再者，于以相同材料形成密闭层20与被覆层30的情形时，直至密闭层形成步骤中沉积于邻接的凸部60的上部的金属氧化物连结为止，与密闭层30的形成同时地亦进行被覆层30的形成。即，于此情形时，被覆层形成步骤S2与密闭层形成步骤S3并非为个别的独立的步骤，而为部分地重叠的步骤。
被覆层30及密闭层20可使用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代替上述溅射而形成。例如，于使用电子束加热蒸镀法在透明基体40上成膜金属氧化物作为被覆层30及密闭层20的情形时，例如，可使用电子束加热蒸镀装置，该电子束加热蒸镀装置于真空腔室内设置有：坩埚，其装入用于形成被覆层30及密闭层20的金属或金属氧化物；及电子枪，其用于对坩埚内照射电子束而使金属或金属氧化物蒸发。坩埚以与透明基体40的搬送路径对向的方式设置。一面搬送透明基体40，一面使用电子束使坩埚内的金属或金属氧化物加热蒸发，而于搬送中的透明基体40上沉积金属氧化物，藉此，于透明基体40上形成被覆层30及密闭层20。又，根据装入坩埚的材料的氧化度及作为目标的被覆层及密闭层的氧化度，于真空腔室内可流通氧气亦可不流通流氧气。
又，于使用大气压等离子体CVD在透明基体40上成膜金属氧化物作为被覆层30及密闭层20的情形时，可使用例如日本特开2004-52028号、日本特开2004-198902号等所揭示的方法。可使用有机金属化合物作为原料化合物，原料化合物于常温常压下可为气体、液体、固体中的任一状态。于气体的情形时，可直接导入至放电空间，但于液体、固体的情形时，通过加热一次、起泡、减压、超音波照射等手段使之气化之后再使用。就该种状况而言，作为有机金属化合物，例如，较佳为沸点为200℃以下的金属烷氧化物。
作为此种金属烷氧化物，可列举WO2016/056277号所揭示的金属烷氧化物。
又，使用包含该等有机金属化合物的原料气体，并且为分解该等来获得无机化合物而并用分解气体构成反应性气体。作为该分解气体，可列举WO2016/056277号所揭示的分解气体。例如，通过使用氧气能够形成金属氧化物，通过使用氨气能够形成金属氮化物，通过使用氨气及一氧化二氮气体能够形成金属氮氧化物。
于等离子体CVD法中，对该等反应性气体，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。尤其是，就制造成本的观点而言，可使用氮气。
将上述放电气体与反应性气体混合，并作为混合气体供给至等离子体放电产生装置(等离子体产生装置)，藉此而进行膜形成。放电气体与反应性气体的比率根据作为目标的膜的性质而不同，将放电气体的比率相对于混合气体整体设为50％以上而供给反应性气体。
例如，可将沸点为200℃以下的金属烷氧化物的硅烷氧化物(四烷氧基硅烷(TEOS))作为原料化合物而使用，使用氧气作为分解气体，使用稀有气体、或者氮气等不活性气体作为放电气体，通过使等离子体放电，而形成氧化硅膜作为第1膜。
使用此种CVD法而获得的膜，于可通过选择作为原料的金属化合物、分解气体、分解温度、施加电力等条件而分别由金属碳化物、金属氮化物、金属氧化物、金属硫化物、金属卤化物，又该等的混合物(金属氮氧化物、金属氧化卤化物、金属氮化碳化物等)形成的方面而言较佳。
以如上所述的方式，获得如图1(a)所示般的光学相位差构件100。所获得的光学相位差构件100可使用卷取辊178进行卷取。光学相位差构件100亦可于中途经由适当导辊175等。又，亦可将保护构件贴附于透明基体40的形成有凹凸图案80的面的相反侧的面及/或密闭层。藉此，能够防止于搬送、输送所获得的光学相位差构件100等时，于光学相位差构件100产生划痕等损伤。
再者，于上述实施形态中，使用转印辊作为用于将凹凸图案转印至UV硬化性树脂的铸模，亦可将长条的膜状铸模或平板状的铸模等压抵于涂布在基材上的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硬化性树脂形成凹凸结构层50，但亦可使用热塑性树脂、热硬化性树脂、及无机材料等形成凹凸结构层50。于使用无机材料形成凹凸结构层50的情形时，可使用将无机材料的前驱物涂布于铸模上之后使之硬化的方法、将微粒子分散液涂布于铸模上并使分散介质干燥的方法、将树脂材料涂布于铸模上并使之硬化的方法、及液相沉积法(LPD：Liquid Phase Deposition)等而准备透明基体40。
作为上述无机材料的前驱物，可使用WO2016/056277号所揭示的材料。例如亦可使用Si、Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等的烷氧化物(金属烷氧化物)等(溶胶凝胶法)。
作为于溶胶凝胶法中所使用的前驱物溶液的溶剂，可使用WO2016/056277号所揭示的溶剂。
于作为于溶胶凝胶法中所使用的前驱物溶液中，可添加WO2016/056277号所揭示的添加物。
又，作为无机材料的前驱物，亦可使用WO2016/056277号所揭示的聚硅氮烷。
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材之后，一面将具有凹凸图案的铸模压抵于前驱物的涂膜，一面通过加热前驱物的涂膜或对前驱物的涂膜照射能量线，而使涂膜凝胶化，从而能够形成转印有铸模的凹凸图案的由无机材料所构成的凹凸结构层。
再者，形成如图1(b)所示般的于基材42a上形成凸部60a的结构体，基材42a的表面露出的区域(凹部70a)被隔于凸部60a之间的透明基体40a例如能以如下所述的方式而制造。于上述制造方法中，代替于基材42上涂布UV硬化性树脂50a，仅于凹凸图案转印用铸模的凹部或仅于凸部涂布UV硬化性树脂。使涂布于铸模的UV硬化性树脂与基材42a密接，并将UV硬化性树脂转印至基材42a。藉此，于基材42a上形成具有与铸模的凹部或凸部的形状对应的形状的凸部60a。以如此的方式，凹部(基材42a的表面露出的区域)70a被隔于形成的凸部60a之间。
图1(c)所示般的由以基材的表面本身构成由凸部60b及凹部70b所构成的凹凸图案的方式形状化的基材而构成的透明基体40b例如可使用如下所述的方式制造。使用公知的纳米压印或光刻法等技术，形成在基材上具有凹凸图案的抗蚀层。将抗蚀层的凹部刻蚀而使基材表面露出之后，将残存的抗蚀层作为遮罩而对基材进行刻蚀。刻蚀之后，使用药液去除残余的遮罩(抗蚀剂)。通过如上所述般的操作，可于基材的表面本身形成凹凸图案80b。
通过使用与上述实施形态同样的方法，于以如上所述的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5所示般，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而构成。于复合光学构件300中，光学构件320a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，亦可仅具备任一者。例如，将偏光板贴合于光学相位差构件100作为光学构件320a或320b的复合光学构件可作为抗反射膜而使用。又，通过将此种抗反射膜的光学相位差构件侧贴合于有机EL元件、液晶元件等的显示元件，能够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酮系等公知者。实施形态的光学相位差构件的凸部之间的间隙部通过密闭层而密闭，故并无粘着剂进入凸部之间的情况。因此，将光学相位差构件与光学构件接合之后亦不会有通过光学相位差构件所产生的相位差发生变化的情况，而能够产生充分的相位差。
[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该等实施例。
实施例1
利用模拟计算于凹凸图案的周期为240nm、凸部上表面的宽度为0nm、相邻的凸部的底面间的距离为50nm、凸部高度为350nm、凸部的于波长550nm的折射率n1为1.72、Abbe数为13的透明基体上，以600nm的成膜厚度将于波长550nm的折射率n2为2.37、Abbe数为31的材料(高折射率材料)沉积的情形时的光学相位差构件的结构。再者，于本实施例中，于波长550nm的凸部的折射率n1与被覆层的折射率n2的差(n2－n1)为0.65。又，所谓“成膜厚度”是指于凸部的顶部(上表面)形成的膜的于与透明基体表面(凹凸图案面)垂直的方向的厚度。该“成膜厚度”是形成于透明基体表面的膜的于与透明基体表面垂直的方向的厚度的最大值。又，“成膜厚度”与于平坦的基板上将各材料以相同条件沉积的情形时所形成的膜的厚度几乎相等。光学相位差构件具有由高折射率材料所构成且被覆凹凸图案的被覆层、及由高折射率材料所构成且连结邻接的凸部的上表面(顶部)的密闭层。
计算具有利用上述计算求出的结构的光学相位差构件使波长400～700nm的入射光产生的相位差。于图6中用虚线表示相位差的计算结果。于图6中，横轴表示入射光的波长，纵轴表示相位差。又，于图6中用实线表示理想频散的情形的相位差。
进而，使用严格耦合波分析法(Rigorous Coupled Wave Analysis：RCWA)求出使光以入射角0度～80度入射至具有利用上述计算求出的结构的光学相位差构件时的穿透率。于图7A～7C中用实线表示穿透率的计算结果。图7A示出作为蓝色光的穿透率的波长430nm～500nm的光的穿透率的平均值，图7B示出作为绿色光的穿透率的波长500nm～590nm的光的穿透率的平均值，图7C示出作为红色光的穿透率的波长590nm～680nm的光的穿透率的平均值。
实施例2
以如下所述的方式，制作具有与于实施例1中计算的结构同样的结构的光学相位差构件。首先，准备玻璃基板(日本电气硝子公司制造的OA-10G)。于该玻璃基板的表面涂布UV硬化型的聚苯硫醚树脂而形成涂膜。继而，一面将压印用的铸模压抵于涂膜，一面通过UV照射使涂膜硬化，其后剥离铸模。藉此，于玻璃基板的表面上形成由聚苯硫醚所构成的凹凸结构层。再者，制作聚苯硫醚的平坦膜并使用分光椭圆偏光法测定于波长550nm的折射率之后可知，折射率为1.72。
进而通过溅射以600nm的成膜厚度使作为高折射率材料的ZnS(折射率2.37)沉积于凹凸结构层上。藉此，获得具有由高折射率材料所构成且被覆凹凸图案的被覆层、及由高折射率材料所构成且连结邻接的凸部的上表面(顶部)的密闭层的光学相位差构件。
将所获得的光学相位差构件的密闭层贴合于上浆的偏光板(住友化学公司制造的SRW062)，而制作抗反射构件。将抗反射构件载置于白色的有机EL光源上，自正面及斜向进行目视观察之后发现，虽然自正面看起来为白色，但自斜向看起来为略带黄色。
比较例1
除使凸部的于波长550nm的折射率n1为1.52、将Abbe数设为68以外，与实施例1以同样的方式计算光学相位差构件于入射光下所产生的相位差、及以入射角0度～80度使光入射时的穿透率。再者，于本比较例中，于波长550nm的凸部的折射率n1与被覆层的折射率n2的差(n2－n1)为0.85。于图6中用单点链线表示相位差的计算结果。于图7A～7C中用虚线表示穿透率的计算结果。
比较例2
除形成由旭硝子公司制造的树脂NIF13g99(折射率1.52)所构成的凹凸结构层以外，与实施例2以同样的方式制作具有与于比较例1中计算的结构同样的结构的光学相位差构件。
与实施例2同样地，使用所获得的光学相位差构件制作抗反射构件，且载置于白色的有机EL光源上，自正面及斜向进行目视观察。虽然自正面看起来为白色，但自斜向看起来为带黄色。自斜向观察时的黄色调强于实施例2。
实施例1及比较例1的相位差的计算结果表示如下所述的情况。如图6所示般，于在波长550nm的n2－n1为0.85的比较例1中，于短波长区域(400～550nm)所产生的相位差较大，而自理想频散背离。另一方面，于在波长550nm的n2－n1为0.65的实施例1中，于短波长区域所产生的相位差相对较小，为接近理想频散的情形的相位差的值。实施例1的光学相位差构件显示出整体上接近理想频散的逆频散的相位差特性。
实施例1及比较例1的穿透率的计算结果表示如下所述的情况。如图7A～7C所示般，无论于实施例1及比较例1的任一者中，均为入射角度越大则穿透率越低，该倾向为入射光的波长越短越明显。然而，如图7A所示般，于波长较短的蓝色区域(波长430～500nm)中，实施例1与比较例1相比，伴随入射角度的增大而穿透率的降低变小。即便于绿色区域(波长500nm～590nm)中，如图7B所示般，实施例1与比较例1相比，虽然伴随入射角度的增大而穿透率的降低变小，但实施例1与比较例1的穿透率的差小于在蓝色区域中的穿透率的差。于波长较长的红色区域(波长590nm～680nm)中，如图7C所示般，于0度～80度的范围内的任一入射角下，实施例1与比较例1的穿透率几乎相同。
根据此种穿透率特性，实施例1的光学相位差构件与比较例1的光学相位差构件相比，由于使自入射角较大的斜方向的短波长的光更多地穿透，故能够抑制自斜向观察的情形时看起来为带黄色的情况。因此，实施例1的光学相位差构件与比较例1相比，视野角宽广。于实施例2的自斜向的目视观察中较于比较例2的自斜向的目视观察中黄色调较弱亦印证了该情况。
实施例3
利用模拟计算于凹凸图案的周期为220nm或240nm、凸部上表面的宽度为0nm、相邻的凸部的底面间的距离为凹凸图案周期的0.8倍、凸部高度为250nm～500nm、凸部的于波长550nm的折射率n1为1.4～2.3的透明基体上，以600nm的成膜厚度将于波长550nm的折射率n2为2.33、2.37、2.41的材料(高折射率材料)沉积的情形时的光学相位差构件的结构。再者，高折射率材料的折射率n2＝2.33、2.37、2.41分别与Nb2O5、NS-5B(JX金属制造)、ZnS的折射率对应，且Abbe数分别为16.6、14.5、10.5。光学相位差构件具有由高折射率材料所构成且被覆凹凸图案的被覆层、及由高折射率材料所构成且连结邻接的凸部的上表面(顶部)的密闭层。
进而，以如下所述的方式，作为使用光学相位差构件制作的抗反射膜的着色程度的指标，求出视感度反射率。即，将具有利用上述计算求出的结构的光学相位差构件配置于理想反射镜(反射率100％)上，进而于其上，以偏光方向相对于光学相位差构件的慢轴为45度的方式配置理想偏光板(偏光度1，全光线穿透率50％)。通过计算使光自理想偏光板上方入射至理想反射镜时的反射率，且根据式(1)进行视感度修正，而求出视感度反射率。其中，于式(1)中，λ表示光的波长，L(λ)表示D65的照明的分光强度分布，Y(λ)表示人的比视感度。再者，视感度反射率越低，使用该光学相位差构件的抗反射膜着色变得越小。
[数1]
针对凹凸图案的周期、凸部的折射率n1及高折射率材料的折射率n2的值的组合的各者，以25nm的间隔改变凸部高度，并求出视感度反射率变为最低的凸部高度及该情形的视感度反射率(最小的视感度反射率)。将最小的视感度反射率的计算结果示于图8。于图8中，横轴表示于波长550nm的高折射率材料的折射率(即被覆层的折射率)n2与凸部的折射率n1的差(n2－n1)，纵轴表示视感度反射率。
比较例3
针对已知的逆频散聚碳酸酯延伸膜(于波长550nm的相位差为143.5nm)，与实施例3以同样的方式求出视感度反射率后可知，如图8所示般为0.34％。
如图8所示般，可知，于在实施例3中满足n2－n1≦0.8的情形时，与比较例3的已知的延伸膜相比视感度反射率变低。即，可知，通过使用满足n2－n1≦0.8的光学相位差构件，能够获得于可见区域全域中为低反射率，且较使用已知的延伸膜制作的抗反射膜着色更小的抗反射膜。可认为其原因在于，亦如实施例1及比较例1的光学相位差构件的相位差特性所示般，光学相位差构件的n2－n1的值越小，光学相位差构件越呈现逆频散性，能够相对于可见区域全域的波长λ产生接近λ/4的相位差。
以上，通过实施形态对本发明进行说明，但使用本发明的制造方法而制造的光学相位差构件并不限定于上述实施形态，于权利要求所揭示的技术的思想的范围内可进行适当改变。
[产业上的可利用性]
使用本发明的光学相位差构件而形成的抗反射膜于可见光区域中的反射率较低，着色较少，且视野角宽广。又，本发明的光学相位差构件即便组入设备中亦能够维持优异的相位差特性。又，防止由于施加负重使凹凸结构变形而无法获得所需的相位差的情况。因此，本发明的光学相位差构件能够较佳地使用于抗反射膜等各种功能性构件、及反射型或半透射型液晶显示装置及触控面板、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装置。
Claims (14)
1.一种光学相位差构件，其特征在于，其具备：
透明基体，其具有凹凸图案；
被覆层，其被覆所述凹凸图案的凹部及凸部；
间隙部，其被隔于由所述被覆层被覆的所述凹凸图案的所述凸部之间；及
密闭层，其以连结所述凹凸图案的所述凸部的顶部且密闭所述间隙部的方式，设置于所述凹凸图案的上部；且
所述密闭层与所述被覆层以相同材料形成；
所述被覆层被覆所述凸部的上部及侧部；
于波长550nm，所述凸部的折射率n1及所述被覆层的折射率n2满足n2－n1≦0.8。
2.如权利要求1所述的光学相位差构件，其特征在于，所述间隙部的高度超过所述凹凸图案的所述凸部的高度。
3.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，于波长550nm，所述凸部的折射率n1为1.6以上。
4.如权利要求3所述的光学相位差构件，其特征在于，于波长550nm，所述凸部的折射率n1为1.72以上。
5.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，所述凹凸图案的所述凸部的剖面为大致梯形；所述大致梯形包括大致四边形和大致三角形，所述大致四边形的各边可弯曲。
6.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，所述被覆层及所述密闭层由金属、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所构成。
7.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，构成所述凹凸图案的材料为光硬化性树脂或热硬化性树脂。
8.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，构成所述凹凸图案的材料为溶胶凝胶材料。
9.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，于所述间隙部中存在空气。
10.如权利要求1或2所述的光学相位差构件，其特征在于，所述被覆层的材料的折射率高于所述凹凸图案的材料的折射率，且所述被覆层的材料的折射率为1.8～2.6。
11.一种复合光学构件，其特征在于，其具备：
权利要求1至10中任一权利要求所述的光学相位差构件；及
偏光板，其贴附于所述透明基体的形成有所述凹凸图案的面的相反侧的面或所述密闭层。
12.一种显示装置，其特征在于，其具备：
权利要求11所述的复合光学构件；及
显示元件，其贴附于所述透明基体的形成有所述凹凸图案的面的相反侧的面或所述密闭层。
13.一种光学相位差构件的制造方法，其特征在于，其具有以下步骤：
准备具有凹凸图案的透明基体的步骤；
形成被覆所述凹凸图案的凹部及凸部的表面的被覆层的步骤；
以连结形成有所述被覆层的所述凹凸图案的邻接的凸部，且将被隔于所述凸部之间的间隙部密闭的方式，于所述凹凸图案上形成密闭层的步骤；且
所述密闭层与所述被覆层以相同材料形成；
所述被覆层被覆所述凸部的上部及侧部；
于波长550nm，所述凸部的折射率n1、所述被覆层的折射率n2满足n2－n1≦0.8。
14.如权利要求13所述的光学相位差构件的制造方法，其特征在于，其于所述被覆层形成步骤及所述密闭层形成步骤中，通过溅射、CVD或蒸镀而形成所述被覆层及所述密闭层。
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