TWI711846B - 光學相位差構件、具備光學相位差構件之複合光學構件、及光學相位差構件之製造方法 - Google Patents

光學相位差構件、具備光學相位差構件之複合光學構件、及光學相位差構件之製造方法 Download PDF

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Abstract

光學相位差構件100具備：透明基體40，其具有凹凸圖案80；相位差調整層35，其形成於上述凹凸圖案80之凹部70及凸部60之表面；被覆層30，其被覆上述相位差調整層35；間隙部90，其劃分於上述凹凸圖案80之上述凸部60間，該凹凸圖案80係形成有上述相位差調整層35及被覆層30者；及密閉層20，其以將上述凹凸圖案80之上述凸部60之頂部60t連結且將上述間隙部90密閉之方式設置於上述凹凸圖案80之上部；上述凸部60之折射率n1、上述相位差調整層35之折射率n2、上述被覆層30之折射率n3滿足n1<n2<n3。光學相位差構件100即便使用黏著劑與其他構件接合或被施加負荷，亦能夠產生所期望之相位差，並且能夠以低成本且短時間進行製造。

Description

光學相位差構件、具備光學相位差構件之複合光學構件、及光學相位差構件之製造方法
本發明係關於一種光學相位差構件、具備光學相位差構件之複合光學構件、及光學相位差構件之製造方法。
光學相位差板具有非常多之用途，用於反射型液晶顯示裝置、半穿透型液晶顯示裝置、光碟用讀取頭、PS轉換元件、投影機(投影型顯示裝置)等各種用途。
光學相位差板中存在由如方解石、雲母、水晶般之存在於自然界中之雙折射晶體所形成者、或由雙折射聚合物所形成者、藉由人工設置短於使用波長短之週期構造而形成者等。
作為人工設置週期構造而形成之光學相位差板，有於透明基板上設置凹凸構造而成者。光學相位差板中使用之凹凸構造具有短於使用波長短之週期，例如具有如圖9所示般之條紋狀之圖案。此種凹凸構造具有折射率異向性，若光相對於圖9之光學相位差板400之基板420垂直地入射，則於凹凸構造內，平行於凹凸構造之週期方向之偏光成分與垂直於凹凸構造之週期方向之偏光成分以不同之速度傳播，因此，於兩偏光成分間 產生相位差。該相位差可藉由調整凹凸構造之高度(深度)、構成凸部之材料與凸部間之材料(空氣)之折射率差等而進行控制。用於上述顯示裝置等設備之光學相位差板必須產生相對於使用波長λ為λ/4或λ/2之相位差，但為了形成此種能夠產生充分之相位差之光學相位差板，必須充分增大構成凸部之材料之折射率與凸部間之材料(空氣)之折射率之差或凹凸構造的高度(深度)。作為此種光學相位差板，於專利文獻1、2中，提出有以高折射率材料將凹凸構造之表面被覆而成者。
[專利文獻1]日本特公平7-99402號公報
[專利文獻2]日本特開2005-10377號公報
本發明人等進行了努力研究，結果瞭解到，如上所述之光學相位差板有如下缺點。於用於上述顯示裝置等設備之情形時，光學相位差板係貼附於其他構件而使用。例如，於將光學相位差板用於有機EL顯示裝置之情形時，必須於光學相位差板之一面貼附(接合)偏光板，於另一面貼附有機EL面板。通常，為了將光學相位差板貼附於其他構件而使用黏著劑。但是，如圖10(a)所示，使用黏著劑將光學相位差板400貼附於其他構件320之情形時，黏著劑340進入至光學相位差板400之凹凸構造之凸部之間。黏著劑與空氣相比折射率較大，因此，構成凸部之材料之折射率與進入至凸部間之黏著劑之折射率的差小於構成凸部之材料之折射率與空氣 之折射率的差。因此，於凸部間滲入黏著劑之光學相位差板400其構成凸部之材料與凸部間之材料的折射率差較小，折射率異向性較小，故而無法產生充分之相位差。
又，為了使光學相位差板產生所期望之相位差，必須使光學相位差板之凹凸構造具有較使用波長短之週期構造並且亦具有充分之凹凸高度(深度)。即，必須使凹凸構造具有高縱橫比。但是，存在如下情況，即，於對此種光學相位差板施加負荷之情形時，如圖10(b)所示，光學相位差板400之凹凸構造產生崩塌等而變形，從而無法產生所期望之相位差。
進而，要求光學相位差板產生與其用途對應之相位差。利用光學相位差板產生之相位差通常可藉由光學相位差板之凸部之縱橫比等凹凸構造之形狀進行調整。於藉由奈米壓印法形成光學相位差板之凹凸構造之情形時，為了調整凹凸構造之形狀，必須準備具有與光學相位差板之凹凸構造之形狀對應之凹凸構造的原始模具。但是，原始模具之製作為高成本，且需要長時間。因此，對光學相位差板之每種用途製作與其對應之凹凸構造之原始模具就經濟觀點及時間觀點而言不理想。
因此，本發明之目的在於提供一種光學相位差構件及其製造方法，該光學相位差構件將上述習知技術之缺點消除，即便使用黏著劑與其他構件接合或者施加負荷，亦能夠產生所期望之相位差，並且能夠以低成本且短時間進行製造。
根據本發明之第1態樣，提供一種光學相位差構件，其特徵在於具備： 透明基體，其具有凹凸圖案；相位差調整層，其形成於上述凹凸圖案之凹部及凸部之表面；被覆層，其被覆上述相位差調整層；間隙部，其劃分於上述凹凸圖案之上述凸部間，該凹凸圖案係形成有上述相位差調整層及上述被覆層者；及密閉層，其係以將上述凹凸圖案之上述凸部之頂部連結且將上述間隙部密閉之方式設置於上述凹凸圖案之上部；上述凸部之折射率n1、上述相位差調整層之折射率n2、上述被覆層之折射率n3滿足n1<n2<n3。
於上述光學相位差構件中，上述凸部之折射率n1、上述相位差調整層之折射率n2、上述被覆層之折射率n3可滿足0.8√(n1‧n3)≦n2≦1.05√(n1‧n3)。
於上述光學相位差構件中，上述相位差調整層之厚度可在10~200nm之範圍內。
於上述光學相位差構件中，上述凹凸圖案之上述凸部之剖面可為大致梯形狀。
於上述光學相位差構件中，上述間隙部可具有上述凹凸圖案之上述凸部高度以上之高度。
於上述光學相位差構件中，上述相位差調整層可由ZnO、BaO、MgO、TiO2、或Nb2O5、或者該等之混合物構成。
於上述光學相位差構件中，上述被覆層及上述密閉層可由金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬氮氧化物或金屬鹵化物 構成。
於上述光學相位差構件中，構成上述凹凸圖案之材料可為光硬化性樹脂或熱硬化性樹脂。或者，構成上述凹凸圖案之材料可為溶膠凝膠材料。
於上述光學相位差構件中，可於上述間隙部中存在空氣。
根據本發明之第2態樣，提供一種複合光學構件，其特徵在於具備：第1態樣之光學相位差構件；及偏光板，其貼附於上述透明基體之形成有上述凹凸圖案之面之相反側之面或上述密閉層。
根據本發明之第3態樣，提供一種顯示裝置，其特徵在於具備：第2態樣之複合光學構件；及顯示元件，其貼附於上述透明基體之形成有上述凹凸圖案之面之相反側之面或上述密閉層。
根據本發明之第4態樣，提供一種光學相位差構件之製造方法，其特徵在於具有如下步驟：準備具有凹凸圖案之透明基體；形成相位差調整層，該相位差調整層被覆上述凹凸圖案之凹部及凸部之表面；形成被覆上述相位差調整層之被覆層；及以將形成有上述相位差調整層及上述被覆層之上述凹凸圖案的鄰接之 凸部連結且將劃分於上述凸部間之間隙部密閉的方式，於上述凹凸圖案上形成密閉層；且上述凸部之折射率n1、上述相位差調整層之折射率n2、上述被覆層之折射率n3滿足n1<n2<n3。
於上述光學相位差構件之製造方法之上述相位差調整層形成步驟、上述被覆層形成步驟及上述密閉層形成步驟中，可藉由濺鍍、CVD或蒸鍍形成上述相位差調整層、上述被覆層及上述密閉層。
關於本發明之光學相位差構件，由於存在於基體之凹凸圖案(凹凸構造)之鄰接之凸部間之間隙部由密閉層與凹凸圖案密閉，故而不會因將光學相位差構件組入至設備時黏著劑進入至凹凸圖案之凸部間而構成凸部之材料與凸部間之材料之折射率差變小，導致光學相位差構件之折射率異向性受損。因此，本發明之光學相位差構件即便組入至設備，亦能夠發揮優異之相位差特性。又，由於在凹凸圖案之凸部及間隙部之上部以將鄰接之凸部連結(橋接)之方式形成密閉層，故而即便施加負荷，凹凸圖案之凸部亦不易變形，而可防止無法獲得所期望之相位差。又，本發明之光學相位差構件可藉由相位差調整層之膜厚等來進行相位差之調整，因此，可根據一種凹凸圖案之原始模具來製造產生不同之相位差之光學相位差構件。因此，能夠以低成本、短時間製造產生各種相位差之光學相位差構件。因此，本發明之光學相位差構件可較佳地使用於顯示裝置等各種用途。
20‧‧‧密閉層
30‧‧‧被覆層
35‧‧‧相位差調整層
40‧‧‧透明基體
42‧‧‧基材
50‧‧‧凹凸構造層
60‧‧‧凸部
70‧‧‧凹部
90‧‧‧間隙部
100‧‧‧光學相位差構件
120‧‧‧搬送系統
140‧‧‧塗佈部
160‧‧‧轉印部
170‧‧‧轉印輥
180‧‧‧成膜部
200‧‧‧輥製程裝置
320‧‧‧光學構件
340‧‧‧黏著劑
300‧‧‧複合光學構件
圖1(a)~(c)係表示實施形態之光學相位差構件之剖面構造之例的概略圖。
圖2係實施形態之光學相位差構件之製造方法中使用之製造裝置的概略圖。
圖3係表示實施形態之光學相位差構件之製造方法之流程圖。
圖4係具備實施形態之光學相位差構件之顯示裝置之概略剖面圖。
圖5表示對實施例1中藉由模擬所求出之相位差相對於中折射率材料之成膜厚度進行繪圖所得的曲線圖。
圖6表示對實施例2中藉由模擬所求出之利用相位差調整層所產生之相位差之變化量相對於中折射率材料之折射率進行繪圖所得的曲線圖。
圖7係表示實施例2~5中藉由模擬所求出之中折射率材料之折射率之最佳值、及用於使相位差調整層具有充分之相位差調整功能之中折射率材料之折射率之下限及上限的表。
圖8表示對比較例中藉由模擬所求出之相位差相對於高折射率材料之成膜厚度進行繪圖所得的曲線圖。
圖9係概念性地表示習知技術之光學相位差構件之一例之圖。
圖10(a)係利用黏著劑貼附於其他構件之習知技術之光學相位差構件之概略剖面圖。圖10(b)係經施加負荷之習知技術之光學相位差構件之概略剖面圖。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之光學相位差構件、光學相位差構件之製造方法、及具備光學相位差構件之複合光學構件之實施形態進行說明。
[光學相位差構件]
如圖1(a)所示，實施形態之光學相位差構件100具備：透明基體40，其具有凹凸圖案80；間隙部90，其劃分於凹凸圖案80之鄰接之凸部60之間；及密閉層20，其以將鄰接之凸部60連結並且將凸部60及間隙部90覆蓋之方式設置於凸部60及間隙部90之上方(凹凸圖案之上方)。間隙部90由凹凸圖案80及密閉層20所包圍而密閉。又，於透明基體40之凹凸圖案80之凹部及凸部之表面上形成有相位差調整層35，相位差調整層35由被覆層30被覆。
<透明基體>
於圖1(a)所示之實施形態之光學相位差構件100中，透明基體40係由平板狀之基材42、及形成於基材42上之凹凸構造層50所構成。
作為基材42，並無特別限制，可適當利用使可見光穿透之公知之基材。例如，可利用玻璃等由透明無機材料所構成之基材、由樹脂所構成之基材等在WO2016/056277號中記載之穿透性基板。又，基材42之正面相位差理想為儘可能地小。於將光學相位差構件100用於有機EL顯示器之抗反射膜之情形時，基材42可為具有可撓性之基材。就該方面而言，基材42可為由樹脂所構成之基材。亦可於基材42上進行表面處理或設置易接著層等，以提高密合性。又，亦可設置平滑化層等，以將基材42之表面之突起掩埋。基材42之厚度可在1μm~20mm之範圍內。
凹凸構造層50具有多個凸部60及凹部，藉此，凹凸構造層50之表面劃分成凹凸圖案80。凹凸構造層50可由折射率為1.1~2.0之範圍內、較佳為1.3~1.8之範圍內之材料構成。作為構成凹凸構造層50之材料，例如可使用氧化矽、SiN、SiON等Si系材料、TiO2等Ti系材料、ITO(氧化銦錫)系材料、ZnO、ZnS、ZrO2、Al2O3、BaTiO3、Cu2O、MgS、AgBr、CuBr、BaO、Nb2O5、SrTiO2等無機材料。該等無機材料可為藉由溶膠凝膠法等形成之材料(溶膠凝膠材料、即下述之使前驅物溶液硬化所得之材料)。除上述無機材料以外，亦可使用：如WO2016/056277號中所記載之熱塑性樹脂、紫外線硬化型樹脂、將該等摻合2種以上所得之材料等樹脂材料；於上述樹脂材料中使上述無機材料複合化所得之材料；使上述無機材料及/或上述樹脂材料含有微粒子或填料所得之材料；使上述材料含有紫外線吸收材料所得之材料。
凹凸構造層50之各凸部60沿圖1(a)之Y方向(深度方向)延伸，多個凸部60以短於設計波長(利用光學相位差構件100產生相位差的光之波長)之週期進行排列。各凸部60之與延伸方向正交之ZX平面上之剖面可為大致梯形狀。於本案中，所謂「大致梯形狀」係指如下大致四邊形，即，具有與基材42之表面大致平行之一組對邊，該對邊中靠近基材42之表面之邊(下底)較另一邊(上底)長，且下底與2個斜邊所成之角均為銳角。大致四邊形之各邊可彎曲。即，各凸部60自基材42之表面朝向上方(遠離基材42之表面之方向)而寬度(與凸部60之延伸方向垂直之方向之長度、即圖1(a)之X方向之長度)變小即可。又，各頂點亦可帶有弧度。又，上底之長度亦可為0。即，於本案中，「大致梯形狀」為亦 包含「大致三角形狀」之概念。於凸部60之剖面為上底之長度為0之大致三角形狀之情形時，為了產生所期望之相位差所需之凸部60之高度較上底之長度超過0之情形小，故而有容易形成凹凸圖案之優點。再者，凸部60之剖面之上底長度亦可超過0。具有上底大於0之大致梯形狀之剖面的凸部與具有大致三角形狀之剖面之凸部相比，具有如下優點。即，容易形成用於利用壓印法形成凸部之鑄模、及凸部之面抗壓性等機械強度較高、用以形成下述密閉層20所需之成膜時間較短。凸部60之剖面形狀除大致梯形狀以外，可設為矩形狀、多邊形狀等各種形狀。如下所述，就容易形成密閉層20之觀點而言，凸部60之頂部60t可為平坦、即與基材42之表面平行之平面狀。凹部70由凸部60劃分，且沿著凸部60在Y方向(深度方向)上延伸。
凸部60之高度(凹凸高度)Hc較理想在100~2000nm之範圍內。若凸部60之高度Hc未達100nm，則於可見光入射至光學相位差構件100之情形時難以產生所期望之相位差。於凸部60之高度Hc超過2000nm之情形時，凸部60之縱橫比(凸部高度相對於凸部寬度之比)較大，因此難以形成凹凸圖案。凸部60之寬度W可在10~500nm之範圍內。於凸部60之寬度W未達10nm之情形時，凸部60之縱橫比(凸部高度相對於凸部寬度之比)較大，因此難以形成凹凸圖案。於凸部60之寬度W超過500nm之情形時，產生穿透光之著色，而難以確保足以用作光學相位差構件之無色透明性，又，難以產生所期望之相位差。進而，因鄰接之凸部60之上部之間隔變寬，而難以形成強度較高之密閉層20。再者，此處，所謂凸部60之寬度W係指將各Z方向位置(高度方向位置)之凸部60之寬度進行 平均所得之值。又，凹凸圖案80之凹凸間距可在100~1000nm之範圍內。當間距未達100nm時，於可見光入射至光學相位差構件100之情形時會難以產生所期望之相位差。於間距超過1000nm之情形時，難以確保足以用作光學相位差構件之無色透明性。又，因鄰接之凸部60之上部之間隔變寬，而導致難以形成強度較高之密閉層20。
<相位差調整層>
相位差調整層35沿著凹凸圖案80將透明基體40被覆。即，相位差調整層35被覆凹凸圖案80之凸部60及凹部70之表面。相位差調整層35之厚度Tp可在10~200nm之範圍內。相位差調整層35之厚度Tp係以利用光學相位差構件100產生之相位差成為所期望之值的方式設定。若相位差調整層35之厚度Tp未達10nm或超過200nm，則如下述實施例所示，對利用光學相位差構件100而產生的相位差進行調整之效果變小。再者，於本案中，所謂「相位差調整層35之厚度Tp」係指凸部60之頂部之相位差調整層35之與基材42之表面垂直之方向(即，圖1(a)之Z方向)的厚度。形成於凸部60(尤其是距凸部60之底面為Hc/2之高度之位置)之側面的相位差調整層之厚度依存於凸部60之形狀、成膜方法等，成為0.05Tp~0.2Tp左右。
相位差調整層35具有大於凸部60之折射率n1且小於被覆層30之折射率n3之折射率n2。即，滿足n1<n2<n3。若為n2≦n1或n2≧n3，則無法獲得對利用光學相位差構件100而產生之相位差進行調整之效果。又，相位差調整層35之折射率n2可滿足0.8√(n1‧n3)≦n2≦1.05√(n1‧n3)，亦可滿足0.82√(n1‧n3)≦n2≦1.01√(n1‧n3)。作為構成相位差調整層35 之材料，例如可使用Ti、Nb、Zn、Ba或Mg之氧化物或者該等之混合物。
<被覆層>
被覆層30沿著凹凸圖案80被覆相位差調整層35。即，於被覆層30與凹凸圖案80之凸部60及凹部70之間隔著相位差調整層35。被覆層30之厚度設定為能夠形成將凸部60及下述間隙部90覆蓋之密閉層20的厚度，於該情形時，被覆層30具有能夠形成於下述間隙部90與鄰接之凸部60之間的厚度。於被覆層過厚而於被覆層30與密閉層20之間不形成間隙部90之情形時，無法利用被覆層30與存在於間隙部90之空氣等之間的折射率差，因此，光學相位差構件100難以產生所期望之相位差。又，被覆層30之厚度Tc可為10nm以上。再者，於本案中，所謂「被覆層30之厚度Tc」係指當將凸部60之高度設為Hc時距凸部60之底面為Hc/2高度之位置上的、形成於由相位差調整層35被覆之凸部60之側面的被覆層30之厚度。
被覆層30可由折射率在1.8~2.6之範圍內的材料構成。藉由利用折射率為1.8以上之被覆層30將相位差調整層35及凸部60被覆，使「藉由凸部60與下述間隙部90之週期排列產生之相位差」變大。因此，能夠減小凸部60之高度、即減小凸部60之縱橫比，從而容易形成凹凸圖案80。又，折射率超過2.6之物質難以獲得或者難以於基材42不產生變形之溫度下成膜。作為構成被覆層30之材料，例如可使用Ti、In、Zr、Ta、Nb、Zn等金屬、該等金屬之氧化物、氮化物、硫化物、氮氧化物、鹵化物等無機材料。亦可使用含有該等材料之構件作為被覆層30。
<間隙部>
間隙部90劃分於鄰接之凸部60之間。間隙部90係由被覆層30及下述 密閉層20包圍而密閉。間隙部90可由空氣填滿，亦可由N2、Ar、He等非活性氣體、其他低折射率介質等填滿。又，亦可不存在介質而為真空。間隙部90之高度Ha較理想為凸部60之高度Hc以上。於光學相位差構件100中，間隙部90與被覆層30週期性地排列，藉此可使已穿透光學相位差構件100之光產生相位差，但於間隙部90之高度Ha小於凸部60之高度Hc之情形時，間隙部90與被覆層30之週期排列構造之高度變小，因此，利用光學相位差基板100而產生之相位差變小。
<密閉層>
密閉層20係於凸部60及間隙部90之上部以將該等覆蓋之方式形成。密閉層20與被覆層30一同將間隙部90包圍而密閉。藉此，於為了將本實施形態之光學相位差構件100組入至設備而使用黏著劑與其他構件接合之情形時，黏著劑不會進入至鄰接之凸部60之間(間隙部90)。因此，可防止利用光學相位差構件100而產生之相位差因黏著劑進入至凸部間而減少。因此，於將實施形態之光學相位差構件100與其他構件接合而使用之情形時，光學相位差構件100亦能夠產生所期望之相位差。
又，於密閉層20因其自身原因而自光學相位差構件100之上部(密閉層20側)施加負荷之情形時，各凸部60藉由鄰接之凸部並介隔密閉層20而受到支撐。又，經由密閉層20將各凸部接合，藉此所施加之力分散，因此，各凸部60所受之負荷變小。因此，即便對實施形態之光學相位差構件100施加負荷，凹凸圖案80之凸部60亦不易變形。因此，可防止因對光學相位差構件100施加負荷而導致無法產生所期望之相位差。
密閉層20可由與被覆層30相同之材料形成。於密閉層20 與被覆層30由不同之材料形成之情形時，於形成於凸部60之側面之被覆層30上進而形成由「構成密閉層20之材料」所構成之層，因此，存在藉由凸部60與間隙部90之週期排列而產生之相位差變小或難以控制相位差之情況。密閉層20可為透光性，例如波長550nm下之穿透率可為90%以上。密閉層20之厚度T可在10~1000nm之範圍內。再者，此處，所謂密閉層20之厚度T係指自間隙部90之上端至密閉層20表面之距離(參照圖1(a))。再者，於在光學相位差構件100之密閉層20側接合其他構件之情形時，經由黏著劑將密閉層20與其他構件接合。即，密閉層20係與用於和其他構件之接合之黏著劑不同者。
光學相位差構件一般可藉由與穿透光之行進方向大致平行地形成具有折射率差之材料間之界面，而使穿透光產生相位差。與本實施形態之光學相位差構件100不同不具有相位差調整層、即被覆層沿著凹凸圖案直接被覆透明基體的光學相位差構件，其具有間隙部與被覆層之間之界面、及被覆層與凸部之間之界面來作為與穿透光之行進方向大致平行之界面，並且藉由該等界面使穿透光產生相位差。此處，被覆層必須於形成將凸部之頂部連結(橋接)之密閉層般之成膜條件下形成，因此，難以控制該等界面之形狀。因此，此種光學相位差構件難以藉由被覆層等之成膜條件控制穿透光產生之相位差，為了進行相位差之變更、調整，必須變更透明基體40之凹凸圖案80。為了變更凹凸圖案80，如下所述，必須重新準備凹凸圖案80之原始模具，但為了重新製作原始模具，需要較高之成本及較長之時間。
另一方面，本實施形態之光學相位差構件100如上所述，於 被覆層30與凸部60之間具備「具有大於凸部60之折射率n1且小於被覆層30之折射率n3之折射率n2的相位差調整層35」。藉此，可使被覆層30與凸部60之間之界面的有效折射率差減小，例如，可藉由改變相位差調整層35之厚度而調整被覆層30與凸部60之間之界面的有效折射率差。因此，如下述實施例所示，可藉由改變相位差調整層35之厚度而控制利用光學相位差構件產生之相位差。根據本實施形態，可獲得使用具有相同之凹凸圖案80之透明基體40產生不同之相位差之光學相位差構件100，因此，無須重新製作凹凸圖案80之原始模具便可進行相位差之變更、調整。因此，本實施形態之光學相位差構件100於製造成本及製造時間之方面具有優點。
又，於因凹凸圖案80之原始模具形狀或透明基體40之形成製程之偏差導致形成具有與設計形狀不同之凹凸圖案80之透明基體40的情形時，亦可藉由控制相位差調整層35之膜厚等而控制利用光學相位差構件100產生之相位差，而可製造產生所期望之相位差之光學相位差構件100。
再者，亦可如圖1(b)所示之光學相位差構件100a般，使用在基材42a上形成有多個構成凸部60a之構造體之透明基體40a來代替於基材42上形成有凹凸構造層50之透明基體40。於透明基體40a中，於凸部60a之間劃分有凹部(供基材42a之表面露出之區域)70a，形成由凸部60a及凹部70a所構成之凹凸圖案80a。作為基材42a，可使用與圖1(a)所示之光學相位差構件100之基材42相同之基材。凸部60a可由與構成圖1(a)所示之光學相位差構件100之凹凸構造層50之材料相同的材料構成。
又，亦可如圖1(c)所示之光學相位差構件100b般，由基材之表面本身以構成「由凸部60b及凹部70b所構成之凹凸圖案80b」之方 式形狀化所得的基材構成透明基體40b。於該情形時，透明基體40b可藉由將基材以具有如圖1(c)般之凹凸圖案80b之方式成形而製造。
光學相位差構件100、100a、100b亦可進而於透明基體40、40a、40b之形成有凹凸圖案80之面的相反側之面及/或密閉層貼附有保護片等保護構件。藉此，可防止將光學相位差構件100、100a、100b搬送、輸送等時於光學相位差構件100、100a、100b產生劃痕等損傷。
[光學相位差構件之製造裝置]
作為用以製造光學相位差構件之裝置之一例，於圖2中表示輥製程裝置200。以下，對輥製程裝置200之構造進行說明。
輥製程裝置200主要包含：搬送系統120，其搬送膜狀之基材42；塗佈部140，其將UV硬化性樹脂塗佈於搬送中之基材42；轉印部160，其將凹凸圖案轉印至UV硬化性樹脂；及成膜部180，其於凹凸圖案上形成相位差調整層、被覆層及密閉層。
搬送系統120具有：送出輥172，其將膜狀之基材42送出；夾輥174及剝離輥176，其等分別配置於設置於轉印部160之轉印輥70之上游及下游側且將基材42推壓至轉印輥170；以及捲取輥178，其將所獲得之光學相位差構件100捲取。進而，搬送系統120具備用以將基材42搬送至上述各部之導輥175。塗佈部140具備用以將UV硬化性樹脂50a塗佈於基材42之模嘴塗佈機182。轉印部160具備：轉印輥170，其位於塗佈部140之基材搬送方向之下游側，且具有下述凹凸圖案；及照射光源185，其隔著基材42與轉印輥170對向地設置。成膜部180具備如濺鍍裝置10般之成膜裝置。濺鍍裝置10具備真空腔室11。真空腔室11不限形狀，通常為長方 體狀或圓筒體狀等，只要能夠保持將真空腔室11內減壓之狀態即可。於真空腔室11之內部，以與搬送中之透明基體40之形成有凹凸圖案之面對向之方式配置有濺鍍靶16、18。於在凹凸圖案上形成由Ti、Nb、Zn、Ba、Mg等金屬之氧化物所構成之相位差調整層之情形時，可使用由該等金屬或金屬氧化物所構成之靶作為濺鍍靶16。又，於在相位差調整層上形成由金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬氮氧化物、金屬鹵化物等無機材料所構成之被覆層及密閉層之情形時，可使用由金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬氮氧化物、金屬鹵化物等無機材料所構成之靶作為濺鍍靶18。
轉印輥170係於外周面具有凹凸圖案之輥狀(圓柱狀、圓筒狀)之鑄模。轉印輥170可利用例如WO2016/056277號中所記載之方法製造。
[光學相位差構件之製造方法]
對使用如上所述之輥製程裝置200製造圖1(a)所示之光學相位差構件100的方法進行說明。如圖3所示，光學相位差構件之製造方法主要具有：步驟S1，係準備具有凹凸圖案之透明基體；步驟S2，係於凹凸圖案之凹部及凸部之表面形成相位差調整層；步驟S3，係形成被覆相位差調整層之被覆層；及步驟S4，係於透明基體之凹凸圖案上形成密閉層。
<準備透明基體之步驟>
於實施形態之光學相位差構件之製造方法中，以如下方式準備形成有凹凸圖案之透明基體(圖3之步驟S1)。於圖2所示之輥製程裝置200中，藉由膜送出輥172之旋轉將捲繞於膜送出輥172之膜狀基材42向下游側送 出。膜狀基材42被搬送至塗佈部140，藉由模嘴塗佈機182於膜狀基材42上以特定之厚度塗佈UV硬化性樹脂50a。
再者，作為將UV硬化性樹脂50a塗佈於基材42之方法，可採用棒式塗佈法、旋轉塗佈法、噴塗法、浸漬塗佈法、滴下法、凹版印刷法、網版印刷法、凸版印刷法、模嘴塗佈法、淋幕式塗佈法、噴墨法、濺鍍法等各種塗佈方法代替上述模嘴塗佈法。就可將UV硬化性樹脂50a均勻地塗佈於面積相對較大之基材而言，可採用棒式塗佈法、模嘴塗佈法、凹版印刷法及旋轉塗佈法。
又，為了提高基材42與UV硬化性樹脂50a之密合性，亦可於將UV硬化性樹脂50a塗佈於基材42上之前，於基材42上形成表面改質層。作為表面改質層之材料，例如可使用在WO2016/056277號中作為表面材質層之材料而記載之材料。又，亦可藉由對基材42之表面進行電漿處理、電暈處理、準分子照射處理、UV/O3處理等利用能量線之處理而設置表面改質層。
以如上方式於塗佈部140塗佈UV硬化性樹脂50a所得之膜狀基材42朝向轉印部160搬送。於轉印部160，膜狀基材42由夾輥174壓抵(推壓)於轉印輥170，將轉印輥170之凹凸圖案轉印至UV硬化性樹脂50a。與此同時或之後即刻將來自照射光源185之UV光照射至UV硬化性樹脂50a，使UV硬化性樹脂50a硬化，其中，該照射光源185係隔著膜狀基材42與轉印輥170對向地設置者。硬化後之UV硬化性樹脂及膜狀基材42藉由剝離輥176而自轉印輥170拉離。如此一來，獲得具備轉印有轉印輥170之凹凸圖案之凹凸構造層50(參照圖1(a))之透明基體40。
再者，形成有凹凸圖案之透明基體可利用圖2所示之輥製程裝置以外之裝置製造，或者，亦可無須親自製造，而通過市場或膜製造商等製造業者獲得而準備上述透明基體。
<相位差調整層形成步驟>
繼而，將形成有凹凸圖案之透明基體40搬送至成膜部180，於透明基體40之凹凸圖案之凹部及凸部之表面上形成相位差調整層35(參照圖1(a))(圖3之步驟S2)。於圖2所示之輥製程裝置200中，將已自轉印輥170剝離之透明基體40經由導輥175直接搬送至濺鍍裝置10內，但亦可將透明基體40自轉印輥170剝離之後捲取至輥，將所獲得之輥狀之透明基體40搬送至濺鍍裝置10內。
對使用圖2所示之濺鍍裝置10形成例如由金屬氧化物所構成之相位差調整層35(參照圖1(a))的方法進行說明。首先，將真空腔室11內減壓為高真空。其次，一面向真空腔室11內導入Ar等稀有氣體及氧氣，一面藉由DC電漿或高頻電漿將濺鍍靶16之金屬原子(及氧原子)擊出。於在真空腔室11內搬送透明基體40之期間，於透明基體40之表面上，自濺鍍靶16擊出之金屬原子與氧發生反應而使金屬氧化物沈積。藉此，於透明基體40上，沿著凹凸圖案80於透明基體40之凹凸圖案80之凸部60及凹部70之表面上形成相位差調整層35(參照圖1(a))。
<被覆層形成步驟>
繼而，形成被覆相位差調整層35之被覆層30(參照圖1(a))(圖3之步驟S3)。被覆層30之形成可使用上述相位差調整層形成步驟S2中所使用之濺鍍裝置10，緊接著相位差調整層35之形成而進行。對形成例如由金屬 氧化物所構成之被覆層30之方法進行說明。於形成相位差調整層後，一面繼續向真空腔室11內導入Ar等稀有氣體及氧氣，一面將透明基體40搬送至與濺鍍靶18對向之位置，藉由DC電漿或高頻電漿將濺鍍靶18之金屬原子(及氧原子)擊出。於在真空腔室11內搬送透明基體40之期間，於相位差調整層35上，自濺鍍靶18擊出之金屬原子與氧發生反應而使金屬氧化物沈積。藉此，沿著凹凸圖案80形成將相位差調整層35被覆之被覆層30(參照圖1(a))。
<密閉層形成步驟>
繼而，於透明基體40上形成密閉層20(參照圖1(a))(圖3之步驟S4)。密閉層20之形成可使用上述被覆層形成步驟S3中所使用之濺鍍裝置10，緊接著被覆層30之形成而進行。於利用與被覆層30相同之金屬氧化物形成密閉層20之情形時，於形成被覆層30後，亦繼續進行靶18之濺鍍，藉此，於透明基體40上使金屬氧化物進一步沈積。此時，所濺鍍之金屬原子中到達至透明基體40之凹凸圖案80的鄰接之凸部60(參照圖1(a))之間、尤其是凸部60之下部(基材42側)側面者較少，大多數金屬原子附著於凸部60之上表面60t及上部側面。因此，與凹部70上或凸部60之下部側面上相比，凸部60之上部(上表面60t及上部側面上)之金屬氧化物之沈積量較多。因此，藉由繼續濺鍍，而於鄰接之凸部60之間由金屬氧化物之沈積物填滿之前，沈積於鄰接之凸部60之上部的金屬氧化物連結而成為密閉層，並於鄰接之凸部60之間形成間隙部90。該間隙部90由被覆層30與密閉層20密閉。尤其是，於各凸部60之頂部(上表面)60t為與基材42平行之平面、即相對於濺鍍靶18平行之平面之情形(例如，各凸部60之與 延伸方向正交之面上之剖面構造為梯形狀之情形)時，金屬氧化物尤其優先沈積於凸部60之上表面60t，因此，可縮短沈積於鄰接之凸部60之上部的金屬氧化物連結而形成密閉層20所需之成膜時間，且可抑制材料(靶)之消耗。
再者，於利用相同之材料形成密閉層20與被覆層30之情形時，於密閉層形成步驟中，於沈積於鄰接之凸部60之上部之金屬氧化物連結之前，與密閉層30之形成同時地亦進行被覆層30之形成。即，於該情形時，被覆層形成步驟S3與密閉層形成步驟S4成為部分重複之步驟，而並非個別之獨立之步驟。
相位差調整層35、被覆層30及密閉層20可藉由蒸鍍等物理氣相沈積(PVD)法、化學氣相沈積(CVD)法等公知之乾式製程代替上述濺鍍而形成。例如，於藉由電子束加熱蒸鍍法於透明基體40上將金屬氧化物形成為相位差調整層35、被覆層30及密閉層20之情形時，例如可使用電子束加熱蒸鍍裝置，該電子束加熱蒸鍍裝置於真空腔室內設置有裝有用以形成相位差調整層35之金屬或金屬氧化物之坩堝、裝有用以形成被覆層30及密閉層20之金屬或金屬氧化物之坩堝、及用以對各坩堝內照射電子束而使金屬或金屬氧化物蒸發之電子槍。各坩堝係以與透明基體40之搬送路徑對向之方式設置，用於形成被覆層30及密閉層20之坩堝相對於用於形成相位差調整層35之坩堝設置於透明基體40之搬送方向下游側。於該情形時，一面搬送透明基體40，一面藉由電子束將各坩堝內之金屬或金屬氧化物加熱蒸發，使金屬氧化物沈積於搬送中之透明基體40上，藉此可於透明基體40上形成相位差調整層35、被覆層30及密閉層20。又，根據裝入至 坩堝之材料之氧化度與目標之相位差調整層35、被覆層及密閉層之氧化度，可流通氧氣，亦可不流通氧氣。
又，於藉由大氣壓電漿CVD於透明基體40上形成金屬氧化物作為相位差調整層35、被覆層30及密閉層20之情形時，例如可使用日本特開2004-52028號、日本特開2004-198902號等中所記載之方法。可使用有機金屬化合物作為原料化合物，原料化合物於常溫常壓下可為氣體、液體、固體之任一狀態。於氣體之情形時，可直接導入至放電空間，於液體、固體之情形時，藉由一次加熱、起泡、減壓、超音波照射等手段使之汽化後再使用。根據如上所述之狀況，作為有機金屬化合物，例如較佳為沸點為200℃以下之金屬烷氧化物。
作為此種金屬烷氧化物，可列舉WO2016/056277號中所記載之金屬烷氧化物。
又，與包含該等有機金屬化合物之原料氣體一同併用分解氣體，以將該等分解獲得無機化合物，而構成反應性氣體。作為該分解氣體，可列舉WO2016/056277號中所記載之分解氣體。例如，可藉由使用氧氣而形成金屬氧化物，可藉由使用氨氣而形成金屬氮化物，可藉由使用氨氣及一氧化二氮氣體而形成金屬氮氧化物。
於電漿CVD法中，對該等反應性氣體，主要混合容易成為電漿狀態之放電氣體。作為放電氣體，可使用氮氣、週期表之第18族原子、具體而言、氦、氖、氬等稀有氣體。尤其是，就製造成本之觀點而言，可使用氮氣。
將上述放電氣體與反應性氣體混合並作為混合氣體而供給 至電漿放電產生裝置(電漿產生裝置)，藉此進行膜形成。放電氣體與反應性氣體之比率係根據目標膜之性質而不同，但相對於混合氣體整體，將放電氣體之比率設為50%以上而供給反應性氣體。
例如，使用沸點為200℃以下之作為金屬烷氧化物之矽烷氧化物(四烷氧基矽烷(TEOS))作為原料化合物，對分解氣體使用氧氣，使用稀有氣體、或氮氣等惰性氣體作為放電氣體，使之進行電漿放電，藉此可形成氧化矽膜作為第1膜。
此種利用CVD法所獲得之膜於如下方面較佳，即，藉由對作為原料之金屬化合物、分解氣體、分解溫度、輸入電力等條件進行選擇，亦能夠分別製作金屬碳化物、金屬氮化物、金屬氧化物、金屬硫化物、金屬鹵化物、或該等之混合物(金屬氮氧化物、金屬鹵氧化物、金屬碳氮化物等)。
以如上方式獲得如圖1(a)所示之光學相位差構件100。所獲得之光學相位差構件100可由捲取輥178捲取。光學相位差構件100亦可中途適當經由導輥175等。又，亦可於透明基體40之形成有凹凸圖案80之面的相反側之面及/或密閉層貼附保護構件。藉此，可防止將所獲得之光學相位差構件100搬送、輸送等時於光學相位差構件100產生劃痕等損傷。
再者，於上述實施形態中，使用轉印輥作為用以將凹凸圖案轉印至UV硬化性樹脂之鑄模，但亦可將長條之膜狀鑄模或板狀鑄模等壓抵於塗佈於基材上之UV硬化性樹脂而形成凹凸圖案。
又，於上述實施形態中，使用UV硬化性樹脂形成凹凸構造層50，但亦可利用熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、無機材料等形成凹凸構造 層50。於利用無機材料形成凹凸構造層50之情形時，可藉由將無機材料之前驅物塗佈於鑄模上後使之硬化之方法、將微粒子分散液塗佈於鑄模上後使分散介質乾燥之方法、將樹脂材料塗佈於鑄模上後使之硬化之方法、液相沈積法(LPD：Liquid Phase Deposition)等準備透明基體40。
作為上述無機材料之前驅物，可使用WO2016/056277號中所記載之材料。例如亦可使用Si、Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等之烷氧化物(金屬烷氧化物)等(溶膠凝膠法)。作為於溶膠凝膠法中使用之前驅物溶液之溶劑，可使用WO2016/056277號中所記載之溶劑。可於溶膠凝膠法中使用之前驅物溶液中添加WO2016/056277號中所記載之添加物。
又，亦可使用WO2016/056277號中所記載之聚矽氮烷作為無機材料之前驅物。
於將上述金屬烷氧化物或聚矽氮烷等無機材料之前驅物之溶液塗佈於基材後，一面將具有凹凸圖案之鑄模壓抵於前驅物之塗膜，一面加熱前驅物之塗膜或對前驅物之塗膜照射能量線，藉此使塗膜凝膠化，從而可形成轉印有鑄模之凹凸圖案之由無機材料所構成之凹凸構造層。
再者，如圖1(b)所示般之於基材42a上形成構成凸部60a之構造體且於凸部60a之間劃分有供基材42a之表面露出之區域(凹部70a)的透明基體40a例如可以如下方式製造。於上述製造方法中，將UV硬化性樹脂僅塗佈於凹凸圖案轉印用鑄模之凹部或凸部，來代替將UV硬化性樹脂50a塗佈於基材42上。使塗佈於鑄模之UV硬化性樹脂密合於基材42a，將UV硬化性樹脂轉印至基材42a。藉此，於基材42a上形成具有與鑄模之凹部或凸部之形狀對應之形狀之凸部60a。於以此方式形成之凸部60a之間， 劃分有凹部(供基材42a之表面露出之區域)70a。
如圖1(c)所示般之由基材之表面本身以構成由凸部60b及凹部70b所構成之凹凸圖案之方式形狀化所得之基材構成的透明基體40b，例如可以如下方式製造。利用公知之奈米壓印或光微影等技術，於基材上形成具有凹凸圖案之抗蝕劑層。對抗蝕劑層之凹部進行蝕刻而使基材表面露出之後，將殘留之抗蝕劑層作為遮罩而對基材進行蝕刻。於蝕刻後，利用藥液將殘留之遮罩(抗蝕劑)去除。藉由如上所述之操作，可於基材之表面本身形成凹凸圖案80b。
於以如上方式製造之透明基體40a、40b上，利用與上述實施形態相同之方法形成相位差調整層35、被覆層30及密閉層20，藉此可形成圖1(b)、(c)所示之光學相位差構件100a、100b。
[複合光學構件]
對使用上述光學相位差構件100、100a、100b形成之複合光學構件進行說明。如圖4所示，複合光學構件300係由上述實施形態之光學相位差構件100、及與光學相位差構件100接合之光學構件320a、320b所構成。於複合光學構件300中，光學構件320a與光學相位差構件100之密閉層20接合(貼合)，光學構件320b與透明基體40之形成有凹凸圖案之面的相反側之面接合。再者，根據本發明之複合光學構件亦可不具備光學構件320a、320b兩者，亦可僅具備任一者。例如，於光學相位差構件100貼合偏光板作為光學構件320a或320b而成之複合光學構件可用作抗反射膜。又，藉由將此種抗反射膜之光學相位差構件側貼合於有機EL元件、液晶元件等顯示元件，可獲得顯示元件之配線電極之反射得以防止之顯示裝置(例如有機EL顯示 器、液晶顯示器等)。
為了將光學相位差構件與偏光板或顯示元件等光學構件接合而使用黏著劑。作為黏著劑，可使用丙烯酸系或聚矽氧系等公知者。實施形態之光學相位差構件由於凸部之間之間隙部係由密閉層所密閉，故而黏著劑不會進入至凸部之間。因此，於將光學相位差構件與光學構件接合後，利用光學相位差構件而產生之相位差亦不會發生變化，可產生充分之相位差。
[實施例]
以下，利用實施例及比較例對本發明之光學相位差構件進行具體說明，但本發明並不限定於該等實施例。
實施例1
藉由模擬對如下情形之光學相位差構件之構造進行計算，即，於凹凸圖案之週期為240nm、凸部上表面之寬度為0nm、相鄰之凸部之底面間之距離為48nm、凸部高度為350nm、凸部之折射率n1為1.68的透明基體上，使折射率n2為1.93之材料(中折射率材料)以0~290nm之範圍內之成膜厚度沈積，進而，使折射率n3為2.37之材料(高折射率材料)以600nm之成膜厚度沈積。再者，此處，所謂「成膜厚度」係指形成於凸部之頂部(上表面)之膜的與透明基體表面(凹凸圖案面)垂直之方向上之厚度。該「成膜厚度」成為於透明基體表面所形成之膜的與透明基體表面垂直之方向上之厚度的最大值。又，「成膜厚度」亦與於平坦之基板上使各材料以相同條件沈積之情形時所形成之膜的厚度大致相等。光學相位差構件具有由中折射率材料所構成且將凹凸圖案被覆之相位差調整層、由高折射率材料所構 成且將相位差調整層被覆之被覆層、及由高折射率材料所構成且將鄰接之凸部之上表面(頂部)連結之密閉層。
對具有藉由上述計算所求出之構造之光學相位差構件使波長400~700nm之穿透光產生的相位差進行計算。於圖5中表示於波長550nm之穿透光產生之相位差之計算結果。於圖5中，橫軸表示中折射率材料之成膜厚度(即相位差調整層之厚度)，縱軸表示將相位差除以光之波長(550nm)所得之值。可知，於相位差調整層之厚度為200nm以下之範圍時，相位差相對於相位差調整層之厚度之變化率較大，可藉由相位差調整層之厚度控制相位差。可知，若相位差調整層之厚度超過200nm，則相位差相對於相位差調整層之厚度變化之變化率較小，而調整相位差之效果變小。又，於相位差調整層之厚度未達10nm之情形時，與無相位差調整層之情形相比相位差幾乎未變，因此，相位差調整層之厚度可為10nm以上。
實施例2
藉由模擬對如下情形之光學相位差構件之構造進行計算，即，於具有與實施例1相同之凹凸圖案且凸部之折射率n1為1.68之透明基體上，作為中折射率材料使折射率n2為1.5~2.3之範圍內之材料以50nm之膜厚沈積，進而，使與實施例1相同之高折射率材料以與實施例1相同之成膜厚度沈積。光學相位差構件具有由中折射率材料所構成且將凹凸圖案被覆之相位差調整層、由高折射率材料所構成且將相位差調整層被覆之被覆層、及由高折射率材料所構成且將鄰接之凸部之上表面(頂部)連結之密閉層。再者，於本實施例中，凸部之折射率n1與高折射率材料之折射率n3之幾何平均nave為1.99。
進而，藉由模擬對如下光學相位差構件之構造進行計算，該光學相位差構件除不形成中折射率材料以外，以與上述光學相位差構件相同之方式製作。該光學相位差構件不具有相位差調整層，但具有由高折射率材料所構成且將相位差調整層被覆之被覆層、及由高折射率材料所構成且將鄰接之凸部之上表面(頂部)連結之密閉層。
對具有上述相位差調整層之光學相位差構件及不具有相位差調整層之光學相位差構件之各者計算使波長550nm之穿透光產生的相位差，並求出其差(即，利用相位差調整層所產生之相位差之變化量)。於圖6中表示相位差之變化量之計算結果。如圖7之表中所示，相位差之變化量成為最大之中折射率材料之折射率(即折射率之最佳值)n2opt為1.80。又，相位差之變化量成為相位差之變化量之最大值(即，中折射率材料之折射率n2為n2opt時之相位差之變化量)之0.9倍以上的折射率n2，其下限n2min為1.65，上限n2max為1.95。又，n2opt、n2min、n2max分別為nave之0.90倍、0.83倍、0.98倍。因此，可知，若中折射率材料之折射率n2滿足0.83nave≦n2≦0.98nave，則可使利用相位差調整層所產生之相位差之變化量充分增大。
實施例3
除了將凸部之折射率n1設為1.52以外，以與實施例2相同之方式求出利用相位差調整層所產生之相位差之變化量。再者，於本實施例中，凸部之折射率n1與高折射率材料之折射率n3之幾何平均nave為1.90。
如圖7之表中所示，相位差之變化量成為最大之中折射率材料之折射率n2opt為1.70。又，相位差之變化量成為最大值(即，中折射率材料之折射率n2為n2opt時之相位差之變化量)之0.9倍以上的中折射率材料之 折射率n2，其下限n2min為1.55，上限n2max為1.90。n2opt、n2min、n2max分別為nave之0.90倍、0.82倍、1.00倍。因此，可知，若中折射率材料之折射率n2滿足0.82nave≦n2≦1.00nave，則可使利用相位差調整層所產生之相位差之變化量充分增大，即，相位差調整層發揮充分之相位差調整效果。
實施例4
除了將高折射率材料之折射率n3設為2.47以外，以與實施例2相同之方式求出利用相位差調整層所產生之相位差之變化量。再者，於本實施例中，凸部之折射率n1與高折射率材料之折射率n3之幾何平均nave為2.04。
如圖7之表中所示，相位差之變化量成為最大之中折射率材料之折射率n2opt為1.85。又，相位差之變化量成為最大值(即，中折射率材料之折射率n2為n2opt時之相位差之變化量)之0.9倍以上的中折射率材料之折射率n2，其下限n2min為1.70，上限n2max為2.05。n2opt、n2min、n2max分別為nave之0.91倍、0.84倍、1.01倍。因此，可知，若中折射率材料之折射率n2滿足0.84nave≦n2≦1.01nave，則可使利用相位差調整層所產生之相位差之變化量充分增大。
實施例5
除了將高折射率材料之折射率n3設為2.47以外，以與實施例3相同之方式求出利用相位差調整層所產生之相位差之變化量。再者，於本實施例中，凸部之折射率n1與高折射率材料之折射率n3之幾何平均nave為1.93。
如圖7之表中所示，相位差之變化量成為最大之中折射率材料之折射率n2opt為1.75。又，相位差之變化量成為最大值(即，中折射率材料之折射率n2為n2opt時之相位差之變化量)之0.9倍以上的中折射率材料之 折射率n2，其下限n2min為1.60，上限n2max為1.95。n2opt、n2min、n2max分別為nave之0.90倍、0.83倍、1.01倍。因此，可知，若中折射率材料之折射率n2滿足0.83nave≦n2≦1.01nave，則可使利用相位差調整層所產生之相位差之變化量充分增大。
根據實施例2~5可知，相位差調整層之折射率n2可滿足0.8nave≦n2≦1.05nave，亦可滿足0.82nave≦n2≦1.01nave，亦可滿足0.84nave≦n2≦1.00nave，藉此獲得足夠大之相位差調整效果。
比較例
藉由模擬對如下情形之光學相位差構件之構造進行計算，即，於與實施例1相同構造之透明基體上，不沈積中折射率層而使與實施例1相同之高折射率材料以100~1000nm之範圍內之成膜厚度沈積。若高折射率材料之成膜厚度未達600nm，則雖形成有將凹凸圖案被覆之被覆層，但未形成將鄰接之凸部之上表面(頂部)連結之密閉層。另一方面，高折射率材料之成膜厚度為600nm以上時形成有密閉層。
對具有藉由上述計算所求出之構造之光學相位差構件使波長400~700nm之穿透光產生的相位差進行計算。於圖8中表示於波長550nm之穿透光產生之相位差之計算結果。於圖8中，橫軸表示高折射率材料之成膜厚度，縱軸表示將相位差除以光之波長(550nm)所得之值。於高折射率材料之成膜厚度未達600nm之情形時，即未形成密閉層之情形時，隨著高折射率材料之成膜厚度增加，而相位差變大。另一方面，可知，於高折射率材料之成膜厚度為600nm以上之情形時，即形成有密閉層之情形時，即便高折射率材料之成膜厚度增加，相位差亦幾乎不變。因此，可知， 於如本比較例般直接將高折射率材料成膜於凹凸圖案上之情形(即，未形成相位差調整層之情形)時，難以形成密閉層並且難以控制相位差。
以上，利用實施形態對本發明進行了說明，但利用本發明之製造方法製造之光學相位差構件並不限定於上述實施形態，可於申請專利範圍所記載之技術思想之範圍內適當進行改變。
[產業上之可利用性]
本發明之光學相位差構件即便組入至設備亦能夠維持優異之相位差特性。又，可防止因施加負荷而導致凹凸構造變形而無法獲得所期望之相位差。因此，本發明之光學相位差構件可較佳地用於抗反射膜等各種功能性構件、或反射型或半穿透型液晶顯示裝置或觸控面板、有機EL顯示裝置等顯示裝置、光碟用拾取器裝置、偏光轉換元件等各種設備中。
20‧‧‧密閉層
30‧‧‧被覆層
35‧‧‧相位差調整層
40‧‧‧透明基體
40a‧‧‧透明基體
40b‧‧‧透明基體
42‧‧‧基材
42a‧‧‧基材
50‧‧‧凹凸構造層
60‧‧‧凸部
60a‧‧‧凸部
60b‧‧‧凸部
60t‧‧‧凸部之頂部(上表面)
70‧‧‧凹部
70a‧‧‧凹部
70b‧‧‧凹部
80‧‧‧凹凸圖案
80a‧‧‧凹凸圖案
80b‧‧‧凹凸圖案
90‧‧‧間隙部
100‧‧‧光學相位差構件
100a‧‧‧光學相位差構件
100b‧‧‧光學相位差構件
Ha‧‧‧高度
Hc‧‧‧高度
T‧‧‧厚度
Tc‧‧‧厚度
Tp‧‧‧厚度
W‧‧‧寬度

Claims (13)

  1. 一種光學相位差構件，其具備：透明基體，其具有凹凸圖案；相位差調整層，其形成於上述凹凸圖案之凹部及凸部之表面；被覆層，其被覆上述相位差調整層；間隙部，其劃分於上述凹凸圖案之上述凸部間，該凹凸圖案形成有上述相位差調整層及上述被覆層；及密閉層，其係以將上述凹凸圖案之上述凸部之頂部連結且將上述間隙部密閉之方式設置於上述凹凸圖案之上部；上述凸部之折射率n1、上述相位差調整層之折射率n2、上述被覆層之折射率n3滿足n1<n2<n3，且滿足0.8√(n1‧n3)≦n2≦1.05√(n1‧n3)。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，上述相位差調整層之厚度在10~200nm之範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，上述凹凸圖案之上述凸部之剖面為大致梯形狀。
  4. 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，上述間隙部具有上述凹凸圖案之上述凸部之高度以上的高度。
  5. 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，上述相位差調整層係由ZnO、BaO、MgO、TiO2、或Nb2O5、或者該等之混合物所構成。
  6. 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，上述被覆層及上述密閉層係由金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬氮氧 化物或金屬鹵化物所構成。
  7. 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，構成上述凹凸圖案之材料為光硬化性樹脂或熱硬化性樹脂。
  8. 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，構成上述凹凸圖案之材料為溶膠凝膠材料。
  9. 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，於上述間隙部中存在空氣。
  10. 一種複合光學構件，其具備：申請專利範圍第1至9項中任一項之光學相位差構件；及偏光板，其貼附於上述透明基體之形成有上述凹凸圖案之面的相反側之面、或上述密閉層。
  11. 一種顯示裝置，其具備：申請專利範圍第10項之複合光學構件；及顯示元件，其貼附於上述透明基體之形成有上述凹凸圖案之面的相反側之面、或上述密閉層。
  12. 一種光學相位差構件之製造方法，其具有以下步驟：準備具有凹凸圖案之透明基體；形成相位差調整層，該相位差調整層被覆上述凹凸圖案之凹部及凸部之表面；形成被覆上述相位差調整層之被覆層；及以將形成有上述相位差調整層及上述被覆層之上述凹凸圖案之鄰接之凸部連結且將劃分於上述凸部間之間隙部密閉的方式，於上述凹凸 圖案上形成密閉層；上述凸部之折射率n1、上述相位差調整層之折射率n2、上述被覆層之折射率n3滿足n1<n2<n3，且滿足0.8√(n1‧n3)≦n2≦1.05√(n1‧n3)。
  13. 如申請專利範圍第12項之光學相位差構件之製造方法，其中，於上述相位差調整層形成步驟、上述被覆層形成步驟及上述密閉層形成步驟中，藉由濺鍍、CVD或蒸鍍形成上述相位差調整層、上述被覆層及上述密閉層。
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