TWI733793B - 光學相位差構件及投影機 - Google Patents
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Abstract
光學相位差構件100具備：透明基體40：具有由多個凸部60構成之凹凸圖案80，該等凸部60沿一方向延伸並且與延伸方向垂直之面的剖面略呈梯形；高折射率層30：形成於透明基體40之凸部60之上表面60t及側面60s，且具有高於凸部60之折射率；及積層體20：形成於凸部60之上表面60t之高折射率層30上。
相鄰之凸部60之對向之側面60s上的高折射率層30之間存在空氣層90。積層體20具備形成於高折射率層30上之第1層22、形成於第2k-1層(k為1~n之整數)上之第2k層及形成於第2k層上之第2k+1層，第1層22之折射率低於高折射率層30之折射率、上述第2k+1層之折射率低於第2k層之折射率。光學相位差構件100於寬波長範圍顯示高穿透率。
Description
本發明係關於一種光學相位差構件及使用其之投影機。
光學相位差板具有非常多的用途，被使用於投影機(投影型顯示裝置)、反射型液晶顯示裝置、半透過型液晶顯示裝置、光碟用拾取器、PS轉換元件等各種用途。
光學相位差板存在由如方解石、雲母、水晶般之自然界中存在的雙折射結晶形成者或由雙折射聚合物形成者、藉由人工設置短於使用波長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者。光學相位差板使用之凹凸構造具有短於使用波長之週期，例如具有如圖10所示般條紋狀之圖案。此種凹凸構造具有折射率各向異性，若光L垂直地入射至圖10之光學相位差板400之基板420，則於凹凸構造內，與凹凸構造之週期方向平行的偏振光成分及與凹凸構造之週期方向垂直的偏振光成分以不同之速度傳遞，因此於兩偏振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之間的材料(空氣)之折射率差等進行控制。上述投影機等裝置所使
用之光學相位差板必須相對於使用波長λ產生λ/4或λ/2之相位差，為了形成能產生此種充分的相位差之光學相位差板，必須充分地增大構成凸部之材料的折射率與凸部間之材料(空氣)的折射率之差或凹凸構造之高度(深度)。作為此種光學相位差板，於專利文獻1中提出利用高折射率材料被覆凹凸構造之表面者。
於專利文獻2中記載有如下內容：為了提高光學相位差板之穿透率，在形成於凹凸構造上之高折射率膜上形成具有低於高折射率膜之折射率的低折射率膜。
[專利文獻1]日本專利特公平7-99402號公報
[專利文獻2]日本專利特開2005-99099號公報
尤其是於將光學相位差構件用於投影機等之情形時，期待光學相位差構件於寬波長範圍具有較高穿透率。於上述專利文獻1所揭示之相位差板因高折射率層與空氣接觸故而入射至該相位差板之大部分光於高折射率層與空氣之界面反射，故而相位差板之穿透率低。又，於專利文獻2中，藉由在形成於凹凸構造上之高折射率膜上形成具有低於高折射率膜之折射率的低折射率膜而提高光學相位差板之穿透率，但期待進一步提高光學相位差板之穿透率。
又，專利文獻2所記載之光學相位差板由於凹凸構造之凸部
的剖面形狀為矩形，因此機械強度特性並不充分。進而，如專利文獻2所記載般的、僅於凹凸構造之凸部的上表面及凹部之底面積層高折射率膜及低折射率膜而維持基板之凹凸構造(格子圖案)的構造難以利用一般之蒸鍍法、濺鍍法等成膜法形成。
因此，本發明之目的在於提供一種可於寬波長範圍顯示高穿透率且可產生所需之相位差，並且可利用通常之成膜法形成且機械強度高的光學相位差構件及使用其之投影機。
根據本發明之第1態樣，提供一種光學相位差構件，使入射光產生相位差，具備：透明基體：具有由多個凸部構成之凹凸圖案，該等凸部沿一方向延伸並且與延伸方向垂直之面的剖面略呈梯形；高折射率層：形成於上述透明基體之上述凸部的上表面及側面，具有高於上述凸部之折射率；及積層體：由形成於上述凸部之上表面之上述高折射率層上的2n+1(n為正整數)層構成，形成於相鄰之上述凸部之對向之上述側面的上述高折射率層之間存在空氣層，上述積層體具備形成於上述高折射率層上之第1層、形成於第2k-1層(k為1~n之整數)上之第2k層及形成於上述第2k層上之第2k+1層，上述第1層之折射率低於上述高折射率層之折射率，上述第2k+1層之折射率低於上述第2k層之折射率。
於上述光學相位差構件中，上述第2k-1層(k為1~n之整數)之折射率可低於上述第2k層之折射率。
於上述光學相位差構件中，上述第2k層與上述高折射率層可由相同之材料構成。
於上述光學相位差構件中，上述第2k+1層與上述第2k-1層可由相同之材料構成。
於上述光學相位差構件中，n可為1。於該情形時，第2層之折射率可為2.1~2.6之範圍內，第1層及第3層之折射率可為1.3~1.55之範圍內。
於上述光學相位差構件中，上述積層體可形成於上述透明基體之上述凸部的上表面及側面之上述高折射率層上。
上述光學相位差構件於波長430nm~680nm之範圍內的穿透率之平均值可為97%以上。
於上述光學相位差構件中，構成上述凸部之材料可為溶膠凝膠材料。
根據本發明之第2態樣，提供一種具備第1態樣之光學相位差構件之投影機。
根據本發明之第3態樣，提供一種投影機，其具備：光產生機構：產生直線偏振光之光；入射側波長板：由第1態樣之光學相位差構件構成，將自上述光產生機構射出之上述光轉換成圓偏振光；圖像顯示元件：對已轉換成圓偏振光之上述光進行調變；
出射側波長板：由第1態樣之光學相位差構件構成，將經上述圖像顯示元件調變之上述光轉換成直線偏振光；及投影光學系統，投影經上述圖像顯示元件調變之上述光。
根據本發明之第4態樣，提供一種投影機，其具備：光產生機構：產生直線偏振光之光；波長板：由第1態樣之光學相位差構件構成，將自上述光產生機構射出之上述光轉換成圓偏振光；擴散元件：使已轉換成圓偏振光之上述光擴散；圖像顯示元件：對經上述擴散元件擴散之上述光進行調變；及投影光學系統：投影經上述圖像顯示元件調變之上述光。
本發明之光學相位差構件由於使用具有由剖面形狀略呈梯形之凸部構成之凹凸圖案的透明基體，故而機械強度高。又，由於在透明基體之凸部側面形成高折射率層，且形成於相鄰之凸部之對向之側面的高折射率層之間存在空氣層，故而可對穿透本發明之光學相位差構件之光賦予所需的相位差。進而，本發明之光學相位差構件在形成於透明基體之凸部之上表面的高折射率層上形成由3以上之奇數層構成的積層體，積層體之各層的折射率滿足特定之大小關係，藉此，可於寬波長範圍具有高穿透率。因此，本發明之光學相位差構件具有適合投影機等各種用途之特性。
20‧‧‧積層體
22‧‧‧第1層
24‧‧‧第2層
26‧‧‧第3層
30‧‧‧高折射率層
40‧‧‧透明基體
42‧‧‧基材
50‧‧‧凹凸構造層
60‧‧‧凸部
90‧‧‧空氣層
80‧‧‧凹凸圖案
100‧‧‧光學相位差構件
301、501‧‧‧投影機
320‧‧‧入射側波長板
321‧‧‧出射側波長板
328、528‧‧‧液晶面板
532‧‧‧擴散元件
534‧‧‧波長板
圖1(a)~(f)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係表示實施形態之光學相位差構件之製造方法之流程圖。
圖3係用於製造光學相位差構件之透明基體之裝置的概略圖。
圖4係表示使用光學相位差構件之投影機之構成之一例的概念圖。
圖5係表示構成使用光學相位差構件之投影機之第1圖像形成系統的各構成要素的光學軸之相對關係之圖。
圖6係表示使用光學相位差構件之投影機之構成之另一例之概念圖。
圖7(a)表示將實施例1中藉由模擬而求出之光學相位差構件之最大平均穿透率相對於第2層之折射率進行繪製而成之曲線圖，圖7(b)表示將實施例2中藉由模擬而求出之光學相位差構件之最大平均穿透率相對於第1層及第3層之折射率進行繪製而成之曲線圖。
圖8係表示實施例3~15及比較例1~5之光學相位差構件之各層之厚度及折射率以及藉由模擬而求出之光學特性之評價結果之表。
圖9表示藉由模擬而求出之實施例3、4及比較例1~4之光學相位差構件之穿透譜(transmission spectrum)。
圖10係概念性地表示習知技術之光學相位差構件之一例之圖。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之光學相位差構件及其製造方法、以及使用其之投影機進行說明。
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：具有由剖面略呈梯形之凸部60構成之凹凸圖案80；高折射率層30：形成於凸部60之上表面60t及側面60s；及積層體20：形成於凸部60之上表面60t上之高折射率層30上。形成於相鄰之凸部60之對向之側面60s上的高折射率層30之間存在空氣層90。
<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係由板狀之基材42與凹凸構造層50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：由玻璃等透明無機材料構成之基材；由聚酯(聚對酞酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)、聚芳酯等)、丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚碳酸酯、聚氯乙烯、苯乙烯系樹脂(ABS樹脂等)、纖維素系樹脂(三乙醯纖維素等)、聚醯亞胺系樹脂(聚醯亞胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂等)、環烯聚合物等樹脂構成之基材等。於在投影機中使用光學相位差構件100之情形時，要求光學相位差構件100具有高耐光性及高耐熱性，故而基材42較理想為耐光性及耐熱性高之基材。就該方面而言，較佳為由無機材料構成之基材。為了提高密接性，亦可於基材42上設置表面處理或易接著層等。又，為了掩埋基材42表面之突起，亦可設置平滑化層等。基材42之厚度較佳為1μm~20mm之範圍內。為了改善穿透率，亦可於基材42之形成有凹凸構造層50之面的相反側之面設置抗反射層44(參照圖1(f))。抗反射層44可由單一或多層構成，或亦可具有具備抗反射效果之子波長微細構造。又，於將
另一光學構件接合(貼合)於基材40之形成有凹凸構造層50之面的相反側之面之情形時，亦可以另一光學構件與基材40之界面上之反射縮小之方式，利用具有適當折射率之接著劑、黏著劑、折射液等將基材40與另一光學構件接合。
凹凸構造層50具有多個凸部60及凹部70，藉此，凹凸構造層50之表面劃分形成凹凸圖案80。凹凸構造層50較佳為由波長550nm之折射率(以下，適當稱為「折射率」)為1.2~1.8之範圍內的材料構成。作為構成凹凸構造層50之材料，例如可使用二氧化矽、SiN、SiON等Si系之材料、TiO2等Ti系之材料、ITO(氧化銦錫)系之材料、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而形成之材料(溶膠凝膠材料)。除上述無機材料以外，還可使用：聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚對酞酸乙二酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、AS樹脂、丙烯酸系樹脂、聚醯胺、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二酯、玻璃強化聚對酞酸乙二酯、聚碳酸酯、改質聚苯醚、聚苯硫、聚醚醚酮、氟樹脂、聚芳酯、聚碸、聚醚碸、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、熱塑性聚醯亞胺等熱塑性樹脂；酚樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、聚矽氧樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂等熱硬化性樹脂；紫外線硬化型(甲基)丙烯酸酯系樹脂、紫外線硬化型丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂、紫外線硬化型聚酯丙烯酸酯系樹脂、紫外線硬化型環氧丙烯酸酯樹脂、紫外線硬化型多元醇丙烯酸酯樹脂、紫外線硬化型環氧樹脂等紫外線硬化型樹脂；將2種以上之該等材料混合而成之材料等樹脂材料。進而，亦可使用使上述無機材料複合化成
上述樹脂材料之材料。又，為了獲得硬塗性等，除了上述無機材料、上述樹脂材料之外，亦可同時包含公知之微粒子或填料。進而，亦可使用上述材料中含有紫外線吸收材料者。紫外線吸收材料具有藉由吸收紫外線並將光能轉換成熱般之無害的形式而抑制凹凸構造層50之劣化的作用。作為紫外線吸收劑，可使用先前以來公知者，例如可使用苯并三唑系吸收劑、三
系吸收劑、水楊酸衍生物系吸收劑、二苯甲酮系吸收劑等。於在投影機中使用光學相位差構件100之情形時，較理想為凹凸構造層50具有高之耐光性及耐熱性。就該方面而言，凹凸構造層50較佳為由無機材料構成。
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(藉由光學相位差構件100產生相位差之光之波長)之週期排列。各凸部60之與延伸方向正交之ZX平面上之剖面略呈梯形。本案中之所謂「大致梯形」意指具有與基材42之表面大致平行的一組對邊、該對邊中靠近基材42之表面的邊(下底)長於另一邊(上底)、下底與2條斜邊所成之角均為銳角的大致四邊形。大致四邊形之各邊可彎曲。即，各凸部60只要寬度(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)自基材42之表面朝向上方(遠離基材42之表面之方向)縮小即可。又，各頂點亦可帶弧度。又，上底之長度亦可為0。即，本案中之「大致梯形」之概念亦包含「大致三角形狀」。再者，上底之長度較佳為大於0。具有上底大於0之大致梯形之剖面的凸部與具有大致三角形狀之剖面的凸部相比有如下優勢。即，容易形成為了藉由壓印法形成凸部時使用之塑模及凸部之面押耐受性等機械強度高。
凸部60之高度(凹凸高度)較理想為100~2000nm之範圍
內。若凸部60之高度未達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需之相位差。於凸部60之高度超過2000nm之情形時，由於凸部60之縱橫比(凸部高度相對於凸部寬度之比)大，故而難以形成凹凸圖案。凸部60之上表面60t之寬度(與凸部60之延伸方向正交之面上的大致梯形之剖面之上底之長度)較佳為50nm以下。藉由使凸部60之上表面60t之寬度為50nm以下，容易進一步提高光學相位差構件100之穿透率。又，凹凸圖案80之凹凸間距較佳為50~1000nm之範圍內。間距未達50nm之凹凸圖案難以藉由奈米壓印法形成。於間距超過1000nm之情形時，作為光學相位差構件難以確保充分的無色透明性。
再者，於圖1(a)所示之光學相位差構件100中，相鄰之凸部60於凸部60之底面(或凸部60之底部)相互相接，亦可如圖1(b)所示之光學相位差構件100a般，相鄰之凸部60a之底面(或相鄰之凸部60a之底部)彼此隔開特定之距離。於該情形時，於凹部70a與形成於其上之下述高折射率層30a之界面使通過光學相位差構件100a之一部分光反射，故而如圖1(b)所示般之光學相位差構件100a有與圖1(a)般之光學相位差構件100相比穿透率降低之傾向。因此，就使光學相位差構件100a成為高穿透率之觀點而言，相鄰之凸部60a之底面彼此之間隔、即於凹凸構造層50a之表面夾於相鄰之凸部60a之間之區域(凹部)70a的寬度較佳為更小，尤佳為凹凸圖案之間距的0~0.2倍之範圍內。換言之，凸部60a之底面之寬度較佳為凹凸圖案之間距的0.8~1倍之範圍內。藉由使凹部70a之寬度相對於凹凸圖案之間距之比為0.2以下、即凸部60a之底面之寬度相對於凹凸圖案之間距之比為0.8以上，容易進一步提高光學相位差構件100之穿透
率。
<高折射率層>
高折射率層30係具有高於透明基體40之凹凸構造層50之折射率的層。高折射率層30較佳為由折射率為2.3以上之材料構成。作為構成高折射率層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。
高折射率層30被覆凸部60。即，高折射率層30被覆凸部60之上表面60t及側面60s。利用高折射率層30被覆凸部60，藉此，藉由凸部60與下述空氣層90之週期排列而產生之相位差增大。因此，可減小凸部60之高度，即，可縮小凸部60之縱橫比，故而容易形成凹凸圖案80。形成於凸部60之上表面60t上之高折射率層30的厚度Tht較佳為50~250nm之範圍內。
又，於為了對特定之波長λ之光賦予相位差而使用光學相位差構件100之情形時，形成於凸部60之側面60s上之高折射率層30之厚度Ths較佳為0.03 λ~0.11 λ。例如，於為了對波長470nm之光賦予相位差而使用光學相位差構件100之情形時，凸部60之側面60s上之高折射率層30之厚度Ths較佳為15~50nm之範圍內。藉由使高折射率層30之厚度Ths為上述範圍內，可具有高穿透率，並且可確保作為λ/4相位差板所需之相位差。再者，若將凸部60之底面至下述積層體20之最上部之高度設為H，則本案中之所謂「凸部60之側面60s上之高折射率層30之厚度Ths」意指距凸部60之底面為H/2之高度之位置的高折射率層30之厚度。
<積層體>
積層體20係由2n+1(n為正整數)層、即3以上之奇數層構成。積層體20形成於凸部60之上表面60t上之高折射率層30上。於圖1(a)所示之光學相位差構件100中，積層體20係由第1層22、第2層24及第3層26之3層構成。第1層22直接形成於高折射率層30之上，第2層24直接形成於第1層上，第3層26直接形成於第2層24上。
第1層22之折射率低於高折射率層30，第3層26之折射率低於第2層24之折射率。藉此，如下述實施例所示，光學相位差構件100可於寬波長範圍具有高穿透率。
第2層24之折射率可高於第1層22之折射率，或者第2層24之折射率亦可低於第1層22之折射率。
於第2層24之折射率高於第1層22之折射率的情形時，積層體20具備由具有相對較高之折射率之層與具有相對較低之折射率之層交替積層的構造。於該情形時，第1層22及第3層26之折射率可為1.3~1.55之範圍內。於第1層22或第3層26之折射率超過1.55之情形時，如下述實施例所示，有光學相位差構件100之平均穿透率(波長430nm~680nm之光的穿透率之平均值)低之傾向。折射率未達1.3之材料有穩定性低之傾向。又，第2層24之折射率可為2.1以上，可較佳為2.1~2.6之範圍內。於第2層24之折射率未達2.1之情形時，如下述實施例所示，有光學相位差構件100之平均穿透率低之傾向。折射率超過2.6之材料有其材料本身之可見光區域中之透明性低之傾向。又，第1層22及第3層26可由相同之材料形成，第2層24可由與高折射率層30相同之材料形成。藉此，可利用較少種類之材料製造光學相位差構件100，故而可降低製造成本。
於第2層24之折射率低於第1層22之折射率的情形時，於積層體20中，距高折射率層30越遠之層具有越低之折射率。於該情形時，作為積層體20之最表層(最上層)之第3層26之折射率可為1.3~1.4之範圍內。
作為構成第1層22及第3層26之材料，例如可列舉如SiO2、MgF2之Si、Al、Li、Mg、Ca、K之氧化物、氟化物。作為構成第2層24之材料，例如可列舉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。
形成於凸部60之上表面60t上之高折射率層30上的第1層22之厚度Tst1可為20~40nm之範圍內，其上之第2層24之厚度Tst2可為35~55nm之範圍內，進而其上之第3層26之厚度Tst3可為100~140nm之範圍內，作為第1層22、第2層24、第3層26之厚度之合計的積層體20之厚度Tst可為155~210nm之範圍內。於該情形時，有光學相位差構件100之平均穿透率高之傾向。又，第1層22之厚度Tst1可為25~35nm之範圍內，第2層24之厚度Tst2可為35~45nm之範圍內，第3層26之厚度Tst3可為115~125nm之範圍內，積層體20之厚度Tst可為185~195nm之範圍內。於該情形時，有光學相位差構件100之平均穿透率更高之傾向。
再者，亦可如圖1(c)所示之光學相位差構件100b般亦於凸部60b之側面60bs上之高折射率層30b上形成積層體20b。形成於凸部60b之側面60bs上之高折射率層30b上的積層體20b之厚度(凸部60b之側面60bs上之積層體20b之厚度)Tss較佳為較小，較佳為5~40nm之範圍內。藉由使積層體20b之厚度Tss為上述範圍內，可一面抑制因於側面60bs成膜
積層體20b而導致的相位差之降低，一面提高光學相位差構件100b之穿透率。又，若增大第2層24b之折射率，則亦會藉由形成於側面之第2層24b產生構造雙折射所引起之相位差，故而可抑制因於側面形成積層體20b所導致的相位差之降低。再者，若將凸部60b之底面至積層體20b之最上部之高度設為Hb，則本案中之所謂「凸部60b之側面60bs上之積層體20b之厚度Tss」意指距凸部60之底面為Hb/2之高度之位置的積層體20b之厚度。
於積層體由5以上之奇數層構成之情形時、即積層體之層數為2n+1(n為2以上之整數)之情形時，積層體具備直接形成於高折射率層上之第1層、直接形成於第2k-1層(k為1~n之整數)上之第2k層及直接形成於第2k層上之第2k+1層，積層體之最表層成為第2n+1層。第1層之折射率低於高折射率層，第2k+1層之折射率低於第2k層之折射率。藉此，實施形態之光學相位差構件可於寬波長範圍具有高穿透率。第2k層之折射率可高於第2k-1層之折射率，或者第2k層之折射率亦可低於第2k-1層之折射率。於第2k層之折射率高於第2k-1層之折射率之情形時，積層體具有由相對於該層所接觸之層而具有相對較高之折射率之層與具有相對較低之折射率之層交替地積層而成的構造。於該情形時，第2k-1層及第2k+1層可由相同之材料形成，第2k層可由與高折射率層相同之材料形成。藉此，可利用較少種類之材料製造光學相位差構件，故而可降低製造成本。
<空氣層>
形成於相鄰之凸部60之對向之側面60s上的高折射率層30之間之空間(間隙)內存在空氣層90。於光學相位差構件100中，藉由使空氣層90與
被覆凸部60之高折射率層30週期地排列，可使穿透光學相位差構件100之光產生相位差。空氣層90之寬度W較佳為35~100nm之範圍內。藉由使空氣層90之寬度W為上述範圍內，即便凹凸高度較低，亦可確保大相位差。此種光學相位差構件100可較佳地用作1/4波長板。再者，若將凸部60之底面至積層體20之最上部之高度設為H，則本案中之所謂「空氣層90之寬度W」意指距凸部60之底面為H/2之高度之位置上的空氣層90之厚度(形成於相鄰之凸部60之對向之側面60s上的高折射率層30之表面之間的距離)。
再者，如圖1(a)所示之光學相位差構件100具備於基材42上形成有凹凸構造層50之透明基體40，但亦可如圖1(d)所示之光學相位差構件100c般具備於基材42c上形成有多個構成凸部60c之構造體的透明基體40c代替透明基體40。如圖1(d)所示，相鄰之凸部60c之底面(或凸部60c之底部)彼此可相接，或者相鄰之凸部60c之底面彼此亦可隔開特定之距離而設置，基材42c之表面露出。作為基材42c，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60c亦可由與構成圖1(a)所示之光學相位差構件100之凹凸構造層50之材料相同之材料構成。
又，亦可如圖1(e)所示之光學相位差構件100d般，藉由以基材之表面本身構成由凸部60d構成之凹凸圖案80d之方式而形狀化的基材構成透明基體40d。於該情形時，透明基體40d可藉由以具有如圖1(e)般之凹凸圖案80d之方式使基材成形而製造。
對製造如上述之光學相位差構件之方法進行說明。如圖2所示，光學相位差構件之製造方法主要具有：步驟S1：形成具有凹凸圖案之透明基體；步驟S2：形成高折射率層；及步驟S3：形成積層體。形成透明基體之步驟S1具有：溶液製備步驟：製備無機材料之前驅物溶液；塗佈步驟：將所製備之前驅物溶液塗佈於基材；乾燥步驟：使塗佈於基材之前驅物溶液之塗膜乾燥；按壓步驟：將形成有轉印圖案之塑模壓抵於塗膜；暫時焙燒步驟：對壓抵有塑模之塗膜進行暫時焙燒；剝離步驟：將塑模自塗膜剝離；及硬化步驟：使塗膜硬化。再者，亦將按壓步驟、暫時焙燒步驟及剝離步驟合併稱為轉印步驟。以下，對各步驟依序進行說明。
<溶液調整步驟>
首先製備無機材料之前驅物之溶液。於使用溶膠凝膠法形成由無機材料構成之凹凸構造層之情形時，製備金屬烷氧化物作為無機材料之前驅物。例如，於形成由二氧化矽構成之凹凸構造層之情形時，作為二氧化矽之前驅物，可使用：由四甲氧基矽烷(TMOS)、四乙氧基矽烷(TEOS)、四-異丙氧基矽烷、四-正丙氧基矽烷、四-異丁氧基矽烷、四-正丁氧基矽烷、四-第二丁氧基矽烷、四-第三丁氧基矽烷等四烷氧矽烷所代表之四烷氧化物單體；或由甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、異丙基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷(MTES)、乙基三乙氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、異丙基三乙氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、乙基三丙氧基矽烷、丙基三丙氧基矽烷、異丙基三丙氧基矽烷、苯基三丙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷、丙基三異丙氧基矽烷、異丙基三異丙氧基矽烷、苯基三異
丙氧基矽烷、甲苯基三乙氧基矽烷等三烷氧基矽烷所代表之三烷氧化物單體；由二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二丙氧基矽烷、二甲基二異丙氧基矽烷、二甲基二-正丁氧基矽烷、二甲基二-異丁氧基矽烷、二甲基二-第二丁氧基矽烷、二甲基二-第三丁氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基二丙氧基矽烷、二乙基二異丙氧基矽烷、二乙基二-正丁氧基矽烷、二乙基二-異丁氧基矽烷、二乙基二-第二丁氧基矽烷、二乙基二-第三丁氧基矽烷、二丙基二甲氧基矽烷、二丙基二乙氧基矽烷、二丙基二丙氧基矽烷、二丙基二異丙氧基矽烷、二丙基二-正丁氧基矽烷、二丙基二-異丁氧基矽烷、二丙基二-第二丁氧基矽烷、二丙基二-第三丁氧基矽烷、二異丙基二甲氧基矽烷、二異丙基二乙氧基矽烷、二異丙基二丙氧基矽烷、二異丙基二異丙氧基矽烷、二異丙基二-正丁氧基矽烷、二異丙基二-異丁氧基矽烷、二異丙基二-第二丁氧基矽烷、二異丙基二-第三丁氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、二苯基二丙氧基矽烷、二苯基二異丙氧基矽烷、二苯基二-正丁氧基矽烷、二苯基二-異丁氧基矽烷、二苯基二-第二丁氧基矽烷、二苯基二-第三丁氧基矽烷等二烷氧基矽烷所代表之二烷氧化物單體。進而，亦可使用烷基之碳數為C4~C18之烷基三烷氧基矽烷或二烷基二烷氧基矽烷。亦可使用：乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等具有乙烯基之單體；2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等具有環氧基之單體；對苯乙烯基三甲氧基矽烷等具有苯乙烯基之單體；3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯
醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等具有甲基丙烯醯基之單體；3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等具有丙烯醯基之單體；N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等具有胺基之單體；3-脲基丙基三乙氧基矽烷等具有脲基之單體；3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等具有巰基之單體；雙(三乙氧基矽基丙基)四硫化物等具有硫基之單體；3-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷等具有異氰酸酯基之單體；將該等單體少量聚合而成之聚合物；特徵在於將官能基或聚合物導入至上述材料的一部分而成之複合材料等金屬烷氧化物。又，該等化合物之烷基或苯基之一部分或者全部亦可經氟取代。進而，可列舉金屬乙醯丙酮酸酯、金屬羧酸酯、氧氯化物、氯化物或該等之混合物等，但並不限定於該等。作為金屬種，除Si以外，還可列舉Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等或該等之混合物等，但並不限定於該等。亦可使用將上述氧化金屬之前驅物適當混合而成者。又，亦可藉由向該等材料中添加界面活性劑而形成經中孔化之凹凸構造層。進而，作為二氧化矽之前驅物，可使用分子中具有與二氧化矽具有親和性、反應性之水解基及具有撥水性之有機官能基的矽烷偶合劑。例如，可列舉：正辛基三乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷等矽烷單體；乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基甲基二甲氧基矽烷等乙烯基矽烷；3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等
甲基丙烯醯基矽烷；2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧矽烷；3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷等巰基矽烷；3-辛醯硫基-1-丙基三乙氧基矽烷等硫矽烷；3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-(N-苯基)胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷；將該等單體聚合而成之聚合物等。
於使用TEOS與MTES之混合物作為無機材料之前驅物之情形時，該等之混合比例如以莫耳比計可設為1：1。該前驅物藉由進行水解及縮聚反應而產生非晶質二氧化矽。作為合成條件，為了對溶液之pH值進行調整，添加鹽酸等酸或氨等鹼。pH值較佳為4以下或者10以上。又，為了進行水解，亦可添加水。所添加之水量相對於金屬烷氧化物種，以莫耳比計可設為1.5倍以上。
作為前驅物溶液之溶劑，例如可列舉：甲醇、乙醇、異丙醇(IPA)、丁醇等醇類；己烷、庚烷、辛烷、癸烷、環己烷等脂肪族烴類；苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴類；二乙醚、四氫呋喃、二
烷等醚類；丙酮、甲基乙基酮、異佛酮、環己酮等酮類；丁氧基乙醚、己氧基乙醇、甲氧基-2-丙醇、苄氧基乙醇等醚醇類；乙二醇、丙二醇等二醇類；乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等二醇醚類；乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯等酯類；苯酚、氯苯酚等酚類；N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺類；氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷、一氯苯、二氯苯等鹵素系溶劑；二硫化碳等含雜原子化合物；
水；及該等之混合溶劑。尤佳為乙醇及異丙醇，又，亦較佳為於該等中混合有水者。
作為前驅物溶液之添加物，可使用用於黏度調整之聚乙二醇、聚環氧乙烷、羥丙纖維素、聚乙烯醇或作為溶液穩定劑之三乙醇胺等烷醇胺、乙醯丙酮等β二酮、β酮酯、甲醯胺、二甲基甲醯胺、二
烷等。又，作為前驅物溶液之添加物，可使用藉由照射準分子UV光等紫外線所代表之能量線等光而產生酸或鹼之材料。藉由添加此種材料，可藉由照射光使前驅物溶液硬化(凝膠化)而形成無機材料。
又，亦可使用聚矽氮烷作為無機材料之前驅物。聚矽氮烷係藉由加熱或照射準分子等能量線而氧化並陶瓷化(二氧化矽改質)，從而形成二氧化矽、SiN或SiON。再者，所謂「聚矽氮烷」，係具有矽-氮鍵且由Si-N、Si-H、N-H等構成之SiO2、Si3N4及兩者之中間固溶體SiOXNY等陶瓷前驅物無機聚合物。更佳為日本專利特開平8-112879號公報所記載之由下述通式(1)所表示的於相對低溫下陶瓷化而改質成二氧化矽等之化合物。
通式(1)：-Si(R1)(R2)-N(R3)-
式中，R1、R2、R3分別表示氫原子、烷基、烯基、環烷基、芳基、烷基矽基、烷基胺基或烷氧基。
上述通式(1)所表示之化合物之中，尤佳為R1、R2及R3之全部為氫原子之全氫聚矽氮烷(亦稱為PHPS)或與Si鍵結之氫部分局部經烷基等取代之有機聚矽氮烷。
作為於低溫下陶瓷化之聚矽氮烷之另一例，亦可使用：使矽
烷氧化物與聚矽氮烷反應而獲得之矽烷氧化物加成聚矽氮烷(例如，日本專利特開平5-238827號公報)、使縮水甘油與聚矽氮烷反應而獲得之縮水甘油加成聚矽氮烷(例如，日本專利特開平6-122852號公報)、使醇與聚矽氮烷反應而獲得之醇加成聚矽氮烷(例如，日本專利特開平6-240208號公報)、使金屬羧酸鹽與聚矽氮烷反應而獲得之金屬羧酸鹽加成聚矽氮烷(例如，日本專利特開平6-299118號公報)、使包含金屬之乙醯丙酮酸錯合物與聚矽氮烷反應而獲得之乙醯丙酮酸(acetylacetonate)錯合物加成聚矽氮烷(例如，日本專利特開平6-306329號公報)、向聚矽氮烷添加金屬微粒子而獲得之金屬微粒子添加聚矽氮烷(例如，日本專利特開平7-196986號公報)等。
作為聚矽氮烷溶液之溶劑，可使用脂肪族烴、脂環式烴、芳香族烴等烴溶劑、鹵化烴溶劑、脂肪族醚、脂環式醚等醚類。為了促進向氧化矽化合物之改質，亦可添加胺或金屬之觸媒。
於使用聚矽氮烷作為無機材料之前驅物之情形時，可藉由加熱或照射準分子等能量線使前驅物溶液硬化而形成無機材料。
<塗佈步驟>
將以如上方式製備之無機材料之前驅物溶液塗佈於基材上。為了提高密接性，亦可於基材上設置表面處理或易接著層。作為前驅物溶液之塗佈方法，可使用棒式塗佈法、旋轉塗佈法、噴塗法、浸塗法、壓鑄模塗佈法(die coat)、噴墨法等任意之塗佈方法，若就可將前驅物溶液均勻地塗佈於相對大面積之基材、可於前驅物溶液硬化前快速地完成塗佈之方面而言，則較佳為棒式塗佈法、壓鑄模塗佈法及旋轉塗佈法。
<乾燥步驟>
於塗佈前驅物溶液後，為了使塗膜(前驅物膜)中之溶劑蒸發，亦可將基材保持於大氣中或者減壓下。就凹凸圖案形成之穩定性之觀點而言，較理想為可良好地進行圖案轉印之乾燥時間範圍充分大，其可藉由乾燥溫度(保持溫度)、乾燥壓力、前驅物之材料種類、前驅物之材料種類之混合比、製備前驅物溶液時所使用之溶劑量(前驅物之濃度)等進行調整。再者，僅直接保持基材亦會使塗膜中之溶劑蒸發，因此未必必須進行加熱或送風等積極之乾燥操作，亦可僅將形成有塗膜之基材直接放置特定時間或為了進行後續步驟而於特定時間內搬運。
<按壓步驟>
繼而，使用凹凸圖案轉印用之塑模將塑模之凹凸圖案轉印至塗膜，藉此形成凹凸構造層。作為塑模，可使用能利用如下述之方法製造之膜狀塑模或金屬塑模，較理想為使用具有柔軟性或可撓性之膜狀塑模。於使用膜狀塑模之情形時，亦可使用按壓輥將塑模壓抵於前驅物膜。於使用按壓輥之輥製程中，與壓製式相比，塑模與塗膜接觸之時間較短，故而具有如下等優勢：可防止塑模或基材及設置基材之載置台等之熱膨脹係數之差所導致之圖案崩塌，可防止因前驅物膜中之溶劑之突沸而導致圖案中產生氣體之氣泡或殘留氣體痕跡，由於與前驅物膜線接觸故而可縮小轉印壓力及剝離力，從而容易應對大面積化，按壓時不會夾帶氣泡。又，亦可一面按壓塑模，一面對基材進行加熱。作為使用按壓輥將塑模壓抵於前驅物膜之例，可如圖3所示般藉由將膜狀塑模140送入至按壓輥122與搬運至其正下方之基材42之間而將膜狀塑模140之凹凸圖案轉印至基材42上之塗膜(前驅物膜)64。即，於藉由按壓輥122將膜狀塑模140壓抵於塗膜64時，一面同
步搬運膜狀塑模140與基材42，一面利用膜狀塑模140被覆基材42上之塗膜64之表面。此時，一面使按壓輥122按壓至膜狀塑模140之背面(與形成有凹凸圖案之面為相反側之面)，一面使其旋轉，藉此，使膜狀塑模140與基材42一面前進一面密接。再者，為了將長條之膜狀塑模140朝向按壓輥122送入，自捲繞有長條之膜狀塑模140之膜輥直接抽出膜狀塑模140並使用較為便利。
<暫時焙燒步驟>
亦可於將塑模壓抵於前驅物膜後對前驅物膜進行暫時焙燒。藉由暫時焙燒將前驅物轉換為無機材料並使塗膜硬化，使凹凸圖案固化，從而於剝離時不易崩壞。於進行暫時焙燒之情形時，較佳為於大氣中於室溫~300℃之溫度進行加熱。再者，未必必須進行暫時焙燒。又，於向前驅物溶液中添加有藉由照射紫外線等光而產生酸或鹼之材料之情形時，亦可藉由照射例如準分子UV光等紫外線所代表之能量線使塗膜硬化而代替對前驅物膜進行暫時焙燒。
<剝離步驟>
於塑模之按壓或前驅物膜之暫時焙燒後，將塑模自塗膜(前驅物膜或藉由使前驅物膜轉化而形成之無機材料膜)剝離。作為塑模之剝離方法，可採用公知之剝離方法。由於塑模之凹凸圖案之凸部及凹部沿一致之方向延伸並排列，故而脫模性佳。塑模之剝離方向可設為與凸部及凹部之延伸方向平行之方向。藉此，可進而提高塑模之脫模性。亦可一面對塗膜進行加熱，一面將塑模剝離，藉此，可防止自塗膜產生之氣體洩漏而於塗膜內產生氣泡。於使用輥製程之情形時，與壓製式所使用之板狀塑模相比，剝
離力可較小，可於塗膜不會殘留於塑模而容易地將塑模自塗膜剝離。尤其是由於一面對塗膜進行加熱一面進行按壓，因此反應容易進行，於剛按壓後容易將塑模自塗膜剝離。進而，為了提高塑模之剝離性，亦可使用剝離輥。如圖3所示，將剝離輥123設置於按壓輥122之下游側，藉由剝離輥123一面將膜狀塑模140推壓至塗膜64一面進行旋轉支持，藉此，將膜狀塑模140附著於塗膜64之狀態維持按壓輥122與剝離輥123之間之距離(一定時間)。並且，以於剝離輥123之下游側將膜狀塑模140上提至剝離輥123之上方之方式變更膜狀塑模140之前進路線，藉此，將膜狀塑模140自形成有凹凸圖案80之塗膜(凹凸構造層)50剝離。再者，亦可於膜狀塑模140附著於塗膜64之期間內進行上述塗膜64之暫時焙燒或加熱。再者，於使用剝離輥123之情形時，例如一面加熱至室溫~300℃一面進行剝離，藉此，可更容易地將塑模140剝離。
<硬化步驟>
亦可於將塑模自塗膜(凹凸構造層)剝離後對凹凸構造層進行正式硬化。可藉由正式焙燒使凹凸構造層正式硬化。於使用藉由溶膠凝膠法轉換成二氧化矽之前驅物之情形時，構成凹凸構造層之二氧化矽(非晶二氧化矽)中所含之羥基等藉由正式焙燒脫離而使凹凸構造層變得更加牢固。正式焙燒較佳為於200~1200℃之溫度進行5分鐘~6小時左右。此時，於凹凸構造層係由二氧化矽構成之情形時，對應於焙燒溫度、焙燒時間而成為非晶質或結晶質、或非晶質與結晶質之混合狀態。再者，未必必須進行硬化步驟。又，於向前驅物溶液中添加有藉由照射紫外線等光而產生酸或鹼之材料之情形時，可藉由照射例如準分子UV光等紫外線所代表之能量線對
凹凸構造層進行正式硬化而代替對凹凸構造層進行焙燒。
如上所述，可獲得如圖1(a)、(b)、(c)所示之由基材42、42a、42b及凹凸構造層50、50a、50b構成之透明基體40、40a、40b。
再者，作為用於形成凹凸構造層之無機材料之前驅物，亦可使用TiO2、ZnO、ZnS、ZrO2、Al2O3、BaTiO3、SrTiO2、ITO等之前驅物代替上述二氧化矽之前驅物。
又，除溶膠凝膠法以外，還可使用利用無機材料之微粒子的分散液之方法、液相沈積法(LPD：Liquid Phase Deposition)等形成凹凸構造層。
又，除上述無機材料以外，還可使用硬化性樹脂材料形成凹凸構造層。於使用硬化性樹脂形成凹凸構造層之情形時，例如於將硬化性樹脂塗佈於基材後，將具有凹凸圖案之塑模壓抵於所塗佈之硬化性樹脂層並且使塗膜硬化，藉此，能將塑模之凹凸圖案轉印至硬化性樹脂層。硬化性樹脂亦可利用有機溶劑稀釋後塗佈。作為該情形時所使用之有機溶劑，可選擇使用將硬化前之樹脂溶解者。例如可自甲醇、乙醇、異丙醇(IPA)等醇系溶劑、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮(MIBK)等酮系溶劑等公知者中選擇。作為塗佈硬化性樹脂之方法，例如可採用旋轉塗佈法、噴塗法、浸塗法、滴加法、凹版印刷法、網版印刷法、凸版印刷法、壓鑄模塗佈法、簾塗佈法、噴墨法、濺鍍法等各種塗佈方法。作為具有凹凸圖案之塑模，例如可使用膜狀塑模、金屬塑模等所需之塑模。進而，作為使硬化性樹脂硬化之條件，根據所使用之樹脂之種類而有所不同，例如較佳為硬化溫度為室溫~250℃之範圍內，硬化時間為0.5分鐘~3小時之範圍內。
又，亦可為藉由照射紫外線或電子束般之能量線而使之硬化之方法，於此情形時，照射量較佳為20mJ/cm2~10J/cm2之範圍內。
再者，如圖1(d)所示之於基材42c上形成有構成凸部60c之構造體的透明基體40c例如可以如下方式製造。於上述製造方法中，將前驅物溶液僅塗佈於凹凸圖案轉印用塑模之凹部或凸部代替將無機材料之前驅物溶液塗佈於基材上。於上述按壓步驟中，使塗佈於塑模之前驅物溶液密接於基材而將前驅物溶液轉印至基材。藉此，於基材上形成具有與塑模之凹部或凸部之形狀對應之形狀的凸部。
又，如圖1(e)所示之藉由以基材之表面本身構成由凸部60d構成之凹凸圖案80d之方式而形狀化的基材構成之透明基體40d例如可以如下方式製造。藉由公知之奈米壓印或光蝕刻等技術於基材上形成具有凹凸圖案之抗蝕劑層。於對抗蝕劑層之凹部進行蝕刻而使基材表面露出後，將殘留之抗蝕劑層作為遮罩對基材進行蝕刻。蝕刻後，利用化學液將殘留之遮罩(抗蝕劑)去除。藉由以上般之操作，可於基材表面本身形成凹凸圖案80d。
<高折射率層形成步驟>
繼而，於形成有凹凸圖案之透明基體上形成高折射率層(圖2之步驟S2)。為了將具有如上述之膜厚之高折射率層形成於凹凸圖案之凸部的上表面及側面，較佳為利用均鍍性(覆蓋性)高之成膜方法形成高折射率層，例如可藉由鍍敷法、原子層沈積法、化學氣相沈積法、濺鍍法、蒸鍍法等形成。
<積層體形成步驟>
繼而，於高折射率層上依序形成構成積層體之2n+1個(n為正整數)各層(圖2之步驟S3)。各層較佳為藉由均鍍性低之成膜方法、例如濺鍍法、蒸鍍法等形成。藉此，可一面使構成積層體之材料不沈積於凸部之側面的高折射率層上或者一面將形成於凸部之側面的高折射率層上的積層體之膜厚控制為如上述之範圍內，一面於凹凸圖案之凸部之上表面的高折射率層上形成積層體。
如上所述，可製造如圖1(a)~(e)所示之光學相位差構件100、100a、100b、100c、100d。
再者，亦可於基材之背面(形成有凹凸構造層之面的相反側之面)形成抗反射層。藉此，可製造如圖1(f)所示之光學相位差構件100e。抗反射層之形成時序並無特別限定，例如可於形成透明基體之步驟S1之前進行，或亦可於形成積層體之步驟S3之後進行。根據以下之原因，尤佳為於步驟S3之後形成抗反射層。
於在步驟S1之前形成抗反射層之情形時，有於之後的步驟中難以使用一面自動搬運基材一面對該基材進行處理之裝置(例如自動壓印裝置)的傾向。原因在於形成有抗反射層之基材不會使光反射，故而難以藉由雷射光等光檢測基材。於該情形時，藉由進行局部去除抗反射層等之處理或使用光以外之檢測方法(例如使用接觸式感測器之檢測方法)，可實現基材之檢測。此種方法有導致工時及成本增加之虞。又，於利用真空製程形成抗反射層以及高折射率層及積層體之情形時，由於係分成於常壓下進行之透明基體的形成步驟S1前後的2次進行真空製程，故而有工時及成本增加之傾向。
於在步驟S1之後、步驟S2之前形成抗反射層之情形時，有因於形成抗反射層時透明基體摩擦供載置透明基體之支持台(基座)而導致透明基體之凸部倒塌而令凹凸圖案變形之虞。
於在步驟S3之後形成抗反射層之情形時，於形成抗反射層之前藉由高折射率層被覆透明基體之凸部，藉此，如下述參考實驗1、2所示，凸部之機械強度進一步提高。因此，即便於形成抗反射層時透明基體摩擦供載置透明基體之支持台，亦可抑制凸部倒塌而凹凸圖案變形，從而良率提高。又，於利用真空製程形成抗反射層以及高折射率層及積層體之情形時，可於在常壓進行之透明基體的形成步驟S1之後彙總進行真空製程，因此抑制了工時及成本。
<凹凸圖案轉印用塑模>
作為上述光學相位差構件之製造方法使用的凹凸圖案轉印用之塑模，例如包含利用以下之方法製造之金屬塑模或膜狀之樹脂塑模等。構成樹脂塑模之樹脂亦包含天然橡膠或合成橡膠般之橡膠。塑模之表面具有凹凸圖案。
對凹凸圖案轉印用之塑模之製造方法之例進行說明。首先，藉由光蝕刻法、切削加工法、電子束直接描繪法、粒子束加工法、操作探針加工法等微細加工法於矽、金屬、石英、樹脂等基板形成凹凸圖案，藉此製作母模。母模具有由沿均一之方向直線延伸之凸部及凹部構成之凹凸圖案。
於形成母模後，可以如下方式藉由電鑄法等形成轉印有母模之凹凸圖案的塑模。首先，可藉由無電電鍍、濺鍍或蒸鍍等於具有凹凸圖
案之母模上形成成為用於電鑄處理之導電層的晶種層(seed layers)。為了使後續之電鑄步驟中之電流密度均勻並將藉由後續之電鑄步驟而沈積之金屬層的厚度設為一定，晶種層較佳為10nm以上。作為晶種層之材料，例如可使用鎳、銅、金、銀、鉑、鈦、鈷、錫、鋅、鉻、金-鈷合金、金-鎳合金、硼-鎳合金、焊料、銅-鎳-鉻合金、錫鎳合金、鎳-鈀合金、鎳-鈷-磷合金或該等之合金等。繼而，藉由電鑄(電解鍍敷)使金屬層沈積於晶種層上。關於金屬層之厚度，例如可將晶種層之厚度包含在內而整體設為10~30000μm之厚度。作為藉由電鑄而沈積的金屬層之材料，可使用能用作晶種層之上述金屬種之任一種。若就用於後續之塑模之形成的樹脂層之按壓、剝離及洗淨等處理之容易性之方面而言，則所形成之金屬層較理想為具有適度的硬度及厚度。
將包含以如上方式而獲得之晶種層的金屬層自具有凹凸圖案之母模剝離而獲得金屬基板。作為剝離方法，可物理性地剝離，亦可藉由使用形成母模之凹凸圖案之材料溶解之有機溶劑或酸、鹼等將該等溶解並去除而剝離。於將金屬基板自母模剝離時，可利用洗淨將殘留之材料成分去除。作為洗淨方法，可使用利用界面活性劑等之濕式洗淨或使用紫外線或電漿之乾式洗淨。又，例如亦可使用黏著劑或接著劑將殘留之材料成分附著去除等。以如上方式獲得之自母模轉印有圖案之金屬基板(金屬塑模)可用作實施形態之光學相位差構件之製造所使用的凹凸圖案轉印用之塑模。
進而，使用所獲得之金屬基板將金屬基板之凹凸圖案轉印至膜狀之支持基板，藉此，可製作如膜狀塑模般具有可撓性之塑模。例如，
於將硬化性樹脂塗佈於支持基板後，將金屬基板之凹凸圖案壓抵於樹脂層並且使樹脂層硬化。作為支持基板，例如可列舉：由玻璃、石英、矽等無機材料構成之基材；由聚矽氧樹脂、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、環烯聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚醯亞胺(PI)、聚芳酯等有機材料構成之基材；鎳、銅、鋁等金屬材料。又，支持基板之厚度可設為1~500μm之範圍。
作為硬化性樹脂，例如可列舉：環氧系、丙烯酸系、甲基丙烯酸系、乙烯醚系、氧環丁烷系、胺基甲酸酯系、三聚氰胺系、脲系、聚酯系、聚烯烴系、酚系、交聯型液晶系、氟系、聚矽氧系、聚醯胺系等之單體、低聚物、聚合物等各種樹脂。硬化性樹脂之厚度較佳為0.5~500μm之範圍內。若厚度未達上述下限，則形成於硬化樹脂層之表面的凹凸之高度容易變得不充分，若超過上述上限，則硬化時所產生之樹脂的體積變化之影響增大而可能會無法良好地形成凹凸形狀。
作為塗佈硬化性樹脂之方法，例如可採用旋轉塗佈法、噴塗法、浸塗法、滴加法、凹版印刷法、網版印刷法、凸版印刷法、壓鑄模塗佈法、簾塗佈法、噴墨法、濺鍍法等各種塗佈方法。進而，作為使硬化性樹脂硬化之條件，根據所使用之樹脂之種類而有所不同，例如較佳為硬化溫度為室溫~250℃之範圍內，硬化時間為0.5分鐘~24小時之範圍內。又，亦可為藉由照射紫外線或電子束般之能量線而使之硬化之方法，於此情形時，照射量較佳為20mJ/cm2~10J/cm2之範圍內。
繼而，將金屬基板自硬化後之硬化樹脂層卸除。作為卸除金
屬基板之方法，並不限定於機械性之剝離法，可採用公知之方法。可以此種方式獲得之於支持基板上具有形成有凹凸之硬化樹脂層之膜狀之樹脂塑模可用作實施形態之光學相位差構件之製造所使用的凹凸圖案轉印用之塑模。
又，將橡膠系之樹脂材料塗佈於利用上述方法而獲得之金屬基板的凹凸圖案上，使所塗佈之樹脂材料硬化，並自金屬基板剝離，藉此，可製作轉印有金屬基板之凹凸圖案的橡膠塑模。所獲得之橡膠塑模可用作實施形態之光學相位差構件之製造所使用的凹凸圖案轉印用塑模。作為橡膠系之樹脂材料，可使用天然橡膠及合成橡膠，尤佳為聚矽氧橡膠、或聚矽氧橡膠與其他材料之混合物或者共聚物。作為聚矽氧橡膠，例如使用聚有機矽氧烷、交聯型聚有機矽氧烷、聚有機矽氧烷/聚碳酸酯共聚物、聚有機矽氧烷/聚苯共聚物、聚有機矽氧烷/聚苯乙烯共聚物、聚三甲基矽基丙炔、聚4-甲基戊烯等。聚矽氧橡膠與其他樹脂材料相比廉價，耐熱性優異、導熱性較高，具有彈性，即便於高溫條件下亦不易變形，因此適合於高溫條件下進行凹凸圖案轉印製程之情形。進而，聚矽氧橡膠系之材料由於氣體或水蒸氣穿透性高，故而可使被轉印材之溶劑或水蒸氣容易地穿透。因此，於為了將凹凸圖案轉印至如下述之樹脂材料或無機材料之前驅物溶液之膜而使用橡膠塑模之情形時，較佳為聚矽氧橡膠系之材料。又，橡膠系材料之表面自由能較佳為25mN/m以下。藉此，於將橡膠塑模之凹凸圖案轉印至基材上之塗膜時的脫模性變得良好，可防止轉印不良。橡膠塑模例如可設為長度50~1000mm、寬度50~3000mm、厚度1~50mm。又，亦可視需要於橡膠塑模之凹凸圖案面上實施脫模處理。
亦可藉由將以如上方式而獲得之金屬塑模、膜狀塑模或橡膠塑模捲繞並固定於圓柱狀之基體輥之外周面而形成輥狀之塑模。除上述方法以外，例如亦可藉由於金屬輥等之輥表面直接藉由電子束描繪法或切削加工等形成凹凸圖案或製作具有凹凸圖案之圓筒狀之基板，並將其嵌入並固定於輥中而形成輥狀之塑模。
基於圖4，對使用上述實施形態之光學相位差構件100、100a、100b、100c、100d之投影機之一例進行說明。圖4所示之投影機301可基於自投影機301之外部之裝置、例如PC或DVD播放器等供給之圖像資料，將圖像資料所規定之全彩圖像顯示於屏幕等投影面。
投影機301具備：3系統之照明系統302~304：出射之光的波長互不相同；3系統之圖像形成系統305~307：形成顏色互不相同之圖像；圖像合成部308：合成藉由多個圖像形成系統305~307而形成之多種顏色的圖像；及投影光學系統309：投影藉由圖像合成部308而合成之圖像(光)。
第1照明系統302可出射紅色之光L1(例如中心波長為630nm)，第2照明系統303可出射綠色之光L2(例如中心波長為530nm)，第3照明系統304可出射藍色之光L3(例如中心波長為440nm)。
3系統之圖像形成系統305~307之圖像形成系統分別對應於3系統之照明系統302~304的各照明系統而設置。
圖像合成部308係由雙色稜鏡等構成。該雙色稜鏡係由具有使紅色之光L1反射並且使綠色之光L2及藍色之光L3穿透的特性的波長選
擇膜與具有使藍色之光L3反射並且使紅色之光L1及綠色之光L2穿透的特性的波長選擇膜相互正交設置之構造。自3系統之照明系統302~304出射並經由3系統之圖像形成系統305~307之光L1~L3於圖像合成部308之2種波長選擇面穿透或者反射，藉此，任一者均沿相同之方向前進，並以於投影面相互重合之方式合成。相互重合之光L1~L3整體上成為顯示全彩圖像之光。藉由投影光學系統309使該光於投影面上成像，藉此，於投影面上顯示出全彩圖像。
第1照明系統302具有光產生機構310、聚光透鏡311及棒形透鏡312。光產生機構310可含有雷射二極體(LD)。該雷射二極體具有藉由自驅動器供給之電流發出光的活性層及可使自活性層發出之光進行雷射振盪的共振器。或者，光產生機構310可具有非偏振光光源及偏振分光鏡等自非偏振光產生直線偏振光之偏光元件。藉此，光產生機構310可產生大致直線偏振光之光作為紅色之光L1。棒形透鏡312可使通過其內部之光之光強度分佈均勻化。聚光透鏡311以自光產生機構310出射之光L1之光點收斂於棒形透鏡312之軸方向之一端面之方式使光L1聚光。
第2照明系統303及第3照明系統304均係包含光產生機構、聚光透鏡及棒形透鏡而構成，除自光產生機構出射之光的波長互不相同之點以外均與第1照明系統302相同之構成。再者，可產生綠色之光L2之光產生機構例如可具有具備發出紅外光之活性層及共振器之雷射二極體及設置於共振器之內部或外部之如PPLN之波長轉換元件。
自第1照明系統302出射之光L1經反射鏡313反射後入射至第1圖像形成系統305。自第2照明系統303出射之光L2入射至第2圖
像形成系統306，自第3照明系統304出射之光L3經反射鏡314反射後入射至第3圖像形成系統307。
3系統之圖像形成系統305~307分別具有作為圖像顯示元件之透過型之液晶面板、配置於液晶面板之光入射側之入射側波長板及配置於液晶面板之光出射側之出射側波長板。各圖像形成系統之入射側波長板將延遲設定為自對應之照明系統出射之光之中心波長的四分之一。各圖像形成系統之出射側波長板將延遲設定為與該圖像形成系統之入射側波長板相同的值。延遲係與遲相軸平行之方向之折射率和與進相軸平行之方向之折射率之差量乘以波長板之厚度所得的值。
詳細而言，第1圖像形成系統305之入射側波長板320及出射側波長板321將延遲設定為自第1照明系統302出射之紅色之光L1之中心波長的四分之一。第2圖像形成系統306之入射側波長板322及出射側波長板323將延遲設定為自第2照明系統303出射之綠色之光L2之中心波長的四分之一。第3圖像形成系統307之入射側波長板324及出射側波長板325將延遲設定為自第3照明系統304出射之藍色之光L3之中心波長的四分之一。如此，入射側波長板及出射側波長板之延遲於3系統之圖像形成系統305~307相互不同。
圖像形成系統305~307除入射側波長板及出射側波長板以外，還分別具有入射側偏光板、光學補償板、液晶面板及出射側偏光板。若除去入射側波長板之延遲於3系統之圖像形成系統305~307中相互不同之點及出射側波長板之延遲於3系統之圖像形成系統305~307中相互不同之點，則3系統之圖像形成系統305~307均為相同之構成。此處，以第1
圖像形成系統305之構成為代表進行說明。
自第1照明系統302入射至第1圖像形成系統305之紅色之光L1通過入射側偏光板326入射至入射側波長板320，並藉由入射側波長板320轉換成圓偏振光。自入射側波長板320出射之圓偏振光通過光學補償板327入射至液晶面板328，並藉由液晶面板328進行相位調變。藉由液晶面板328而調變之光L1入射至出射側波長板321並轉換成直線偏振光後入射至出射側偏光板329。
圖5係表示構成第1圖像形成系統之各構成要素的光學軸之相對關係的圖。圖5中之符號AX表示第1照明系統302至合成部308之光軸。
入射側偏光板326及出射側偏光板329分別係具有使與穿透軸平行之直線偏振光穿透的特性的偏光板。入射側偏光板326之穿透軸係以幾乎使自第1照明系統302出射之光L1(大致直線偏振光)之全部穿透之方式設定穿透軸。自光軸AX觀察之入射側偏光板326之穿透軸與出射側偏光板329之穿透軸正交。
入射側波長板320及出射側波長板321係藉由上述實施形態之光學相位差構件100、100a、100b、100c、100d而構成。入射側波長板320之遲相軸於自光軸AX觀察與將入射側偏光板326之穿透軸沿逆時針旋轉45°後之方向平行。出射側波長板323之遲相軸於自光軸AX觀察與將入射側偏光板326之穿透軸沿逆時針旋轉135°後之方向平行，與入射側波長板320之遲相軸正交。
入射側波長板320及出射側波長板321分別係使自第1照明
系統302出射之光L1入射之光入射面與空隙(空氣層)鄰接，且使光L1出射之光出射面亦與空隙鄰接。即，入射側波長板320係以其與入射側偏光板326之間具有空隙且其與光學補償板327之間亦具有空隙之方式安裝。又，出射側波長板321係以其與液晶面板328之間具有空隙且其與出射側偏光板329之間亦具有空隙之方式安裝。
投影機301於多個系統之照明系統之各者與液晶面板之間之各光路設置有與各照明系統一對一對應之波長板，且各波長板將延遲設定為自對應之照明系統出射之光之中心波長的四分之一，因此可將入射至液晶面板之光高精度地轉換成圓偏振光。結果，亦可提高對比率。
再者，於圖4所示之投影機301中，於照明系統302~304中使用產生紅、綠、藍之顏色不同之光的光產生機構310，亦可將單一之白色光源及使用反射頻帶波長不同之2個分光鏡將來自白色光源之光分離成紅、綠、藍之三色而代替光產生機構310。
繼而，基於圖6，對使用上述實施形態之光學相位差構件100、100a、100b、100c、100d之投影機之另一例進行說明。
圖6之投影機501具備出射之光之波長互不相同之3系統之照明系統502、503、504、液晶面板528、圖像合成部508及投影光學系統509。
3系統之照明系統502、503、504中，第1照明系統502可出射紅色之光L1，第2照明系統503可出射綠色之光L2，第3照明系統504可出射藍色之光L3。
液晶面板528係由如下構成：二維之紅色用液晶面板528R：
根據圖像資訊對自第1照明系統502射出之光進行光調變；二維之綠色用液晶面板528G：根據圖像資訊對自第2照明系統503射出之光進行光調變；及二維之藍色用液晶面板528B：根據圖像資訊對自第3照明系統504射出之光進行光調變。
圖像合成部508係由雙色稜鏡等構成，合成藉由各液晶面板528R、528G、528B而調變之各色光。
投影光學系統509將由圖像合成部508合成之光投影至屏幕550上。
3系統之照明系統502~504成為沿著自光產生機構510射出之光之光路觀察時依序配置有光產生機構510、波長板534、擴散元件(散射元件)532、聚光透鏡511之構成。於3系統之照明系統502~504中，於各擴散元件532安裝有驅動裝置515。
各光產生機構510可含有省略圖示之雷射二極體(LD)。該雷射二極體具有省略圖示之藉由自驅動器供給之電流發出光的活性層及可使自活性層發出之光進行雷射振盪的共振器。或者，光產生機構510可具有非偏振光光源及偏振分光鏡等自非偏振光產生直線偏振光的偏光元件。藉此，各光產生機構510可產生大致直線偏振光之光作為紅色之光L1、綠色之光L2、藍色之光L3。
作為波長板534，使用以產生λ/4之相位差之方式設計之上述實施形態的相位差構件100、100a、100b、100c、100d。波長板534可將自光產生機構510射出之直線偏振光之光轉換成圓偏振光之光。
擴散元件532具有將自波長板534射出之光擴大成具有特定
光點大小之光束。作為擴散元件532，例如可使用毛玻璃或全像元件等任意之元件。作為擴散元件，可使用例如日本專利特開平6-208089號所揭示之擴散元件或日本專利特開2010-197916號所揭示之全像記錄媒體等。
驅動裝置515使被照射擴散元件532之光之區域隨時間變動。驅動裝置515含有使擴散元件532繞特定之旋轉軸旋轉之馬達。
聚光透鏡511使自擴散元件532射出之光聚光至液晶面板528。
各液晶面板528(紅色用液晶面板528R、綠色用液晶面板528G、藍色用液晶面板528B)與供給包含圖像資訊之圖像信號的PC等信號源(省略圖示)電性連接，並基於所供給之圖像信號針對各像素對入射光進行空間調變，分別形成紅色圖像、綠色圖像、藍色圖像。藉由紅色用液晶面板528R、綠色用液晶面板528G、藍色用液晶面板528B而調變之光(所形成之圖像)入射至圖像合成部508。
圖像合成部508之雙色稜鏡成為4個三角柱稜鏡相互貼合而成之構造。於三角柱稜鏡中貼合之面成為雙色稜鏡之內表面。於雙色稜鏡之內表面，使紅色光R反射且使綠色光G穿透之鏡面與使藍色光B反射且使綠色光G穿透之鏡面相互正交地形成。入射至雙色稜鏡之綠色光G通過鏡面直接射出。入射至雙色稜鏡之紅色光R、藍色光B於鏡面選擇性地反射或者穿透，並沿與綠色光G之射出方向相同之方向射出。如此，3種色光(圖像)重合而被合成，且所合成之色光藉由投影光學系統509被放大投影至屏幕550。
雷射光源具有高輸出、色再現性優異、容易瞬間點亮、長壽
命等長處，但由於雷射光為同調，故而將雷射光源用作光源之投影機存在會因干擾而於屏幕上產生被稱為斑點之干擾圖案的問題。就該方面而言，於圖6之投影機501中，藉由經旋轉驅動之擴散元件532而自光產生機構510射出之光之偏振、相位、角度、時間等模式得以多重化，從而可減少斑點之產生。進而，於投影機501中，藉由將λ/4波長板534設置於光產生機構510與擴散元件532之間，可藉由波長板534將自光產生機構510出射之直線偏振光之光轉換成圓偏振光之光後入射至擴散元件532。藉此，可使通過散板532後之多重性成為未設置擴散板532之情形時的2倍，從而可將斑點降低為1/√2倍。
以下，藉由實施例對本發明之光學相位差構件具體地進行說明，但本發明並不限定於該等實施例。
實施例1
於折射率1.52之白板玻璃基板之一面(背面)自白板玻璃基板側起依序形成由氧化鈮(厚度13nm)、二氧化矽(厚度34nm)、氧化鈮(厚度115nm)及二氧化矽(厚度89nm)構成之抗反射層，進而於白板玻璃基板之上述一面之相反面(表面)形成週期為180nm、凸部上表面之寬度為20nm、凸部下表面之寬度為180nm、凸部高度為330nm、凸部之折射率為1.41之凹凸圖案，藉此製作具有凹凸圖案之透明基體，於該透明基體上以60nm之厚度沈積折射率為2.37之材料而形成高折射率層，並藉由模擬求出於其上依序形成有第1層、第2層、第3層之情形時之光學相位差構件的構造。第1層及第3層之材料設為波長550nm之折射率為1.46之SiO2，第2層之
波長550nm之折射率設為2.0、2.1、2.2、2.3、2.4或2.6。第1層、第2層、第3層之厚度分別設為15~40nm(5nm間隔)、30~50nm(5nm間隔)、70~110nm(10nm間隔)。
針對具有藉由上述計算而求出之構造的各光學相位差構件，藉由模擬，以10nm間隔求出照射光之波長430~680nm範圍內的穿透率，並計算該等穿透率之值之算術平均值(平均穿透率)。再者，此處所求出之穿透率亦包含透明基體背面(白板玻璃基板背面)中之反射損耗之光學相位差構件整體的穿透率。
針對第2層之折射率為2.0的光學相位差構件，求出平均穿透率成為最大時之第1層、第2層、第3層各自之厚度及此時之平均穿透率(最大平均穿透率)。針對第2層之折射率為2.1、2.2、2.3、2.4、2.6之光學相位差構件，亦同樣地求出平均穿透率成為最大之第1層、第2層、第3層各自之厚度及最大平均穿透率。即，針對第2層之折射率之各值，求出使光學相位差構件之平均穿透率成為最大之第1層、第2層、第3層各自之厚度，並求出此時之平均穿透率作為最大平均穿透率。
圖7(a)所示之曲線圖表示最大平均穿透率相對於第2層之折射率之值。可知，於第2層之折射率為2.1以上之情形時，最大平均穿透率成為98%以上，從而可獲得平均穿透率高之光學相位差構件。
實施例2
將第1層及第3層之波長550nm之折射率設為1.3、1.4、1.5、1.55、1.6，將第2層之材料設為波長550nm之折射率為2.37之TiO2，除此以外，以與實施例1相同之方式求出光學相位差構件之平均穿透率。
針對第1層及第3層之折射率為1.3之光學相位差構件，求出平均穿透率成為最大時之第1層、第2層、第3層各自之厚度及此時之平均穿透率(最大平均穿透率)。針對第1層及第3層之折射率為1.4、1.5、1.55、1.6之光學相位差構件，亦同樣地求出平均穿透率成為最大之第1層、第2層、第3層各自之厚度及最大平均穿透率。即，針對第1層及第3層的折射率之各值，求出使光學相位差構件之平均穿透率成為最大之第1層、第2層、第3層各自之厚度，並求出此時之平均穿透率作為最大平均穿透率。
圖7(b)所示之曲線圖表示最大平均穿透率相對於第1層及第3層之折射率之值。可知，於第1層及第3層之折射率為1.55以下之情形時，最大平均穿透率成為98%以上，從而可獲得平均穿透率高之光學相位差構件。
實施例3、4
針對將第1層、第2層及第3層之折射率及厚度設為圖8之表所記載之值，除此以外具有與實施例1相同之構造的光學相位差構件，求出藉由光學相位差構件而產生之波長550nm之相位差、波長400~700nm之穿透率、平均穿透率(波長430~680nm之範圍內的穿透率之平均值)。再者，實施例3之第1層及第3層、以及實施例4之第3層之材料為SiO2，實施例3及實施例4之第2層之材料為TiO2，實施例4之第1層之材料為NS-LR-C3J(JX金屬製，折射率1.71)。
比較例1、2
為了與實施例3、4進行比較，將第1層之折射率及厚度設為圖8之表
所記載之值，且未設置第2層及第3層，除此以外，以與實施例3相同之方式求出光學相位差構件之相位差、穿透率及平均穿透率。再者，比較例2之光學相位差構件之第1層的厚度設為與實施例3之光學相位差構件之第1層、第2層及第3層之厚度的合計(即積層體之厚度)相同。
比較例3
為了與實施例3、4進行比較，將第1層及第2層之折射率及厚度設為圖8之表所記載之值，且未設置第3層，除此以外，以與實施例3相同之方式求出光學相位差構件之相位差、穿透率及平均穿透率。再者，比較例3之光學相位差構件之第1層及第2層之厚度的合計設為與實施例3之光學相位差構件之積層體的厚度相同。
比較例4
為了與實施例3、4進行比較，將第1層、第2層及第3層之折射率及厚度設為圖8之表所記載之值，除此以外，以與實施例4相同之方式求出光學相位差構件之相位差、穿透率及平均穿透率。再者，比較例4之光學相位差構件之積層體之厚度的合計設為與實施例4之光學相位差構件之積層體的厚度相同。
比較例5
為了與實施例3進行比較，未設置第3層，除此以外，以與實施例3相同之方式求出光學相位差構件之平均穿透率。
將實施例3、4及比較例1~5之光學相位差構件之平均穿透率之值示於圖8之表中。又，將藉由實施例3、4及比較例1~4之光學相位差構件而產生之波長550nm的相位差示於圖8之表中，將波長400~700nm
之穿透譜示於圖9。
於高折射率層上形成有第1層、第2層及第3層之3層且第1層之折射率低於高折射率層、第3層之折射率低於第2層之實施例3、4的光學相位差構件係如圖9所示般於430~680nm之範圍內具有97%以上之穿透率，平均穿透率為98%以上。再者，於實施例3、4之光學相位差構件中，第1層之折射率低於第2層之折射率。
另一方面，於高折射率層上僅形成有第1層之比較例1的光學相位差構件因干擾之影響而如圖9所示般，穿透率以相對於波長波動之方式變化，於波長430~680nm之範圍內存在與實施例3、4相比穿透率較低之區域。因此，比較例1的光學相位差構件之平均穿透率與實施例3、4相比較低，且未達97%。同樣地，積層體僅由第1層構成之比較例2的光學相位差構件亦如圖9所示般，與實施例3、4相比，波長430~680nm之範圍內之穿透率較低，平均穿透率亦較低為92.1%。
於高折射率層上形成有第1層及第2層之2層之比較例3的光學相位差構件亦如圖9所示般，與實施例3、4相比，波長430~680nm之範圍內之穿透率較低，平均穿透率亦較低為84.6%。同樣地，於高折射率層上形成有第1層及第2層之2層之比較例5的光學相位差構件的平均穿透率亦較低為95.1%。
比較例4之光學相位差構件雖與實施例3、4同樣地於高折射率層上形成有第1層、第2層及第3層之3層，但於第3層之折射率高於第2層之折射率之方面與實施例3、4不同。本比較例之光學相位差構件如圖9所示般，與實施例3、4相比，波長430~680nm之範圍內之穿透率較
低，平均穿透率亦較低為82.5%。
實施例5~15
將第1層、第2層及第3層之厚度設為圖8之表所記載之值，除此以外，以與實施例3相同之方式求出光學相位差構件之平均穿透率。將各實施例之光學相位差構件的平均穿透率之值示於圖8之表中。
於高折射率層上形成有第1層、第2層及第3層之3層且第1層之折射率低於高折射率層、第3層之折射率低於第2層的實施例5~15之光學相位差構件均具有97%以上之高平均穿透率。第1層之厚度、第2層之厚度、第3層之厚度及積層體之厚度分別為20~40nm、35~55nm、100~140nm、155~210nm之範圍內之實施例5~9的光學相位差構件之平均穿透率為98%以上，穿透率尤其高。
參考實驗1
於玻璃基板之一面塗佈二氧化矽之前驅物溶液而形成塗膜。繼而，一面將壓印用之塑模壓抵於塗膜一面使塗膜硬化後，將塑模剝離。藉此，獲得具有由二氧化矽構成之凹凸構造層的透明基體。於凹凸構造層之表面形成有下述之凹凸圖案：以180nm間距排列有沿一方向延伸之凸部，與凸部延伸方向垂直之面的剖面為上底20nm、下底180nm、高度330nm之近等腰梯形。
使相對於玻璃基板傾斜45度之角度後之棉花棒與凹凸構造層之表面接觸，一面施加3kg之負載，一面將凹凸構造層之表面刮傷3次。繼而，使2片偏光板對向配置成正交偏光(crossed Nicol)狀態，並將刮傷後之透明基體載置於該2片偏光板之間。此時，以各偏光板之光軸與透明
基體之凸部之延伸方向成45度之角度之方式配置。繼而，自一偏光板側朝向透明基體照射光，並藉由目測觀察自另一偏光板穿透之光，結果被刮傷之部分看起來較暗。該情況表示因刮傷而導致凹凸圖案變形從而相位差特性變化。
參考實驗2
於以與參考實驗1相同之方式製作之透明基體上，將氧化鈦濺鍍成膜而形成高折射率層。成膜係進行至形成於透明基體之凸部之上表面的高折射率層之厚度成為73nm為止。繼而，依序將二氧化矽、氧化鈦、二氧化矽濺鍍成膜而形成由第1層、第2層、第3層構成之積層體。形成於凸部之上表面之高折射率層之上的第1層、第2層、第3層分別為18nm、36nm、110nm。藉此獲得光學相位差構件。
以與參考實驗1相同之方式將光學相位差構件之積層體之表面刮傷後，將光學相位差構件載置於2片偏光板之間並進行目測觀察。被刮傷之部分呈現出與除此以外之部分相同之亮度。該情況表示即便於被刮傷之部分中亦維持凹凸構造層之凹凸圖案之形狀。
根據參考實驗1、2之結果認為，藉由於透明基體上形成高折射率層及積層體，凹凸圖案之機械強度提高。
以上，藉由實施形態及實施例對本發明進行了說明，但本發明之光學相位差構件及投影機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。例如，實施例中所使用之材料不過為一例，只要為滿足申請專利範圍所記載之折射率之關係的材料，則可使用任意之材料。於上述投影機之實施形態中，示出以特定之位置或
配置設置本發明之光學相位差構件之例，但並不限定於此，可以任意之位置或配置進行設置。又，於上述投影機之實施形態中，列舉使用3個液晶面板作為圖像顯示元件並對穿透液晶面板之光進行投影之類型(3LCD)的投影機為例進行了說明，亦可應用於使自液晶面板反射之光進行投影之類型(LCOS)的投影機。又，亦可將本發明應用於使用數位微鏡裝置作為圖像顯示元件之數位光處理(DLP)式投影機等任意類型之投影機。
本發明之光學相位差構件可於寬波長範圍顯示出高穿透率且產生所需之相位差特性，並且可利用通常之成膜法形成，又，機械強度高。因此，本發明之光學相位差構件不僅可較佳地用於投影機(投影型顯示裝置)，亦可較佳地用於反射型或者半透過型液晶顯示裝置、光碟用拾取裝置、偏振光轉換元件等各種裝置等。
20‧‧‧積層體
20b‧‧‧積層體
22‧‧‧第1層
24‧‧‧第2層
24b‧‧‧第2層
26‧‧‧第3層
30‧‧‧高折射率層
40‧‧‧透明基體
40a‧‧‧透明基體
40b‧‧‧透明基體
40c‧‧‧透明基體
40d‧‧‧透明基體
42‧‧‧基材
42a‧‧‧基材
42b‧‧‧基材
42c‧‧‧基材
44‧‧‧抗反射層
50‧‧‧凹凸構造層
50a‧‧‧凹凸構造層
50b‧‧‧凹凸構造層
60‧‧‧凸部
60a‧‧‧凸部
60b‧‧‧凸部
60bs‧‧‧凸部60b之側面
60c‧‧‧凸部
60d‧‧‧凸部
60s‧‧‧凸部60之側面
60t‧‧‧凸部60之上表面
70‧‧‧凹部
70a‧‧‧凹部
80‧‧‧凹凸圖案
80d‧‧‧凹凸圖案
90‧‧‧空氣層
100‧‧‧光學相位差構件
100a‧‧‧光學相位差構件
100b‧‧‧光學相位差構件
100c‧‧‧光學相位差構件
100d‧‧‧光學相位差構件
100e‧‧‧光學相位差構件
H‧‧‧凸部60之底面至下述積層體20之最上部之高度
Hb‧‧‧凸部60b之底面至積層體20b之最上部之高度
Ths‧‧‧高折射率層30之厚度
Tht‧‧‧高折射率層30之厚度
Tss‧‧‧積層體20b之厚度
Tst‧‧‧積層體20之厚度
Tst1‧‧‧第1層22之厚度
Tst2‧‧‧第2層24之厚度
Tst3‧‧‧第3層26之厚度
W‧‧‧空氣層90之寬度
Claims (14)
- 一種光學相位差構件，使入射光產生相位差，具備：透明基體：具有由多個凸部構成之凹凸圖案，該等凸部沿一方向延伸並且與延伸方向垂直之面的剖面略呈梯形；高折射率層：形成於該透明基體之該凸部的上表面及側面，具有高於該凸部之折射率；及積層體：由形成於該凸部之上表面之該高折射率層上的2n+1(n為正整數)層構成，該積層體形成於該透明基體之該凸部的上表面及側面之該高折射率層上，形成於相鄰之該凸部之對向之該側面的該高折射率層之間存在空氣層，該積層體具備形成於該高折射率層上之第1層、形成於第2k-1層(k為1~n之整數)上之第2k層及形成於該第2k層上之第2k+1層，該第1層之折射率低於該高折射率層之折射率，該第2k+1層之折射率低於該第2k層之折射率。
- 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，該第2k-1層(k為1~n之整數)之折射率低於該第2k層之折射率。
- 如申請專利範圍第1或2項之光學相位差構件，其中，該第2k層與該高折射率層係由相同之材料構成。
- 如申請專利範圍第1或2項之光學相位差構件，其中，該第2k+1層與該第2k-1層係由相同之材料構成。
- 如申請專利範圍第1或2項之光學相位差構件，其中，n為1。
- 如申請專利範圍第5項之光學相位差構件，其中，第2層之折射率為2.1~2.6之範圍內。
- 如申請專利範圍第5項之光學相位差構件，其中，第1層及第3層之折射率為1.3~1.55之範圍內。
- 如申請專利範圍第1或2項之光學相位差構件，其中，於該透明基體之該凸部的側面之該高折射率層上形成之該積層體之厚度為5~40nm之範圍內。
- 如申請專利範圍第1或2項之光學相位差構件，其中，波長430nm~680nm之範圍內的穿透率之平均值為97%以上。
- 如申請專利範圍第1或2項之光學相位差構件，其中，構成該凸部之材料為溶膠凝膠材料。
- 如申請專利範圍第1項之光學相位差構件，其中，形成於相鄰之該凸部之上表面之該高折射率層上的該積層體彼此隔著空氣層而互不接觸。
- 一種投影機，具備申請專利範圍第1至11項中任一項之光學相位差構件。
- 一種投影機，其具備：光產生機構：產生直線偏振光之光；入射側波長板：由申請專利範圍第1至11項中任一項之光學相位差構件構成，將自該光產生機構射出之該光轉換成圓偏振光；圖像顯示元件：對已轉換成圓偏振光之該光進行調變； 出射側波長板：由申請專利範圍第1至11項中任一項之光學相位差構件構成，將經該圖像顯示元件調變之該光轉換成直線偏振光；及投影光學系統：投影經該圖像顯示元件調變之該光。
- 一種投影機，具備：光產生機構：產生直線偏振光之光；波長板：由申請專利範圍第1至11項中任一項之光學相位差構件構成，將自該光產生機構射出之該光轉換成圓偏振光；擴散元件：使已轉換成圓偏振光之該光擴散；圖像顯示元件：對經該擴散元件擴散之該光進行調變；及投影光學系統：投影經該圖像顯示元件調變之該光。
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