WO2014050408A1 - 光学補償板 - Google Patents

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    • G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n

Definitions

  • the present invention relates to an optical compensator that is used in a liquid crystal display device or the like and compensates for a phase difference of light.
  • a liquid crystal projector that enlarges and projects an image or the like displayed on a liquid crystal display (LCD) on a screen has become widespread.
  • a liquid crystal display device has a structure in which polarizing plates are arranged in crossed Nicols on both sides of a liquid crystal panel, and controls the alignment state of liquid crystal molecules for each pixel to adjust the light transmittance, thereby displaying images and the like. indicate.
  • the liquid crystal panel is adjusted in thickness and so on so that white and black can be accurately displayed by vertically incident light, so if there is light that passes through the liquid crystal layer obliquely, black is displayed. Even in this case, a component that leaks through the output side polarizing plate is generated.
  • a phase difference compensation layer is formed by a dielectric multilayer film layer in which a plurality of dielectric thin films having different refractive indexes are alternately laminated on a glass substrate (so-called negative C plate),
  • O plate an oblique deposition film formed by depositing an inorganic material from an oblique direction in which a retardation compensation layer is formed
  • An antireflection layer is usually provided on the surface of the optical element in order to suppress surface reflection.
  • the optical compensator is no exception, and an antireflection layer is preferably provided on the surface thereof.
  • the antireflection layer for example, a dielectric multilayer film composed of dielectric multilayer films in which a plurality of dielectric thin films having different refractive indexes are alternately stacked is used.
  • an antireflection layer made of a dielectric multilayer film is further formed on the optical compensation plate in which the phase difference compensation layer is formed of the dielectric multilayer film as described above, there is almost no problem.
  • the retardation compensation layer itself can have antireflection characteristics.
  • the optical compensation plate of the present invention includes a retardation compensation layer and an antireflection layer in order from the substrate side.
  • the retardation compensation layer is formed by obliquely depositing an inorganic material on the surface of the substrate, and has a fine structure in which columnar structures inclined with respect to the surface of the substrate stand.
  • the antireflection layer is provided on the upper side of the retardation compensation layer, and has a plurality of irregularities on one surface.
  • the substrate side of each layer is the lower side, and the side away from the substrate is the upper side.
  • the intermediate layer is provided on the retardation compensation layer and is formed of a dense film.
  • a first dielectric multilayer film layer formed by alternately laminating at least two kinds of dielectric thin films having different refractive indexes is provided between the substrate and the retardation compensation layer.
  • the intermediate layer is formed of a single film
  • the intermediate layer is preferably formed of the same material as the retardation compensation layer or the antireflection layer.
  • the intermediate layer preferably includes a first dense film made of the same material as the retardation compensation layer and a second dense film made of the same material as the antireflection layer.
  • the first dense film is provided closest to the retardation compensation layer of the intermediate layer
  • the second dense film is provided closest to the antireflection layer of the intermediate layer.
  • the intermediate layer may also include a second dielectric multilayer film layer formed by laminating two or more kinds of dielectric thin films having different refractive indexes between the first dense film and the second dense film. good.
  • the oil resistant coating is preferably formed of magnesium fluoride.
  • the antireflection layer is made of, for example, zinc oxide. Further, the antireflection layer may be a mesh-like porous structure similar to a moth-eye structure, or a moth-eye structure itself in which rod-like or needle-like crystals are erected perpendicularly to the surface.
  • the optical compensator of the present invention dust and dust are prevented from adhering by the antireflection layer having a structure similar to the moth-eye structure, thereby preventing image quality deterioration.
  • the optical compensation plate 10 is formed by laminating a retardation compensation layer 12, an intermediate layer 13, and an antireflection layer 14 in this order on a substrate 11.
  • the substrate 11 is, for example, a glass substrate.
  • the substrate 11 may be a film such as TAC or PET, or an organic glass such as an acrylic resin or polycarbonate, but is preferably an inorganic glass. This is because there is almost no deterioration over time even when used in a harsh environment such as a liquid crystal projector.
  • an antireflection layer is formed on the back surface of the substrate 11 (the surface opposite to the surface on which the phase difference compensation layer 12 is provided). This antireflection layer is formed of, for example, a dielectric multilayer film.
  • the phase difference compensation layer 12 is a layer made of an obliquely deposited film formed by vapor-depositing an inorganic material with respect to the substrate 11 from an oblique direction, and a columnar structure is erected with an inclination with respect to the surface of the substrate 11. Has a fine structure. Due to the structural birefringence based on the inclined columnar structure, a predetermined phase difference is given to the light transmitted through the phase difference compensation layer 12. Thereby, the optical compensator 10 functions as an O plate that compensates for a phase difference caused by a pretilt of liquid crystal molecules of the VA liquid crystal panel.
  • the individual columnar structures forming the retardation compensation layer 12 are on the order of, for example, several nm to several hundred nm, and parameters such as the inclination angle of the columnar structure, the stand density, and the thickness of the retardation compensation layer 12 are as follows. It is determined according to the magnitude of the phase difference to be compensated by the optical compensator 10 and suitability for manufacturing.
  • the inorganic material for forming the oblique vapor deposition film of the phase difference compensation layer 12 is arbitrary. For example, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ), titanium dioxide (TiO 2 ), Silicon dioxide (SiO 2 ) or the like can be used.
  • the intermediate layer 13 is made of the same material as that of either the retardation compensation layer 12 or the antireflection layer 14 or a material having an intermediate refractive index between the retardation compensation layer 12 and the antireflection layer 14. It is formed.
  • the intermediate layer 13 is a dense film (so-called solid film) that does not have a fine internal structure like the retardation compensation layer 12 or the antireflection layer 14. That is, the intermediate layer 13 is formed by a normal vacuum evaporation method, CVD, or the like in which material particles are uniformly deposited from a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate 11.
  • the intermediate layer 13 is formed of the same material (Ta 2 O 5 or the like) as the retardation compensation layer 12, after the retardation compensation layer 12 is formed on the surface of the substrate 11, the surface of the retardation compensation layer 12 is deposited.
  • the intermediate layer 13 can be formed by facing the source and performing deposition while rotating the substrate 11.
  • a vapor deposition source of the same material as the antireflection layer 14 is prepared in the vapor deposition apparatus for forming the retardation compensation layer 12.
  • the intermediate layer 13 made of the same material as that of the antireflection layer 14 can be formed by performing vapor deposition with the surface of the phase difference compensation layer 12 facing the vapor deposition source in the same manner as described above.
  • the antireflection layer 14 is formed of, for example, zinc oxide (ZnO), alumina (Al 2 O 3 ), or the like, and has a network-like porous structure in which rod-like (or needle-like) crystals are intertwined and bonded.
  • a concavo-convex structure on the order of several wavelengths severe nm to several hundred nm
  • the antireflection layer 14 also exhibits an antireflection effect due to the concavo-convex structure on one surface, based on the same principle as the moth-eye structure.
  • a solution containing zinc nitrate and ethylenediamine may be applied to the surface of the intermediate layer 13 and the solvent may be evaporated to deposit zinc oxide.
  • the substrate 11 provided with the retardation compensation layer 12 and the intermediate layer 13 may be immersed in a solution containing zinc nitrate and ethylenediamine, and zinc oxide may be deposited while heating.
  • alumina after forming an alumina thin film on the intermediate
  • the optical compensation plate 10 functions as an O plate by the phase difference compensation layer 12 and the antireflection layer 14 is provided, so that surface reflection can be suppressed.
  • both the phase difference compensation layer 12 and the antireflection layer 14 have a fine internal structure. The nature is bad. For this reason, manufacture is difficult and even if it can be manufactured, it becomes high-cost. Also, it is difficult to use in a harsh environment such as a liquid crystal projector.
  • the optical compensation plate 10 by providing the dense intermediate layer 13 between the retardation compensation layer 12 and the antireflection layer 14, adhesion between the retardation compensation layer 12, the intermediate layer 13, and the intermediate layer 13 is reflected. The adhesion of the prevention layer 14 is enhanced. That is, since the optical compensation plate 10 has good adhesion between the retardation compensation layer 12 and the antireflection layer 14 due to the intermediate layer 13, it is excellent in manufacturing suitability and can withstand use in harsh environments such as a liquid crystal projector.
  • the optical compensator 10 has irregularities due to the mesh porous structure of the antireflection layer 14 exposed on the surface, dust and dust are difficult to adhere. Since zinc oxide has conductivity, when zinc oxide is used for the antireflection layer 14, the optical compensator 10 is prevented from being charged, and dust and dust are difficult to adsorb.
  • an optical compensation plate 10 ZnO is used for the antireflection coating layer 14
  • an optical compensation for comparison in which an antireflection layer made of a dielectric multilayer film is provided on the retardation compensation layer 12 are used.
  • a board was produced. Then, after rubbing the surface of each antireflection layer with a cloth to charge it, place beads (10 ⁇ m ⁇ ) for dustproof test, wipe off the excess unadsorbed beads, and set the number of adsorption in an area of 3 ⁇ 3 mm. Counted.
  • this dustproof evaluation was repeated several times. Then, in the case of the optical compensator 10, the number of beads attached was approximately 300 or less, whereas in the comparative optical compensator, it was approximately 500 or more. This also shows that the optical compensator 10 has improved dust resistance compared to the conventional one.
  • the intermediate layer 13 is formed of one film made of the same material as either the phase difference compensation layer 12 or the antireflection layer 14, but the optical compensation plate shown in FIG.
  • the intermediate layer 21 is preferably formed of two thin films, the first thin film 21a and the second thin film 22b.
  • the first thin film 21 a in contact with the retardation compensation layer 12 is a dense film made of the same material as the retardation compensation layer 12
  • the second thin film 21 b in contact with the antireflection layer 14 is made of the same material as the antireflection layer 14. To a dense film.
  • the retardation compensation layer 12 since the retardation compensation layer 12, the first thin film 21a, the second thin film 21b, and the antireflection layer 14 are formed of the same material, adhesion is better than that of other materials. Even if the retardation compensation layer 12 or the antireflection layer 14 has a fine internal structure, the first thin film 21a and the second thin film 21b are both dense films, and therefore, between the intermediate layer 21 and the retardation compensation layer 12. Good adhesion can be obtained, and good adhesion can be obtained between the intermediate layer 21 and the antireflection layer 14.
  • the intermediate layer 21 has a two-layer configuration of the first thin film 21a and the second thin film 21b as in the optical compensation plate 20
  • the retardation compensation layer is further increased than the optical compensation plate 10 of the first embodiment. 12 and the antireflection film layer 14 are improved in adhesion.
  • the intermediate layer 21 has a two-layer structure of a first thin film 21a and a second thin film 21b.
  • the intermediate layer 21 has a three-layer dielectric multilayer film (first dielectric). Body multilayer film layer).
  • a third thin film 28 is added between the first thin film 21a and the second thin film 21b as in the intermediate layer 27 of the optical compensation plate 26 shown in FIG.
  • the material and the number of films of the third thin film 28 are determined so as to have an intermediate refractive index between the first thin film 21a and the second thin film 21b, and the difference in refractive index between the first thin film 21a and the second thin film 21b is alleviated. It is preferable to do.
  • the intermediate layer 27 maintains the adhesion with the retardation compensation layer 12 and the adhesion with the antireflection film layer 14 while maintaining the interface between the first thin film 21 a and the second thin film 21 b of the optical compensation plate 20. Reflection at can also be suppressed.
  • the intermediate layer 21 is composed of four or more films, the number of thin films provided between the first thin film 21a and the second thin film 21b may be increased.
  • a layer made of a dielectric multilayer film that functions as a negative C plate between the first thin film 21a and the second thin film 21b. (Second dielectric multilayer film layer) may be provided.
  • the negative C plate is formed by alternately laminating at least two kinds of dielectric thin films having different refractive indexes.
  • the degree of freedom in design is improved as compared with the case where the phase difference compensation is performed only by the phase difference compensation layer 12, so that a more accurate phase difference is achieved. Compensation is possible.
  • the negative C plate is inclined with respect to the optical axis while improving the accuracy of phase difference compensation.
  • the space for the liquid crystal projector can be reduced, and the liquid crystal projector can be made smaller or thinner.
  • the optical compensation plate 20 is charged and easily absorbs dust and dust.
  • a negative C is provided between the first thin film 21a and the second thin film 21b.
  • the antireflection layer 14 it is preferable to form the antireflection layer 14 with conductive zinc oxide in order to prevent the optical compensation plate 20 from being charged.
  • a dielectric multilayer film layer functioning as a negative C plate may be formed in the entire intermediate layer 21, that is, the first thin film 21a and the second thin film 21b and the entire dielectric multilayer film provided therebetween.
  • the optical compensation plate 10 having the intermediate layer 13 formed of one film as in the optical compensation plate 10 of the first embodiment is provided with a negative C plate function, for example, the optical compensation plate 30 shown in FIG.
  • the dielectric multilayer film layer 31 forming the negative C plate may be provided between the substrate 11 and the retardation compensation layer 12.
  • the dielectric multilayer film layer 31 that functions as a negative C plate is provided on the back surface of the substrate 11 (the surface opposite to the surface on which the phase difference compensation layer 12 is provided). May be.
  • An antireflection layer 32 is provided on the upper side of the dielectric multilayer film layer 31 (on the opposite side of the substrate 11).
  • the antireflection layer 32 may be the same as that provided on the back side of each of the optical compensators 10, 20, 26, and 30 of the first and second embodiments, or has a moth-eye structure (or a structure similar to a moth-eye structure). You may have.
  • the antireflection layer 32 has a network-like porous structure similar to that of the antireflection layer 14.
  • the intermediate layer 13 is made of the same material as either the phase difference compensation layer 12 or the antireflection layer 14 as in the optical compensation plate 10 of the first embodiment. It may be formed by a single film, or a two-film configuration of the first thin film 21a and the second thin film 21b as in the optical compensation plate 20 of the second embodiment. Further, like the intermediate layer 27 of the optical compensation plate 26, a third thin film 28 is added between the first thin film 21a and the second thin film 21b (see FIG. 3), and the reflection at the interface between the first thin film 21a and the second thin film 21b. May also be suppressed.
  • the antireflection layer 14 having a mesh-like porous structure is exposed on the surface, but the optical compensation plate 40 shown in FIG.
  • the oil resistant coating 41 is made of, for example, magnesium fluoride (MgF 2 ).
  • the oil resistant coating 41 may be a fluororesin.
  • the optical compensators 10, 20, 26, 30, 33 are usually used in places that are not directly touched by humans. For example, during maintenance of the liquid crystal projector, the optical compensators 10, 20, 26 are mistakenly handled by service personnel. , 30, 33 may cause oils and fats to adhere. In this case, it is difficult to completely wipe off the oil or the like, and the normal phase difference compensation effect cannot be obtained due to the remaining oil or the like. Moreover, when the remaining fats and oils permeate the retardation compensation layer 12, the retardation compensation performance is further deteriorated. For this reason, when the optical compensators 10, 20, 26, 30, 33 are used in a liquid crystal projector, the contrast performance deteriorates.
  • the phase difference compensation element 40 is erroneously touched, and even if oils and fats adhere, wiping is facilitated, and the remaining oil and fats are reduced. Can be minimized. Also, when the optical compensator 40 is incorporated in a liquid crystal projector, the optical compensators 10, 20, 26, 30, 33 may be touched by mistake. In this case as well, the deterioration of the phase difference compensation performance is minimized. Therefore, by using the optical compensator 40 provided with the oil-resistant coating 41, the yield can be improved and the assembly cost can be reduced.
  • the oil-resistant coating 41 is drawn thick, but it is preferable to provide the oil-resistant coating 41 thinly so as not to eliminate surface irregularities due to the mesh-like porous structure. This is because, as described above, the dustproof property is also improved by the unevenness of the surface. However, even if the oil-resistant coating 41 is formed thick enough to flatten the surface, if the material of the oil-resistant coating 41 does not penetrate into the antireflection layer 14, the antireflection performance of the antireflection layer 14 is almost the same. There is no change.
  • the oil-resistant coating 41 is provided on the optical compensator 10 of the first embodiment, but each of the optical compensators 20, 26, 30, 33 of the second and third embodiments. The same applies to the above case, and it is preferable to provide the oil-resistant coating 41 on the antireflection layer 14.
  • the antireflection layer 14 has a mesh-like porous structure similar to the moth-eye structure.
  • the moth-eye structure itself in which rod-like crystals such as zinc oxide are grown almost perpendicularly to the surface may be used.
  • an antireflection layer made of a dielectric multilayer film is provided on the back side of the substrate 11.
  • the antireflection layer provided on the back surface of the substrate 11 may be an antireflection layer having a mesh-like porous structure similar to the moth-eye structure.
  • an antireflection film layer having a moth-eye structure may be used.
  • the optical compensation plates 10, 20, 26, 30, 33, and 40 are particularly suitable for a liquid crystal projector that uses a VA liquid crystal panel. If it is between a polarizing plate (polarizer) that restricts the polarization state of light incident on the liquid crystal panel and a polarizing plate (analyzer) that restricts the polarization state of light emitted from the liquid crystal panel, Arrangement is arbitrary.
  • the liquid crystal panel may be a transmission type or a reflection type.
  • the optical compensation plates 10, 20, 26, 30, 33, and 40 may be used for a liquid crystal display that directly observes a display image. If the optical compensators 10, 20, 26, 30, 33, 40 are used in the liquid crystal display, the viewing angle can be improved.

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Description

光学補償板
　本発明は、液晶表示装置等に用いられ、光の位相差を補償する光学補償板に関する。
　液晶表示装置（ＬＣＤ）に表示させた画像等をスクリーンに拡大投影する液晶プロジェクタが普及している。周知のように、液晶表示装置は液晶パネルの両側に偏光板をクロスニコル配置した構造を有し、画素毎に液晶分子の配向状態を制御して光の透過率を調節することにより画像等を表示する。また、液晶パネルは、垂直に入射する光によって白色及び黒色を正確に表示できるように液晶層の厚さ等が調節されているので、液晶層を斜めに通過する光があると、黒色を表示する場合でも出射側偏光板を漏れ通る成分が発生する。
　液晶プロジェクタの場合、斜め入射による光の漏れがあると投影像のコントラストが低下するので、光学補償板によって斜めに入射する光の位相差を補償することにより、コントラストを向上させている。光学補償板としては、例えば、ガラス基板上に屈折率が異なる２種類の誘電体薄膜を交互に複数積層した誘電体多層膜層によって位相差補償層を形成したもの（いわゆるネガティブＣプレート）や、無機材料を斜め方向から蒸着して形成される斜方蒸着膜で位相差補償層を形成したもの（いわゆるＯプレート）が知られている（特許文献１）。
国際公開２００８／０７８７６４号パンフレット
　光学素子の表面には、通常、表面反射を抑えるために反射防止層が設けられる。光学補償板も例外ではなく、その表面には反射防止層が設けられていることが好ましい。反射防止層としては、例えば、屈折率の異なる誘電体薄膜を交互に複数積層した誘電体多層膜からなる誘電体多層膜層が用いられる。このように誘電体多層膜層により位相差補償層を形成した光学補償板に、誘電体多層膜層からなる反射防止層をさらに形成する場合にはほぼ不具合は生じない。また、位相差補償層自体に反射防止特性を持たせることもできる。
　一方、斜方蒸着膜で位相差補償層を形成した光学補償板の場合、斜方蒸着膜上に誘電体多層膜層を形成すると、光学補償板が帯電し、チリやホコリを吸着しやすくなるという不具合がある。光学補償板の表面にチリやホコリが付着すると、当然、表示画像の画質は低下する。付着したチリやホコリに透光性がある場合でも、チリやホコリの付着した部分では位相差が正確に補償されないので、コントラスト性能が悪化する。特に液晶プロジェクタに使用する光学補償板の場合は像が拡大投影されるので、微小なチリやホコリでも、投影画質の低下が目立ちやすい。
　本発明は、チリやホコリの付着による画質低下を防止することができる光学補償板を提供することを目的とする。
　本発明の光学補償板は、基板側から順に、位相差補償層、反射防止層を備える。位相差補償層は、基板の表面に無機材料を斜方蒸着して形成され、基板の表面に対して傾斜した柱状構造体が林立している微細構造を有する。反射防止層は、位相差補償層の上側に設けられ、一面に凹凸を複数有する。なお、以下の説明では、各層の基板側を下側、基板から離れる側を上側とする。
　位相差補償層と反射防止層との間に中間層を備えることが好ましい。中間層は、位相差補償層の上に設けられ、稠密膜で形成される。
　さらに、少なくとも２種類以上の屈折率が異なる誘電体薄膜を交互に積層して形成された第１誘電体多層膜層が、基板と位相差補償層との間に設けられていることが好ましい。
　中間層が１つの膜で形成されている場合、中間層は位相差補償層または反射防止層と同じ材料で形成されていていることが好ましい。
　中間層は、前記位相差補償層と同じ材料によって形成された第１稠密膜と、前記反射防止層と同じ材料で形成された第２稠密膜とを備えていることが好ましい。この場合、第１稠密膜は中間層の最も位相差補償層側に設け、第２稠密膜は中間層の最も反射防止層側に設ける。
　また、中間層は、第１稠密膜と第２稠密膜との間に、互いに屈折率が異なる２種類以上の誘電体薄膜を積層して形成された第２誘電体多層膜層を備えても良い。
　反射防止層の上側に、耐油性コーティングを備えることが好ましい。この耐油性コーティングは、フッ化マグネシウムで形成されていることが好ましい。
　反射防止層は、例えば、酸化亜鉛で形成される。また、反射防止層は、モスアイ構造に類する網目状多孔構造であっても良いし、棒状または針状の結晶が表面に対して垂直に林立したモスアイ構造そのものであっても良い。
　本発明の光学補償板は、モスアイ構造に類する構造の反射防止層によってチリやホコリの付着が防止され、それによる画質劣化を招くことがない。
光学補償板の層構造を示す断面図である。 光学補償板の特に好ましい層構造を示す断面図である。 ネガティブＣプレートを一体に設けた光学補償板の断面図である。 基板と位相差補償層の間にネガティブＣプレートを設けた光学補償板の断面図である。 基板の裏面側にネガティブＣプレートを設けた光学補償板の断面図である。 耐油性コーティングを施した光学補償板の断面図である。
［第１実施形態］
　図１に示すように、光学補償板１０は、基板１１上に、位相差補償層１２、中間層１３、反射防止層１４をこの順に積層して形成される。
　基板１１は、例えばガラス基板である。基板１１には、ＴＡＣやＰＥＴ等のフィルム、や、アクリル樹脂，ポリカーボネート等の有機ガラスを使用しても良いが、無機ガラスを使用することが好ましい。液晶プロジェクタ等の過酷な環境で使用しても経時劣化が殆ど無いからである。なお、図示しないが、基板１１の裏面（位相差補償層１２が設けられている面の反対側の面）には反射防止層が形成されている。この反射防止層は、例えば、誘電体多層膜によって形成される。
　位相差補償層１２は、基板１１に対して斜め方向から無機材料を蒸着して形成された斜方蒸着膜からなる層であり、基板１１の表面に対して傾斜して柱状構造体が林立した微細構造を有する。この傾斜した柱状構造に基づく構造性複屈折によって、位相差補償層１２を透過する光には所定の位相差が与えられる。これにより、光学補償板１０は、ＶＡ型液晶パネルの液晶分子のプレチルトによって生じる位相差を補償するＯプレートとして機能する。
　なお、位相差補償層１２を形成する個々の柱状構造体は例えば数ｎｍ～数百ｎｍのオーダであり、柱状構造体の傾斜角度や林立密度、位相差補償層１２の厚さ等のパラメータは光学補償板１０で補償する位相差の大きさと製造適性に応じて定められる。位相差補償層１２の斜方蒸着膜を形成する無機材料は任意であるが、例えば、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等を用いることができる。
　中間層１３は、一つの材料で形成される場合、位相差補償層１２または反射防止層１４のいずれかと同じ材料、あるいは位相差補償層１２と反射防止層１４の中間の屈折率を有する材料で形成される。但し、中間層１３は、位相差補償層１２や反射防止層１４のような微細な内部構造を有さない稠密な膜（いわゆるベタ膜）である。すなわち、中間層１３は、基板１１表面にほぼ垂直な方向から材料粒子を均一に堆積させる通常の真空蒸着法やＣＶＤ等により形成される。
　例えば、中間層１３を位相差補償層１２と同じ材料（Ｔａ２Ｏ５等）で形成する場合、基板１１の表面に位相差補償層１２を形成した後、位相差補償層１２の表面が蒸着源に正対させ、基板１１を回転させながら蒸着をすることにより、中間層１３を形成することができる。また、中間層１３を反射防止層１４と同じ材料（ＺｎＯ等）で形成する場合は、位相差補償層１２を形成するための蒸着装置内に、反射防止層１４と同じ材料の蒸着源を用意しておけば、上述と同様にその蒸着源に位相差補償層１２の表面を正対させて蒸着をすることにより、反射防止層１４と同じ材料からなる中間層１３を形成することができる。
　反射防止層１４は、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等で形成され、棒状（あるいは針状）結晶が複雑に絡み合って結合した網目状の多孔構造を有する。この網目状多孔構造は、少なくとも表面の網部分と穴部分によって可視光の波長程度のオーダ（数ｎｍ～数百ｎｍ）の凹凸構造が一面に一様に形成されており、蛾の目のような微小な凹凸構造（いわゆるモスアイ構造）に類する微細構造である。このため、反射防止層１４もモスアイ構造と同様の原理で、一面の凹凸構造によって反射防止作用を示す。
　酸化亜鉛で網目状多孔構造を形成する場合、例えば、硝酸亜鉛とエチレンジアミンを含む溶液を中間層１３の表面に塗布し、溶媒等を蒸発させて酸化亜鉛を析出させれば良い。位相差補償層１２と中間層１３を設けた基板１１を硝酸亜鉛とエチレンジアミンを含む溶液に浸漬し、加温しながら酸化亜鉛を析出させても良い。また、アルミナを用いる場合は、中間層１３上にアルミナ薄膜を形成した後、温水処理をすることにより網目状多孔構造にすることができる。
　上述のように、光学補償板１０は、位相差補償層１２によってＯプレートとして機能し、反射防止層１４が設けられているので表面反射も抑えられる。
　位相差補償層１２の上に反射防止層１４を直接形成すると、位相差補償層１２と反射防止層１４がともに微細な内部構造を有しているため、こうした微細構造が露呈した表面同士の密着性が悪い。このため、製造が難しく、製造できたとしても高コストになる。また、液晶プロジェクタという過酷な環境下で使用するには耐久性に難がある。しかし、光学補償板１０では、位相差補償層１２と反射防止層１４の間に稠密な中間層１３を設けることにより、位相差補償層１２と中間層１３と密着性と、中間層１３と反射防止層１４の密着性をそれぞれ高めている。すなわち、光学補償板１０は、中間層１３により位相差補償層１２と反射防止層１４の密着性が良いので、製造適性に優れ、液晶プロジェクタ等の過酷な環境での使用にも耐え得る。
　さらに、光学補償板１０は、反射防止層１４の網目状多孔構造による凹凸が表面に露呈されているのでチリやホコリが付着しにくい。酸化亜鉛は導電性を有するので、反射防止層１４に酸化亜鉛を用いると光学補償板１０の帯電が防止され、チリやホコリを吸着し難くなるので、特に防塵性能が良い。
　防塵性の評価のために、光学補償板１０（反射防止膜層１４にＺｎＯを使用）と、位相差補償層１２の上に誘電体多層膜からなる反射防止層を設けた比較用の光学補償板を製造した。そして、各々の反射防止層の表面を布で擦って帯電させた後、防塵試験用ビーズ（１０μｍφ）を乗せ、吸着されていない余分なビーズを払い落とし、３×３ｍｍのエリア内の吸着数を計数した。また、この防塵性評価を複数回繰り返し行なった。すると、光学補償板１０の場合、ビーズの付着数は概ね３００個以下であったが、比較用の光学補償板では概ね５００個以上であった。このことからも、光学補償板１０は従来のものよりも防塵性が向上していることがわかる。
［第２実施形態］
　第１実施形態の光学補償板１０では、中間層１３を、位相差補償層１２または反射防止層１４のいずれかと同じ材料からなる一つの膜で形成しているが、図２に示す光学補償板２０のように、中間層２１を第１薄膜２１ａと第２薄膜２２ｂの２つの薄膜で形成することが好ましい。この場合、位相差補償層１２に接する第１薄膜２１ａは、位相差補償層１２と同じ材料からなる稠密膜にし、反射防止層１４に接する第２薄膜２１ｂは、反射防止層１４と同じ材料からなる稠密膜にする。
　こうすると、位相差補償層１２と第１薄膜２１ａ、第２薄膜２１ｂと反射防止層１４はそれぞれ同じ材料で形成されているので、他の材料で形成するよりも密着性が良い。また、位相差補償層１２や反射防止層１４に微細な内部構造があっても、第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂはどちらも稠密膜なので、中間層２１と位相差補償層１２との間で良い密着性が得られ、かつ、中間層２１と反射防止層１４との間で良い密着性が得られる。これらのことから、光学補償板２０のように、中間層２１を第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの二膜構成にすれば、第１実施形態の光学補償板１０よりもさらに位相差補償層１２と反射防止膜層１４の密着性が向上する。
［第３実施形態］
　第２実施形態の光学補償板２０では、中間層２１を第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの二膜構成にしているが、中間層２１を三膜構成の誘電体多層膜層（第１誘電体多層膜層）で構成しても良い。この場合、図３に示す光学補償板２６の中間層２７ように、第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの間に第３薄膜２８を加える。そして、この第３薄膜２８は、第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの中間の屈折率になるように材料や膜数を決定し、第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの屈折率差を緩和することが好ましい。こうすると、中間層２７は、位相差補償層１２との密着性及び反射防止膜層１４との密着性を良好に維持しつつ、光学補償板２０の第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの界面における反射も抑制することができる。中間層２１を四膜以上で構成する場合には、第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの間に設ける薄膜数を増やせば良い。
　なお、中間層２１を三膜以上の膜数にする場合、例えば第３薄膜２７の代わりに、第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの間にネガティブＣプレートとして機能する誘電体多層膜からなる層（第２誘電体多層膜層）を設けても良い。ネガティブＣプレートは、少なくとも２種類以上の屈折率が異なる誘電体薄膜を交互に積層することによって形成される。
　第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの間にネガティブＣプレートを設ける場合、位相差補償層１２だけで位相差補償をする場合よりも、設計の自由度が向上するので、より高精度な位相差補償が可能になる。また、従来のようにネガティブＣプレートを光軸に対して斜めに配置して位相差補償をする場合と比較すると、位相差補償の精度を向上させつつ、ネガティブＣプレートを光軸に対して斜めに配置していた分のスペースを削減し、液晶プロジェクタを小型化あるいは薄型化することができる。但し、位相差補償層１２の上に誘電体多層膜層を設けると光学補償板２０が帯電してチリやホコリを吸着しやすくなるので、第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの間にネガティブＣプレートを設ける場合には、光学補償板２０の帯電を防止するために、反射防止層１４を導電性のある酸化亜鉛で形成することが好ましい。もちろん、中間層２１全体、すなわち第１薄膜２１ａや第２薄膜２１ｂとこれらの間に設ける誘電体多層膜の全体でネガティブＣプレートとして機能する誘電体多層膜層を形成しても良い。
　第１実施形態の光学補償板１０のように、中間層１３を一つの膜で形成した光学補償板１０にネガティブＣプレート機能を持たせる場合には、例えば、図４に示す光学補償板３０のように、ネガティブＣプレートを形成する誘電体多層膜層３１は、基板１１と位相差補償層１２の間に設ければ良い。
　また、図５に示す光学補償板３３のように、ネガティブＣプレートとして機能する誘電体多層膜層３１を基板１１の裏面（位相差補償層１２が設けられる面とは反対側の面）に設けても良い。誘電体多層膜層３１の上側（基板１１の反対側）には反射防止層３２を設ける。反射防止層３２は、第１，第２実施形態の各光学補償板１０，２０，２６，３０で裏面側に設けるものと同様のものでも良いし、モスアイ構造（あるいはモスアイ構造に類する構造）を有するものでも良い。図５では、反射防止層３２を、反射防止層１４と同様の網目状多孔構造を有する。
　このように基板１１の裏面に誘電体多層膜層３１を設ける場合、第１実施形態の光学補償板１０と同様に中間層１３を位相差補償層１２または反射防止層１４のいずれかと同じ材料からなる一つの膜で形成しても良いし、第２実施形態の光学補償板２０のように第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの二膜構成にしても良い。さらに、光学補償板２６の中間層２７ように、第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの間に第３薄膜２８を加え（図３参照）、第１薄膜２１ａと第２薄膜２１ｂの界面における反射も抑制しても良い。
［第４実施形態］
　第１～第３実施形態の各位相差補償板１０，２０，２６，３０，３３では、網目状多孔構造の反射防止層１４が表面に露呈されているが、図６に示す光学補償板４０のように、反射防止層１４に耐油性コーティング４１を施しておくことが好ましい。耐油性コーティング４１は、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）で形成される。また、耐油性コーティング４１は、フッ素樹脂でも良い。
　光学補償板１０，２０，２６，３０，３３は、通常は人が直に触れたりしない箇所に用いられるが、例えば、液晶プロジェクタのメンテナンス時に、サービスマンが誤って光学補償板１０，２０，２６，３０，３３に触れて油脂等が付着してしまうことがある。この場合、油脂等を完全に拭き取ることは難しく、残留した油脂等により正常な位相差補償効果が得られなくなる。また、残留した油脂等は位相差補償層１２に浸透すると、さらに位相差補償性能が悪化する。このため、光学補償板１０，２０，２６，３０，３３を液晶プロジェクタに用いる場合には、コントラスト性能が悪化する。しかし、耐油性コーティング４１を設けておけば、位相差補償素子４０に誤って触れ、油脂等が付着しても拭き取りが容易になり、残留する油脂等も少なくなるので、位相差補償性能の悪化を最小限に抑えることができる。また、光学補償板４０を液晶プロジェクタに組み込む場合も誤って光学補償板１０，２０，２６，３０，３３に触れてしまうことがあるが、この場合も同様に位相差補償性能の悪化を最小限に抑えることができるので、耐油性コーティング４１を設けた光学補償板４０を用いることで歩留まりを向上し、組み立てコストを低減することもできる。
　図６では、耐油性コーティング４１を厚く描いているが、耐油性コーティング４１は、網目状多孔構造による表面の凹凸が無くならないように薄く設けることが好ましい。前述のように、表面の凹凸によっても防塵性が向上するからである。但し、表面が平坦になってしまう程度に耐油性コーティング４１を厚く形成しても、反射防止層１４に耐油性コーティング４１の材料が浸透していなければ、反射防止層１４の反射防止性能にほぼ変わりはない。
　なお、図６の光学補償板４０では、第１実施形態の光学補償板１０に耐油性コーティング４１を設けているが、第２，第３実施形態の各光学補償板２０，２６，３０，３３の場合も同様であり、反射防止層１４上に耐油性コーティング４１を設けることが好ましい。
　なお、第１～第４実施形態の各光学補償板１０，２０，２６，３０，３３，４０では、反射防止層１４をモスアイ構造に類する網目状多孔構造にしているが、反射防止層１４は、酸化亜鉛等の棒状結晶が表面にほぼ垂直に林立させたモスアイ構造そのものにして良い。
　なお、第１～第４実施形態の各光学補償板１０，２０，２６，３０，３３，４０では、基板１１の裏面側に誘電体多層膜からなる反射防止層（図示しない）を設けているが、基板１１の裏面に設ける反射防止層は、表面の反射防止層１４と同様に、モスアイ構造に類する網目状多孔構造の反射防止層でも良い。また、モスアイ構造の反射防止膜層でも良い。さらに、基板１１の裏面側には、単に反射防止層を設けるだけでなく、例えば、ネガティブＣプレートを形成しても良い。
　なお、光学補償板１０，２０，２６，３０，３３，４０は、ＶＡ型液晶パネルを用いる液晶プロジェクタに特に好適である。液晶パネルに入射する光の偏光状態を制限する偏光板（偏光子）と、液晶パネルから出射する光の偏光状態を制限する偏光板（検光子）との間であれば、液晶プロジェクタ内での配置は任意である。液晶パネルは透過型でも良いし、反射型でも良い。
　また、光学補償板１０，２０，２６，３０，３３，４０を、表示画像を直接観察する液晶ディスプレイに用いても良い。液晶ディスプレイに光学補償板１０，２０，２６，３０，３３，４０を用いれば、視野角を向上させることができる。
　１０，２０，２６，３０，３３，４０　光学補償板
　１１　基板
　１２　位相差補償層
　１３，２１　中間層
　１４　反射防止層
　３１　誘電体多層膜層
　４１　耐油性コーティング

Claims (11)

  1. 　基板の表面に無機材料を斜方蒸着して形成され、前記基板の表面に対して傾斜した柱状構造が林立している微細構造を有する位相差補償層と、
    　前記位相差補償層の上側に設けられ、凹凸構造が一面に一様に形成された反射防止層と、
    を備える光学補償板。
  2. 　前記反射防止層が酸化亜鉛で形成される請求の範囲第１項記載の光学補償板。
  3. 　前記反射防止層が網目状多孔構造である請求の範囲第１項記載の光学補償板。
  4. 　前記位相差補償層と前記反射防止層との間に、稠密膜で形成された中間層を備える請求の範囲第１項記載の光学補償板。
  5. 　少なくとも２種類以上の屈折率が異なる誘電体薄膜を交互に積層して形成された第１誘電体多層膜層が、前記基板と前記位相差補償層との間に設けられている請求の範囲第１項記載の光学補償板。
  6. 　前記中間層が１つの膜で形成される場合、前記中間層が前記位相差補償層または前記反射防止層と同じ材料で形成されている請求の範囲第４項記載の光学補償板。
  7. 　前記中間層は、前記位相差補償層と同じ材料によって形成された第１稠密膜と、前記反射防止層と同じ材料で形成された第２稠密膜とを備え、
    　前記第１稠密膜は、前記中間層の最も前記位相差補償層側に設けられ、
    　前記第２稠密膜は、前記中間層の最も前記反射防止層側に設けられている請求の範囲第４項記載の光学補償板。
  8. 　前記中間層は、前記第１稠密膜と前記第２稠密膜との間に、互いに屈折率が異なる２種類以上の誘電体薄膜を積層して形成された第２誘電体多層膜層を備える請求の範囲第７項記載の光学補償板。
  9. 　前記反射防止層の上側に、耐油性コーティングを備える請求の範囲第７項記載の光学補償板。
  10. 　前記耐油性コーティングは、フッ化マグネシウムで形成されている請求の範囲第１０項記載の光学補償板。
  11. 　前記反射防止層が、棒状または針状の結晶が表面に対して垂直に林立したモスアイ構造を有する請求の範囲第３項記載の光学補償板。
     
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