WO2017061170A1 - 光学位相差部材及びプロジェクタ - Google Patents

光学位相差部材及びプロジェクタ Download PDF

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後藤　正直
吾郎 須崎
大直 田中
涼 西村
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Ｊｘエネルギー株式会社
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector

Definitions

  • the present invention relates to an optical phase difference member and a projector using the same.
  • Optical phase difference plates have a great variety of applications, such as projectors (projection display devices), reflective liquid crystal display devices, transflective liquid crystal display devices, optical disk pickups, PS conversion elements, and various other applications. Is used.
  • the optical phase difference plate is provided with a natural birefringent crystal such as calcite, mica, or quartz, or formed with a birefringent polymer, or has a periodic structure that is artificially shorter than the wavelength used. And so on.
  • an optical retardation plate that is artificially provided with a periodic structure
  • an uneven structure is provided on a transparent substrate.
  • the concavo-convex structure used for the optical retardation plate has a period shorter than the wavelength used, and has, for example, a stripe pattern as shown in FIG.
  • Such a concavo-convex structure has refractive index anisotropy, and when light enters perpendicularly to the substrate 420 of the optical phase difference plate 400 in FIG. 12, polarized light parallel to the periodic direction of the concavo-convex structure in the concavo-convex structure.
  • phase difference occurs between both polarization components.
  • This phase difference can be controlled by adjusting the height (depth) of the concavo-convex structure, the refractive index difference between the material constituting the convex portion and the material (air) between the convex portions, and the like.
  • the optical phase difference plate used in the above-mentioned device such as a projector needs to generate a phase difference of ⁇ / 4 or ⁇ / 2 with respect to the operating wavelength ⁇ , but may generate such a sufficient phase difference.
  • Patent Document 1 proposes a structure in which the surface of a concavo-convex structure is coated with a high refractive index material.
  • a low refractive index film having a refractive index lower than that of the high refractive index film may be formed on the high refractive index film formed on the concavo-convex structure.
  • an object of the present invention is to provide an optical retardation member that has high transmittance and high mechanical strength, can produce a desired retardation, and can be formed by a normal film forming method, and It is to provide a projector used.
  • the second layer formed on the first layer on the upper surface of the convex portion is ⁇
  • the thickness may be 0.9 to 1.3 times that of / 4n.
  • a light generation mechanism for generating linearly polarized light
  • a wave plate configured from the optical phase difference member according to the first aspect and converting the light emitted from the light generation mechanism into circularly polarized light,
  • a diffusing element for diffusing the light converted into circularly polarized light
  • An image display element for modulating the light diffused by the diffusion element;
  • a projector including a projection optical system that projects the light modulated by the image display element.
  • the optical retardation member of the present invention uses a transparent substrate having a concavo-convex pattern composed of convex portions having a substantially trapezoidal cross section, and therefore has high mechanical strength.
  • the optical retardation of the present invention A desired phase difference can be given to the light transmitted through the member.
  • the optical retardation member of the present invention can have high transmittance. Therefore, the optical retardation member of the present invention has characteristics suitable for various uses such as a projector.
  • FIG. 6 is a table showing the evaluation results of the uneven pattern shape, the thickness of each layer, and the optical characteristics of the optical retardation members produced in Examples 1 to 10 and Comparative Example 1.
  • FIG. 8 shows a graph in which the transmittance and phase difference obtained by simulation in Example 11 are plotted against the thickness of the high refractive index layer on the side surface of the convex portion.
  • FIG. 9 shows a graph in which the transmittance and phase difference obtained by simulation in Example 11 are plotted against the thickness of the medium refractive index layer on the side surface of the convex portion.
  • FIG. 10 shows a graph in which the transmittance and phase difference obtained by simulation in Example 11 are plotted against the width of the air layer.
  • FIG. 11 (a) to 11 (c) show the results obtained by simulating the transmittance and the phase difference with respect to the thickness of the medium refractive index layer formed on the high refractive index layer on the upper surface of the convex portion in Example 12.
  • FIG. FIG. It is a figure which shows notionally an example of the optical phase difference member of a prior art.
  • the optical retardation member 100 of the embodiment includes a transparent substrate 40 having a concavo-convex pattern 80 composed of a convex portion 60 having a substantially trapezoidal cross section, and an upper surface 60t of the convex portion 60. And a high refractive index layer (first layer) 30 formed on the side surface 60s, and a medium refractive index layer (second layer) 20 formed on the high refractive index layer 30 on the upper surface 60t of the convex portion 60. .
  • An air layer 90 exists between the high refractive index layers 30 formed on the opposing side surfaces 60 s of the adjacent convex portions 60.
  • a benzotriazole-based absorbent for example, a benzotriazole-based absorbent, a triazine-based absorbent, a salicylic acid derivative-based absorbent, a benzophenone-based absorbent, or the like can be used.
  • the uneven structure layer 50 has high light resistance and heat resistance.
  • the uneven structure layer 50 is preferably made of an inorganic material.
  • each side of the substantially rectangular shape may be curved. That is, each convex portion 60 has a width (a length in a direction perpendicular to the extending direction of the convex portion 60), that is, a length in a direction perpendicular to the extending direction of the convex portion 60, that is, FIG. ) In the x-direction) should be small. Each vertex may be rounded. Further, the length of the upper base may be zero. That is, in the present application, “substantially trapezoidal shape” is a concept including “substantially triangular shape”. The length of the upper base is preferably larger than zero.
  • the high refractive index layer 30 is a layer having a higher refractive index than the concavo-convex structure layer 50 of the transparent substrate 40.
  • the high refractive index layer 30 is preferably made of a material having a refractive index of 2.3 or higher. Examples of the material constituting the high refractive index layer 30 include metals such as Ti, In, Zr, Ta, Nb, and Zn, and inorganic such as oxides, nitrides, sulfides, oxynitrides, and halides of these metals. Materials can be used.
  • silicon alkoxide-added polysilazane obtained by reacting polysilazane with silicon alkoxide for example, JP-A No. 5-23827
  • glycidol-added polysilazane obtained by reacting glycidol for example, JP-A-6-122852
  • an alcohol-added polysilazane obtained by reacting an alcohol for example, JP-A-6-240208
  • a metal carboxylate-added polysilazane obtained by reacting a metal carboxylate for example, JP-A-6-299118
  • an acetylacetonate complex-added polysilazane obtained by reacting a metal-containing acetylacetonate complex for example, JP-A-6-306329
  • metal fine particles Pressurized polysilazane (e.g., JP-A-7-196986) and the
  • the mold After pressing the mold or pre-baking the precursor film, the mold is peeled from the coating film (an inorganic material film formed by converting the precursor film or the precursor film).
  • a known peeling method can be employed as a mold peeling method. Since the convex and concave portions of the concave / convex pattern of the mold are arranged extending in a uniform direction, the mold releasability is good.
  • the mold peeling direction may be parallel to the extending direction of the convex and concave portions. Thereby, the mold releasability can be further improved.
  • the mold may be peeled off while heating the coating film, thereby releasing the gas generated from the coating film and preventing bubbles from being generated in the coating film.
  • any of the above metal species that can be used as a seed layer can be used as a material for the metal layer deposited by electroforming.
  • the formed metal layer desirably has an appropriate hardness and thickness from the viewpoint of ease of processing such as pressing, peeling and cleaning of the resin layer for forming a subsequent mold.
  • the red light L1 incident on the first image forming system 305 from the first illumination system 302 enters the incident-side wave plate 320 through the incident-side polarizing plate 326, and is converted into circularly polarized light by the incident-side wave plate 320. Is done. Circularly polarized light emitted from the incident side wave plate 320 enters the liquid crystal panel 328 through the optical compensation plate 327 and is phase-modulated by the liquid crystal panel 328. The light L1 modulated by the liquid crystal panel 328 enters the output-side wave plate 321 and is converted into linearly polarized light, and then enters the output-side polarizing plate 329.
  • the incident-side wavelength plate 320 and the emission-side wavelength plate 321 are configured by the optical phase difference members 100, 100a, 100b, 100c, and 100d of the above embodiment.
  • the slow axis of the incident side wave plate 320 is parallel to the direction rotated 45 ° counterclockwise with respect to the transmission axis of the incident side polarizing plate 326 when viewed from the optical axis AX.
  • the slow axis of the exit-side wave plate 323 is parallel to the direction of 135 ° counterclockwise rotation of the transmission axis of the entrance-side polarizing plate 326 when viewed from the optical axis AX, and the slow axis of the entrance-side wave plate 320 Orthogonal.
  • the incident-side wavelength plate 320 and the emission-side wavelength plate 321 each have a light incident surface on which the light L1 emitted from the first illumination system 302 is incident adjacent to the air gap (air layer), and the light L1 is The outgoing light exit surface is also adjacent to the gap. That is, the incident-side wave plate 320 is attached so as to have a gap between the incident-side polarizing plate 326 and the optical compensation plate 327. In addition, the emission side wavelength plate 321 is attached so as to have a gap between the liquid crystal panel 328 and a gap between the emission side polarizing plate 329.
  • a film made of a TiO 2 -based material as a high refractive index layer was formed on the transparent substrate produced as described above by DC magnetron sputtering.
  • a sputtering apparatus MLH-2304 manufactured by ULVAC was used.
  • As the sputtering gas a mixed gas in which 10 vol% O 2 was mixed with Ar was used, and the gas pressure in the chamber was set to 0.3 Pa. The DC power was 400W. Sputter deposition was performed until the thickness of the high refractive index layer formed on the upper surface of the convex portion of the concavo-convex structure layer became 200 nm.

Abstract

入射光に位相差を発生させる光学位相差部材１００は、一方向に延在するとともに延在方向に垂直な面における断面が略台形状である複数の凸部６０から構成された凹凸パターン８０を有する透明基体４０と、前記透明基体４０の前記凸部６０の上面６０ｔ及び側面６０ｓに形成された第１層３０と、前記凸部６０の上面６０ｔの前記第１層３０上に形成された第２層２０とを備え、隣り合う前記凸部６０の対向する前記側面６０ｓに形成された前記第１層３０の間に空気層９０が存在し、前記第１層の屈折率は、前記凸部の屈折率及び前記第２層の屈折率のいずれよりも高い。高透過率、高機械強度を有し、通常の成膜法で形成することが可能な所望の位相差を生じることができる光学位相差部材及びそれを用いたプロジェクタが提供される。

Description

光学位相差部材及びプロジェクタ
　本発明は、光学位相差部材及びそれを用いたプロジェクタに関する。
　光学位相差板は、非常に多くの用途を有しており、プロジェクタ（投影型表示装置）、反射型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、光ディスク用ピックアップ、ＰＳ変換素子など、種々の用途に使用されている。
　光学位相差板には、方解石、雲母、水晶のような自然界に存在する複屈折率結晶により形成されたものや、複屈折ポリマーにより形成されたもの、人工的に使用波長より短い周期構造を設けることにより形成されたものなどがある。
　人工的に周期構造を設けて形成された光学位相差板としては、透明基板上に凹凸構造が設けられたものがある。光学位相差板に用いられる凹凸構造は使用波長より短い周期を有し、例えば図１２に示すようなストライプ状のパターンを有する。このような凹凸構造は屈折率異方性を有し、図１２の光学位相差板４００の基板４２０に対して垂直に光が入射すると、凹凸構造内において、凹凸構造の周期方向に平行な偏光成分と、凹凸構造の周期方向に垂直な偏光成分が異なる速度で伝播するので、両偏光成分間で位相差が生じる。この位相差は凹凸構造の高さ（深さ）、凸部を構成する材料と凸部の間の材料（空気）の屈折率差等を調整することによって制御することができる。上記のプロジェクタ等のデバイスに用いる光学位相差板は、使用波長λに対してλ／４又はλ／２の位相差を生じさせる必要があるが、そのような十分な位相差を生じさせることができる光学位相差板を形成するためには、凸部を構成する材料の屈折率と凸部間の材料（空気）の屈折率の差や凹凸構造の高さ（深さ）を十分に大きくする必要がある。このような光学位相差板として、特許文献１では、凹凸構造の表面を高屈折率材料で被覆したものが提案されている。
　特許文献２では、光学位相差板の透過率を向上させるために、凹凸構造上に形成した高屈折率膜上に高屈折率膜よりも低い屈折率を有する低屈折率膜を形成することが記載されている。
特公平７－９９４０２号公報 特開２００５－９９０９９号公報
　特に光学位相差部材をプロジェクタ等に用いる場合、光学位相差部材は、さらに高い透過率を有することが望まれる。上記特許文献１に開示されている位相差板では高屈折率層が空気と接しているために当該位相差板に入射した光の多くは高屈折率層と空気の界面で反射されるため、位相差板の透過率が低い。また、特許文献２では、凹凸構造上に形成した高屈折率膜上に高屈折率膜よりも低い屈折率を有する低屈折率膜を形成することにより光学位相差板の透過率を向上させているが、光学位相差板の透過率を一層向上させることが要望されている。
　また、特許文献２に記載の光学位相差板は、凹凸構造の凸部の断面形状が矩形であることから機械強度特性が十分でない。さらに、特許文献２に記載されているような、凹凸構造の凸部の上面及び凹部の底面のみに高屈折率膜及び低屈折率膜が積層されて基板の凹凸構造（格子パターン）が維持されている構造の形成は、一般的な蒸着法、スパッタリング法等の成膜法では困難である。
　そこで、本発明の目的は、高透過率及び高機械強度を有し、所望の位相差を生じることができるとともに、通常の成膜法で形成することが可能な光学位相差部材、及びそれを用いたプロジェクタを提供することにある。
　本発明の第１の態様に従えば、入射光に位相差を発生させる光学位相差部材であって、
　一方向に延在するとともに延在方向に垂直な面における断面が略台形状である複数の凸部から構成された凹凸パターンを有する透明基体と、
　前記透明基体の前記凸部の上面及び側面に形成された第１層と、
　前記凸部の上面の前記第１層上に形成された第２層とを備え、
　隣り合う前記凸部の対向する前記側面に形成された前記第１層の間に空気層が存在し、
　前記第１層の屈折率は、前記凸部の屈折率及び前記第２層の屈折率のいずれよりも高い光学位相差部材が提供される。
　前記光学位相差部材において、前記第２層が、前記透明基体の前記凸部の上面及び側面の前記第１層上に形成されていてよい。前記凸部の側面における前記第２層の厚みは、前記入射光の波長の０．０３倍以下であってよい。
　前記光学位相差部材において、前記入射光の波長をλ、前記第２層の屈折率をｎとすると、前記凸部の上面の前記第１層上に形成されている前記第２層が、λ／４ｎの０．９～１．３倍の厚みを有してよい。
　前記光学位相差部材において、前記空気層の幅が、前記入射光の波長の０．０８～０．１８倍であってよい。
　前記光学位相差部材において、前記凸部の前記断面が上底の長さが５０ｎｍ以下の略台形状であってよい。
　前記光学位相差部材において、前記凹凸パターンのピッチに対する、隣り合う前記凸部の底面の間の距離の比が０～０．２の範囲内であってよい。
　前記光学位相差部材において、前記入射光の透過率が９９％以上であってよい。
　前記光学位相差部材において、前記凸部を構成する材料がゾルゲル材料であってよい。
　本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の光学位相差部材を備えるプロジェクタが提供される。
　本発明の第３の態様に従えば、直線偏光の光を生成する光生成機構と、
　第１の態様の光学位相差部材から構成され、前記光生成機構から射出された前記光を円偏光に変換する入射側波長板と、
　円偏光に変換された前記光を変調する画像表示素子と、
　第１の態様の光学位相差部材から構成され、前記画像表示素子により変調された前記光を直線偏光に変換する出射側波長板と、
　前記画像表示素子により変調された前記光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタが提供される。
　本発明の第３の態様に従えば、直線偏光の光を生成する光生成機構と、
　第１の態様の光学位相差部材から構成され、前記光生成機構から射出された前記光を円偏光に変換する波長板と、
　円偏光に変換された前記光を拡散する拡散素子と、
　前記拡散素子で拡散された前記光を変調する画像表示素子と、
　前記画像表示素子により変調された前記光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタが提供される。
　本発明の光学位相差部材は、断面形状が略台形状である凸部から構成された凹凸パターンを有する透明基体を用いているため、機械強度が高い。また、透明基体の凸部の側面に高屈折率層が形成され、隣り合う凸部の対向する側面に形成された高屈折率層の間に空気層が存在するため、本発明の光学位相差部材を透過した光に所望の位相差を与えることができる。さらに、本発明の光学位相差部材は、透明基体の凸部の上面に形成された高屈折率層上に中屈折率層が形成されているため、高い透過率を有することができる。それゆえ、本発明の光学位相差部材は、プロジェクタ等の各種用途に好適な特性を有する。
図１（ａ）～（ｅ）は、実施形態の光学位相差部材の断面構造の例を示す概略図である。 実施形態の光学位相差部材の製造方法を示すフローチャートである。 光学位相差部材の透明基体の製造に用いる装置の概略図である。 光学位相差部材を用いたプロジェクタの構成の一例を示す概念図である。 光学位相差部材を用いたプロジェクタの第１の画像形成系を構成する各構成要素の光学的な軸の相対関係を示す図である。 光学位相差部材を用いたプロジェクタの構成の別の例を示す概念図である。 実施例１～１０及び比較例１で作製した光学位相差部材の凹凸パターン形状、各層の厚み及び光学特性の評価結果を示す表である。 図８は実施例１１においてシミュレーションによって求めた透過率及び位相差を、凸部の側面における高屈折率層の厚みに対してプロットしたグラフを示す。 図９は実施例１１においてシミュレーションによって求めた透過率及び位相差を、凸部の側面における中屈折率層の厚みに対してプロットしたグラフを示す。 図１０は実施例１１においてシミュレーションによって求めた透過率及び位相差を、空気層の幅に対してプロットしたグラフを示す。 図１１（ａ）～（ｃ）は、実施例１２において、凸部の上面の高屈折率層上に形成されている中屈折率層の厚みに対する透過率及び位相差をシミュレーションによって求めた結果を示す図である。 従来技術の光学位相差部材の一例を概念的に示す図である。
　以下、本発明の光学位相差部材及びその製造方法、並びにそれを用いたプロジェクタについて、図面を参照しながら説明する。
［光学位相差部材］
　実施形態の光学位相差部材１００は、図１（ａ）に示すように、断面が略台形状である凸部６０から構成された凹凸パターン８０を有する透明基体４０と、凸部６０の上面６０ｔ及び側面６０ｓに形成された高屈折率層（第１層）３０と、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成された中屈折率層（第２層）２０とを備える。隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の間には、空気層９０が存在する。
＜透明基体＞
　図１（ａ）に示した実施形態の光学位相差部材１００において、透明基体４０は平板状の基材４２と、凹凸構造層５０から構成されている。
　基材４２としては特に制限されず、可視光を透過する公知の基材を適宜利用することができる。例えば、ガラス等の透明無機材料からなる基材；ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート等）、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、スチレン系樹脂（ＡＢＳ樹脂等）、セルロース系樹脂（トリアセチルセルロース等）、ポリイミド系樹脂（ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂等）、シクロオレフィンポリマー等の樹脂からなる基材などを利用することができる。光学位相差部材１００をプロジェクタにおいて用いる場合、光学位相差部材１００は高耐光性及び高耐熱性を有することが求められるため、基材４２は耐光性及び耐熱性の高い基材であることが望ましい。この点で、無機材料からなる基材が好ましい。基材４２上には密着性を向上させるために、表面処理や易接着層を設けるなどをしてもよい。また、基材４２の表面の突起を埋めるために、平滑化層を設けるなどをしてもよい。基材４２の厚みは、１μｍ～２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
　凹凸構造層５０は複数の凸部６０を有し、それにより凹凸構造層５０の表面が凹凸パターン８０を画成する。凹凸構造層５０は、屈折率が１．２～１．８の範囲内である材料から構成されることが好ましい。凹凸構造層５０を構成する材料としては、例えば、シリカ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等のＳｉ系の材料、ＴｉＯ２等のＴｉ系の材料、ＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）系の材料、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、Ｃｕ２Ｏ、ＭｇＳ、ＡｇＢｒ、ＣｕＢｒ、ＢａＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｒＴｉＯ２等の無機材料を用いることができる。これらの無機材料は、ゾルゲル法等によって形成した材料（ゾルゲル材料）であってよい。上記無機材料のほか、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ガラス強化ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリアレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂；フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹脂；紫外線硬化型（メタ）アクリレート系樹脂、紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂等の紫外線硬化型樹脂；これらを２種以上ブレンドした材料等の樹脂材料も用いることができる。さらに、上記樹脂材料に上記無機材料をコンポジット化した材料を用いてもよい。また、上記無機材料、上記樹脂材料ともに、ハードコート性等を得るために、公知の微粒子やフィラーを含んでいてもよい。さらに、上記の材料に紫外線吸収材料を含有させたものが用いられていてもよい。紫外線吸収材料は、紫外線を吸収し光エネルギーを熱のような無害な形に変換することにより、凹凸構造層５０の劣化を抑制する作用がある。紫外線吸収剤としては、従来から公知のものが使用でき、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等を使用できる。光学位相差部材１００をプロジェクタにおいて用いる場合、凹凸構造層５０は高い耐光性及び耐熱性を有することが望ましい。この点で、凹凸構造層５０は無機材料から構成されることが好ましい。
　凹凸構造層５０の各凸部６０は、図１（ａ）のＹ方向（奥行き方向）に延在しており、複数の凸部６０は、設計波長（光学位相差部材１００により位相差を生じさせる光の波長）より短い周期で配列されている。各凸部６０の延在方向と直交するＺＸ平面における断面は略台形状である。本願において「略台形状」とは、基材４２の表面に略平行な一組の対辺を有し、該対辺のうち基材４２の表面に近い辺（下底）が他方の辺（上底）よりも長く、下底と２つの斜辺のなす角がいずれも鋭角である略四角形を意味する。略四角形の各辺は湾曲していてよい。すなわち、各凸部６０は、基材４２の表面から上方（基材４２の表面から離れる方向）に向かって幅（凸部６０の延在方向に垂直な方向の長さ、すなわち図１（ａ）のｘ方向の長さ）が小さくなっていればよい。また、各頂点が丸みを帯びていてもよい。また、上底の長さが０であってもよい。つまり本願において「略台形状」は「略三角形状」も含む概念である。なお、上底の長さは０より大きいことが好ましい。上底が０より大きい略台形状の断面を有する凸部は、略三角形状の断面を有する凸部と比べて次のような利点がある。すなわち、凸部をインプリント法により形成するために用いるモールドの形成が容易であること、及び凸部の面押耐性などの機械強度が高いということである。
　凸部６０の高さ（凹凸高さ）は１００～２０００ｎｍの範囲内であることが望ましい。凸部６０の高さが１００ｎｍ未満であると、光学位相差部材１００に可視光が入射した場合に所望の位相差を生じることが困難となる。凸部６０の高さが２０００ｎｍを超える場合、凸部６０のアスペクト比（凸部幅に対する凸部高さの比）が大きいため、凹凸パターンの形成が困難となる。凸部６０の上面６０ｔの幅（凸部６０の延在方向と直交する面における略台形状の断面の上底の長さ）は５０ｎｍ以下であることが好ましい。後述する実施例で示すように、凸部６０の上面６０ｔの幅が５０ｎｍ以下であることにより、光学位相差部材１００の透過率を９９％以上にすることが容易になる。また、凹凸パターン８０の凹凸ピッチは、５０～１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。ピッチが５０ｎｍ未満である凹凸パターンは、ナノインプリント法による形成が困難である。ピッチが１０００ｎｍを超える場合、光学位相差部材として十分な無色透明性の確保が難しくなる。
　なお、図１（ａ）に示す光学位相差部材１００においては、隣り合う凸部６０が凸部６０の底面（又は凸部６０の裾）において互いに接しているが、図１（ｂ）に示す光学位相差部材１００ａのように、隣り合う凸部６０ａの底面（又は隣り合う凸部６０ａの裾）同士が所定の距離を隔てていてもよい。この場合、凹部７０ａとその上に形成された後述する高屈折材料３０ａの界面において光学位相差部材１００ａを通過する光の一部が反射されるため、図１（ｂ）に示すような光学位相差部材１００ａは、図１（ａ）のような光学位相差部材１００と比べて透過率が低くなる傾向がある。ゆえに、光学位相差部材１００ａを高透過率にするという観点から、隣り合う凸部６０ａの底面同士の間隔、すなわち、凹凸構造層５０ａの表面において隣り合う凸部６０ａに挟まれた領域（凹部）７０ａの幅がより小さいことが好ましく、特に凹凸パターンのピッチの０～０．２倍の範囲内であることが好ましい。言い換えると、凸部６０ａの底面の幅は、凹凸パターンのピッチの０．８～１倍の範囲内であることが好ましい。後述する実施例で示すように、凹凸パターンのピッチに対する凹部７０ａの幅の比が０．２以下の場合、すなわち、凹凸パターンのピッチに対する凸部６０ａの底面の幅の比が０．８以上であることにより、光学位相差部材１００の透過率を９９％以上にすることが容易になる。
＜高屈折率層（第１層）＞
　高屈折率層３０は、透明基体４０の凹凸構造層５０よりも高い屈折率を有する層である。高屈折率層３０は、屈折率が２．３以上である材料から構成されることが好ましい。高屈折率層３０を構成する材料としては、例えば、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｎ等の金属、それら金属の酸化物、窒化物、硫化物、酸窒化物、ハロゲン化物等の無機材料を用いることができる。
　高屈折率層３０は、凸部６０を被覆している。すなわち、高屈折率層３０は凸部６０の上面６０ｔ及び側面６０ｓを被覆している。凸部６０が高屈折率層３０で被覆されることにより、凸部６０と後述する空気層９０の周期配列により生じる位相差が大きくなる。そのため、凸部６０の高さを小さく、すなわち、凸部６０のアスペクト比を小さくすることができるため、凹凸パターン８０の形成が容易になる。凸部６０の上面６０ｔ上に形成された高屈折率層３０の厚みＴｈｔは５０～２５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　また、光学位相差部材１００を特定の波長λの光に位相差を与える目的で用いる場合、凸部６０の側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の厚みＴｈｓは、０．０３λ～０．１１λであることが好ましい。例えば、波長４７０ｎｍの光に位相差を与える目的で光学位相差部材１００を用いる場合、凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０の厚みＴｈｓは１５～５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。側面６０ｓ上の高屈折率層３０の厚みＴｈｓが上記範囲内であることにより、光学位相差部材１００の透過率を９９％以上にすることが容易になり、また、光学位相差部材１００により０．２２５λ～０．２７５λの位相差を生じさせることが可能となる。このような光学位相差部材は、１／４波長板として好適に用いることができる。なお、本願において「凸部６０の側面６０ｓ上の高屈折率層３０の厚みＴｈｓ」とは、凸部６０の底面から後述する中屈折率層２０の最上部までの高さをＨとすると、凸部６０の底面からＨ／２の高さの位置における高屈折率層３０の厚みを意味する。
＜中屈折率層（第２層）＞
　中屈折率層２０は、高屈折率層３０よりも低い屈折率を有する層である。中屈折率層２０は、屈折率が１．５～１．７の範囲内である材料から構成されることが好ましい。中屈折率層２０を構成する材料の屈折率は１．６であることがより好ましい。中屈折率層２０を構成する材料としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化窒化ケイ素、フッ化ランタン、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム等が挙げられる。
　中屈折率層２０は、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成されている。それにより、空気と高屈折率層３０の界面における光学位相差部材１００内を通過する光の反射が抑制されるために、光学位相差部材１００は高い透過率を有することができる。中屈折率層２０の屈折率がｎであり、光学位相差部材１００を特定の波長λの光に位相差を与える目的で用いる場合、凸部６０の上面６０ｔ上の高屈折率層３０上に形成されている中屈折率層２０の厚みＴｍｔは、０．９λ／４ｎ～１．３λ／４ｎの範囲内であることが好ましい。特に、青色光（λ＝４７０ｎｍ）に位相差を生じさせる場合には、中屈折率層２０の厚みＴｍｔは、０．９５λ／４ｎ～１．２２λ／４ｎの範囲内であることが好ましく、緑色光（λ＝５５０ｎｍ）に位相差を生じさせる場合には、中屈折率層２０の厚みＴｍｔは、１．０５λ／４ｎ～１．２８λ／４ｎの範囲内であることが好ましく、赤色光（λ＝６４０ｎｍ）に位相差を生じさせる場合には、中屈折率層２０の厚みＴｍｔは、０．９λ／４ｎ～１．２λ／４ｎの範囲内であることが好ましい。中屈折率層２０の厚みＴｍｔが上記範囲内であることにより、光学位相差部材１００の透過率を９９％にすることが容易になる。
　なお、図１（ｃ）に示す光学位相差部材１００ｂのように、中屈折率層２０ｂが凸部６０ｂの側面６０ｂｓ上の高屈折率層３０ｂ上にも形成されていてもよい。凸部６０ｂの側面６０ｂｓ上の高屈折率層３０ｂ上に形成された中屈折率層２０ｂの厚み（凸部６０ｂの側面６０ｂｓにおける中屈折率層２０ｂの厚み）Ｔｂｍｓは、小さいほうが好ましく、光学位相差部材１００を特定の波長λの光に位相差を与える目的で用いる場合、０．０３λ以下であることが好ましい。例えば波長４７０ｎｍの光に位相差を与える目的で光学位相差部材１００ｂを用いる場合、凸部６０ｂの側面６０ｂｓにおける中屈折率層２０ｂの厚みＴｂｍｓは１２ｎｍ以下であることが好ましい。凸部６０ｂの側面６０ｂｓにおける中屈折率層２０ｂの厚みＴｂｍｓが０．０３λを超えると、光学位相差部材１００ｂにより生じる位相差が小さくなる傾向がある。なお、本願において「凸部６０ｂの側面６０ｂｓにおける中屈折率層２０ｂの厚みＴｂｍｓ」とは、凸部６０ｂの底面から中屈折率層２０ｂの最上部までの高さをＨｂとすると、凸部６０の底面からＨｂ／２の高さの位置における中屈折率層２０ｂの厚みを意味する。
＜空気層＞
　隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の間の空間（隙間）に空気層９０が存在する。光学位相差部材１００において、空気層９０と凸部６０を被覆する高屈折率層３０が周期的に配列されていることにより、光学位相差部材１００を透過した光に位相差を生じさせることができる。空気層９０の幅Ｗは、前記入射光の波長の０．０８～０．１８倍の範囲内であることが好ましい。例えば、波長４７０ｎｍの光に位相差を与える目的で光学位相差部材１００を用いる場合、空気層９０の幅Ｗは４０～８２ｎｍの範囲内であることが好ましい。空気層９０の幅Ｗが上記範囲内であることにより、光学位相差部材１００の透過率を９９％にすることが容易になり、また、光学位相差部材１００により０．２２５λ～０．２７５λの位相差を生じさせることが可能となる。このような光学位相差部材は、１／４波長板として好適に用いることができる。なお、本願において「空気層９０の幅Ｗ」とは、凸部６０の底面から中屈折率層２０の最上部までの高さをＨとすると、凸部６０の底面からＨ／２の高さの位置における空気層９０の厚み（隣り合う凸部６０の対向する側面６０ｓ上に形成された高屈折率層３０の表面の間の距離）を意味する。
　なお、図１（ａ）に示される光学位相差部材１００は基材４２上に凹凸構造層５０が形成された透明基体４０を備えているが、それに代えて、図１（ｄ）に示す光学位相差部材１００ｃのように基材４２ｃ上に凸部６０ｃをなす構造体が複数形成された透明基体４０ｃを備えていてもよい。図１（ｄ）に示すように隣り合う凸部６０ｃの底面（又は凸部６０ｃの裾）同士が接していてもよいし、あるいは、隣り合う凸部６０ｃの底面同士が所定の距離を隔てて設けられ、基材４２ｃの表面が露出していてもよい。基材４２ｃとしては、図１（ａ）に示した光学位相差部材１００の基材４２と同様の基材を用いることができる。凸部６０ｃは、図１（ａ）に示した光学位相差部材１００の凹凸構造層５０を構成する材料と同様の材料で構成されてよい。
　また、図１（ｅ）に示す光学位相差部材１００ｄのように、基材の表面自体が凸部６０ｄからなる凹凸パターン８０ｄを構成するように形状化された基材によって透明基体４０ｄが構成されていてもよい。この場合、透明基体４０ｄは、図１（ｅ）のような凹凸パターン８０ｄを有するように基材を成形することにより製造され得る。
［光学位相差部材の製造方法］
　上記のような光学位相差部材を製造する方法について説明する。光学位相差部材の製造方法は、図２に示すように、主に、凹凸パターンを有する透明基体を形成する工程Ｓ１と、高屈折率層を形成する工程Ｓ２と、中屈折率層を形成する工程Ｓ３と有する。透明基体を形成する工程Ｓ１は、無機材料の前駆体溶液を調製する溶液調製工程、調製された前駆体溶液を基材に塗布する塗布工程、基材に塗布された前駆体溶液の塗膜を乾燥する乾燥工程、転写パターンが形成されたモールドを塗膜に押し付ける押圧工程、モールドが押し付けられた塗膜を仮焼成する仮焼成工程、モールドを塗膜から剥離する剥離工程、及び塗膜を硬化させる硬化工程を有する。なお、押圧工程、仮焼成工程及び剥離工程を合わせて転写工程ともいう。以下、各工程について順に説明する。
＜溶液調整工程＞
　最初に無機材料の前駆体の溶液を調製する。ゾルゲル法を用いて無機材料からなる凹凸構造層を形成する場合、無機材料の前駆体として金属アルコキシドを調製する。例えば、例えば、シリカからなる凹凸構造層を形成する場合は、シリカの前駆体として、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラ－ｉ－プロポキシシラン、テトラ－ｎ－プロポキシシラン、テトラ－ｉ－ブトキシシラン、テトラ－ｎ－ブトキシシラン、テトラ－ｓｅｃ－ブトキシシラン、テトラ－ｔ－ブトキシシラン等のテトラアルコキシシランに代表されるテトラアルコキシドモノマーや、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、イソプロピルトリプロポキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、トリルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシランに代表されるトリアルコキシドモノマー、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジ－ｎ－ブトキシシラン、ジメチルジ－ｉ－ブトキシシラン、ジメチルジ－ｓｅｃ－ブトキシシラン、ジメチルジ－ｔ－ブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジ－ｎ－ブトキシシラン、ジエチルジ－ｉ－ブトキシシラン、ジエチルジ－ｓｅｃ－ブトキシシラン、ジエチルジ－ｔ－ブトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、ジプロピルジイソプロポキシシラン、ジプロピルジ－ｎ－ブトキシシラン、ジプロピルジ－ｉ－ブトキシシラン、ジプロピルジ－ｓｅｃ－ブトキシシラン、ジプロピルジ－ｔ－ブトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジプロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジ－ｎ－ブトキシシラン、ジイソプロピルジ－ｉ－ブトキシシラン、ジイソプロピルジ－ｓｅｃ－ブトキシシラン、ジイソプロピルジ－ｔ－ブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジ－ｎ－ブトキシシラン、ジフェニルジ－ｉ－ブトキシシラン、ジフェニルジ－ｓｅｃ－ブトキシシラン、ジフェニルジ－ｔ－ブトキシシラン等のジアルコキシシランに代表されるジアルコキシドモノマーを用いることができる。さらに、アルキル基の炭素数がＣ４～Ｃ１８であるアルキルトリアルコキシシランやジアルキルジアルコキシシランを用いることもできる。ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基を有するモノマー、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基を有するモノマー、ｐ－スチリルトリメトキシシラン等のスチリル基を有するモノマー、３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリル基を有するモノマー、３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル基を有するモノマー、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－トリエトキシシリル－Ｎ－（１，３－ジメチル－ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するモノマー、３－ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド基を有するモノマー、３－メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するモノマー、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド等のスルフィド基を有するモノマー、３－イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート基を有するモノマー、これらモノマーを少量重合したポリマー、前記材料の一部に官能基やポリマーを導入したことを特徴とする複合材料などの金属アルコキシドを用いてもよい。また、これらの化合物のアルキル基やフェニル基の一部、あるいは全部がフッ素で置換されていてもよい。さらに、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート、オキシ塩化物、塩化物や、それらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。金属種としては、Ｓｉ以外にＴｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｉｎなどや、これらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。上記酸化金属の前駆体を適宜混合したものを用いることもできる。また、これらの材料中に界面活性剤を加えることで、メソポーラス化された凹凸構造層を形成してもよい。さらに、シリカの前駆体として、分子中にシリカと親和性、反応性を有する加水分解基および撥水性を有する有機官能基を有するシランカップリング剤を用いることができる。例えば、ｎ－オクチルトリエトキシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン等のシランモノマー、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）シラン、ビニルメチルジメトキシシラン等のビニルシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン、３－オクタノイルチオ－１－プロピルトリエトキシシラン等のサルファーシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３－（Ｎ－フェニル）アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、これらモノマーを重合したポリマー等が挙げられる。
　無機材料の前駆体としてＴＥＯＳとＭＴＥＳの混合物を用いる場合には、それらの混合比は、例えばモル比で１：１にすることができる。この前駆体は、加水分解及び重縮合反応を行わせることによって非晶質シリカを生成する。合成条件として溶液のｐＨを調整するために、塩酸等の酸またはアンモニア等のアルカリを添加する。ｐＨは４以下もしくは１０以上が好ましい。また、加水分解を行うために水を加えてもよい。加える水の量は、金属アルコキシド種に対してモル比で１．５倍以上にすることができる。
　前駆体溶液の溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ブタノール等のアルコール類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類、ブトキシエチルエーテル、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ－２－プロパノール、ベンジルオキシエタノール等のエーテルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチル、γ－ブチロラクトン等のエステル類、フェノール、クロロフェノール等のフェノール類、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエタン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、二硫化炭素等の含ヘテロ元素化合物、水、およびこれらの混合溶媒が挙げられる。特に、エタノールおよびイソプロピルアルコールが好ましく、またそれらに水を混合したものも好ましい。
　前駆体溶液の添加物としては、粘度調整のためのポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコールや、溶液安定剤であるトリエタノールアミンなどのアルカノールアミン、アセチルアセトンなどのβジケトン、βケトエステル、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキサンなどを用いることが出来る。また、前駆体溶液の添加物として、エキシマＵＶ光等紫外線に代表されるエネルギー線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を用いることができる。このような材料を添加することにより、光を照射することよって前駆体溶液を硬化（ゲル化）させて無機材料を形成することができるようになる。
　また、無機材料の前駆体としてポリシラザンを用いてもよい。ポリシラザンは、加熱またはエキシマなどのエネルギー線を照射することで酸化してセラミックス化（シリカ改質）し、シリカ、ＳｉＮまたはＳｉＯＮを形成する。なお、「ポリシラザン」とは、珪素－窒素結合を持つポリマーで、Ｓｉ－Ｎ、Ｓｉ－Ｈ、Ｎ－Ｈ等からなるＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及び両方の中間固溶体ＳｉＯＸＮＹ等のセラミック前駆体無機ポリマーである。特開平８－１１２８７９号公報に記載されている下記の一般式（１）で表されるような比較的低温でセラミック化してシリカ等に変性する化合物がより好ましい。
　一般式（１）：
　　　－Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）－Ｎ（Ｒ３）－
　式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基またはアルコキシ基を表す。
　上記一般式（１）で表される化合物の中で、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳともいう）や、Ｓｉと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンが特に好ましい。
　低温でセラミック化するポリシラザンの別の例としては、ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン（例えば、特開平５－２３８８２７号公報）、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン（例えば、特開平６－１２２８５２号公報）、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン（例えば、特開平６－２４０２０８号公報）、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン（例えば、特開平６－２９９１１８号公報）、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン（例えば、特開平６－３０６３２９号公報）、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン（例えば、特開平７－１９６９８６号公報）等を用いることもできる。
　ポリシラザン溶液の溶媒としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用できる。酸化珪素化合物への改質を促進するために、アミンや金属の触媒を添加してもよい。
　無機材料の前駆体としてポリシラザンを用いる場合、加熱又はエキシマなどのエネルギー線の照射により前駆体溶液を硬化させて無機材料を形成してよい。
＜塗布工程＞
　上記のように調製した無機材料の前駆体溶液を基材上に塗布する。基材上には密着性を向上させるために、表面処理や易接着層を設けるなどをしてもよい。前駆体溶液の塗布方法として、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、インクジェット法などの任意の塗布方法を使用することができるが、比較的大面積の基材に前駆体溶液を均一に塗布可能であること、前駆体溶液が硬化する前に素早く塗布を完了させることができることからすれば、バーコート法、ダイコート法及びスピンコート法が好ましい。
＜乾燥工程＞
　前駆体溶液の塗布後、塗膜（前駆体膜）中の溶媒を蒸発させるために基材を大気中もしくは減圧下で保持してもよい。凹凸パターン形成の安定性の観点から、パターン転写が良好にできる乾燥時間範囲が十分広いことが望ましく、これは乾燥温度（保持温度）、乾燥圧力、前駆体の材料種、前駆体の材料種の混合比、前駆体溶液調製時に使用する溶媒量（前駆体の濃度）等によって調整することができる。なお、基材をそのまま保持するだけでも塗膜中の溶媒が蒸発するので、必ずしも加熱や送風などの積極的な乾燥操作を行う必要はなく、塗膜を形成した基材をそのまま所定時間だけ放置したり、後続の工程を行うために所定時間の間に搬送したりするだけでもよい。
＜押圧工程＞
　次いで、凹凸パターン転写用のモールドを用いて、モールドの凹凸パターンを塗膜に転写することで、凹凸構造層を形成する。モールドとして、後述するような方法で製造することができるフィルム状モールドや金属モールドを用いることができるが、柔軟性または可撓性のあるフィルム状モールドを用いることが望ましい。フィルム状モールドを用いる場合、押圧ロールを用いてモールドを前駆体膜に押し付けてもよい。押圧ロールを用いたロールプロセスでは、プレス式と比較して、モールドと塗膜とが接する時間が短いため、モールドや基材及び基材を設置するステージなどの熱膨張係数の差によるパターンくずれを防ぐことができること、前駆体膜中の溶媒の突沸によってパターン中にガスの気泡が発生したり、ガス痕が残ったりすることを防止することができること、前駆体膜と線接触するため、転写圧力及び剥離力を小さくでき、大面積化に対応し易いこと、押圧時に気泡をかみ込むことがないことなどの利点を有する。また、モールドを押し付けながら基材を加熱してもよい。押圧ロールを用いてモールドを前駆体膜に押し付ける例として、図３に示すように押圧ロール１２２とその直下に搬送されている基材４２との間にフィルム状モールド１４０を送り込むことでフィルム状モールド１４０の凹凸パターンを基材４２上の塗膜（前駆体膜）６４に転写することができる。すなわち、フィルム状モールド１４２を押圧ロール１２２により塗膜６４に押し付ける際に、フィルム状モールド１４０と基材４２を同期して搬送しながら、基材４２上の塗膜６４の表面をフィルム状モールド１４０で被覆する。この際、押圧ロール１２２をフィルム状モールド１４０の裏面（凹凸パターンが形成された面と反対側の面）に押しつけながら回転させることで、フィルム状モールド１４０と基材４２が進行しながら密着する。なお、長尺のフィルム状モールド１４０を押圧ロール１２２に向かって送り込むには、長尺のフィルム状モールド１４０が巻き付けられたフィルムロールからそのままフィルム状モールド１４０を繰り出して用いるのが便利である。
＜仮焼成工程＞
　前駆体膜にモールドを押し付けた後、前駆体膜を仮焼成してもよい。仮焼成することにより前駆体が無機材料に転化して塗膜が硬化し、凹凸パターンが固化し、剥離の際に崩れにくくなる。仮焼成を行う場合は、大気中で室温～３００℃の温度で加熱することが好ましい。なお、仮焼成は必ずしも行う必要はない。また、前駆体溶液に紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、前駆体膜を仮焼成する代わりに、例えばエキシマＵＶ光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによって塗膜を硬化してもよい。
＜剥離工程＞
　モールドの押圧または前駆体膜の仮焼成の後、塗膜（前駆体膜又は前駆体膜を転化することにより形成された無機材料膜）からモールドを剥離する。モールドの剥離方法として公知の剥離方法を採用することができる。モールドの凹凸パターンの凸部及び凹部は一様な方向に延在して配列されているため、離形性がよい。モールドの剥離方向は凸部及び凹部の延在方向と平行な方向にしてよい。それによりモールドの離形性をさらに向上することができる。塗膜を加熱しながらモールドを剥離してもよく、それにより塗膜から発生するガスを逃がし、塗膜内に気泡が発生することを防ぐことができる。ロールプロセスを使用する場合、プレス式で用いるプレート状モールドに比べて剥離力は小さくてよく、塗膜がモールドに残留することなく容易にモールドを塗膜から剥離することができる。特に、塗膜を加熱しながら押圧するので反応が進行し易く、押圧直後にモールドは塗膜から剥離し易くなる。さらに、モールドの剥離性の向上のために、剥離ロールを使用してもよい。図３に示すように剥離ロール１２３を押圧ロール１２２の下流側に設け、剥離ロール１２３によりフィルム状モールド１４０を塗膜６４に付勢しながら回転支持することで、フィルム状モールド１４０が塗膜６４に付着された状態を押圧ロール１２２と剥離ロール１２３の間の距離だけ（一定時間）維持することができる。そして、剥離ロール１２３の下流側でフィルム状モールド１４０を剥離ロール１２３の上方に引き上げるようにフィルム状モールド１４０の進路を変更することでフィルム状モールド１４０は凹凸パターン８０が形成された塗膜（凹凸構造層）５０から引き剥がされる。なお、フィルム状モールド１４０が塗膜６４に付着されている期間に前述の塗膜６４の仮焼成や加熱を行ってもよい。なお、剥離ロール１２３を使用する場合には、例えば室温～３００℃に加熱しながら剥離することによりモールド１４０の剥離を一層容易にすることができる。
＜硬化工程＞
　塗膜（凹凸構造層）からモールドを剥離した後、凹凸構造層を本硬化してもよい。本焼成により凹凸構造層を本硬化させることができる。ゾルゲル法によりシリカに転化する前駆体を用いた場合、凹凸構造層を構成するシリカ（アモルファスシリカ）中に含まれている水酸基などが本焼成により脱離して凹凸構造層がより強固となる。本焼成は、２００～１２００℃の温度で、５分～６時間程度行うのが良い。この時、凹凸構造層がシリカからなる場合、焼成温度、焼成時間に応じて非晶質または結晶質、または非晶質と結晶質の混合状態となる。なお、硬化工程は必ずしも行う必要はない。また、前駆体溶液に紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、凹凸構造層を焼成する代わりに、例えばエキシマＵＶ光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによって、凹凸構造層を本硬化することができる。
　以上のようにして、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような基材４２、４２ａ、４２ｂ及び凹凸構造層５０、５０ａ、５０ｂから構成される透明基体４０、４０ａ、４０ｂを得ることができる。
　なお、凹凸構造層の形成に用いる無機材料の前駆体としては、上記シリカの前駆体に代えて、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ２、ＩＴＯ等の前駆体を用いてもよい。
　またゾルゲル法のほか、無機材料の微粒子の分散液を用いる方法、液相堆積法（ＬＰＤ：Ｌｉｑｕｉｄ　Ｐｈａｓｅ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて凹凸構造層を形成してもよい。
　また、上述の無機材料のほか、硬化性樹脂材料を用いて凹凸構造層を形成してもよい。硬化性樹脂を用いて凹凸構造層を形成する場合、例えば、硬化性樹脂を基材に塗布した後、塗布した硬化性樹脂層に凹凸パターンを有するモールドを押し付けつつ塗膜を硬化させることによって、硬化性樹脂層にモールドの凹凸パターンを転写することができる。硬化性樹脂は有機溶剤で希釈してから塗布してもよい。この場合に用いる有機溶剤としては硬化前の樹脂を溶解するものを選択して使用することができる。例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などのアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、などのケトン系溶剤等の公知のものから選択できる。硬化性樹脂を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、インクジェット法、スパッタ法等の各種コート方法を採用することができる。凹凸パターンを有するモールドとしては、例えばフィルム状モールド、金属モールドなど所望のモールドを用いることができる。さらに、硬化性樹脂を硬化させる条件としては、使用する樹脂の種類により異なるが、例えば、硬化温度が室温～２５０℃の範囲内であり、硬化時間が０．５分～３時間の範囲内であることが好ましい。また、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射することで硬化させる方法でもよく、その場合には、照射量は２０ｍＪ／ｃｍ２～１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。
　なお、図１（ｄ）に示すような、基材４２ｃ上に凸部６０ｃをなす構造体が形成されている透明基体４０ｃは、例えば次のようにして製造することができる。上述した製造方法において基材上に無機材料の前駆体溶液を塗布する代わりに、凹凸パターン転写用モールドの凹部のみ又は凸部のみに前駆体溶液を塗布する。上記押圧工程において、モールドに塗布した前駆体溶液を基材に密着させ、前駆体溶液を基材に転写する。それによってモールドの凹部又は凸部の形状に対応する形状を有する凸部が基材上に形成される。
　また、図１（ｅ）に示すような、基材の表面自体が凸部６０ｄからなる凹凸パターン８０ｄを構成するように形状化された基材によって構成された透明基体４０ｄは、例えば、次のようにして製造することができる。公知のナノインプリントやフォトリソグラフィ等の技術より、基材上に凹凸パターンを有するレジスト層を形成する。レジスト層の凹部をエッチングして基材表面を露出させた後、残存するレジスト層をマスクとして基材をエッチングする。エッチング後、残ったマスク（レジスト）を薬液で除去する。以上のような操作により、基材表面自体に凹凸パターン８０ｄを形成することができる。
＜高屈折率層形成工程＞
　次いで、凹凸パターンが形成された透明基体上に高屈折率層を形成する（図２の工程Ｓ２）。上述のような膜厚を有する高屈折率層を凹凸パターンの凸部の上面及び側面に形成するためには、高屈折率層を付き回り性（カバレッジ性）の高い成膜方法で形成することが好ましく、例えば、メッキ法、原子層堆積法、化学気相成長法、スパッタ法、蒸着法等により形成することができる。
＜中屈折率層形成工程＞
　次いで、高屈折率層上に中屈折率層を形成する（図２の工程Ｓ３）。中屈折率層は、付き回り性の低い成膜方法、例えば、スパッタ法、蒸着法等により形成することが好ましい。それにより、凸部の側面の高屈折率層上に中屈折率層が形成されないようにしながら、あるいは凸部の側面の高屈折率層上に形成される中屈折率層の膜厚を上述のような範囲内に制御しながら、凹凸パターンの凸部の上面の高屈折率層上に中屈折率層を形成することができる。
　以上のようにして図１（ａ）～（ｅ）に示すような光学位相差部材１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを製造することができる。
＜凹凸パターン転写用モールド＞
　上記光学位相差部材の製造方法で用いられる凹凸パターン転写用のモールドとしては、例えば、以下の方法で製造される金属モールド又はフィルム状の樹脂モールド等が含まれる。樹脂モールドを構成する樹脂には、天然ゴム又は合成ゴムのようなゴムも含まれる。モールドは表面に凹凸パターンを有する。
　凹凸パターン転写用のモールドの製造方法の例について説明する。最初に、フォトリソグラフィ法、切削加工法、電子線直接描画法、粒子線ビーム加工法、操作プローブ加工法等の微細加工法によってシリコン、金属、石英、樹脂等の基板に凹凸パターンを形成することにより母型を作製する。母型は、均一な方向に直線的に延在する凸部及び凹部からなる凹凸パターンを有する。
　母型を形成した後、以下のようにして電鋳法などにより、母型の凹凸パターンを転写したモールドを形成することができる。最初に、電鋳処理のための導電層となるシード層を、無電解めっき、スパッタまたは蒸着等により凹凸パターンを有する母型上に形成することができる。シード層は、後続の電鋳工程における電流密度を均一にして後続の電鋳工程により堆積される金属層の厚みを一定にするために１０ｎｍ以上が好ましい。シード層の材料として、例えば、ニッケル、銅、金、銀、白金、チタン、コバルト、錫、亜鉛、クロム、金・コバルト合金、金・ニッケル合金、ホウ素・ニッケル合金、はんだ、銅・ニッケル・クロム合金、錫ニッケル合金、ニッケル・パラジウム合金、ニッケル・コバルト・リン合金、またはそれらの合金などを用いることができる。次に、シード層上に電鋳（電界めっき）により金属層を堆積させる。金属層の厚みは、例えば、シード層の厚みを含めて全体で１０～３００００μｍの厚みにすることができる。電鋳により堆積させる金属層の材料として、シード層として用いることができる上記金属種のいずれかを用いることができる。形成した金属層は、後続のモールドの形成のための樹脂層の押し付け、剥離及び洗浄などの処理の容易性からすれば、適度な硬度及び厚みを有することが望ましい。
　上記のようにして得られたシード層を含む金属層を、凹凸パターンを有する母型から剥離して金属基板を得る。剥離方法としては、物理的に剥がしても構わないし、母型の凹凸パターンを形成する材料を、それらを溶解する有機溶媒や酸、アルカリ等用いて溶解して除去することによって剥離してもよい。金属基板を母型から剥離するときに、残留している材料成分を洗浄にて除去することができる。洗浄方法としては、界面活性剤などを用いた湿式洗浄や紫外線やプラズマを使用した乾式洗浄を用いることができる。また、例えば、粘着剤や接着剤を用いて残留している材料成分を付着除去するなどしてもよい。こうして得られる、母型からパターンが転写された金属基板（金属モールド）は、実施形態の光学位相差部材の製造に用いられる凹凸パターン転写用のモールドとして用いられ得る。
　さらに、得られた金属基板を用いて、金属基板の凹凸パターンをフィルム状の支持基板に転写することでフィルム状モールドのように可撓性のあるモールドを作製することができる。例えば、硬化性樹脂を支持基板に塗布した後、金属基板の凹凸パターンを樹脂層に押し付けつつ樹脂層を硬化させる。支持基板として、例えば、ガラス、石英、シリコン等の無機材料からなる基材；シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアリレート等の有機材料からなる基材、ニッケル、銅、アルミ等の金属材料が挙げられる。また、支持基板の厚みは、１～５００μｍの範囲にし得る。
　硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、メタクリル系、ビニルエーテル系、オキセタン系、ウレタン系、メラミン系、ウレア系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、フェノール系、架橋型液晶系、フッ素系、シリコーン系、ポリアミド系等のモノマー、オリゴマー、ポリマー等の各種樹脂が挙げられる。硬化性樹脂の厚みは０．５～５００μｍの範囲内であることが好ましい。厚みが前記下限未満では、硬化樹脂層の表面に形成される凹凸の高さが不十分となり易く、前記上限を超えると、硬化時に生じる樹脂の体積変化の影響が大きくなり凹凸形状が良好に形成できなくなる可能性がある。
　硬化性樹脂を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、インクジェット法、スパッタ法等の各種コート方法を採用することができる。さらに、硬化性樹脂を硬化させる条件としては、使用する樹脂の種類により異なるが、例えば、硬化温度が室温～２５０℃の範囲内であり、硬化時間が０．５分～２４時間の範囲内であることが好ましい。また、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射することで硬化させる方法でもよく、その場合には、照射量は２０ｍＪ／ｃｍ２～１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。
　次いで、硬化後の硬化樹脂層から金属基板を取り外す。金属基板を取り外す方法としては、機械的な剥離法に限定されず、公知の方法を採用することができる。こうして得ることができる支持基板上に凹凸が形成された硬化樹脂層を有するフィルム状の樹脂モールドは、実施形態の光学位相差部材の製造に用いられる凹凸パターン転写用のモールドとして用いられ得る。
　また、上述の方法で得られた金属基板の凹凸パターン上にゴム系の樹脂材料を塗布し、塗布した樹脂材料を硬化させ、金属基板から剥離することにより、金属基板の凹凸パターンが転写されたゴムモールドを作製することができる。得られたゴムモールドは実施形態の光学位相差部材の製造に用いられる凹凸パターン転写用のモールドとして用いられ得る。ゴム系の樹脂材料として、天然ゴム及び合成ゴムを用いることができ、特に、シリコーンゴム、またはシリコーンゴムと他の材料との混合物もしくは共重合体が好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、ポリオルガノシロキサン、架橋型ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサン／ポリカーボネート共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリフェニレン共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリスチレン共重合体、ポリトリメチルシリルプロピン、ポリ４メチルペンテンなどが用いられる。シリコーンゴムは、他の樹脂材料と比べて安価で、耐熱性に優れ、熱伝導性が高く、弾性があり、高温条件下でも変形しにくいことから、凹凸パターン転写プロセスを高温条件下で行う場合には好適である。さらに、シリコーンゴム系の材料は、ガスや水蒸気透過性が高いため、被転写材の溶媒や水蒸気を容易に透過することができる。そのため、後述するような樹脂材料または無機材料の前駆体溶液の膜に凹凸パターンを転写する目的でゴムモールドを用いる場合には、シリコーンゴム系の材料が好適である。また、ゴム系材料の表面自由エネルギーは２５ｍＮ／ｍ以下が好ましい。これによりゴムモールドの凹凸パターンを基材上の塗膜に転写するときの離形性が良好となり、転写不良を防ぐことができる。ゴムモールドは、例えば、長さ５０～１０００ｍｍ、幅５０～３０００ｍｍ、厚み１～５０ｍｍにし得る。また、必要に応じて、ゴムモールドの凹凸パターン面上に離型処理を施してもよい。
　以上のようにして得られた金属モールド、フィルム状モールド又はゴムモールドを円柱状の基体ロールの外周面に巻き付けて固定することで、ロール状のモールドを形成してもよい。ロール状のモールドは、上記の方法のほか、例えば、金属ロールなどのロール表面に直接電子線描画法や切削加工等により凹凸パターンを形成したり、凹凸パターンを有する円筒状の基板を作製し、これをロールにはめ込んで固定したりすることによって形成することもできる。
［プロジェクタ］
　上記実施形態の光学位相差部材１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを用いたプロジェクタの一例を図４に基づいて説明する。図４に示すプロジェクタ３０１は、プロジェクタ３０１の外部の装置、例えばＰＣやＤＶＤプレイヤー等から供給される画像データに基づいて、画像データに規定されたフルカラーの画像をスクリーン等の投写面に表示することができる。
　プロジェクタ３０１は、出射する光の波長が互いに異なる３系統の照明系３０２～３０４と、互いに異なる色の画像を形成する３系統の画像形成系３０５～３０７と、複数の画像形成系３０５～３０７により形成された複数色の画像を合成する画像合成部３０８と、画像合成部３０８により合成された画像（光）を投写する投写光学系３０９とを備える。
　第１の照明系３０２は赤色の光Ｌ１（例えば中心波長が６３０ｎｍ）を出射可能であって、第２の照明系３０３は緑色の光Ｌ２（例えば中心波長が５３０ｎｍ）を出射可能であり、第３の照明系３０４は青色の光Ｌ３（例えば中心波長が４４０ｎｍ）を出射可能である。
　３系統の画像形成系３０５～３０７の画像形成系は、３系統の照明系３０２～３０４の各照明系にそれぞれ対応して設けられている。
　画像合成部３０８は、ダイクロイックプリズム等によって構成される。このダイクロイックプリズムは、赤色の光Ｌ１が反射するとともに緑色の光Ｌ２及び青色の光Ｌ３が透過する特性の波長選択膜と、青色の光Ｌ３が反射するとともに赤色の光Ｌ１及び緑色の光Ｌ２が透過する特性の波長選択膜とが、互いに直交して設けられた構造である。３系統の照明系３０２～３０４から出射されて３系統の画像形成系３０５～３０７を経由した光Ｌ１～Ｌ３は、画像合成部３０８の２種類の波長選択面で透過あるいは反射することによって、いずれも同じ方向に進行し、投写面で互いに重なるように合成される。互いに重ね合わされた光Ｌ１～Ｌ３は、全体としてフルカラーの画像を示す光になる。この光が投写光学系３０９により投写面上に結像することによって、投写面上にフルカラーの画像が表示される。
　第１の照明系３０２は、光生成機構３１０と、集光レンズ３１１と、ロッドレンズ３１２とを有する。光生成機構３１０は、レーザーダイオード（ＬＤ）を含んでよい。このレーザーダイオードは、ドライバーから供給される電流により光を発する活性層、及び活性層から発せられた光をレーザー発振可能な共振器を有する。あるいは、光生成機構３１０は、非偏光光源、及び偏光ビームスプリッタ等の非偏光光から直線偏光を作り出す偏光子を有してよい。それにより、光生成機構３１０は、赤色の光Ｌ１として、ほぼ直線偏光の光を生成可能である。ロッドレンズ３１２は、その内部を通った光の光強度分布を均一化することができる。集光レンズ３１１は、光生成機構３１０から出射された光Ｌ１のスポットがロッドレンズ３１２の軸方向の一端面に収まるように、光Ｌ１を集光する。
　第２の照明系３０３及び第３の照明系３０４は、いずれも光生成機構、集光レンズ及びロッドレンズを含んで構成されており、光生成機構から出射される光の波長が互いに異なる点を除いて、第１の照明系３０２と同様の構成である。なお、緑色の光Ｌ２を生成可能な光生成機構は、例えば赤外光を発する活性層及び共振器を有するレーザーダイオードと、共振器の内部又は外部に設けられたＰＰＬＮのような波長変換素子とを有してよい。
　第１の照明系３０２から出射された光Ｌ１は、反射ミラー３１３で反射した後に第１の画像形成系３０５へ入射する。第２の照明系３０３から出射された光Ｌ２は、第２の画像形成系３０６へ入射し、第３の照明系３０４から出射された光Ｌ３は、反射ミラー３１４で反射した後に第３の画像形成系３０７へ入射する。
　３系統の画像形成系３０５～３０７は、それぞれ、画像表示素子としての透過型の液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置された入射側波長板と、液晶パネルの光出射側に配置された出射側波長板とを有する。各画像形成系の入射側波長板は、対応する照明系から出射される光の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されている。各画像形成系の出射側波長板は、この画像形成系の入射側波長板とリタデーションが同じ値に設定されている。リタデーションは、遅相軸に平行な方向の屈折率と進相軸に平行な方向の屈折率の差分に、波長板の厚みを乗算した値である。
　詳しくは、第１の画像形成系３０５の入射側波長板３２０及び出射側波長板３２１は、第１の照明系３０２から出射される赤色の光Ｌ１の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されている。第２の画像形成系３０６の入射側波長板３２２及び出射側波長板３２３は、第２の照明系３０３から出射される緑色の光Ｌ２の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されている。第３の画像形成系３０７の入射側波長板３２４及び出射側波長板３２５は、第３の照明系３０４から出射される青色の光Ｌ３の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されている。このように、入射側波長板及び出射側波長板のリタデーションは、３系統の画像形成系３０５～３０７で互いに異なっている。
　画像形成系３０５～３０７は、それぞれ、入射側波長板及び出射側波長板の他に、入射側偏光板と、光学補償板と、液晶パネルと、出射側偏光板とを有する。３系統の画像形成系３０５～３０７は、入射側波長板のリタデーションが３系統の画像形成系３０５～３０７で互いに異なっている点、及び出射側波長板のリタデーションが３系統の画像形成系３０５～３０７で互いに異なっている点を除くと、いずれも同様の構成である。ここでは、第１の画像形成系３０５の構成を代表的に説明する。
　第１の照明系３０２から第１の画像形成系３０５へ入射した赤色の光Ｌ１は、入射側偏光板３２６を通って入射側波長板３２０へ入射し、入射側波長板３２０によって円偏光へ変換される。入射側波長板３２０から出射された円偏光は、光学補償板３２７を通って液晶パネル３２８へ入射し、液晶パネル３２８によって位相変調される。液晶パネル３２８により変調された光Ｌ１は、出射側波長板３２１へ入射して直線偏光へ変換された後に、出射側偏光板３２９へ入射する。
　図５は、第１の画像形成系を構成する各構成要素の光学的な軸の相対関係を示す図である。図５中の符号ＡＸは、第１の照明系３０２から合成部３０８までの光軸を示す。
　入射側偏光板３２６及び出射側偏光板３２９は、それぞれ、透過軸に平行な直線偏光が透過する特性の偏光板である。入射側偏光板３２６の透過軸は、第１の照明系３０２から出射された光Ｌ１（ほぼ直線偏光）のほぼ全部が透過するように、透過軸が設定されている。光軸ＡＸから見た入射側偏光板３２６の透過軸は、出射側偏光板３２９の透過軸と直交している。
　入射側波長板３２０及び出射側波長板３２１は、上記実施形態の光学位相差部材１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄによって構成される。入射側波長板３２０の遅相軸は、光軸ＡＸから見て入射側偏光板３２６の透過軸を反時計回りに４５°回転した方向と平行である。出射側波長板３２３の遅相軸は、光軸ＡＸから見て入射側偏光板３２６の透過軸を反時計回りに１３５°回転した方向と平行であり、入射側波長板３２０の遅相軸と直交している。
　入射側波長板３２０及び出射側波長板３２１は、それぞれ、第１の照明系３０２から出射された光Ｌ１が入射する光入射面が空隙（空気層）に隣接しており、かつ、光Ｌ１が出射される光出射面も空隙に隣接している。すなわち、入射側波長板３２０は、入射側偏光板３２６との間に空隙を有し、かつ光学補償板３２７との間にも空隙を有するように、取り付けられている。また、出射側波長板３２１は、液晶パネル３２８との間に空隙を有し、かつ出射側偏光板３２９との間に空隙を有するように、取り付けられている。
　プロジェクタ３０１は、複数系統の照明系のそれぞれと液晶パネルとの間の各光路に、各照明系と１対１で対応する波長板が設けられており、各波長板は対応する照明系から出射される光の中心波長の四分の一にリタデーションが設定されているので、液晶パネルに入射する光を円偏光へ高精度に変換することができる。結果として、コントラスト比を向上させることもできる。
　なお、図４に示したプロジェクタ３０１では、照明系３０２～３０４において赤、緑、青の異なる色の光を生成する光生成機構３１０を用いたが、これに代えて、単一の白色光源及び反射帯域波長の異なる２つのダイクロックミラーを用いて白色光源からの光を赤、緑、青の三色に分離してもよい。
　次に、上記実施形態の光学位相差部材１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを用いたプロジェクタの別の例を図６に基づいて説明する。
　図６のプロジェクタ５０１は、出射する光の波長が互いに異なる３系統の照明系５０２、５０３、５０４と、液晶パネル５２８と、画像合成部５０８と、投写光学系５０９とを備えている。
　３系統の照明系５０２、５０３、５０４のうち、第１の照明系５０２は赤色の光Ｌ１を出射可能であり、第２の照明系５０３は緑色の光Ｌ２を出射可能であり、第３の照明系５０４は青色の光Ｌ３を出射可能である。
　液晶パネル５２８は、第１の照明系５０２から射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の赤色用液晶パネル５２８Ｒと、第２の照明系５０３から射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の緑色用液晶パネル５２８Ｇと、第３の照明系５０４から射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の青色用液晶パネル５２８Ｂとからなる。
　画像合成部５０８は、ダイクロイックプリズム等によって構成され、各液晶パネル５２８Ｒ、５２８Ｇ、５２８Ｂにより変調された各色光を合成する。
　投写光学系５０９は、画像合成部５０８で合成された光をスクリーン５５０上に投写するものである。
　３系統の照明系５０２～５０４は、光生成機構５１０から射出される光の光路に沿って見ると、光生成機構５１０、波長板５３４、拡散素子（散乱素子）５３２、集光レンズ５１１がこの順に配置された構成となっている。３系統の照明系５０２～５０４において、各拡散素子５３２には、駆動装置５１５が取り付けられている。
　各光生成機構５１０は、図示略のレーザーダイオード（ＬＤ）を含んでよい。このレーザーダイオードは、図示略のドライバーから供給される電流により光を発する活性層、及び活性層から発せられた光をレーザー発振可能な共振器を有する。あるいは、光生成機構５１０は、非偏光光源、及び偏光ビームスプリッタ等の非偏光光から直線偏光を作り出す偏光子を有してよい。それにより、各光生成機構５１０は、赤色の光Ｌ１、緑色の光Ｌ２、青色の光Ｌ３として、ほぼ直線偏光の光を生成可能である。
　波長板５３４として、λ／４の位相差を生じさせるように設計した上記実施形態の位相差部材１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄが用いられる。波長板５３４は、光生成機構５１０から射出された直線偏光の光を円偏光の光に変換することができる。
　拡散素子５３２は、波長板５３４から射出された光を所定のスポットサイズを持った光線束に広げる機能を有する。拡散素子５３２として例えばすりガラスやホログラム素子など任意の素子を用いることができる。拡散素子としては例えば特開平６－２０８０８９号に開示された拡散素子や特開２０１０－１９７９１６号に開示されたホログラム記録媒体等を使用することができる。
　駆動装置５１５は、拡散素子５３２の光が照射される領域を時間的に変動させるものである。駆動装置５１５は、拡散素子５３２を所定の回転軸の周りに回転させるモーターを含む。
　集光レンズ５１１は、拡散素子５３２から射出された光を液晶パネル５２８に集光させる。
　各液晶パネル５２８（赤色用液晶パネル５２８Ｒ、緑色用液晶パネル５２８Ｇ、青色用液晶パネル５２８Ｂ）は、画像情報を含んだ画像信号を供給するＰＣ等の信号源（図示略）と電気的に接続されており、供給された画像信号に基づき入射光を画素ごとに空間変調して、それぞれ赤色画像、緑色画像、青色画像を形成する。赤色用液晶パネル子５２８Ｒ、緑色用液晶パネル５２８Ｇ、青色用液晶パネル５２８Ｂにより変調された光（形成された画像）は、画像合成部５０８に入射する。
　画像合成部５０８のダイクロイックプリズムは、４つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされた構造になっている。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、ダイクロイックプリズムの内面になる。ダイクロイックプリズムの内面に、赤色光Ｒが反射し緑色光Ｇが透過するミラー面と、青色光Ｂが反射し緑色光Ｇが透過するミラー面とが互いに直交して形成されている。ダイクロイックプリズムに入射した緑色光Ｇは、ミラー面を通ってそのまま射出される。ダイクロイックプリズムに入射した赤色光Ｒ、青色光Ｂは、ミラー面で選択的に反射あるいは透過して、緑色光Ｇの射出方向と同じ方向に射出される。このようにして３つの色光（画像）が重ね合わされて合成され、合成された色光が投写光学系５０９によってスクリーン５５０に拡大投写される。
　レーザー光源は、高出力であること、色再現性に優れること、瞬時点灯が容易であること、長寿命であること等の長所を有しているが、レーザー光はコヒーレントであるため、レーザー光源を光源として用いたプロジェクタは、干渉によりスクリーン上にスペックルと呼ばれる干渉パターンが生じるという問題がある。この点、図６のプロジェクタ５０１においては、回転駆動された拡散素子５３２により光生成機構５１０から射出された光の偏光・位相・角度・時間といったモードが多重化され、スペックルの発生を低減できる。さらに、プロジェクタ５０１においては、λ／４波長板５３４を光生成機構５１０と拡散素子５３２の間に設けることで、光生成機構５１０から出射した直線偏光光を波長板５３４により円偏光光に変換した上で拡散素子５３２に入射させることができる。それにより、拡散板５３２を通った後の多重度を、拡散板５３２を設けない場合の倍にすることができ、スペックルを１／√２倍に低減することが出来る。
　以下、本発明の光学位相差部材を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　以下の実施例１～１０及び比較例１において、それぞれ光学位相差部材を作製し、各光学位相差部材の透過率、位相差特性及び分散指標としての反射率を評価した。
　実施例１
　一方の面（裏面）に反射防止処理をしたガラス基板を用意した。このガラス基板の波長４３０ｎｍ～５１０ｎｍにおける透過率は９５．９％であった。ガラス基板の反射防止処理されていない面（表面）にシリカの前駆体溶液を塗布して塗膜を形成した。次いで、塗膜にインプリント用のモールドを押し付けながら塗膜を硬化させたあと、モールドを剥離した。それにより、シリカから構成された凹凸構造層を有する透明基体を得た。なお、シリカの前駆体溶液から形成されたシリカの屈折率は、波長６４０ｎｍで１．４２４、波長５５０ｎｍで１．４２８、波長４７０ｎｍで１．４３４であった。
　この透明基体において、一方向に延在する凸部が１８０ｎｍピッチで配列しており、凸部の延在方向に垂直な面における断面は、上底４０ｎｍ、下底１８０ｎｍ、高さ３６０ｎｍの略等脚台形であった。
　上記のようにして作製した透明基体上に、高屈折率層としてＴｉＯ２系の材料からなる膜をＤＣマグネトロンスパッタにより形成した。スパッタ装置としてＵＬＶＡＣ社製ＭＬＨ－２３０４を用いた。スパッタリングガスとしてＡｒに１０ｖｏｌ％のＯ２を混合した混合ガスを用い、チャンバー内のガス圧を０．３Ｐａとした。ＤＣ電力は４００Ｗとした。スパッタ成膜は凹凸構造層の凸部の上面に形成された高屈折率層の厚みが２００ｎｍとなるまで行った。なお、ここで凸部の上面に形成された高屈折率層の厚みは、透明基体付近に平坦基板を設置してスパッタ成膜を行い、平坦基板上に形成された膜の厚みを求めることにより求めた。形成された高屈折率層の屈折率は、波長６４０ｎｍで２．３２９、波長５５０ｎｍで２．３７１、波長４７０ｎｍで２．４３５７であった。
　次いで、中屈折率層としてＡｌ２Ｏ３を上記スパッタ装置を用いた反応性ＤＣマグネトロンスパッタにより形成した。ターゲットとして純アルミニウムを用い、スパッタリングガスとしてＡｒとＯ２を体積比１：２で混合した混合ガスを用い、チャンバー内のガス圧を０．４Ｐａとした。ＤＣ電力は１０００Ｗとした。スパッタ成膜は、凸部の上面の高屈折率層の上に形成された中屈折率層の厚みが８０ｎｍとなるまで行った。なお、ここで、中屈折率層の厚みは、透明基体付近に平坦基板を設置して成膜を行い、平坦基板上に形成された膜の厚みを求めることにより求めた。形成された中屈折率層の屈折率は、波長５５０ｎｍで１．６であった。こうして図１（ｃ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。
　こうして得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓ及び中屈折率層の厚みＴｍｓはそれぞれ、３２．９ｎｍ、０．６ｎｍであり、後述する光学特性評価に用いた光の波長λ（４７０ｎｍ）の０．０７倍、０．００１倍であった。また、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは５７．０ｎｍであり、後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．１２倍であった。
　なお、シリカ、高屈折率層及び中屈折率層の屈折率は、結晶シリコン基板上に各材料の平坦な膜を形成し、分光エリプソメトリー（Ｈｏｒｉｂａ－Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製ＡｕｔｏＳＥ）を用いて各膜の屈折率を測定することによって求めた。
　比較例１
　実施例１と比較するために、透明基体の凸部の上面の高屈折率層の厚みが１７０ｎｍとなるように高屈折率層を形成し、中屈折率層を形成しなかった以外は実施例１と同様にして光学位相差部材を作製した。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは２２．３ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは５７．４ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．０５倍、０．１２倍であった。
　実施例２
　透明基体の一方向に延在する凸部の延在方向に垂直な面における断面が、上底３０ｎｍ、下底１８０ｎｍ、高さ３００ｎｍの略等脚台形であった以外は実施例１と同様にして光学位相差部材を作製した。こうして図１（ｃ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは４４．９ｎｍ、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みＴｍｓは１．１ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは５２．５ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．１０倍、０．００２倍、０．１１倍であった。
　実施例３
　透明基体の一方向に延在する凸部の延在方向に垂直な面における断面が、上底４０ｎｍ、下底１８０ｎｍ、高さ３７５ｎｍの略等脚台形であった以外は実施例２と同様にして光学位相差部材を作製した。こうして図１（ｃ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは３１．０ｎｍ、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みＴｍｓは０．６ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは５８．７ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．０７倍、０．００１倍、０．１２倍であった。
　実施例４
　透明基体の一方向に延在する凸部の延在方向に垂直な面における断面が、上底５０ｎｍ、下底１８０ｎｍ、高さ４２５ｎｍの略等脚台形であった以外は実施例２と同様にして光学位相差部材を作製した。こうして図１（ｃ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは２３．１ｎｍ、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みＴｍｓは０．４ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは６０．６ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．０５倍、０．００１倍、０．１３倍であった。
　実施例５
　透明基体の一方向に延在する凸部の延在方向に垂直な面における断面が、上底６０ｎｍ、下底１８０ｎｍ、高さ５５０ｎｍの略等脚台形であったこと、及び透明基体の凸部の上面の高屈折率層の厚みが１９０ｎｍとなるように高屈折率層を形成したこと以外は実施例２と同様にして光学位相差部材を作製した。こうして図１（ｃ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは１２．５ｎｍ、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みＴｍｓは０．３ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層Ｗの幅は６４．１ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．０３倍、０．００１倍、０．１４倍であった。
　実施例６
　透明基体において一方向に延在する凸部が２２０ｎｍピッチで配列しており、透明基体の一方向に延在する凸部の延在方向に垂直な面における断面が、上底３０ｎｍ、下底２２０ｎｍ、高さ３５０ｎｍの略等脚台形であったこと、及び透明基体の凸部の上面の高屈折率層の厚みが１１０ｎｍとなるように高屈折率層を形成したこと以外は実施例１と同様にして光学位相差部材を作製した。こうして図１（ｃ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。本実施例において、隣り合う凸部の底面の間の距離は０ｎｍであった。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは３１．１ｎｍ、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みＴｍｓは８．１ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは８２．１ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．０７倍、０．０１７倍、０．１７倍であった。
　実施例７
　透明基体の一方向に延在する凸部の延在方向に垂直な面における断面が、上底３０ｎｍ、下底１９８ｎｍ、高さ３２５ｎｍの略等脚台形であったこと以外は実施例６と同様にして光学位相差部材を作製した。こうして図１（ｂ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。本実施例において、隣り合う凸部の底面の間の距離は２２ｎｍであり、凹凸ピッチに対する凸部底面間の距離の比は０．１であった。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは３２．８ｎｍ、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みＴｍｓは８．６ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは８７．５ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．０７倍、０．０１８倍、０．１９倍であった。
　実施例８
　透明基体の一方向に延在する凸部の延在方向に垂直な面における断面が、上底３０ｎｍ、下底１７６ｎｍ、高さ３００ｎｍの略等脚台形であったこと以外は実施例６と同様にして光学位相差部材を作製した。こうして図１（ｂ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。本実施例において、隣り合う凸部の底面の間の距離は４４ｎｍであり、凹凸ピッチに対する凸部底面間の距離の比は０．２であった。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは３４．３ｎｍ、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みＴｍｓは９．１ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは９２．７ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．０７倍、０．０１９倍、０．２０倍であった。
　実施例９
　透明基体の一方向に延在する凸部の延在方向に垂直な面における断面が、上底３０ｎｍ、下底１５４ｎｍ、高さ３００ｎｍの略等脚台形であったこと以外は実施例６と同様にして光学位相差部材を作製した。こうして図１（ｂ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。本実施例において、隣り合う凸部の底面の間の距離は６６ｎｍであり、凹凸ピッチに対する凸部底面間の距離の比は０．３であった。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは３２．８ｎｍ、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みＴｍｓは８．９ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは９９．９ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．０７倍、０．０１９倍、０．２１倍であった。
　実施例１０
　透明基体の一方向に延在する凸部の延在方向に垂直な面における断面が、上底３０ｎｍ、下底１３２ｎｍ、高さ２７５ｎｍの略等脚台形であったこと、及び透明基体の凸部の上面の高屈折率層の厚みが１２０ｎｍとなるように高屈折率層を形成したこと以外は実施例６と同様にして光学位相差部材を作製した。こうして図１（ｂ）に示すような構造の光学位相差部材を得た。本実施例において、隣り合う凸部の底面の間の距離は８８ｎｍであり、凹凸ピッチに対する凸部底面間の距離の比は０．４であった。得られた光学位相差部材において、透明基体の凸部の側面における高屈折率層の厚みＴｈｓは３６．６ｎｍ、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みＴｍｓは８．５ｎｍ、隣り合う凸部の間の空気層の幅Ｗは１０１．３ｎｍであり、それぞれ後述する光学特性評価に用いた光の波長λの０．０８倍、０．０１８倍、０．２２倍であった。
＜位相差＞
　実施例１～１０及び比較例１の光学位相差部材により生じる位相差を位相差測定装置（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製Ａｘｓｏｓｃａｎ）を用いて測定した。波長４７０ｎｍの光が各光学位相差部材を透過した場合に生じる位相差δを図７の表中に示す。実施例１～１０及び比較例１の光学位相差部材はいずれも、光の波長λ（４７０ｎｍ）のほぼ１／４（約０．２５倍）の位相差を生じた。
＜透過率＞
　実施例１～１０及び比較例１の光学位相差部材の透過率を分光測色計（コニカミノルタ社製ＣＭ３５００ｄ）を用いて測定した。各光学位相差部材について、波長４３０ｎｍ～５１０ｎｍにおける透過率を相加平均した値を図７の表中に示す。
　実施例１の光学位相差部材は９９．２％という高い透過率であったのに対し、中屈折率層を有さない比較例１の光学位相差部材は８５．０％という低い透過率であった。実施例１の光学位相差部材では、凸部の上面の高屈折率層上に中屈折率層が形成されていることにより、光学位相差部材内を通過する光の高屈折率層表面における反射が抑制されるために透過率が高かったと考えられる。
　また、凸部の断面の上底の長さ（凸部上面の幅）が異なる実施例２～５の光学位相差部材の透過率を比較すると、上底の長さが５０ｎｍ以下である実施例２～４の光学位相差部材の透過率は９９％以上であったのに対し、上底の長さが６０ｎｍである実施例５の光学位相差部材の透過率は９９％未満であった。このことから、透過率が９９％以上の光学位相差部材を得るためには、上底の長さが５０ｎｍ以下であることが好ましいことが分かった。
　隣り合う凸部の底面の間の距離が異なる実施例６～１０の光学位相差部材の透過率を比較すると、凹凸ピッチに対する凸部底面間の距離の比が０～０．２である実施例６～８の光学位相差部材の透過率は９９％以上であったのに対し、凹凸ピッチに対する凸部底面間の距離の比が０．２を超える実施例９、１０の光学位相差部材の透過率は９９％未満であった。このことから、透過率が９９％以上の光学位相差部材を得るためには、凹凸ピッチに対する凸部底面間の距離の比が０～０．２の範囲内であることが好ましいことが分かった。凹凸ピッチに対する凸部底面間の距離の比が０．２を超えると、凸部底面の間の領域（凹部）に形成された高屈折率層と空気の界面において反射される光の割合が多くなるために、透過率が低下すると考えられる。
　実施例１１
　本実施例においては、光学位相差部材の構造（凸部の側面における高屈折率層の厚み及び中屈折率層の厚み、空気層の幅等）をシミュレーションにより計算した。各パラメータを以下の範囲及び間隔で変更しながら計算を行った。
　凹凸パターンの周期：１８０～２２０ｎｍ（２０ｎｍ間隔）
　凸部上面の幅：３０～６０ｎｍ（１０ｎｍ間隔）
　隣り合う凸部の底面間の距離／凹凸パターン周期：０．５～１．０（０．１間隔）
　凸部高さ：３００～５５０ｎｍ（２５ｎｍ間隔）
　凸部上面上の高屈折率層の厚み：１５０～２００ｎｍ（１０ｎｍ間隔）
　凸部上面上の中屈折率層の厚み：８０ｎｍ
　さらに、上記計算により求めた構造を有する光学位相差部材について、波長４３０～５１０ｎｍ（中心波長４７０ｎｍ）の光の透過率、及びその光が光学位相差部材を透過した時に生じる位相差を、シミュレーションにより計算した。
　結果を図８～１０に示す。図８～１０において、縦軸は位相差を光の中心波長で割った値を表している。濃い灰色の点は透過率９９％以上を示し、薄い灰色の点は透過率低（透過率９９％未満）を示している。図８、９、１０において、横軸はそれぞれ、凸部の側面における高屈折率層の厚み（高屈折率層の側面厚み）、凸部の側面における中屈折率層の厚み（中屈折率層の側面厚み）、空気層の幅を表している。
　図８から、１／４波長板として適切な位相差（中心波長の０．２２５～０．２７５倍）及び透過率９９％以上を満たすためには、凸部の側面における高屈折率層の厚みが、中心波長４７０ｎｍに対して１５ｎｍ～５０ｎｍすなわち中心波長の０．０３～０．１１倍である必要があることが分かった。
　図９から、１／４波長板として適切な位相差（中心波長の０．２２５～０．２７５倍）及び透過率９９％以上を満たすためには、透明基体の凸部の側面における中屈折率層の厚みが、中心波長４７０ｎｍに対して０ｎｍ～１２ｎｍすなわち中心波長の０～０．０３倍である必要があることが分かった。
　図１０から、１／４波長板として適切な位相差（中心波長の０．２２５～０．２７５倍）及び透過率９９％以上を満たすためには、空気層の幅が、中心波長４７０ｎｍに対して４０ｎｍ～８２ｎｍすなわち中心波長の０．０８～０．１８倍である必要があることが分かった。
　実施例１２
　本実施例において、凸部の上面の高屈折率層上に形成されている中屈折率層の厚みを０～１５０ｎｍの範囲内で変えて、光学位相差部材の波長４３０～５１０ｎｍ、５２０～５９０ｎｍ、６００～６８０ｎｍにおける透過率の平均値（平均透過率）、及び光学位相差部材により波長４７０ｎｍ、５５０ｎｍ、６４０ｎｍの光に生じる位相差をシミュレーションにより求めた。なお、中屈折率層の屈折率ｎは１．６とした。計算結果をそれぞれ図１１（ａ）～（ｃ）に示す。図１１（ａ）のグラフは波長４３０～５１０ｎｍにおける平均透過率及び波長４７０ｎｍの光に生じる位相差を示し、図１１（ｂ）のグラフは波長５２０～５９０ｎｍにおける平均透過率及び波長５５０ｎｍの光に生じる位相差を示し、図１１（ｃ）のグラフは波長６００～６８０ｎｍにおける平均透過率及び波長６４０ｎｍの光に生じる位相差を示している。図１１（ａ）のグラフから、波長４３０～５１０ｎｍの青色光の透過率を９９％にするためには、中屈折率層の厚みを７０～９０ｎｍの範囲内、すなわち０．９５λ／４ｎ～１．２２λ／４ｎの範囲内にする必要があることが分かった。図１１（ｂ）のグラフから、波長５２０～５９０ｎｍの緑色光の透過率を９９％にするためには、中屈折率層の厚みを９０～１１０ｎｍの範囲内、すなわち１．０５λ／４ｎ～１．２８λ／４ｎの範囲内にする必要があることが分かった。図１１（ｃ）のグラフから、波長６００～６８０ｎｍの赤色光の透過率を９９％にするためには、中屈折率層の厚みを９０～１２０ｎｍの範囲内、すなわち０．９λ／４ｎ～１．２λ／４ｎの範囲内にする必要があることが分かった。
　以上、本発明を実施形態及び実施例により説明してきたが、本発明の光学位相差部材及びプロジェクタは上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で適宜改変することができる。上記プロジェクタの実施形態において、本発明の光学位相差部材を特定の位置や配置で設けた例を示したが、それに限らず、任意の位置や配置で設けることができる。また上記プロジェクタの実施形態では、画像表示素子として３つの液晶パネルを用いて液晶パネルを透過した光を投影するタイプ（３ＬＣＤ）のプロジェクタを例に挙げて説明したが、液晶パネルから反射した光を投影させるタイプ（ＬＣＯＳ）のプロジェクタにも適用することができる。また、画像表示素子としてデジタルミラーデバイスを用いたデジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ）式プロジェクタなど任意のタイプのプロジェクタにも本発明を適用可能である。
　本発明の光学位相差部材は、デバイスに組み込まれても優れた位相差特性を維持することができる。また、荷重を印加することにより凹凸構造が変形して所望の位相差が得られなくなることが防止される。それゆえ、本発明の光学位相差部材は、プロジェクタ（投影型表示装置）のみならず、反射型あるいは半透過型液晶表示装置やタッチパネル、有機ＥＬ表示装置等の表示装置、光ディスク用ピックアップ装置、偏光変換素子等の各種デバイスや、反射防止フィルム等の各種機能性部材等に好適に用いることができる。
　２０　第２層、　３０　第１層、　４０　透明基体、　４２　基材
　５０　凹凸構造層、　６０　凸部、　９０　空気層、　８０　凹凸パターン
１００　光学位相差部材
３０１、５０１　プロジェクタ、３２０　入射側波長板
３２１　出射側波長板
３２８、５２８　液晶パネル、５３２　拡散素子、５３４　波長板

Claims (12)

  1. 　入射光に位相差を発生させる光学位相差部材であって、
    　一方向に延在するとともに延在方向に垂直な面における断面が略台形状である複数の凸部から構成された凹凸パターンを有する透明基体と、
    　前記透明基体の前記凸部の上面及び側面に形成された第１層と、
    　前記凸部の上面の前記第１層上に形成された第２層とを備え、
    　隣り合う前記凸部の対向する前記側面に形成された前記第１層の間に空気層が存在し、
    　前記第１層の屈折率は、前記凸部の屈折率及び前記第２層の屈折率のいずれよりも高い光学位相差部材。
  2. 　前記第２層が、前記透明基体の前記凸部の上面及び側面の前記第１層上に形成されている請求項１に記載の光学位相差部材。
  3. 　前記凸部の側面における前記第２層の厚みが前記入射光の波長の０．０３倍以下である請求項２に記載の光学位相差部材。
  4. 　前記入射光の波長をλ、前記第２層の屈折率をｎとすると、前記凸部の上面の前記第１層上に形成されている前記第２層が、λ／４ｎの０．９～１．３倍の厚みを有する請求項１～３のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
  5. 　前記空気層の幅が、前記入射光の波長の０．０８～０．１８倍である請求項１～４のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
  6. 　前記凸部の前記断面が上底の長さが５０ｎｍ以下の略台形状である請求項１～５のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
  7. 　前記凹凸パターンのピッチに対する、隣り合う前記凸部の底面の間の距離の比が０～０．２の範囲内である請求項１～６のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
  8. 　前記入射光の透過率が９９％以上である請求項１～７のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
  9. 　前記凸部を構成する材料がゾルゲル材料であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の光学位相差部材。
  10. 　請求項１～９のいずれか一項に記載の光学位相差部材を備えるプロジェクタ。
  11. 　直線偏光の光を生成する光生成機構と、
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の光学位相差部材から構成され、前記光生成機構から射出された前記光を円偏光に変換する入射側波長板と、
    　円偏光に変換された前記光を変調する画像表示素子と、
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の光学位相差部材から構成され、前記画像表示素子により変調された前記光を直線偏光に変換する出射側波長板と、
    　前記画像表示素子により変調された前記光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタ。
  12. 　直線偏光の光を生成する光生成機構と、
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の光学位相差部材から構成され、前記光生成機構から射出された前記光を円偏光に変換する波長板と、
    　円偏光に変換された前記光を拡散する拡散素子と、
    　前記拡散素子で拡散された前記光を変調する画像表示素子と、
    　前記画像表示素子により変調された前記光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタ。
     
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