光学相位差构件及光学相位差构件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种光学相位差构件及光学相位差构件的制造方法。本发明专利技术的光学相位差构件具备：基材：具有第1面及位于该第1面相反侧的第2面，第1凹凸结构体，形成于上述第1面上，由第1无机材料构成，及第2凹凸结构体：形成于上述第2面上，由第2无机材料构成；上述第1凹凸结构体具备多个凸部，该等多个凸部于与上述第1面平行的第1方向上延伸，并且宽度朝向自上述基材的上述第1面远离的方向变小，上述第2凹凸结构体具备多个凸部，该等多个凸部于上述第1方向上延伸，并且宽度朝向自上述基材的上述第2面远离的方向变小。本发明专利技术具有高透射率，可产生所期望的相位差且机械强度及耐湿性高。

【技术实现步骤摘要】
光学相位差构件及光学相位差构件的制造方法
本专利技术是关于一种光学相位差构件及光学相位差构件的制造方法。
技术介绍
光学相位差板具有非常多的用途，被用于投影机(投影型显示装置)、反射型液晶显示装置、半透射型液晶显示装置、光碟用拾取器、PS转换元件等各种用途。于光学相位差板中，存在通过如方解石、云母、水晶般存在于自然界的双折射结晶而形成者、或通过双折射聚合物而形成者、通过人工地设置短于使用波长的周期结构而形成者、使用斜柱状结构膜者等。作为人工地设置周期结构而形成的光学相位差板，有于透明基板上设置有凹凸结构者。用于光学相位差板的凹凸结构具有短于使用波长的周期，具有例如图3所示般的条纹状的图案。此种凹凸结构具有折射率各向异性，若光L相对于图3的光学相位差板400的基板420垂直地入射，则于凹凸结构内，平行于凹凸结构的周期方向的偏光成分、与垂直于凹凸结构的周期方向的偏光成分以不同的速度传播，因此于两偏光成分间产生相位差。该相位差可通过调整凹凸结构的高度(深度)、构成凸部的材料与凸部之间的材料(空气)的折射率差等而控制。用于上述投影机等装置的光学相位差板必须相对于使用波长λ而产生λ/4或λ/2的相位差，但为了形成此种可产生足够的相位差的光学相位差板，必须使构成凸部的材料的折射率与凸部间的材料(空气)的折射率的差或凹凸结构的高度(深度)足够大。作为此种光学相位差板，于专利文献1中，提出有通过高折射率材料被覆凹凸结构的表面者。作为使用斜柱状结构膜的光学相位差板，于专利文献2中，记载有将Ta2O3膜设置于铌酸锂基板的两面而成者，该Ta2O3膜具有通过自斜方向的蒸镀或溅镀等而形成的膜密度低的斜柱状结构。于专利文献2中记载有：“通过在基板的两面设置斜柱状结构膜，而与仅于单面设置的情形相比，可减小斜柱状结构膜的厚度，因此可防止斜柱状结构膜因内部应力而自基板剥离”；以及“于基板的两面设置有斜柱状结构膜的光学相位差板相较于仅于单面设置有斜柱状结构膜的光学相位差板，透射率较高”。专利文献1：日本专利特公平7-99402号公报专利文献2：日本专利特开平8-122523号公报
技术实现思路
专利技术所欲解决的课题：如上述般，为了使光学相位差构件产生足够的相位差，必须使凹凸结构的高度足够大，但此种凹凸结构有难以形成且机械强度亦低的倾向。又，于将光学相位差构件用于投影机等的情形时，光学相位差构件被期望于广波长范围内具有高透射率，但于上述专利文献1中所揭示的相位差板中，由于高折射率层与空气接触，故而入射至该相位差板的光的大部分于高折射率层与空气的界面被反射，因此相位差板的透射率低。又，于透明基板的形成有凹凸结构的面相反侧的面，光的一部分亦被反射，因此透射率进而降低。专利文献2中记载的光学相位差板的斜柱状结构膜是膜密度低的空疏的膜，因此普遍认为机械强度低，于高湿环境下容易劣化。因此，本专利技术的目的在于提供一种具有高透射率、可产生所期望的相位差且机械强度及耐湿性高的光学相位差构件及光学相位差构件的制造方法。解决课题的技术手段：根据本专利技术的第1态样，可提供一种光学相位差构件，其具备：基材：具有第1面及位于该第1面相反侧的第2面；第1凹凸结构体：形成于上述第1面上，由第1无机材料构成，及第2凹凸结构体：形成于上述第2面上，由第2无机材料构成；上述第1凹凸结构体具备多个凸部，该等多个凸部于与第1面平行的第1方向上延伸，并且宽度朝向自上述基材的上述第1面远离的方向变小；上述第2凹凸结构体具备多个凸部，该等多个凸部于上述第1方向上延伸，并且宽度朝向自上述基材的上述第2面远离的方向变小。根据本专利技术的第2态样，可提供一种光学相位差构件的制造方法，其是制造第1态样的光学相位差构件的方法，包括如下步骤：于基材的第1面上，形成由第1无机材料构成的第1凹凸结构体，及于上述基材的位于上述第1面相反侧的第2面上，形成由第2无机材料构成的第2凹凸结构体。专利技术的效果：本专利技术的光学相位差构件可通过在基材的两面形成凹凸结构体，而具有高透射率并且产生所期望的相位差。又，凹凸结构体的机械强度及耐湿性高。因此，本专利技术的光学相位差构件适于投影机等各种用途。附图说明图1A是概念性地表示第1实施形态的光学相位差构件的剖面结构图。图1B是概念性地表示第2实施形态的光学相位差构件的剖面结构图。图1C是概念性地表示第3实施形态的光学相位差构件的剖面结构图。图2是表示光学相位差构件的制造方法的流程图。图3是概念性地表示已知技术的光学相位差构件一例图。附图标号10、10A、10B、10C：光学相位差构件20：中折射率层22：第1层24：第2层25：积层体26：第3层30：高折射率层40：基材50：第1凹凸结构体52：第2凹凸结构体60、62：凸部70、72：凹部90：空气层80、82：凹凸图案具体实施方式以下，一面参照图式，一面对光学相位差构件及光学相位差构件的制造方法进行说明。光学相位差构件：(1)光学相位差构件10A(第1实施形态)图1A所示的光学相位差构件10A具备：板状基材40：具有第1面41及位于该第1面41相反侧的第2面42，第1凹凸结构体50：形成于第1面41上，及第2凹凸结构体52：形成于第2面42上。第1凹凸结构体50及第2凹凸结构体52均露出表面。即，于第1凹凸结构体50及第2凹凸结构体52的任一者之上均未形成其他层，第1凹凸结构体50及第2凹凸结构体52为最表层。基材：作为基材40并无特别限制，可适当利用波长550nm时的折射率(以下适当称为“折射率”)为1.4～1.8的范围内，且会透射可见光的公知的板状(平板状)基材。例如，可利用由石英、玻璃等透明无机材料构成的基材；及由任意的透明树脂材料构成的基材等。于将光学相位差构件10A用于投影机的情形时，要求光学相位差构件10A具有高耐光性及高耐热性，因此，基材40较理想为耐光性及耐热性高的基材。于该方面，较佳为由无机材料构成的基材。基材40的厚度较佳为1μm～20mm的范围内。第1凹凸结构体：第1凹凸结构体50具有多个凸部60及相邻凸部之间的凹部70，藉此于第1凹凸结构体50的表面划分形成有凹凸图案80。第1凹凸结构体50可由折射率为1.6～1.9的范围内的材料构成。又，若将第1凹凸结构体50的折射率设为n1，将基材40的折射率设为n0，则n1-n0的值可为-0.4～0.4的范围内。于n1-n0的值为-0.4～0.4的范围内的情形时，凹凸结构体50与基材40的折射率差足够小，因此，凹凸结构体50与基材40的界面的反射率变低，光学相位差构件10A的透射率变得更高。又，n1-n0的值可为-0.1～0.4的范围内，可为0.1～0.4的范围内。于n1-n0的值为-0.1以上、尤其是0.1以上的情形时，凸部60与下述的空气层90的折射率差足够大，因此，光学相位差构件10A变得易于产生所期望的相位差。作为构成第1凹凸结构体50的材料，例如可使用二氧化硅、SiN、SiON等Si系材料、TiO2等Ti系材料、ITO(铟-锡-氧化物)系材料、ZnO、ZnS、ZrO2、Al2O3、BaTiO3、Cu2O、MgS、AgBr、CuBr、BaO、Nb2O5、SrTiO2等无机材料。该等无机材料可为通过利用溶胶-凝胶法使该等无机材料的前驱物(溶胶)硬化而获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学相位差构件，其特征在于，其具备：基材：具有第1面及位于该第1面相反侧的第2面，第1凹凸结构体：形成于该第1面上，由第1无机材料构成，及第2凹凸结构体：形成于该第2面上，由第2无机材料构成；该第1凹凸结构体具备多个凸部，该多个凸部于与该第1面平行的第1方向上延伸，并且宽度朝向自该基材的该第1面远离的方向变小；该第2凹凸结构体具备多个凸部，该多个凸部于该第1方向上延伸，并且宽度朝向自该基材的该第2面远离的方向变小。

【技术特征摘要】
2017.04.06 JP 2017-0760671.一种光学相位差构件，其特征在于，其具备：基材：具有第1面及位于该第1面相反侧的第2面，第1凹凸结构体：形成于该第1面上，由第1无机材料构成，及第2凹凸结构体：形成于该第2面上，由第2无机材料构成；该第1凹凸结构体具备多个凸部，该多个凸部于与该第1面平行的第1方向上延伸，并且宽度朝向自该基材的该第1面远离的方向变小；该第2凹凸结构体具备多个凸部，该多个凸部于该第1方向上延伸，并且宽度朝向自该基材的该第2面远离的方向变小。2.如权利要求1所述的光学相位差构件，其特征在于，该第1凹凸结构体及该第2凹凸结构体的各凸部的纵横比为1～5的范围内。3.如权利要求1所述的光学相位差构件，其特征在于，该第1无机材料及该第2无机材料为溶胶-凝胶材料的硬化物。4.如权利要求1至3中任一项所述的光学相位差构件，其特征在于，若将该基材的折射率设为n0，将构成该第1凹凸结构体的材料的折射率设为n1，将构成该第2凹凸结构体的材料的折射率设为n2，则n1-n0的值及n2-n0的值为-0.4～0.4的范围内。5.如权利要求1至3中任一项所述的光学相位差构件，其特征在于，其具备：高折射率层：形成于该第1凹凸结构体的该凸部的上表面及侧面，具有较该第1凹凸结构体的该凸部高的折射率，及中折射率层：形成于该第1凹凸结构体的该凸部上表面的该高折射率层上，由具有较该高折射率层低的折射率的层构成；在形成于该第1凹凸结构体相邻的该凸部相对向的该侧面的该高折射率层之间存在空气层。6.如权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中大直，须崎吾郎，后藤正直，
申请(专利权)人：JXTG能源株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP