光學(xué)補償板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置等中使用的對光的相位差進行補償?shù)墓鈱W(xué)補償板。
【背景技術(shù)】
[0002] 將顯示于液晶顯示裝置（LCD)的圖像等放大投影在屏幕（screen)的液晶投影儀 正在普及。如公知那樣，液晶顯示裝置具有在液晶面板的兩側(cè)正交尼科爾配置了偏光板的 結(jié)構(gòu)，通過按照每個像素來對液晶分子的取向狀態(tài)進行控制并對光的透過率進行調(diào)節(jié)，來 顯示圖像等。此外，由于液晶面板按照能夠利用垂直入射的光來正確地顯示白色以及黑色 的方式來調(diào)節(jié)液晶層的厚度等，因此若存在斜著穿過液晶層的光，即使在顯示黑色的情況 下也產(chǎn)生從出射側(cè)偏光板漏出的成分。
[0003] 在液晶投影儀的情況下，由于若存在傾斜入射所導(dǎo)致的光的漏出，則投影像的對 比度降低，因此通過利用光學(xué)補償板來對傾斜入射的光的相位差進行補償，從而提高對比 度。作為光學(xué)補償板，例如已知：通過在玻璃基板上將折射率不同的兩種電介質(zhì)薄膜交替 層疊多層而成的電介質(zhì)多層膜層來形成相位差補償層的補償板（所謂的負C板（negative C-plate))、和通過從傾斜方向?qū)o機材料進行蒸鍍而形成的斜向蒸鍍膜來形成相位差補 償層的補償板（所謂的O板）（專利文獻1)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :國際公開2008/078764號小冊子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[0008] 在光學(xué)元件的表面，通常，為了抑制表面反射而設(shè)置有反射防止層。光學(xué)補償板也 不例外，優(yōu)選在其表面設(shè)置反射防止層。作為反射防止層，例如，使用由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成 的電介質(zhì)多層膜層，其中，該電介質(zhì)多層膜是將折射率不同的電介質(zhì)薄膜交替層疊多層而 成的。在這樣通過電介質(zhì)多層膜層來形成相位差補償層的光學(xué)補償板，進一步形成由電介 質(zhì)多層膜層構(gòu)成的反射防止層的情況下，幾乎不產(chǎn)生異常。此外，也能夠使相位差補償層本 身具有反射防止特性。
[0009] 另一方面，在通過斜向蒸鍍膜來形成相位差補償層的光學(xué)補償板的情況下，若在 斜向蒸鍍膜上形成電介質(zhì)多層膜層，則存在光學(xué)補償板帶電，變得容易吸附灰和塵的異常。 若在光學(xué)補償板的表面附著灰和塵，當(dāng)然顯示圖像的畫質(zhì)降低。即使在附著的灰和塵具有 透光性的情況下，由于在灰和塵的附著部分，相位差沒有被正確地補償，因此對比度性能惡 化。特別是在用于液晶投影儀的光學(xué)補償板的情況下，由于像被放大投影，因此即使是精細 的灰和塵，投影畫質(zhì)的降低也容易很明顯。
[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)τ捎诨液蛪m的附著而導(dǎo)致的畫質(zhì)降低進行防 止的光學(xué)補償板。
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 本發(fā)明的光學(xué)補償板從基板側(cè)起依次具備：相位差補償層和反射防止層。相位差 補償層是在基板的表面斜向蒸鍍無機材料而形成的，并且具有相對于基板的表面傾斜的柱 狀結(jié)構(gòu)林立的精細結(jié)構(gòu)。反射防止層設(shè)置在相位差補償層的上側(cè)，并且在一面上具有多個 凹凸。另外，在以下的說明中，將各層的基板側(cè)設(shè)為下側(cè)，將遠離基板的一側(cè)設(shè)為上側(cè)。
[0013] 優(yōu)選在相位差補償層與反射防止層之間具備中間層。中間層被設(shè)置在相位差補償 層上，由稠密膜形成。
[0014] 進一步地，優(yōu)選將至少兩種以上的折射率不同的電介質(zhì)薄膜交替層疊而形成的第 1電介質(zhì)多層膜層，設(shè)置在基板與相位差補償層之間。
[0015] 在中間層由一個膜形成的情況下，優(yōu)選中間層由與相位差補償層或者反射防止層 相同的材料形成。
[0016] 優(yōu)選中間層具備：由與所述相位差補償層相同的材料形成的第1稠密膜、和由與 所述反射防止層相同的材料形成的第2稠密膜。在該情況下，第1稠密膜被設(shè)置在中間層 的最靠近相位差補償層一側(cè)，第2稠密膜被設(shè)置在中間層的最靠近反射防止層一側(cè)。
[0017] 此外，中間層也可以在第1稠密膜與第2稠密膜之間具備：將相互折射率不同的兩 種以上的電介質(zhì)薄膜層疊而形成的第2電介質(zhì)多層膜層。
[0018] 優(yōu)選在反射防止層的上側(cè)具備耐油性涂層。優(yōu)選該耐油性涂層由氟化鎂形成。
[0019] 反射防止層例如由氧化鋅形成。此外，反射防止層可以是類似于蛾眼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀 多孔結(jié)構(gòu)，也可以是棒狀或者針狀的結(jié)晶相對于表面垂直地林立的蛾眼結(jié)構(gòu)本身。
[0020] 發(fā)明效果
[0021] 本發(fā)明的光學(xué)補償板通過與蛾眼結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)的反射防止層來防止灰和塵的 附著，不會導(dǎo)致由此引起的畫質(zhì)惡化。
【附圖說明】
[0022] 圖1是表示光學(xué)補償板的層結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0023] 圖2是表示光學(xué)補償板的特別優(yōu)選的層結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0024] 圖3是一體地設(shè)置了負C板的光學(xué)補償板的剖視圖。
[0025] 圖4是在基板與相位差補償層之間設(shè)置了負C板的光學(xué)補償板的剖視圖。
[0026] 圖5是在基板的背面?zhèn)仍O(shè)置了負C板的光學(xué)補償板的剖視圖。
[0027] 圖6是實施了耐油性涂層（coating)的光學(xué)補償板的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028] [第1實施方式]
[0029] 如圖1所示，光學(xué)補償板10是在基板11上依次層疊相位差補償層12、中間層13、 反射防止層14而形成的。
[0030] 基板11例如為玻璃基板。對于基板11，雖然也可以使用TAC、PET等的薄膜、丙烯 樹脂、聚碳酸酯等的有機玻璃，但優(yōu)選使用無機玻璃。其原因是即使在液晶投影儀等苛刻的 環(huán)境下使用也幾乎不會老化。另外，雖未圖示，但在基板11的背面（設(shè)置有相位差補償層 12的面的相反一側(cè)的面）形成有反射防止層。該反射防止層例如由電介質(zhì)多層膜形成。
[0031] 相位差補償層12是由斜向蒸鍍膜構(gòu)成的層，具有相對于基板11的表面而傾斜的、 柱狀結(jié)構(gòu)體林立的精細結(jié)構(gòu)，其中，該斜向蒸鍍膜是從相對于基板11傾斜的方向蒸鍍無機 材料而形成的。通過基于該傾斜的柱狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性雙折射，對透過相位差補償層12的光 賦予規(guī)定的相位差。由此，光學(xué)補償板10作為對由于VA型液晶面板的液晶分子的預(yù)傾斜 (pre-tilt)而產(chǎn)生的相位差進行補償?shù)腛板而起作用。
[0032] 另外，形成相位差補償層12的各個柱狀結(jié)構(gòu)體例如為幾 nm~幾百nm級（order)， 柱狀結(jié)構(gòu)體的傾斜角度、林立密度、相位差補償層12的厚度等參數(shù)是根據(jù)由光學(xué)補償板10 補償?shù)南辔徊畹拇笮『椭圃爝m合性而定的。形成相位差補償層12的斜向蒸鍍膜的無機材 料是任意的，例如，能夠使用五氧化鉭（Ta 2O5)、五氧化鈮（Nb2O5)、二氧化鈦（TiO 2)、二氧化 硅（SiO2)等。
[0033] 中間層13在由一種材料形成的情況下，由與相位差補償層12或者反射防止層14 的任意一個相同的材料、或者具有相位差補償層12與反射防止層14的中間折射率的材料 形成。但是，中間層13是不具有相位差補償層12和反射防止層14那樣精細的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 稠密的膜（所謂的固態(tài)膜）。也就是說，中間層13是通過使材料粒子從與基板11表面幾乎 垂直的方向均勻地堆積的通常的真空蒸鍍法、CVD等來形成的。
[0034] 例如，在將中間層13由與相位差補償層12相同的材料（Ta2O5等）形成的情況下， 在基板11的表面形成了相位差補償層12之后，使相位差補償層12的表面正對蒸鍍源，旋 轉(zhuǎn)基板11的同時進行蒸鍍，由此能夠形成中間層13。此外，在將中間層13由與反射防止 層14相同的材料（ZnO等）形成的情況下，若在用于形成相位差補償層12的蒸鍍裝置內(nèi)， 預(yù)先準(zhǔn)備了與反射防止層14相同的材料的蒸鍍源，則與上述同樣地，通過使相位差補償層 12的表面正對該蒸鍍源來進行蒸鍍，從而能夠形成由與反射防止層14相同的材料構(gòu)成的 中間層13。
[0035] 反射防止層14由例如氧化鋅（ZnO)、氧化鋁（Al2O3)等形成，具有棒狀（或者針狀） 結(jié)晶復(fù)雜地相互纏繞并結(jié)合而成的網(wǎng)狀的多孔結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)至少通過表面的網(wǎng)部 分和孔部分，來在一面同樣地形成可見光的波長程度級（幾 nm~幾百nm)的凹凸結(jié)構(gòu)，是 類似于蛾眼那種精細的凹凸結(jié)構(gòu)（所謂的蛾眼結(jié)構(gòu)）的精細結(jié)構(gòu)。因此，反射防止層14也 通過與蛾眼結(jié)構(gòu)同樣的原理，通過一面的凹凸結(jié)構(gòu)來表示反射防止作用。
[0036] 在通過氧化鋅來形成網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)的情況下，例如，將包含硝酸鋅和乙二胺的溶 液涂敷在中間層13的表面，使溶劑等蒸發(fā)并析出氧化鋅即可。也可以將設(shè)置有相位差補償 層12和中間層13的基板11浸漬在包含硝酸鋅和乙二胺的溶液，加溫并使氧化鋅析出。此 外，在使用氧化鋁的情況下，在中間層13上形成了氧化鋁薄膜之后，通過進行溫水處理，能 夠設(shè)為網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)。
[0037] 如上所述，光學(xué)補償板10通過相位差補償層12作為0板而起作用，由于設(shè)置有反 射防止層14,因此表面反射也被抑制。
[0038] 若在相位差補償層12上直接形成反射防止層14,則由于相位差補償層12和反射 防止層14都具有精細的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此這種精細結(jié)構(gòu)露出的表面彼此的密接性不好。因 此，制造變難，即使能夠制造也變得高成本。此外，為了在液晶投影儀這種苛刻的環(huán)境下使 用，在耐久性方面也存在困難。但是，在光學(xué)補償板10中，通過在相位差補償層12與反射 防止層14之間設(shè)置稠密的中間層13,從而分別提高了相位差補償層12與中間層13的密 接性、和中間層13與反射防止層14的密接性。也就是說，由于光學(xué)補償板10通過中間層 13,使得相位差補償層12與反射防止層14的密接性較好，因此制造適合性優(yōu)良，也能夠耐 得住在液晶投影儀等苛刻的環(huán)境下的使用。
[0039] 進一步地，光學(xué)補償板10由于基于反射防止層14的網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)的凹凸在表面 露出，因此灰和塵難以附著。由于氧化鋅具有導(dǎo)電性，因此若對反射防止層14使用氧化鋅， 則光學(xué)補償板10的帶電被防止，并難以吸附灰和塵，因此特別是防塵性能較好。
[0040] 為了防塵性的評價，制造了光學(xué)補償板1〇(防反射膜層14中使用ZnO)、和在相 位差補償層12上設(shè)置了由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的反射防止層的比較用的光學(xué)補償板。然 后，在用布來擦各個反射防止層的表面從而使其帶電之后，放上防塵試驗用珠子（beads) (ΙΟμπ?φ )，撣掉未被吸附的多余的珠子，對3X3mm的區(qū)域內(nèi)的吸附數(shù)進行計數(shù)。此外，反 復(fù)進行多次該防塵性評價。這樣，在光學(xué)補償板10的情況下，珠子的附著數(shù)大概為300個 以下，而比較用的光學(xué)補償板中大概為500個以上。由此也可知，光學(xué)補償板10與現(xiàn)有的 光學(xué)補償板相比，提高了防塵性。
[0041] [第2實施方式]
[0042] 在第1實施方式的光學(xué)補償板10中，由一個膜形成中間層13,該膜由與相位差補 償層12或者反射防止層14的任意一個相同的材料構(gòu)成，而如圖2所示的光學(xué)補償板20那 樣，優(yōu)選將中間層21由第1薄膜21a和第2薄膜22b這2個薄膜形成。在該情況下，與相 位差補償層12相接的第1薄膜21a是由與相位差補償層12相同的材料構(gòu)成的稠密膜，與