本發(fā)明涉及一種相位差元件、液晶顯示裝置以及投影型圖像顯示裝置。

背景技術(shù)：

近年來，為了改善對(duì)比度特性以及視角特性，在投影型圖像投影裝置中采用了應(yīng)用相位差元件的光學(xué)補(bǔ)償技術(shù)。例如，可列舉出垂直取向液晶中的黑輝度補(bǔ)正。為了對(duì)因液晶的預(yù)傾角以及在斜入射光中產(chǎn)生的雙折射等而引起的偏振光混亂進(jìn)行補(bǔ)正，可以考慮與液晶面板的面平行地設(shè)置石英晶體等的相位差元件從而進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償?shù)姆椒?，以及與液晶面板的面平行地設(shè)置高分子膜等具有雙折射的有機(jī)材料等從而進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ?參照日本特開2005-172984號(hào)公報(bào)、日本特開2007-101764號(hào)公報(bào)、以及日本專利第4566275號(hào)公報(bào))。

但是，在采用對(duì)單晶進(jìn)行加工以作為相位差元件的方法時(shí)，特別是在考慮液晶的預(yù)傾角的角度的基礎(chǔ)之上進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需要相對(duì)于晶軸以規(guī)定角度切割單晶，而且，對(duì)材料進(jìn)行切割、研磨等需要非常高的精度，為了實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)方案，成本會(huì)變得很高。另外，不容易在拉伸后的膜等上對(duì)軸進(jìn)行控制。

因此，提出了與液晶面板傾斜地配置相位差元件本身的方法(參照日本特開2009-229804號(hào)公報(bào))。但是，在不斷小型化的投影儀內(nèi)部，用于使部件傾斜的空間可能會(huì)不足。進(jìn)一步，容易因高溫和UV光線而造成老化，在耐久性方面存在問題。

另外，在投影型圖像投影裝置中，作為偏振光轉(zhuǎn)換元件的一部分而采用了1/2波長板。例如，提出了如下的技術(shù)方案，即在使用了石英晶體的1/2波長板中，使光軸的切割角度不與基板面平行，而是使其傾斜，并進(jìn)一步將兩張傾斜的石英晶體波長板粘貼在一起使用，從而使波長范圍擴(kuò)大，并使入射角度依賴性得到改善(參照日本特開2004-354935號(hào)公報(bào)、日本特開 2009-133917號(hào)公報(bào)、以及日本特開2012-078436號(hào)公報(bào))。但是，進(jìn)一步以使光軸傾斜的方式對(duì)價(jià)格昂貴的石英晶體基板進(jìn)行切割，有可能導(dǎo)致高成本化。

如上所述，雖然對(duì)使光軸角度從基板法線方向或面內(nèi)方向傾斜的需求越來越高，但存在著技術(shù)上以及成本上的問題。

另一方面，耐熱性及耐久性優(yōu)異的斜向蒸鍍相位差元件可制造出光軸原本就傾斜的元件，但存在其光軸方向受限的問題。下面將會(huì)進(jìn)行詳細(xì)描述。一般的斜向蒸鍍法通過使蒸鍍顆粒相對(duì)于基板從斜向方向入射、即所謂的自陰影效應(yīng)，能夠做出膜密度的異向性。密度的異向性能夠在基板面內(nèi)方向上使膜的折射率具有異向性，這是顯現(xiàn)出雙折射的主要原因。此時(shí)，根據(jù)膜厚，能夠比較自由地對(duì)從基板法線方向入射的光賦予相位差。在斜向蒸鍍中，蒸鍍顆粒的成長角度由斜向蒸鍍的角度決定，而光軸由蒸鍍顆粒方向決定。但是，要改變光軸、即蒸鍍顆粒的成長方向，就需要改變斜向蒸鍍的入射角度，然而，當(dāng)入射角度較小時(shí)，雙折射會(huì)降低，因此，存在著難以制作出光軸的傾斜角度較小(接近基板法線方向)的相位差元件的問題(參照APPLIED OPTICS/Vol.28,No.13/1July 1989)。

另外，提出了一種交替執(zhí)行一邊旋轉(zhuǎn)基板一邊進(jìn)行斜向蒸鍍的工序、與停止旋轉(zhuǎn)并從特定的方向進(jìn)行斜向蒸鍍的工序的技術(shù)方案(參照美國專利第6206065號(hào)的說明書)。但是，在該技術(shù)方案中，需要一邊旋轉(zhuǎn)基板一邊進(jìn)行斜向蒸鍍，因此，存在著制造裝置較為復(fù)雜的問題。

因此，當(dāng)前要求提供一種相位差元件、液晶顯示裝置以及投影型圖像顯示裝置，其能夠通過簡易的制造裝置制造出來，并易于進(jìn)行光軸的調(diào)整以及相位差的調(diào)整，并且耐熱性及耐久性優(yōu)異。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的各種問題，并達(dá)成以下的目的。即，本發(fā)明的目的在于提供一種相位差元件及其制造方法、一種液晶顯示裝置、以及一種投影型圖像顯示裝置，其能夠通過簡易的 制造裝置制造出來，并易于進(jìn)行光軸的調(diào)整以及相位差的調(diào)整，并且耐熱性及耐久性優(yōu)異。

用于解決技術(shù)問題的方案

用于解決所述技術(shù)問題的方案如下。即，

<1>一種相位差元件，其特征在于，具有：

透明基板；以及

雙折射多層結(jié)構(gòu)體，所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體通過在所述透明基板上多次層疊由第一雙折射層以及第二雙折射層組成的層疊結(jié)構(gòu)而形成，其中，所述第一雙折射層具有光學(xué)異向性無機(jī)材料，所述第二雙折射層具有光學(xué)異向性無機(jī)材料并與所述第一雙折射層相接觸；

在所述層疊結(jié)構(gòu)中，所述第一雙折射層的平均厚度t1與所述第二雙折射層的平均厚度t2之間的關(guān)系滿足下述式(1)及式(2)中的任意一個(gè)，并且，當(dāng)將表示所述第一雙折射層的折射率異向性的主軸的線段、即第一線段中位于所述透明基板一側(cè)的端部設(shè)為端部A，將表示所述第二雙折射層的折射率異向性的主軸的線段、即第二線段中位于所述透明基板一側(cè)的端部設(shè)為端部B，將所述第一線段以及所述第二線段投影到所述透明基板上并使所述端部A以及所述端部B重疊時(shí)，投影到所述透明基板上的所述第一線段以及所述第二線段之間的夾角β滿足下述式(3)，且所述層疊結(jié)構(gòu)滿足下述條件(4)，

0＜t1/t2≤1 式(1)

0＜t2/t1≤1 式(2)

90°＜β≤180° 式(3)

t1≠t2或β≠180° 條件(4)。

<2>根據(jù)上述<1>中所述的相位差元件，

與透明基板的表面垂直的方向上的雙折射大于等于0.1。

<3>根據(jù)上述<1>至<2>中的任一項(xiàng)所述的相位差元件，

所述相位差元件為雙軸性相位差元件，其光軸方向從與透明基板的表面垂直的方向朝著x方向以及y方向中的至少一個(gè)方向傾斜，其中，所述x方向表示將由雙折射多層結(jié)構(gòu)體近似形成的折射率橢圓體投影到所述透明基板上時(shí)所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體的折射率異向性的主軸方向，所述y方向是在所述透明基板上與所述x方向垂直的方向。

<4>根據(jù)上述<1>至<3>中的任一項(xiàng)所述的相位差元件，

第一雙折射層以及第二雙折射層中的至少一個(gè)滿足下式：

Nx＞Ny＞Nz，

其中，所述Nx表示與折射率異向性的主軸平行的方向上的折射率，所述Ny表示與所述Nx垂直的方向上的折射率，所述Nz表示與所述Nx以及所述Ny垂直的方向上的折射率。

<5>根據(jù)上述<1>至<4>中的任一項(xiàng)所述的相位差元件，

由雙折射多層結(jié)構(gòu)體近似形成的折射率橢圓體滿足下式：

Nax＞Nay＞Naz，

其中，所述Nax表示由所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體近似形成的折射率橢圓體在與折射率異向性的主軸平行的方向上的折射率，所述Nay表示與所述Nax垂直的方向上的折射率，所述Naz表示與所述Nax以及所述Nay垂直的方向上的折射率。

<6>根據(jù)上述<1>至<5>中的任一項(xiàng)所述的相位差元件，

層疊結(jié)構(gòu)的平均厚度小于等于30nm。

<7>根據(jù)上述<1>至<6>中的任一項(xiàng)所述的相位差元件，

第一雙折射層的光學(xué)異向性無機(jī)材料的材質(zhì)為至少含有Si、Nb、Zr、Ti、La、Ta以及Al中的任意一種的氧化物，

第二雙折射層的光學(xué)異向性無機(jī)材料的材質(zhì)為至少含有Si、Nb、Zr、Ti、La、Ta以及Al中的任意一種的氧化物。

<8>一種液晶顯示裝置，其特征在于，具有：

液晶面板；以及

上述<1>至<7>中的任一項(xiàng)所述的相位差元件。

<9>一種投影型圖像顯示裝置，其特征在于，具有：

光源，用于射出光；

投影光學(xué)系統(tǒng)，用于投影調(diào)制后的光；以及

上述<8>所述的液晶顯示裝置，其配置在所述光源與所述投影光學(xué)系統(tǒng)之間的光路上。

<10>一種相位差元件的制造方法，用于制造上述<1>至<7>中的任一項(xiàng)所述的相位差元件，其特征在于，包括：

第一雙折射層形成工序，通過斜向蒸鍍，在透明基板上形成第一雙折射層；以及

第二雙折射層形成工序，通過斜向蒸鍍，在所述第一雙折射層上形成第二雙折射層。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的各種問題，并能夠達(dá)成上述目的，能夠提供一種相位差元件及其制造方法、一種液晶顯示裝置、以及一種投影型圖像顯示裝置，其能夠通過簡易的制造裝置制造出來，并易于進(jìn)行光軸的調(diào)整以及相位差的調(diào)整，并且耐熱性及耐久性優(yōu)異。

附圖說明

圖1是通過一層由斜向蒸鍍而形成的雙折射層近似形成的折射率橢圓體的概略圖。

圖2A是本發(fā)明的相位差元件的一個(gè)示例的示意圖(x-z剖面圖)。

圖2B是本發(fā)明的相位差元件的一個(gè)示例的示意圖(x-y剖面圖)。

圖2C是本發(fā)明的相位差元件的一個(gè)示例的示意圖(y-z剖面圖)。

圖3是通過圖2A～圖2C的相位差元件中的雙折射層整體(雙折射多層結(jié)構(gòu)體)近似形成的折射率橢圓體的示意圖。

圖4A是本發(fā)明的相位差元件的另一個(gè)示例的示意圖(x-z剖面圖)。

圖4B是本發(fā)明的相位差元件的另一個(gè)示例的示意圖(x-y剖面圖)。

圖4C是本發(fā)明的相位差元件的另一個(gè)示例的示意圖(y-z剖面圖)。

圖5是通過圖4A～圖4C的相位差元件中的雙折射層整體(雙折射多層結(jié)構(gòu)體)近似形成的折射率橢圓體的示意圖。

圖6是示出投影型圖像顯示裝置的一個(gè)示例的概略圖。

圖7是示出雙折射層的平均厚度與光軸角度以及雙折射之間的關(guān)系的圖。

圖8是通過實(shí)施例2得到的相位差元件的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

圖9A是通過實(shí)施例3得到的相位差元件的示意圖(剖面圖)。

圖9B是通過實(shí)施例3得到的相位差元件的示意圖(俯視圖)。

圖10是示出角度β與光軸角度Φ以及雙折射之間的關(guān)系的圖。

圖11A是用于對(duì)角度β小于等于90°時(shí)的光軸角度的變化進(jìn)行說明的示 意圖(x-z剖面圖)。

圖11B是用于對(duì)角度β小于等于90°時(shí)的光軸角度的變化進(jìn)行說明的示意圖(x-y剖面圖)。

圖11C是用于對(duì)角度β小于等于90°時(shí)的光軸角度的變化進(jìn)行說明的示意圖(y-z剖面圖)。

圖12A是通過實(shí)施例5得到的相位差元件的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

圖12B是通過實(shí)施例5得到的相位差元件的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

圖13A是具有小于等于使用波長的細(xì)微圖案(pattern)的透明基板的剖面模式圖。

圖13B是本發(fā)明的相位差元件的另一個(gè)示例的剖面模式圖。

圖13C是本發(fā)明的相位差元件的另一個(gè)示例的俯視模式圖。

圖13D是示出本發(fā)明的另一個(gè)示例的相位差元件中的第一雙折射層以及第二雙折射層的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的剖面模式圖。

附圖標(biāo)記說明

1：透明基板 2：第一雙折射層 2＇：折射率橢圓體

3：第二雙折射層 3＇：折射率橢圓體 5＇：折射率橢圓體

10：透明基板 11：高折射率部 12：低折射率部

22：第一雙折射層 23：第二雙折射層

40：垂直取向液晶層 41：透射型光調(diào)制元件

42：透射型偏振器 43：相位差元件 44：透射型偏振器

45：入射光 P：P偏振光 S：S偏振光

具體實(shí)施方式

(相位差元件及其制造方法)

本發(fā)明的相位差元件至少具有透明基板以及雙折射多層結(jié)構(gòu)體，并進(jìn)一步根據(jù)需要具有其他的部件。

本發(fā)明的相位差元件的制造方法是用于制造本發(fā)明的所述相位差元件的 制造方法，至少包括第一雙折射層形成工序以及第二雙折射層形成工序，并進(jìn)一步根據(jù)需要包括其他的工序。

所述第一雙折射層形成工序是如下工序：通過斜向蒸鍍，在所述透明基板以及所述相位差賦予防反射層中的任意一個(gè)之上形成第一雙折射層。

所述第二雙折射層形成工序是如下工序：通過斜向蒸鍍，在所述第一雙折射層上形成所述第二雙折射層。

從抑制膜厚增厚的觀點(diǎn)來看，所述相位差元件的雙折射△n優(yōu)選為大于等于0.1，更優(yōu)選為0.1～0.4。

所述相位差元件為雙軸性相位差元件，其光軸方向優(yōu)選為從與所述透明基板的表面垂直的方向朝著x方向以及y方向中的至少一個(gè)方向傾斜，其中，所述x方向表示將由所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體近似形成的折射率橢圓體投影到所述透明基板上時(shí)所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體的折射率異向性的主軸方向，所述y方向是在所述透明基板上與所述x方向垂直的方向，更優(yōu)選為傾斜大于0°且小于等于80°。由此，例如，能夠確切地對(duì)在像液晶的預(yù)傾角那樣傾斜的折射率橢圓體上發(fā)生的相位差進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償。

下面，通過對(duì)所述相位差元件的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，同時(shí)也對(duì)本發(fā)明的所述相位差元件的制造方法進(jìn)行說明。

<透明基板>

作為所述透明基板，只要是相對(duì)于使用波長范圍的光具有透光性的基板即可，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。

作為所述透明基板的材質(zhì)，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，例如可列舉出玻璃、石英、石英晶體等。

作為所述透明基板的形狀，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，但優(yōu)選為四邊形。

作為所述透明基板的平均厚度，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，但是，從防止基板翹曲的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選為0.1mm～3.0mm，更優(yōu)選為0.1mm～2.0mm。

所述透明基板的表面可以形成有細(xì)微圖案。由此，在通過斜向蒸鍍形成雙折射多層結(jié)構(gòu)體時(shí)，雙折射多層結(jié)構(gòu)體中將被加入結(jié)構(gòu)性雙折射效應(yīng)，雙折射量會(huì)增大。

<雙折射多層結(jié)構(gòu)體>

所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體通過多次層疊由第一雙折射層以及第二雙折射層組成的層疊結(jié)構(gòu)而形成。

作為所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體中的所述層疊結(jié)構(gòu)的層疊數(shù)，只要大于等于2即可，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，但優(yōu)選為10～5000，更優(yōu)選為50～2000。當(dāng)所述層疊數(shù)在上述更優(yōu)選的范圍內(nèi)時(shí)，能夠?qū)⒏鱾€(gè)雙折射層的膜厚設(shè)置成比光的波長小很多的膜厚，因此，能夠減少因多層結(jié)構(gòu)體的傾斜結(jié)構(gòu)部分而引起的光散射，這一點(diǎn)是很有利的。

從控制各個(gè)折射率的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選為，由所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體近似形成的折射率橢圓體滿足下式：

Nax＞Nay＞Naz。

其中，所述Nax表示由所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體近似形成的折射率橢圓體在與折射率異向性的主軸平行的方向上的折射率，所述Nay表示與所述Nax垂直的方向上的折射率，所述Naz表示與所述Nax以及所述Nay垂直的方向上的折射率。

<<層疊結(jié)構(gòu)>>

所述層疊結(jié)構(gòu)由第一雙折射層以及第二雙折射層組成。

從減少如上所述的光散射的觀點(diǎn)來看，所述層疊結(jié)構(gòu)的平均厚度優(yōu)選為小于等于30nm，更優(yōu)選為3nm～10nm。

<<<第一雙折射層以及第二雙折射層>>>

所述第一雙折射層具有光學(xué)異向性無機(jī)材料。

所述第二雙折射層具有光學(xué)異向性無機(jī)材料。

在所述層疊結(jié)構(gòu)中，所述第一雙折射層的平均厚度t1與所述第二雙折射層的平均厚度t2之間的關(guān)系滿足下述式(1)以及式(2)中的任意一個(gè)。

在所述層疊結(jié)構(gòu)中，當(dāng)將表示所述第一雙折射層的折射率異向性的主軸的線段、即第一線段中位于所述透明基板一側(cè)的端部設(shè)為端部A，將表示所述第二雙折射層的折射率異向性的主軸的線段、即第二線段中位于所述透明基板一側(cè)的端部設(shè)為端部B，將所述第一線段以及所述第二線段投影到所述透明基板上并使所述端部A以及所述端部B重疊時(shí)，投影到所述透明基板上的所述第一線段以及所述第二線段之間的夾角β(在下面的說明中，有時(shí)稱為 “夾角β”。)滿足下述式(3)。

并且，所述層疊結(jié)構(gòu)滿足下述條件(4)。

0＜t1/t2≤1 式(1)

0＜t2/t1≤1 式(2)

90°＜β≤180° 式(3)

t1≠t2或β≠180° 條件(4)

進(jìn)一步，從能夠?qū)㈦p折射維持在較高的值的觀點(diǎn)來看，所述平均厚度t1與所述平均厚度t2之間的關(guān)系優(yōu)選為滿足下述式(1-1)以及式(2-1)中的任意一個(gè)。

0.1≤t1/t2≤1 式(1-1)

0.1≤t2/t1≤1 式(2-1)

在使所述端部A以及所述端部B重疊時(shí)，使二者重疊，而不使投影到所述透明基板上的所述第一線段以及所述第二線段相對(duì)于投影面旋轉(zhuǎn)。

另外，所述第一線段以及所述第二線段之間的夾角通常可取合計(jì)為360°的兩個(gè)角度中的任意一個(gè)，但在這里是指角度較小的角(劣角)。

從能夠?qū)㈦p折射維持在較高的值的觀點(diǎn)來看，所述夾角β優(yōu)選為滿足下述式(3-1)。

160°＜β≤180° 式(3-1)

作為一個(gè)所述層疊結(jié)構(gòu)中的所述第一雙折射層的平均厚度，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，但優(yōu)選為3nm～10nm。

作為一個(gè)所述層疊結(jié)構(gòu)中的所述第二雙折射層的平均厚度，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，但優(yōu)選為3nm～10nm。

在此，“折射率異向性的主軸”是指在雙折射層中折射率最高的方向。

在對(duì)第一雙折射層以及第二雙折射層進(jìn)行共通地說明時(shí)，有時(shí)不區(qū)分第一雙折射層以及第二雙折射層，而稱為雙折射層。

例如可通過掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)雙折射層的截面進(jìn)行觀察，從而測定出雙折射層的厚度。可通過在10個(gè)位置測定所述厚度并對(duì)測定值取算術(shù)平均，由此求得平均厚度。

對(duì)于所述相位差元件來說，在所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體的多個(gè)所述層疊結(jié)構(gòu)中，至少一個(gè)所述層疊結(jié)構(gòu)滿足上述式(1)或上述式(2)、上述式(3) 以及上述條件(4)即可，優(yōu)選為所有的所述層疊結(jié)構(gòu)都滿足上述式(1)或上述式(2)、上述式(3)以及上述條件(4)。

在所述雙折射多層結(jié)構(gòu)體的多個(gè)所述層疊結(jié)構(gòu)中，t1/t2、t2/t1以及β既可以相同，也可以不相同。換言之，在多個(gè)所述層疊結(jié)構(gòu)中，可以是如下情況：

t1/t2、t2/t1以及β相同；

或t1/t2以及t2/t1相同，而β不相同；

或β相同，而t1/t2以及t2/t1不相同；

或t1/t2、t2/t1以及β均不相同。

在所述第一雙折射層中，所述光學(xué)異向性無機(jī)材料的折射率異向性的主軸與所述透明基板的表面之間的夾角優(yōu)選不為90°，而優(yōu)選為大于等于20°且小于等于80°，更優(yōu)選為大于等于40°且小于等于70°。

在所述第二雙折射層中，所述光學(xué)異向性無機(jī)材料的折射率異向性的主軸與所述透明基板的表面之間的夾角優(yōu)選不為90°，而優(yōu)選為大于等于20°且小于等于80°，更優(yōu)選為大于等于40°且小于等于70°。

此外，主軸與透明基板的表面之間的夾角通?？扇『嫌?jì)為180°的兩個(gè)角度中的任意一個(gè)，但在這里是指小于90°的夾角。

對(duì)于所述第一雙折射層中所述光學(xué)異向性無機(jī)材料的折射率異向性的主軸與所述透明基板的表面之間的夾角、以及所述第二雙折射層中所述光學(xué)異向性無機(jī)材料的折射率異向性的主軸與所述透明基板的表面之間的夾角，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，但是，優(yōu)選為大致相同的角度。在此，大致相同的角度是指角度相差在±5°以內(nèi)。

作為所述第一雙折射層的所述光學(xué)異向性無機(jī)材料的材質(zhì)，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，但優(yōu)選為至少含有Si、Nb、Zr、Ti、La、Ta以及Al中的任意一種的氧化物。

作為所述第二雙折射層的所述光學(xué)異向性無機(jī)材料的材質(zhì)，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，但優(yōu)選為至少含有Si、Nb、Zr、Ti、La、Ta以及Al中的任意一種的氧化物。

優(yōu)選為，所述第一雙折射層以及所述第二雙折射層中的至少一個(gè)滿足下式：Nx＞Ny＞Nz。

其中，所述Nx表示與折射率異向性的主軸平行的方向上的折射率，所述Ny表示與所述Nx垂直的方向上的折射率，所述Nz表示與所述Nx以及所述Ny垂直的方向上的折射率。

所述第一雙折射層以及所述第二雙折射層例如能夠通過斜向蒸鍍而形成。

例如，在斜向蒸鍍中，相對(duì)于透明基板從斜方向射入高折射率材料的顆粒。作為高折射率材料，例如可使用Ta₂O₅、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、CeO₂、ZrO₂、ZrO、Nb₂O₅等氧化物、或它們的組合物。優(yōu)選使用以Ta₂O₅為主要成分的材料。

在斜向蒸鍍之后，為了脫色以及使吸附在柱狀組織間的水分蒸發(fā)，優(yōu)選進(jìn)行退火處理。當(dāng)柱狀組織間附著有水分時(shí)，蒸鍍膜的折射率會(huì)發(fā)生變化，特性有可能會(huì)發(fā)生較大的變化。因此，退火處理的溫度優(yōu)選為大于等于使水分蒸發(fā)的100℃的溫度。另外，當(dāng)使溫度升得過高時(shí)，柱狀組織會(huì)成長并變?yōu)閳A柱狀，從而導(dǎo)致折射率下降、透射率下降等，因此，溫度優(yōu)選為小于等于300℃。

<其他的部件>

作為所述其他的部件，例如可列舉出應(yīng)力調(diào)整層、防反射層等。

<<應(yīng)力調(diào)整層>>

作為所述應(yīng)力調(diào)整層，只要是為了防止相位差元件的翹曲而配置的、并且是用于對(duì)應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整的層即可，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，作為其材質(zhì)例如可列舉出SiO₂等。

(液晶顯示裝置)

本發(fā)明的液晶顯示裝置至少具有液晶面板以及本發(fā)明的所述相位差元件，進(jìn)一步根據(jù)需要具有其他的部件。

<液晶面板>

作為所述液晶面板，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，例如可列舉出VA模式液晶面板等。

所述VA模式(vertical alignment mode：垂直取向模式)是指，使用垂直方向的縱向電場使垂直于基板(或具有預(yù)傾斜)配置的液晶分子移動(dòng)的方式。

<相位差元件>

所述相位差元件是本發(fā)明的所述相位差元件。

<其他的部件>

作為所述其他的部件，例如可列舉出偏光板等。

作為所述偏光板，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，但從耐久性的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選為無機(jī)偏光板。作為所述無機(jī)偏光板，例如可列舉出如下的偏光板：通過濺鍍、真空蒸鍍等真空成膜法，在相對(duì)于使用波長范圍為透明的基板(玻璃基板)上形成大小比使用波長范圍更短、并且具有形狀異向性的無機(jī)微粒(半導(dǎo)體、金屬)而制成的偏光板等。

(投影型圖像顯示裝置)

本發(fā)明的投影型圖像顯示裝置至少具有光源、投影光學(xué)系統(tǒng)、以及本發(fā)明的所述液晶顯示裝置，進(jìn)一步根據(jù)需要具有其他的部件。

<光源>

作為所述光源，只要是用于射出光的部件即可，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，例如可列舉出射出白色光的超高壓汞燈等。

<投影光學(xué)系統(tǒng)>

作為所述投影光學(xué)系統(tǒng)，只要是用于投影調(diào)制后的光的部件即可，沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇，例如可列舉出將調(diào)制后的光投影到屏幕上的投影透鏡等。

<液晶顯示裝置>

所述液晶顯示裝置配置在所述光源與所述投影光學(xué)系統(tǒng)之間的光路上。

對(duì)本發(fā)明的相位差元件的一個(gè)示例以及制造工序的一個(gè)示例一起進(jìn)行說明。

[1]在透明基板上，(a)通過斜向蒸鍍法形成第一雙折射層。接下來，(b)從相對(duì)于所述透明基板的面內(nèi)方向呈180°反向的蒸鍍角度，通過斜向蒸鍍法形成第二雙折射層。此時(shí)，使第一雙折射層的平均厚度t1不同于第二雙折射層的平均厚度t2(t1/t2≠1)。另外，與作為相位差元件而使用的波長范圍相比，將各雙折射層的平均厚度設(shè)置成足夠小的厚度。優(yōu)選為小于等于λ/4，更優(yōu)選為小于等于λ/10。反復(fù)進(jìn)行上述(a)的工序與上述(b)的工序，執(zhí)行蒸鍍直至達(dá)到能夠獲得所需的相位差的合計(jì)厚度為止，從而形成具有期望的相位差的多層結(jié)構(gòu)。

[2]在透明基板上，(c)通過斜向蒸鍍形成第一雙折射層。接下來，(d)相對(duì)于透明基板面內(nèi)方向，從大于等于90°且小于180°的另一個(gè)的蒸鍍角度，通過斜向蒸鍍法形成第二雙折射層。此時(shí)，使第一雙折射層的平均厚度t1與第二雙折射層的平均厚度t2相同(t1＝t2)。另外，與作為相位差元件而使用的波長范圍相比，將雙折射層的平均厚度設(shè)置成足夠小的厚度。反復(fù)進(jìn)行上述(c)的工序與上述(d)的工序，執(zhí)行蒸鍍直至達(dá)到能夠獲得所需的相位差的合計(jì)厚度為止，從而形成具有期望的相位差的多層結(jié)構(gòu)。

通過單獨(dú)地或組合地執(zhí)行上述[1]以及上述[2]，從而獲得如下的相位差元件，即、在保持較大的雙折射的狀態(tài)下，控制蒸鍍顆粒的成長方向，并將光軸及相位差設(shè)置為期望值。

圖1是通過由斜向蒸鍍而形成的一層雙折射層近似形成的折射率橢圓體2’的概略圖。一般而言，在相對(duì)于蒸鍍方向平行的方向上的折射率最大(以下稱為Nx)。另外，設(shè)與蒸鍍方向垂直的方向的折射率為Ny，設(shè)與Nx和Ny二者都垂直的方向的折射率為Nz，則典型地存在Nx＞Ny＞Nz的關(guān)系。在圖1中，附圖標(biāo)記1表示透明基板。

圖2A～圖2C是本發(fā)明的相位差元件的一個(gè)示例的示意圖。圖3是在圖2A～圖2C的相位差元件中通過雙折射層整體(雙折射多層結(jié)構(gòu)體)近似形成的折射率橢圓體5’的示意圖。圖2A是圖3的x-z剖面圖。圖2B是圖3的x-y剖面圖。圖2C是圖3的y-z剖面圖。

在圖2A～圖2C的相位差元件中，以第一雙折射層2、第二雙折射層3、第一雙折射層2、以及第二雙折射層3的順序，在透明基板1上層疊著第一雙折射層2和第二雙折射層3。第一雙折射層2是通過以蒸鍍方向1進(jìn)行斜向蒸鍍而形成的，并具有平均厚度t1。第二雙折射層3是通過以蒸鍍方向2進(jìn)行斜向蒸鍍而形成的，并具有平均厚度t2。第一雙折射層2的平均厚度t1與第二雙折射層3的平均厚度t2滿足上述式(2)、且t1≠t2。另外，對(duì)于第一雙折射層2與第二雙折射層3，所述夾角β為180°。

此外，在圖2A～圖2C中，附圖標(biāo)記2’表示通過第一雙折射層2近似形成的雙折射橢圓體，附圖標(biāo)記3’表示通過第二雙折射層3近似形成的雙折射橢圓體。附圖標(biāo)記Nx1表示第一雙折射層2中的Nx的軸，附圖標(biāo)記Ny1表示第一雙折射層2中的Ny的軸。附圖標(biāo)記Nx2表示第二雙折射層3中的Nx的 軸，附圖標(biāo)記Ny2表示第二雙折射層3中的Ny的軸。

通過對(duì)第一雙折射層2的平均厚度t1以及第二雙折射層3的平均厚度t2進(jìn)行調(diào)整，能夠在保持較高的雙折射的狀態(tài)下對(duì)通過雙折射層整體(雙折射多層結(jié)構(gòu)體)近似形成的折射率橢圓體的光軸角度θ(x-z面內(nèi)的角度)進(jìn)行控制。其結(jié)果是，能夠控制相位差元件整體的光軸。

圖4A～圖4C是本發(fā)明的相位差元件的另一個(gè)示例的示意圖。圖5是在圖4A～圖4C的相位差元件中通過雙折射層整體(雙折射多層結(jié)構(gòu)體)近似形成的折射率橢圓體5’的示意圖。圖4A是圖5的x-z剖面圖。圖4B是圖5的x-y剖面圖。圖4C是圖5的y-z剖面圖。

在圖4A～圖4C的相位差元件中，以第一雙折射層2、第二雙折射層3、第一雙折射層2、以及第二雙折射層3的順序，在透明基板1上層疊著第一雙折射層2和第二雙折射層3。第一雙折射層2是通過以蒸鍍方向1進(jìn)行斜向蒸鍍而形成的。第二雙折射層3是通過以蒸鍍方向2進(jìn)行斜向蒸鍍而形成的。第一雙折射層2的平均厚度與第二雙折射層3的平均厚度相同。另外，第一雙折射層2與第二雙折射層3之間的夾角β滿足上述式(3)、且不為180°。

此外，在圖4A～圖4C中，附圖標(biāo)記2’表示通過第一雙折射層2近似形成的雙折射橢圓體，附圖標(biāo)記3’表示通過第二雙折射層3近似形成的雙折射橢圓體。附圖標(biāo)記Nx1表示第一雙折射層2中的Nx的軸，附圖標(biāo)記Ny1表示第一雙折射層2中的Ny的軸。附圖標(biāo)記Nx2表示第二雙折射層3中的Nx的軸，附圖標(biāo)記Ny2表示第二雙折射層3中的Ny的軸。

通過對(duì)第一雙折射層2與第二雙折射層3之間的夾角β進(jìn)行調(diào)整，能夠在保持較高的雙折射的狀態(tài)下對(duì)通過雙折射層整體(雙折射多層結(jié)構(gòu)體)近似形成的折射率橢圓體的光軸角度Φ(y-z面內(nèi)的角度)進(jìn)行控制。其結(jié)果是，能夠控制相位差元件整體的光軸。

與日本特開2005-172984號(hào)公報(bào)、日本特開2007-101764號(hào)公報(bào)、以及日本專利第4566275號(hào)公報(bào)中記載的發(fā)明不同，本發(fā)明的相位差元件僅由無機(jī)材料構(gòu)成，耐熱性及耐光性較高。另外，本發(fā)明能夠提供光軸傾斜的相位差元件。另外，與日本特開2004-354935號(hào)公報(bào)、日本特開2009-133917號(hào)公報(bào)、以及日本專利第2012-078436號(hào)公報(bào)中記載的發(fā)明不同，本發(fā)明能夠通過斜向蒸鍍形成多層結(jié)構(gòu)，因此，與對(duì)單晶進(jìn)行特殊切割等相比，可預(yù)期實(shí)現(xiàn)低成 本化。另外，與APPLIED OPTICS/Vol.28,No.13/1July 1989中記載的發(fā)明不同，本發(fā)明由多層結(jié)構(gòu)形成，具有較高的雙折射。另外，與美國專利第6206065號(hào)的說明書中記載的發(fā)明不同，本發(fā)明不需要一邊旋轉(zhuǎn)透明基板一邊進(jìn)行蒸鍍，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的簡化。另外，在本發(fā)明中還能夠選擇使光軸發(fā)生傾斜的方向。

接下來，對(duì)投影型圖像顯示裝置的一個(gè)示例進(jìn)行說明。

圖6是示出應(yīng)用于投影型圖像顯示裝置的光學(xué)引擎的一部分結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。該投影型圖像顯示裝置是具備透射型偏振器44、垂直取向液晶層40、透射型光調(diào)制元件41、相位差元件43、以及透射型偏振器42的透射型液晶投影儀。在此，相位差元件43具備透明基板、第一雙折射層、第二雙折射層、以及相位差賦予防反射層，相位差賦予防反射層將賦予不同于在雙折射層上產(chǎn)生的斜入射光相位差的相位差，并進(jìn)一步對(duì)相位差的值進(jìn)行控制。由此，通過雙折射層，能夠?qū)σ蛲干湫凸庹{(diào)制元件41的預(yù)傾角而產(chǎn)生的偏振光混亂進(jìn)行補(bǔ)正，另外，通過相位差賦予防反射層，能夠?qū)σ蛉肷渲镣干湫凸庹{(diào)制元件41的斜入射光而產(chǎn)生的偏振光混亂進(jìn)行補(bǔ)正，進(jìn)一步，通過相位差賦予防反射層，能夠防止反射，因此，能夠獲得高對(duì)比度。在圖6中，附圖標(biāo)記45表示入射光，附圖標(biāo)記P表示P偏振光，附圖標(biāo)記S表示S偏振光。

在該液晶投影儀中，從光源發(fā)出的光被轉(zhuǎn)換為平面偏振光，然后被分解成R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))各種色光，并入射到為各種色光設(shè)置的透射型偏振器44。

通過透射型偏振器44透射的直線偏振光(S偏振光成分)入射到垂直取向液晶層40，并射出以像素為單位進(jìn)行調(diào)制后的透射光，在透射過相位差元件43之后，透射過透射型偏振器42、或被其反射以及吸收。透射過透射型偏振器42后的光通過棱鏡再次被合成RGB，從而在投影屏幕上顯示出圖像。

另外，例如進(jìn)行黑色顯示時(shí)，通過透射型偏振器44透射的S偏振光被設(shè)定為直接以S偏振光的形式通過垂直取向液晶層40透射，但是，如上所述，由于透射時(shí)的偏振光混亂，不希望得到的偏振光成分(P偏振光成分)也會(huì)透射過來。在不具備相位差元件43的情況下，P偏振光成分會(huì)透射過透射型偏振器42，因此，這是在屏幕上顯示出光、并導(dǎo)致黑色顯示劣化的主要原因。通過使裝置具備本發(fā)明的相位差元件，從而對(duì)偏振光混亂進(jìn)行補(bǔ)正，并盡量 減少P偏振光成分，能夠使黑色顯示得到提高，其結(jié)果是能夠提高投影圖像的對(duì)比度。

[實(shí)施例]

下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。

(實(shí)施例1)

<相位差元件的制作>

在玻璃基板(平均厚度0.7mm)上，(a)以蒸鍍源相對(duì)于基板法線方向(垂直于基板表面的方向)呈70°的方式斜向蒸鍍以Ta₂O₅為主要成分的材料，從而形成第一雙折射層。(b)接下來，從相對(duì)于基板面內(nèi)方向呈180°反向的方向，同樣以70°的蒸鍍角度進(jìn)行斜向蒸鍍，從而形成第二雙折射層。交替反復(fù)進(jìn)行上述(a)的工序與上述(b)的工序，從而形成多層結(jié)構(gòu)的雙折射層。雙折射層形成后，為了脫色以及使吸附在柱狀組織間的水分蒸發(fā)，在200℃下進(jìn)行5小時(shí)的退火處理。使雙折射層的整體形成為1500nm的膜厚。為了降低入射光的反射率，在基板的背面形成了防反射膜。

下面，對(duì)第一雙折射層、第二雙折射層以及光軸角度之間的定量關(guān)系進(jìn)行說明。圖7是示出第一雙折射層的平均厚度t1與第二雙折射層的平均厚度t2之比t1/t2、通過雙折射層整體近似形成的折射率橢圓體的第一光軸角度θ(x-z面內(nèi)的角度)、以及在入射至雙折射層的垂直入射光中產(chǎn)生的雙折射的值之間的關(guān)系的圖。如圖7所示，通過使t1/t2變化，能夠任意地控制折射率橢圓體的光軸。圖中進(jìn)一步顯示出，即使t1/t2發(fā)生變化，雙折射也幾乎不發(fā)生變化，△n為大于等于0.1的值。這與文獻(xiàn)(APPLIED OPTICS/Vol.28,No.13/1July 1989)中所記載的、當(dāng)蒸鍍角度、即折射率橢圓體的光軸變化時(shí)△n會(huì)發(fā)生變化的結(jié)構(gòu)不同，在本發(fā)明中，能夠在將雙折射保持為較大的值的狀態(tài)下對(duì)光軸進(jìn)行控制。而且，通常通過斜向蒸鍍Ta₂O₅這樣的高折射率材料所能得到的雙折射為0.07，而本發(fā)明的雙折射能夠大大超過0.07。

(實(shí)施例2)

<相位差元件的制作>

在玻璃基板(平均厚度0.7mm)上，(a)以蒸鍍源相對(duì)于基板法線方向呈70°的方式斜向蒸鍍以Ta₂O₅為主要成分的蒸鍍材料，從而形成第一雙折射層。(b)接下來，從相對(duì)于基板面內(nèi)方向呈180°反向的方向，同樣以70° 的蒸鍍角度進(jìn)行斜向蒸鍍，從而形成第二雙折射層。交替反復(fù)進(jìn)行上述(a)的工序與上述(b)的工序，從而形成多層結(jié)構(gòu)的雙折射層。雙折射層形成后，為了脫色以及使吸附在柱狀組織間的水分蒸發(fā)，在200℃下進(jìn)行5小時(shí)的退火處理。將第一雙折射層及第二雙折射層的平均厚度分別設(shè)置成9nm、5nm。另外，將整體的膜厚設(shè)置成2000nm。SEM圖像如圖8所示。光軸為約18°。進(jìn)一步，在波長為550nm條件下的正面相位差為272nm。雙折射大約為0.136。如上所述，通過采用本發(fā)明的實(shí)施方式，能夠很容易地制作出光軸傾斜的1/2波長板。

(實(shí)施例3：變形例)

可根據(jù)用途對(duì)實(shí)施例1以及實(shí)施例2進(jìn)行各種變形。

在玻璃基板(平均厚度0.7mm)上，(a)以蒸鍍源相對(duì)于基板法線方向呈70°的方式斜向蒸鍍以Ta₂O₅為主要成分的蒸鍍材料，從而形成第一雙折射層。(b)接下來，從相對(duì)于基板面內(nèi)方向呈180°反向的方向，同樣以70°的蒸鍍角度進(jìn)行斜向蒸鍍，從而形成第二雙折射層。交替反復(fù)進(jìn)行上述(a)的工序與上述(b)的工序，從而形成多層結(jié)構(gòu)的雙折射層。雙折射層形成后，為了脫色以及使吸附在柱狀組織間的水分蒸發(fā)，在200℃下進(jìn)行5小時(shí)的退火處理。將第一雙折射層及第二雙折射層的平均厚度分別設(shè)置成9nm、5nm。當(dāng)多個(gè)第一雙折射層及多個(gè)第二雙折射層成膜的合計(jì)厚度達(dá)到2000nm時(shí)，(c)從將玻璃基板沿面內(nèi)方向旋轉(zhuǎn)45°后的方向，形成5nm的第一雙折射層，(d)從與該方向呈180°反向的方向，形成9nm的第二雙折射膜。交替反復(fù)進(jìn)行上述(c)的工序與上述(d)的工序，從而形成多層結(jié)構(gòu)的雙折射層。模式圖如圖9A及圖9B所示。設(shè)通過上述(a)的工序與上述(b)的工序而得到的結(jié)構(gòu)部為A，設(shè)通過上述(c)的工序與上述(d)的工序而得到的結(jié)構(gòu)部為B。根據(jù)這種變形例，能夠很容易地通過一張基板來實(shí)現(xiàn)如下的結(jié)構(gòu)，即、將兩張軸傾斜的波長板以使其面內(nèi)軸任意旋轉(zhuǎn)的方式粘貼在一起而形成的結(jié)構(gòu)。以往必須對(duì)石英晶體這樣的單軸性波長板分別進(jìn)行切割、粘貼，成本相當(dāng)高。通過使用本發(fā)明，能夠用一張基板容易地制作出寬波長范圍的波長板。此外，在圖9A中，第一雙折射層2是通過以蒸鍍方向1進(jìn)行斜向蒸鍍而形成的。第二雙折射層3是通過以蒸鍍方向2進(jìn)行斜向蒸鍍而形成的。如圖9B所示，將結(jié)構(gòu)部A的光軸A與結(jié)構(gòu)部B的光軸B投影到基板上而得到的線段所 形成的夾角為45°。

(實(shí)施例4)

<相位差元件的制作>

在玻璃基板(平均厚度0.7mm)上，(a)以蒸鍍源相對(duì)于基板法線方向從某個(gè)特定方向偏離70°的方式斜向蒸鍍以Ta₂O₅為主要成分的蒸鍍材料，從而形成第一雙折射層。(b)接下來，使玻璃基板沿面內(nèi)方向旋轉(zhuǎn)β°，并同樣以70°的蒸鍍角度進(jìn)行斜向蒸鍍，從而形成第二雙折射層。接下來，使基板旋轉(zhuǎn)，回到上述(a)的工序的位置，并再次執(zhí)行上述(a)的工序。交替反復(fù)進(jìn)行上述(a)的工序與上述(b)的工序，從而形成多層結(jié)構(gòu)的雙折射層。通過上述(a)的工序與上述(b)的工序成膜的雙折射層的平均厚度均設(shè)置成7nm。雙折射層形成后，為了脫色以及使吸附在柱狀組織間的水分蒸發(fā)，在200℃下進(jìn)行5小時(shí)的退火處理。使雙折射層的整體形成為1500nm的厚度。為了降低入射光的反射率，在基板的背面形成了防反射膜。

下面，對(duì)從工序(a)移至工序(b)時(shí)的基板面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度β與光軸角度之間的定量關(guān)系進(jìn)行說明。圖10是示出角度β、與通過雙折射層整體近似形成的折射率橢圓體的第二光軸角度Φ(y-z面內(nèi)的角度)、以及在入射至雙折射層的垂直入射光中產(chǎn)生的雙折射的值之間的關(guān)系的圖。通過使角度β變化，能夠任意地控制折射率橢圓體的光軸。另外，圖中顯示出，即使角度β發(fā)生變化，雙折射也幾乎不發(fā)生變化，△n為大于等于0.1的值。在以往的斜向蒸鍍技術(shù)中，原本不存在使Φ傾斜的技術(shù)，但通過使用本發(fā)明，能夠在保持具有實(shí)用性的△n的狀態(tài)下制作出具有使Φ發(fā)生傾斜的折射率橢圓體的相位差元件。此外，當(dāng)β的角度小于等于90°時(shí)，無助于Φ的傾斜。利用圖11A～圖11C對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行說明。

圖11A～圖11C是相位差元件的一個(gè)示例的示意圖。圖11A是在如圖3所示的x-y-z的坐標(biāo)空間中的x-z剖面圖。圖11B是在如圖3所示的x-y-z的坐標(biāo)空間中的x-y剖面圖。圖11C是在如圖3所示的x-y-z的坐標(biāo)空間中的y-z剖面圖。

如圖11A～圖11C所示，當(dāng)角度β小于等于90°時(shí)，特別是通過圖11C可以明顯看出，各層的光軸被平均化，光軸Φ的方向與基板法線方向一致。另外，通過圖11A可以明顯看出，其只具備與從一個(gè)方向進(jìn)行斜向蒸鍍的情 況相同的功能，雙折射會(huì)降低。因此，β需要大于90°。

(實(shí)施例5)

實(shí)施例1與實(shí)施例4是分別以不同的方法使光軸角度傾斜的方法，但是，當(dāng)然也能夠?qū)烧呓M合起來，從而同時(shí)對(duì)θ和Φ進(jìn)行控制。下面舉出一個(gè)示例。

在玻璃基板(平均厚度0.7mm)上，(a)以蒸鍍源相對(duì)于基板法線方向從某個(gè)特定方向偏離70°的方式斜向蒸鍍以Ta₂O₅為主要成分的蒸鍍材料，從而形成第一雙折射層。平均厚度設(shè)置成8nm。(b)接下來，使玻璃基板沿面內(nèi)方向旋轉(zhuǎn)170°，同樣以70°的蒸鍍角度進(jìn)行斜向蒸鍍，從而形成第二雙折射層。平均厚度設(shè)置成4nm。接下來，使基板旋轉(zhuǎn)，回到上述(a)的工序的位置，并再次執(zhí)行上述(a)的工序。交替反復(fù)進(jìn)行上述(a)的工序與上述(b)的工序，從而形成多層結(jié)構(gòu)的雙折射層。

這樣制作出的相位差元件的SEM圖像如圖12A及圖12B所示。由圖可知，光軸角度θ(x-z面內(nèi)的角度)為約20°，Φ(y-z面內(nèi)的角度)傾斜約10°的樣子。此時(shí)，與基板法線方向的入射光相對(duì)應(yīng)的雙折射的值為0.14。

如上所述，通過采用本發(fā)明，能夠在保持較高的雙折射的狀態(tài)下任意控制兩種光軸角度。

(實(shí)施例6：應(yīng)用例)

在實(shí)施例1～實(shí)施例5中，利用了斜向蒸鍍在平坦玻璃基板上的微粒，但是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在如圖13A所示那樣的、具有小于等于使用范圍波長的細(xì)微圖案的透明基板10上，通過斜向蒸鍍堆積雙折射層，能夠增大雙折射的值。在圖13B～圖13D中示出了應(yīng)用例。圖13B是相位差元件的剖面模式圖，圖13C是俯視模式圖，圖13D是示出相位差元件中的第一雙折射層22以及第二雙折射層23的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的剖面模式圖。附圖標(biāo)記11表示由光學(xué)異向性無機(jī)材料組成的高折射率部，附圖標(biāo)記12表示由空氣組成的低折射率部。在具有間距為150nm、深度為50nm的一維晶格的玻璃基板上，以蒸鍍源垂直于晶格線并且相對(duì)于基板面法線方向呈70°的方式，斜向蒸鍍添加了TiO₂的Ta₂O₅。與以往的斜向蒸鍍相比，雙折射量為2.8倍。因此，在獲得期望的相位特性時(shí)，與以往相比能夠?qū)崿F(xiàn)薄膜化。薄膜化具有生產(chǎn)工序的高速化及效率化、抑制成膜所使用的材料費(fèi)等諸多優(yōu)點(diǎn)?？梢哉J(rèn)為，通過在圖案上成膜 從而使雙折射的值變大的成因在于，由于在晶格間形成了間隔，從而加入了結(jié)構(gòu)性雙折射效應(yīng)。此外，對(duì)于低折射率部來說，除了空氣以外，還可以是折射率低于構(gòu)成高折射率部的光學(xué)異向性無機(jī)材料的材料，并沒有特別的限制，可根據(jù)目的適當(dāng)選擇。雖然在該應(yīng)用例中采用了一維晶格，但是，只要圖案小于等于使用范圍的波長即可，可以是隨機(jī)圖案，或者也可以是通過文獻(xiàn)(東芝評(píng)論(Toshiba Review)Vol.60,No.10,2005)中記載的利用嵌段共聚物的圖案形成方式(即，在玻璃基板上以與上述同樣的方式形成SiO₂膜，并通過嵌段共聚物形成圖案，再將嵌段共聚物的圖案轉(zhuǎn)寫到SiO₂上的方法)形成的圖案。此外，也可以不形成SiO₂膜，而在玻璃上直接形成圖案。在由此形成的波長板中，通過使用本發(fā)明的相位差元件也能夠使光軸任意傾斜。

如圖13B～圖13D所示，當(dāng)將基板圖案與斜向蒸鍍膜配合起來時(shí)，雙折射量將進(jìn)一步增加，能夠使總的膜厚更薄。

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

由于本發(fā)明的相位差元件能夠通過簡易的制造裝置制造出來，并易于進(jìn)行光軸的調(diào)整以及相位差的調(diào)整，并且耐熱性及耐久性優(yōu)異，因此，能夠適宜應(yīng)用在液晶顯示裝置以及使用液晶顯示裝置的投影型圖像顯示裝置中。