專利名稱：：相位差補(bǔ)償元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種組合到液晶顯示面板中所使用的相位差補(bǔ)償元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
：液晶顯示面板多用于電視接收機(jī)或各種設(shè)備的直視型顯示裝置，而且還可以使用為液晶投影機(jī)的圖像顯示裝置。液晶顯示面板，將多個(gè)液晶單元以對(duì)應(yīng)于像素排列的規(guī)定圖案排列，根據(jù)封入到液晶單元內(nèi)的液晶分子的動(dòng)作模式的不同而公知有以下各種類型即TN(TwistedNematic)型、VAN(VerticalAlignmentNematic)型、IPS(In-PlaneSwitching)型、OCB(OpticallyCompensatoryBend)型等。在用于液晶投影機(jī)的液晶顯示面板中，為了提高屏幕上的圖像的對(duì)比度而適用光遮斷性優(yōu)異類型，并且具有例如多使用VAN型的傾向。V認(rèn)型液晶顯示面板，在夾持液晶層的基板間不施加電壓的無(wú)電壓狀態(tài)下，液晶層內(nèi)的棒狀的液晶分子的大部分成為相對(duì)基板大致垂直配向，通過(guò)與正交尼克耳式配置的一對(duì)偏光板組合，可以獲得更加良好的光遮斷特性，從而可以獲得高對(duì)比度。另一方面，作為液晶顯示面板一般所具有的缺點(diǎn)，公知的有視野角狹窄的缺點(diǎn)。例如，在上述VAN型液晶顯示面板處于無(wú)電壓狀態(tài)下且使液晶分子垂直配向時(shí)對(duì)垂直入射于液晶層的光線可以充分遮斷，但是，傾斜入射于液晶分子的光線隨著入射角度進(jìn)行各種雙折射，通常將直線偏振光轉(zhuǎn)換為橢圓偏振光。其結(jié)果，一部分偏振光成分通過(guò)在射出面?zhèn)日荒峥硕脚渲玫钠獍迩已刂蛊聊簧系暮陔娖阶兞恋姆较蚱鹱饔?，從而降低?duì)比度。而且，當(dāng)液晶層內(nèi)液晶分子成為水平配向或中間配向時(shí)，也不能避免由入射到液晶層的光線的角度所產(chǎn)生的雙折射的不同而使顯示圖像的質(zhì)量降低的情況。對(duì)液晶顯示面板具有的上述問(wèn)題而言，通過(guò)使用專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2所公開的相位差補(bǔ)償元件就可以得以改善。液晶層根據(jù)其雙折射性作為入射光線的正常光成分相對(duì)異常光成分而相位前進(jìn)的正相位延遲器起作用，相位差補(bǔ)償元件相反地作為正常光成分相對(duì)異常光成分產(chǎn)生相位相位延遲的負(fù)相位延遲器起作用。從而，液晶顯示面板中通過(guò)組合相位差補(bǔ)償元件而使相互的雙折射性抵消，就可以抑制上述的對(duì)比度的降低。專利文獻(xiàn)1專利公開2006-91388號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2專利公開2004-102200號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容如專利文獻(xiàn)l、2所述，由于在液晶投影機(jī)使用高亮度燈作為光源，因此對(duì)相位差補(bǔ)償元件要求充分的耐熱性。如專利文獻(xiàn)l所述，若在相位差補(bǔ)償元件使用光學(xué)各向異性體的結(jié)晶板，則可獲得耐熱性優(yōu)異的元件，但這樣的結(jié)晶本身為高價(jià)，并在加工時(shí)必須嚴(yán)密管理結(jié)晶面的切除或尺寸精度，且組裝或調(diào)整也很費(fèi)事。在這一點(diǎn)上，專利文獻(xiàn)2所述的相位差補(bǔ)償元件具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，可以用無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的透明的薄膜層疊后的多層膜來(lái)構(gòu)成，不僅耐熱性或耐久性更優(yōu)異，而且量產(chǎn)適宜性也優(yōu)異，可以以低成本提供。在專利文獻(xiàn)2所述的相位差補(bǔ)償元件，用折射率互不相同的2種薄膜以在可視光不產(chǎn)生干涉的程度的薄膜厚度交替層疊后的多層膜來(lái)構(gòu)成，作為在結(jié)晶光學(xué)上一軸性的負(fù)的c-plate起作用。就2種薄膜而言，作為高折射率膜可以使用Ti02、Zr02、Nb205等，作為低折射率膜可以使用Si02、MgF2、CaF2等各種薄膜。并且，這些薄膜可以用蒸鍍或?yàn)R射進(jìn)而離子鍍等多層膜形成技術(shù)手段來(lái)制造，例如可以通過(guò)圖7所示的濺射裝置簡(jiǎn)單地進(jìn)行制造。圖7示意性地表示通過(guò)將無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的2種薄膜交替層疊來(lái)制造相位差補(bǔ)償元件的濺射裝置，在真空室2連通有排氣管3及放電氣體的導(dǎo)入噴嘴4、反應(yīng)氣體的導(dǎo)入噴嘴5、5。在真空室2的內(nèi)部，鼓體6以圍著垂直的支撐軸旋轉(zhuǎn)自如的方式被組裝，并由鼓體6的外周面支撐作為薄膜成膜對(duì)象的透明基板7。另外，圖中表示在呈八角筒形狀的鼓體6的平坦的外周面的僅一面縱向排列5片基板7a7e的狀態(tài)，但是，在實(shí)際制造時(shí)，在八面全部以同樣方式支撐基板7。而且，在可以從鼓體6的旋轉(zhuǎn)中心以等距離支撐基板7a7e的結(jié)構(gòu)的前提下，鼓體6的形狀也可以適當(dāng)決定為例如六角筒形狀、圓筒形狀等，進(jìn)而，由鼓體6的外周面支撐的基板的片數(shù)，根據(jù)基板或鼓體的尺寸適當(dāng)增減也可。各基板7a7e被固定于基板架8，該基板架8在筒體6的外周面上旋轉(zhuǎn)自如，若基板架8旋轉(zhuǎn)，則各基板7a7e圍著基板表面的法線旋轉(zhuǎn)90°。另外，該旋轉(zhuǎn)方向可以是順時(shí)針?lè)较颍部梢允悄鏁r(shí)針?lè)较?。按照與各基板7面對(duì)的方式在真空室2內(nèi)設(shè)置有2種靶材料9、10。這些靶材料9、10為在基板7a7e表面交替層疊的2種薄膜材料，例如可使用Nb(鈮)和Si(硅)。并且，通過(guò)使筒體6以一定的速度旋轉(zhuǎn)、同時(shí)將這些靶材料9、IO在氧氣環(huán)境中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)性濺射，從而在基板7a7e上獲得交替層疊高折射率(n=2.38)的恥205膜和低折射率(n=1.48)的Si02膜的多層膜。若將這些高折射率膜和低折射率膜在其物理膜厚度薄至例如1020nm左右進(jìn)行層疊，則可獲得具有雙折射An的相位差補(bǔ)償元件(負(fù)相位延遲器)。雙折射An的大小由兩類薄膜相互間的折射率之差及各薄膜的物理膜厚度比來(lái)決定，并且由該雙折射An和多層膜整體的膜厚度d的乘積來(lái)決定相位延遲dAn，因此，按照與所適用的液晶顯示面板的液晶層產(chǎn)生的正的相位延遲dAn值吻合的方式進(jìn)行膜設(shè)計(jì)，且決定雙折射An和整體的膜厚d。另外，在簡(jiǎn)化成膜工序上，將2種薄膜交替進(jìn)行層疊是有利的，而將折射率互不相同的3種以上的薄膜進(jìn)行組合也能獲得同樣的相位差補(bǔ)償作用。在圖8表示如上述所得到的相位差補(bǔ)償元件20。在基板7的表面形成由交替層疊高折射率膜Ll和低折射率膜L2的多層膜構(gòu)成的相位差補(bǔ)償層21，該相位差補(bǔ)償膜21作為負(fù)相位延遲器起作用。另外，根據(jù)需要，可以在基板7的背面或基板7和相位差補(bǔ)償層21的界面，或者在相位差補(bǔ)償層21的表面設(shè)置反射防止層。該相位差補(bǔ)償元件20，如圖IO所示，對(duì)垂直入射的光線Pl沒(méi)有表示雙折射性，因此，射出的光線不產(chǎn)生相位差。該現(xiàn)象對(duì)應(yīng)于例如VAN型液晶層在無(wú)電壓狀態(tài)下對(duì)垂直入射的光線沒(méi)有表示雙折折射性。然而，對(duì)以入射角e入射的光線P2，即使在無(wú)電壓狀態(tài)下液晶分子的大部分成為垂直配向姿勢(shì)，也發(fā)現(xiàn)液晶分子對(duì)該傾斜入射光線P2的雙折射性，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于由入射角e決定的光程長(zhǎng)的正的相位延遲dAn。于是，通過(guò)該相位差補(bǔ)償元件20，對(duì)入射角e的光線P2產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于入射角e的負(fù)的相位延遲dAn，按照補(bǔ)償發(fā)生在液晶層的正的相位延遲的方式起作用。圖11是對(duì)入射角e為30°左右的傾斜入射光而由圖7所示的濺射裝置制造的上述相位差補(bǔ)償元件20所發(fā)生的負(fù)的相位延遲dAn的發(fā)生分布特性、用晶軸同心圓(conoscope)圖表表示的圖，相位延遲dAn值相當(dāng)于從圖表中心的半徑的長(zhǎng)度。在如特性線Q1所示那樣相位延遲dAn值幾乎不依賴于方位角(相當(dāng)于將光線P2固定在一定方向并使基板7圍著法線旋轉(zhuǎn)的角度)而為固定的前提下沒(méi)有問(wèn)題，但有可能制造如特性線Q2那樣隨著方位角而相位延遲dAn值改變的相位差補(bǔ)償元件20。此種相位差補(bǔ)償元件20，意味著根據(jù)觀察液晶顯示面板的方向而不能補(bǔ)償在液晶層發(fā)生的相位延遲dAn，并且入射角e值變得越大，其影響也變得越大。并且，就對(duì)光線P2具有如特性線Q2的傾向的相位差補(bǔ)償元件而言，確認(rèn)了對(duì)于垂直入射的光線Pl也發(fā)生超出lnm的負(fù)的相位延遲dAn，在要獲得更加高精度的相位差補(bǔ)償作用上就成為妨礙。該問(wèn)題是具有高低2種折射率的薄膜交替層疊來(lái)獲得相位差補(bǔ)償作用的相位差補(bǔ)償元件特有的問(wèn)題，可以考慮為使各薄膜的膜厚度充分變薄且整體的層數(shù)按照要補(bǔ)償?shù)南辔徊钜策_(dá)到幾十層或百幾十層幾百層的相位差補(bǔ)償層的成膜條件的稍微的差異所引起的。在例如通過(guò)圖7所示的濺射裝置成膜一般的光學(xué)干涉薄膜時(shí)，在支撐于筒體6的第1段的基板7a成膜的薄膜與在支撐于第3段的基板7c成膜的薄膜，嚴(yán)格來(lái)講，其光學(xué)特性并不完全一致，但實(shí)際上其差幾乎不成問(wèn)題。相對(duì)于此，在所述相位差補(bǔ)償層中，各薄膜被多數(shù)層疊的過(guò)程中，成膜條件的稍微不同所引起的物性的變化被蓄積、強(qiáng)調(diào)，如從圖11的特性線Q2觀察到的，方位角有關(guān)的相位延遲的發(fā)生分布特性變得不均勻，難以獲得良好的相位差補(bǔ)償。本發(fā)明是考慮上述情況而提出的，其目的在于，為了折射率互不相同、薄至在可視光不發(fā)生干涉的程度的至少2種薄膜層疊多層后的相位差補(bǔ)償層所具有的相位差補(bǔ)償作用得到改善，提供一種可使成膜有此種相位差補(bǔ)償層的相位差補(bǔ)償元件被有效制造的制造方法。本發(fā)明為達(dá)成上述目的，因?yàn)樵谥圃煊缮鲜龆鄬咏Y(jié)構(gòu)而成的相位差補(bǔ)償層時(shí)各薄膜的成膜條件未必固定，所以著眼于該成膜條件的稍微之差使各薄膜的物性變化、進(jìn)而伴隨著形成為多層膜結(jié)構(gòu)而各薄膜的物性的變化被蓄積、強(qiáng)調(diào)從而其變動(dòng)較大地波及相位差補(bǔ)償作用，并且，本發(fā)明將相位差補(bǔ)償層分割為成膜在第1元件的多層膜和成膜在第2元件的多層膜，將第1元件和第2元件組合，以使各多層膜所具有的相位差補(bǔ)償作用的偏差成為互補(bǔ)關(guān)系。例如在相位差補(bǔ)償層整體，所入射光線的方位角有關(guān)的相位延遲的發(fā)生分布特性表示如圖11的特性線Q2的偏差時(shí)，至其一半膜厚度為止層疊薄膜后的多層膜的相位延遲值減半，但方位角有關(guān)的偏差傾向表示相同傾向。因此，準(zhǔn)備方位角有關(guān)的相位延遲的發(fā)生分布特性表示同一傾向的多層膜分別成膜在基板的第1元件和第2元件，在將這些組合為一體時(shí)，使該一方的元件圍著法線旋轉(zhuǎn)90°后與另一方一體化，構(gòu)成一個(gè)相位差補(bǔ)償元件。在將第1元件和第2元件一體化時(shí)，將各基板相互接合，或?qū)盈B在各基板的多層膜相互接合即可。在液晶投影機(jī)使用本發(fā)明的相位差補(bǔ)償元件時(shí)，為了防止來(lái)自高亮度光源的的光在相位差補(bǔ)償元件反射發(fā)生雙重影像，可以在基板和多層膜的界面、基板和空氣的界面、多層膜和空氣的界面的適當(dāng)位置設(shè)置反射防止層。該反射防止層可以由與用于構(gòu)成相位差補(bǔ)償層的薄膜相同的薄膜材料形成，因此，不存在使相位差補(bǔ)償元件的制造工序復(fù)雜化的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的制造方法，在真空室內(nèi)層疊于基板的薄膜層數(shù)或整體的膜厚度為預(yù)期的相位差補(bǔ)償層的大致一半即可，可以大幅地縮短成膜所需時(shí)間。之后，將從真空室取出的、形成多層膜后的一對(duì)基板，按照使相位差補(bǔ)償作用的偏差互補(bǔ)校對(duì)的方式組合接合成即可。而且，在第l工序中，在真空室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的筒體上保持多個(gè)上述基板且在旋轉(zhuǎn)筒體的同時(shí)依次層疊薄膜的情況下，使保持在筒體的同一旋轉(zhuǎn)圓周上的一對(duì)基板組合而獲得一個(gè)相位差補(bǔ)償元件是有利的。通過(guò)使用本發(fā)明，可以簡(jiǎn)便且有效地制造作為負(fù)相位延遲器良好地起作用的相位差補(bǔ)償元件。而且，根據(jù)本發(fā)明的相位差補(bǔ)償元件，在以往的多層膜結(jié)構(gòu)的相位差補(bǔ)償元件中易于發(fā)生的、對(duì)于傾斜入射光的不完全的相位差補(bǔ)償作用可良好地得以改善，同時(shí)，可以將對(duì)于垂直入射光而相位延遲的發(fā)生抑制到lnm以下。圖1是利用濺射成膜制造本發(fā)明的相位差補(bǔ)償元件時(shí)使用的筒體的外觀圖。圖2是使一對(duì)基板一體化時(shí)的說(shuō)明圖。圖3是表示采用本發(fā)明的相位差補(bǔ)償元件的二例的示意剖面圖。圖4是表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的示意剖面圖。圖5是表示適于本發(fā)明的基板例的說(shuō)明圖。圖6是表示成膜時(shí)在基板做標(biāo)記的例子的說(shuō)明圖。圖7是濺射裝置的示意圖。圖8是表示比較樣品的多層結(jié)構(gòu)的示意圖。圖9是表示試驗(yàn)樣品的多層結(jié)構(gòu)的示意圖。圖IO是入射于相位差補(bǔ)償元件的光線的說(shuō)明圖。圖11是表示入射光線的方位角有關(guān)的相位延遲的發(fā)生分布特性的示意的圖表。圖12是表示比較樣品的相位延遲發(fā)生分布特性的圖表。圖13是表示試驗(yàn)樣品的相位延遲發(fā)生分布特性的圖表。圖中2-真空室，6、24-筒體，7、7A7E、7a7e-基板，9、10-革巴材料，20、30、31、35-相位差補(bǔ)償元件，21-相位差補(bǔ)償層，21a-前半層，21b-后半層，38-標(biāo)記具體實(shí)施方式在說(shuō)明本發(fā)明的相位差補(bǔ)償元件之前，首先對(duì)用圖7的濺射裝置制造的試驗(yàn)樣品進(jìn)行說(shuō)明。成膜工序與一般的濺射成膜同樣，首先進(jìn)行真空室2的排氣，當(dāng)排氣進(jìn)行至規(guī)定的真空度時(shí)，從放電氣體的導(dǎo)入口噴嘴4導(dǎo)入作為放電氣體的氬氣，并通過(guò)并行進(jìn)行排氣而使真空室2內(nèi)充滿規(guī)定氣壓的氬氣。若對(duì)靶材料9、IO施加電壓，則在靶材料9、10和筒體6之間生成氬氣的等離子。在該狀態(tài)下以規(guī)定的氣壓從反應(yīng)氣體的導(dǎo)入噴嘴5、5導(dǎo)入氧氣，成為在氬氣的等離子中混合存在氧氣的等離子的狀態(tài)。若以一定的速度旋轉(zhuǎn)筒體6，則在基板7a7e通過(guò)靶材料9、10對(duì)面的濺射領(lǐng)域之間進(jìn)行濺射成膜。從各靶材料9、lO濺出的Nb粒子和Si粒子在氧氣環(huán)境中被氧化分別成為Nb"5和Si02在基板7a7e依次堆積，由薄膜恥205而成的高折射率膜和由低折射率的薄膜Si02而成的低折射率膜交替被成膜。另外，為了控制各薄膜的膜厚度，可以以調(diào)節(jié)筒體6的旋轉(zhuǎn)速度、調(diào)節(jié)放電電壓、電力來(lái)對(duì)應(yīng)，更進(jìn)一步通過(guò)在各靶材料和筒體之間設(shè)置遮擋板并調(diào)節(jié)其開閉時(shí)間也可對(duì)應(yīng)。在設(shè)置遮擋板的情況下，利用當(dāng)基板7a7e移動(dòng)至濺射領(lǐng)域時(shí)使筒體6停止并在該狀態(tài)控制遮擋板的開閉的技術(shù)手段，也能夠在基板上以任意的膜厚度交替層疊高折射率膜和低折射率膜。根據(jù)由液晶層產(chǎn)生的相位延遲dAn的大小，可以在靶材料9、10使用各種材料，例如Ti02膜、ZrU膜、Ce02膜、S逃膜、1^205膜等氧化膜，由于具有膜強(qiáng)度且光吸收也少，因此，可適宜作為高折射率的薄膜使用。而且，作為可以適用于低折射率的薄膜的氧化膜有A:U03膜或MgO膜。在成膜這樣的氧化膜時(shí)，除如上所述將氧氣導(dǎo)入濺射領(lǐng)域進(jìn)行氧化的同時(shí)進(jìn)行成膜之外，還可以在氧氣不導(dǎo)入濺射領(lǐng)域僅在氬氣下由靶材料9、10進(jìn)行濺射后，在其上成膜下一層薄膜之前使基板通過(guò)充滿氧氣的氧化領(lǐng)域，使其成為氧化膜。利用通常的成膜，在使由筒體6的第1段第5段支撐的基板7a7e保持一定姿勢(shì)的狀態(tài)下，使相位差補(bǔ)償層21的成膜全部進(jìn)行，將其作為比較樣品。對(duì)此，試驗(yàn)樣品中，當(dāng)筒體6上的相同位置所支撐的各基板7a7e被成膜至相位差補(bǔ)償層21的一半的時(shí)刻，使基板架8旋轉(zhuǎn)90。，而使各基板7a7e圍著法線旋轉(zhuǎn)。從而，雖然相位差補(bǔ)償層21整體上的多層膜結(jié)構(gòu)完全相同，但前半的多層膜和后半的多層膜，其薄膜的堆積方向或氧氣的供給方向相對(duì)于各基板7a7e表面而不同，至少因?yàn)檫@幾點(diǎn)成膜條件變得不同。圖9中示意性地表示試驗(yàn)樣品的多層膜結(jié)構(gòu)。相位差補(bǔ)償層21整體與圖8所示的比較樣品同樣，為高折射率膜Ll和低折射率膜L2交替層疊后的多層膜結(jié)構(gòu)，但由于在基板7a7e旋轉(zhuǎn)前后而成膜條件不同，因此，方便而言，作為前半層21a、后半層2Ib進(jìn)行表示。將這些比較樣品以及試驗(yàn)樣品所成膜的相位差補(bǔ)償層21的多層膜結(jié)構(gòu)示于以下的表1。該相位差補(bǔ)償層21，將作為高折射率膜Ll的Nb205膜及作為低折射率膜L2的Si(y莫分別以物理膜厚度15mn交替層疊而形成整體上為172層的多層膜結(jié)構(gòu)且總膜厚度為2580nm。而且，比較樣品中所有172層以一連的濺射工序成膜。相對(duì)于此，試驗(yàn)樣品在其所有172層中，當(dāng)將前半層21a成膜至前半的86層的時(shí)刻，使基板7a7e圍著其法線旋轉(zhuǎn)90°，然后將剩余的86層分構(gòu)成的后半層21b進(jìn)行成膜，從而形成相位差補(bǔ)償層21。表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>另外，反射防止層31、32及相位差補(bǔ)償層30的物理膜厚度，不是關(guān)于成膜后的樣品實(shí)際進(jìn)行的解析、測(cè)定的值，均是成膜時(shí)的設(shè)定膜厚度，是由筒體6的旋轉(zhuǎn)速度、遮擋板的開閉時(shí)間、施加于靶材料9、IO的放電電壓/電力等成膜條件的設(shè)定所獲得的推定的膜厚度，至少與進(jìn)行成膜的同時(shí)進(jìn)行膜厚度測(cè)定的情況下的測(cè)定膜厚度很一致。而且，各薄膜的折射率也是通過(guò)事先的成膜實(shí)驗(yàn)而同樣得以確認(rèn)的推定值。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>上述表2，表示比較樣品和試驗(yàn)樣品的各自有關(guān)的在550nm的光以入射角30°入射時(shí)的相位延遲dAn的實(shí)際測(cè)定值，測(cè)定是將方位角按每30°改變而進(jìn)行的。同表中的(1)(5)表示筒體6上的基板7a7e的位置所對(duì)應(yīng)的樣品號(hào)碼。在一般的光學(xué)干涉薄膜中，即使在筒體6上縱向排列基板7a7e而進(jìn)行同樣的成膜，也幾乎不存在由基板的位置而引起的有意義的差別，相對(duì)于此，如比較樣品中的(1)、(5)尤其顯著的那樣，可以得知，在筒體6的最上段的基板7a以及最下段的基板7e所成膜的相位差補(bǔ)償層，很明顯地依賴于方位角而相位延遲dAn值變動(dòng)很大。圖12將表2中的比較樣品(3)、(5)的相位差補(bǔ)償層所示的相位延遲dAn值以晶軸同心圓型進(jìn)行圖表化，半徑的長(zhǎng)度相當(dāng)于相位延遲值。成膜在位于筒體6的高度方向中央的基板7c的相位差補(bǔ)償層的相位延遲的發(fā)生分布特性R(3)，不存在對(duì)于30°的入射光線而依賴于方位角的極端的偏差，但成膜在基板7e的相位差補(bǔ)償層的相位延遲的發(fā)生分布特性R(5)，很明顯地依賴于方位角且變化很大，而且對(duì)于方位角表示180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱圖案。另外，第1段的基板7a的相位差補(bǔ)償層(比較樣品(1))也具有與比較樣品(5)幾乎相同的傾向。雖然對(duì)于比較樣品(2)、(4)的相位延遲也省略了圖表化，但如表2所示，表示與比較樣品(3)幾乎同樣的特性。從以上的試驗(yàn)結(jié)果可以得知，使用圖7所示的濺射裝置進(jìn)行成膜時(shí)，耙材料9、IO的大小或位置、氧氣的導(dǎo)入噴嘴5、5的位置所引起的氧氣濃度的離散偏差等，嚴(yán)格而言使得在基板7a7e堆積薄膜時(shí)的成膜條件并不一致。而且，如以往在將基板7a7e固定在筒體6的狀態(tài)下通過(guò)僅層疊相位差補(bǔ)償層21來(lái)制造相位差補(bǔ)償元件時(shí)，在基板7b、7c、7d所成膜的元件不依賴于方位角并顯示穩(wěn)定的特性，相對(duì)于此，在其他基板7a、7e所成膜的元件就對(duì)方位角的依賴性變大，因此存在根據(jù)用途也產(chǎn)生不能使用的可能性、制造效率降低之虞。對(duì)此，在試驗(yàn)樣品中，即在相位差補(bǔ)償層21從基板側(cè)第1層到第86層的前半層21a成膜后的時(shí)刻使基板旋轉(zhuǎn)90°再繼續(xù)從第87層到第172層的后半層21b的成膜的試驗(yàn)樣品中，如圖13所示，成膜在基板7c的相位差補(bǔ)償層的相位延遲發(fā)生分布特性R(3)、成膜在基板7e的相位差補(bǔ)償層的相位延遲發(fā)生分布特性R(5)都不存在依賴于方位角而發(fā)生很大變化的情況。而且，如表2的參考性附記，關(guān)于各樣品對(duì)方位角有關(guān)的相位延遲值的最大值(MAX)、最小值(M頂)、最大值和最小值的差、平均值(Average)、標(biāo)準(zhǔn)偏差(o)進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可以得知，試驗(yàn)樣品發(fā)揮著比比較樣品更沒(méi)有偏差的良好的相位差補(bǔ)償作用。另外，雖然垂直入射(入射角0=0°)的相位延遲與方位角無(wú)關(guān)，但在比較樣品和試驗(yàn)樣品中，如以下表3所示，確認(rèn)了它們的差別。在比較樣品(1)(5)中，成膜在基板7a、7e的相位差補(bǔ)償層對(duì)于垂直入射光也發(fā)生超出lnm的相位延遲，相對(duì)于此，在試驗(yàn)樣品(1)(5)中成膜在任一基板7a7e的相位差補(bǔ)償層也只發(fā)生了小于0.2nm的相位延遲且顯示良好的特性得到確認(rèn)。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>本發(fā)明根據(jù)以上的試驗(yàn)結(jié)果，在用圖7所示的濺射裝置成膜相位差補(bǔ)償層21時(shí)，使用圖1所示的筒體24代替筒體6。筒體24具有從第1段到第5段縱向排列支撐基板7a7e、且與其鄰接從第1段到第5段縱向排列支撐基板7A7E的結(jié)構(gòu)，不需要圖7所示的旋轉(zhuǎn)自如的基板架8。在進(jìn)行成膜的第1工序，完全同樣地使筒體24向箭頭方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，在各基板7a7e、7A7E上一并將作為高折射率膜Ll的NbA膜及作為低折射率膜L2的Si02膜分別以物理膜厚度15nm交替層疊，但在成膜至相位差補(bǔ)償層21的一半即前半層21a(參照?qǐng)D9)的時(shí)刻結(jié)束。如此，例如在基板7E形成前半層2la，但對(duì)于入射角30°的光線按每方位角所產(chǎn)生的相位延遲值成為表2中的比較樣品(5)的一半的值。從而，方位角有關(guān)的相位延遲的發(fā)生分布特性，顯示與圖12的特性R(5)同樣的傾向，成為相對(duì)方位角為180。旋轉(zhuǎn)對(duì)稱圖案。同樣，成膜在基板7A、7B、7C、7D的前半層21a對(duì)于入射角30°所產(chǎn)生的相位延遲，成為表2的比較樣品(1)(4)的相位延遲測(cè)定值的大致一半的值。而且，在成膜之際使筒體24旋轉(zhuǎn)時(shí)，基板7a、7b、7c、7d、7e與分別橫向鄰接的基板7A、7B、7C、7D、7E在同一旋轉(zhuǎn)軌跡上移動(dòng)，因此，在基板7A和基板7a、基板7B和基板7b、基板7C和基板7c、基板7D和基板7d、基板7E和基板7e、這樣的各一對(duì)上以同一成膜條件成膜前半層21a，其相位延遲的發(fā)生分布特性也相同。如此完成第l工序之后，將真空室2露于大氣壓，而成膜進(jìn)行至前半層21a為止的基板7A和基板7a、基板7B和基板7b、基板7C和基板7c、基板7D和基板7d、基板7E和基板7e之一對(duì)分別從真空室2取出，轉(zhuǎn)移至第2工序。在第2工序中，在筒體24上被橫向排列支撐且在相同條件下成膜前半層21a的基板7A和基板7a、基板7B和基板7b、基板7C和基板7c、基板7D和基板7d、基板7E和基板7e分別作為第l元件、第2元件以組合為一對(duì)的方式被一體化。此時(shí)，如圖2所例示，相對(duì)于一方的基板7a，在將另一方的基板7A旋轉(zhuǎn)90°的狀態(tài)下由沒(méi)有進(jìn)行成膜的基板背面?zhèn)冉雍?。接合時(shí)可以使用用于接合玻璃基板或玻璃透鏡的透明粘接劑，例如能夠使用耐熱性優(yōu)異的環(huán)氧系或丙烯酸系粘接劑，但理想的是具有與基板幾乎相同的折射率且?guī)缀醪伙@示雙折射性。如此制造的相位差補(bǔ)償元件30，如圖3(A)所示，具有被粘接劑26相互接合的基板7A和基板7b、及由成膜在各基板表面的前半層21a構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。而且，因?yàn)槌赡ぴ诟骰?A、7a的2個(gè)前半層21a相加后的膜厚度與預(yù)期的相位差補(bǔ)償層21的膜厚度相同，因此，對(duì)于入射于該相位差補(bǔ)償元件30的光，作為與相位差補(bǔ)償層21同等的負(fù)相位延遲器起作用。并且，前半層21a各自具有完全相同的相位延遲的發(fā)生分布特性，同時(shí)，對(duì)于方位角為相互旋轉(zhuǎn)90。的關(guān)系，因此，其結(jié)果，該相位差補(bǔ)償元件30具有與圖13的特性線R(5)同等的相位延遲發(fā)生分布特性，可以獲得不依賴于方位角的良好的相位差補(bǔ)償作用。圖3(B)所示的相位差補(bǔ)償元件31，表示在同圖(A)的相位差補(bǔ)償元件30的適當(dāng)?shù)胤皆O(shè)置了反射防止層33、34的例。反射防止層33防止在基板7A、7a和其各前半層21a的界面的反射，反射防止層34防止在前半層21a和空氣的界面的反射。這些反射防止層33、34，可以由恥205膜和Si02膜層疊26層左右后的一般光學(xué)干涉薄膜構(gòu)成，因此，可以在上述第1工序中進(jìn)行。圖4表示上述第1工序所獲得的第1元件和第2元件在前半層21a側(cè)相互接合后的相位差補(bǔ)償元件35。該相位差補(bǔ)償元件35將各前半層21a置于內(nèi)面?zhèn)?，將基?A、7a暴露在表面?zhèn)?，因此，有利于保護(hù)前半層21a且提高耐熱性。當(dāng)然，也可以在基板7A、7a和各前半層21a的界面設(shè)置反射防止層，并且在基板7A、7a的表面設(shè)置反射防止層。然而，第2工序中關(guān)鍵之處在于，使基板7a相對(duì)于基板7A旋轉(zhuǎn)90°后進(jìn)行一體化。假設(shè)，在未旋轉(zhuǎn)90°而將它們一體化時(shí)，發(fā)生與表2的比較樣品(1)同樣的相位延遲，方位角有關(guān)的發(fā)生分布特性與圖12的特性線R(5)相同。并且，組合為一體的基板必須是在筒體24上橫向排列鄰接的。從而，尤其是使用正方形的基板時(shí)，在第l工序結(jié)束從真空室2取出基板7A7E、基板7a7e時(shí)，必須嚴(yán)格地管理外觀上完全沒(méi)有區(qū)別的各基板的姿勢(shì)。為了省略這樣費(fèi)事的操作，例如圖5所示，預(yù)先在基板作上標(biāo)記即可。圖5所示的基板7B、7b表示在圖1所示的筒體24的從上數(shù)起第2段所保持的基板。在基板7B、7b的背面?zhèn)?，預(yù)先明記有表示使用于第2段的二條線的標(biāo)記38，這些基板7B、7b如圖所示以一方對(duì)于另一方旋轉(zhuǎn)90°的姿勢(shì)被組裝于筒體24。當(dāng)然，在組裝于其他段的基板上預(yù)先附有對(duì)應(yīng)根數(shù)的標(biāo)記。只要利用此種標(biāo)記38，通過(guò)將經(jīng)過(guò)第1工序從真空室被取出的基板以標(biāo)記38相互重疊的方式進(jìn)行組裝，就可以將合理的一對(duì)基板以合理的姿勢(shì)進(jìn)行組合。另外，基板不是正方形也沒(méi)有關(guān)系，但優(yōu)選預(yù)先明記有表示被組裝于筒體24的第幾段的標(biāo)記。為了可以確認(rèn)成膜后的一對(duì)基板正確地組合并且在它們接合之際相互旋轉(zhuǎn)了90°，可以在成膜的同時(shí)在各基板形成標(biāo)記并利用它。圖6從正面?zhèn)葓D示了由固定于筒體的支撐框架40和側(cè)板41、42、43所支撐的第2段的基板7B、7b和第3段的基板7C、7c，側(cè)板41、42、43具有覆蓋各基板左右的邊從而抑制基板的前面以使各基板不向前面倒下，并且畫定基板上的相位差補(bǔ)償層的成膜區(qū)域的鍍覆掩蔽的作用。對(duì)應(yīng)第2段的基板7B、7b和第3段的基板7C、7c的位置，如圖所示，在側(cè)板41、42上形成有切口45、46。由此，在成膜于第2段的基板7B、7b的相位差補(bǔ)償層的左邊形成有2根凸部，在成膜于第3段的基板7C、7c的相位差補(bǔ)償層的左邊形成有3根凸部。這些凸部，可以通過(guò)觀察各相位差補(bǔ)償層的表面反射而被容易識(shí)別，因此，將這些凸部作為標(biāo)記利用，可以正確地識(shí)別組合一對(duì)基板的選擇、組合時(shí)是否相互旋轉(zhuǎn)了90°。當(dāng)然，側(cè)板也可以按照各段的基板使用個(gè)別的，而且，也可以具有覆蓋基板的上下邊代替覆蓋基板的左右邊的鍍覆掩模同樣的功能。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的相位差補(bǔ)償元件，在假設(shè)伴隨各薄膜成膜時(shí)的難以嚴(yán)密控制的成膜條件的稍微的離散偏差而使膜厚度或雙折射率等物性的偏差緩緩蓄積最終物性偏差至不可忽視的程度的情況下，以預(yù)期的相位差補(bǔ)償層的一半的膜厚共同地成膜后的一對(duì)基板，按照物性的偏差得以互補(bǔ)地矯正的方式使其一方旋轉(zhuǎn)90。后與另一方進(jìn)行一體化，由此總體而言使相位差補(bǔ)償層整體的物性得以良好地保持。該技術(shù)手段方法，具有即使沒(méi)有定量地掌握成膜條件的稍微的不同或伴隨其的物性值的變化也可以使用的實(shí)用性價(jià)值，不只限于一般的濺射成膜法，可以使用于蒸鍍法或離子鍍法等各種成膜法。而且，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，不局限于交替層疊折射率互不相同的2種薄膜的相位差補(bǔ)償層，也可以使用層疊3種以上的薄膜的相位差補(bǔ)償層，構(gòu)成相位差補(bǔ)償層的各薄膜的折射率或膜厚度、乃至其層疊數(shù)只要根據(jù)組合后使用的液晶層的種類適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可。實(shí)用上優(yōu)選在基板、相位差補(bǔ)償層、空氣的相互的界面設(shè)置適當(dāng)層數(shù)的反射防止層，但在構(gòu)成反射防止層的至少一部分薄膜，也可以使用不使用于相位差補(bǔ)償層的專用薄膜材料，例如作為低折射率材料而穩(wěn)定地使用的MgF2膜。當(dāng)然，若目的僅僅在于相位差補(bǔ)償作用，則也可以省略這些反射防止層。權(quán)利要求1.一種相位差補(bǔ)償元件，在透明的基板上具備折射率互不相同的至少2種薄膜層疊后的多層結(jié)構(gòu)的相位差補(bǔ)償層，并且使通過(guò)該相位差補(bǔ)償層的光線發(fā)生對(duì)應(yīng)于入射角的負(fù)的相位延遲，其特征在于，在各基板的一面通過(guò)層疊上述至少2種薄膜來(lái)形成具有上述相位差補(bǔ)償層的大致一半的膜厚度的多層膜，具備與入射的光線的方位角有關(guān)的相位延遲的發(fā)生分布特性表示同一傾向的第1元件和第2元件，將這些第1元件和第2元件相互重合以使上述發(fā)生分布特性相互正交。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位差補(bǔ)償元件，其特征在于，與入射的光線的方位角有關(guān)的上述相位延遲的發(fā)生分布特性具有180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱圖案。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相位差補(bǔ)償元件，其特征在于，上述第1元件和第2元件在相互沒(méi)有形成上述多層膜的另一面被接合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相位差補(bǔ)償元件，其特征在于，上述第1元件及第2元件的多層膜的最上層形成有反射防止層。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相位差補(bǔ)償元件，其特征在于，在上述第1元件及第2元件的基板的上述一面預(yù)先形成反射防止層，并在其上形成有上述多層膜。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相位差補(bǔ)償元件，其特征在于，上述第1元件和第2元件在相互形成有上述多層膜側(cè)被接合。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相位差補(bǔ)償元件，其特征在于，在上述第1元件和第2元件的基板的另一面形成有反射防止層。8.—種相位差補(bǔ)償元件的制造方法，在真空室內(nèi)收容透明的基板和至少2種薄膜材料，從上述薄膜材料依次放射粒子堆積在上述基板，在上述基板上形成折射率互不相同的至少2種薄膜層疊后的多層結(jié)構(gòu)的相位差補(bǔ)償層，使通過(guò)上述相位差補(bǔ)償層的光線發(fā)生對(duì)應(yīng)于入射角的負(fù)的相位延遲，其特征在于，該制造方法由第1工序和第2工序構(gòu)成，該第1工序，將上述至少2種薄膜在一對(duì)上述基板層疊直至上述相位差補(bǔ)償層的大致一半的膜厚度為止，從而分別形成多層膜；該第2工序，將在該第l工序所獲得的多層膜形成后的一對(duì)基板從上述真空室內(nèi)取出，并使該一對(duì)基板接合，使得各自的多層膜相對(duì)入射光線的方位角而表示的相位延遲的發(fā)生分布特性相互正交。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位差補(bǔ)償元件的制造方法，其特征在于，在上述第2工序，上述一對(duì)基板的沒(méi)有形成多層膜的面相互接合。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位差補(bǔ)償元件的制造方法，其特征在于，在上述第2工序，上述一對(duì)基板在各自的多層膜的表面?zhèn)冉雍稀?1.根據(jù)權(quán)利要求810中任一項(xiàng)所述的相位差補(bǔ)償元件的制造方法，其特征在于，在上述第1工序，上述一對(duì)基板在上述真空室內(nèi)由旋轉(zhuǎn)的筒體保持，通過(guò)筒體的旋轉(zhuǎn)而在同一軌跡上移動(dòng)。全文摘要本發(fā)明提供一種相位差補(bǔ)償元件及其制造方法。將預(yù)期的相位差補(bǔ)償層的一半的前半層(21a)分別在相同條件下在基板(7A)和基板(7a)同時(shí)成膜。成膜在基板(7A、7a)的各前半層(21a)的物性相等，若在入射光線的方位角有關(guān)的相位延遲的發(fā)生分布特性發(fā)生偏差，則其偏差在兩者中也相同。在將基板(7A、7a)重合進(jìn)行一體化來(lái)制造1片相位差補(bǔ)償元件時(shí)，使基板的一方相對(duì)另一方旋轉(zhuǎn)90°后用粘接劑(26)進(jìn)行接合。從而折射率不同的薄膜交替層疊后的相位差補(bǔ)償層的補(bǔ)償作用得到改善。文檔編號(hào)G02B5/30GK101290368SQ200810092610公開日2008年10月22日申請(qǐng)日期2008年4月16日優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日發(fā)明者秋谷修二,金谷元隆申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社