本發(fā)明是關(guān)于一種光學(xué)相位差構(gòu)件、具備光學(xué)相位差構(gòu)件的復(fù)合光學(xué)構(gòu)件、及光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法。
背景技術(shù):
光學(xué)相位差板具有非常多的用途,用于反射型液晶顯示裝置、半透過(guò)型液晶顯示裝置、光盤用讀取頭、PS轉(zhuǎn)換元件等各種用途。
光學(xué)相位差板有:由方解石、云母、水晶之類的存在于自然界的雙折射率結(jié)晶所形成者、由雙折射聚合物所形成者、或通過(guò)人工地設(shè)置短于使用波長(zhǎng)的周期性構(gòu)造而形成者等。
作為人工地設(shè)置周期性構(gòu)造而形成的光學(xué)相位差板,有于透明基板上設(shè)置有凹凸構(gòu)造而成者。用于光學(xué)相位差板的凹凸構(gòu)造具有短于使用波長(zhǎng)的周期,具有例如圖6所示的條紋狀的圖案。此種凹凸構(gòu)造具有折射率各向異性,若對(duì)圖6的光學(xué)相位差板400的基板420垂直地入射光,則于凹凸構(gòu)造內(nèi),平行于凹凸構(gòu)造的周期方向的偏光成分與垂直于凹凸構(gòu)造的周期方向的偏光成分以不同速度傳播,故而于兩偏光成分間產(chǎn)生相位差。此相位差可通過(guò)凹凸構(gòu)造的高度(深度)、構(gòu)成凸部的材料與凸部之間的材料(空氣)的折射率差等而進(jìn)行控制。用于上述顯示裝置等器件的光學(xué)相位差板需要相對(duì)于使用波長(zhǎng)λ產(chǎn)生λ/4、λ/2的相位差,為了形成能夠產(chǎn)生此種充分的相位差的光學(xué)相位差板,需要充分地增大構(gòu)成凸部的材料的折射率與凸部之間的材料(空氣)的折射率的差或凹凸構(gòu)造的高度(深度)。作為此種光學(xué)相位差板,專利文獻(xiàn)1、2中提出有將凹凸構(gòu)造的表面利用高折射率材料進(jìn)行被覆而成者。
[先前技術(shù)文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)1]日本特公平7-99402號(hào)公報(bào)
[專利文獻(xiàn)2]日本特開(kāi)2005-10377號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
[發(fā)明所欲解決的課題]
本發(fā)明者等人進(jìn)行努力研究,結(jié)果得知如上所述的光學(xué)相位差板具有如下缺點(diǎn)。于用于上述顯示裝置等器件的情形時(shí),光學(xué)相位差板是貼附于其他構(gòu)件而使用。例如,于將光學(xué)相位差板用于有機(jī)EL顯示裝置的情形時(shí),需要對(duì)光學(xué)相位差板的一面貼附(接合)偏光板,對(duì)另一面貼附有機(jī)EL面板。通常,將光學(xué)相位差板貼附于其他構(gòu)件時(shí)是使用粘著劑。但是,于如圖7(a)所示,使用粘著劑將光學(xué)相位差板400貼附于其他構(gòu)件320的情形時(shí),粘著劑340會(huì)進(jìn)入至光學(xué)相位差板400的凹凸構(gòu)造的凸部之間。由于粘著劑的折射率大于空氣,故而構(gòu)成凸部的材料的折射率與進(jìn)入至凸部之間的粘著劑的折射率的差小于構(gòu)成凸部的材料的折射率與空氣的折射率的差。因此,于粘著劑進(jìn)入至凸部間的光學(xué)相位差板400中,由于構(gòu)成凸部的材料與凸部之間的材料的折射率差較小,折射率各向異性較小,故而無(wú)法產(chǎn)生充分的相位差。
又,為了使光學(xué)相位差板產(chǎn)生所需的相位差,需要使光學(xué)相位差板的凹凸構(gòu)造具有短于使用波長(zhǎng)的周期性構(gòu)造,并且具有充分的凹凸高度(深度)。即,需要使凹凸構(gòu)造具有高縱橫比。但是,于對(duì)此種光學(xué)相位差板施加負(fù)載的情形時(shí),有如下情況:如圖7(b)所示,光學(xué)相位差板400的凹凸構(gòu)造發(fā)生崩塌等變形,由此無(wú)法產(chǎn)生所需的相位差。
因此,本發(fā)明的目的在于提供一種消除上述已知技術(shù)的缺點(diǎn),即便與其他構(gòu)件接合或施加負(fù)載亦能夠產(chǎn)生所需的相位差的光學(xué)相位差構(gòu)件及其制造方法。
[解決課題的技術(shù)手段]
根據(jù)本發(fā)明的第1態(tài)樣,提供一種光學(xué)相位差構(gòu)件,其具備:透明基體,其具有凹凸圖案;
間隙部,其劃分于上述凹凸圖案的凸部之間;及
密閉層,其以連結(jié)上述凹凸圖案的凸部且密閉上述間隙部的方式設(shè)置于上述凹凸圖案上。
于上述光學(xué)相位差構(gòu)件中,上述凹凸圖案的上述凸部的剖面形狀可為梯形狀。
于上述光學(xué)相位差構(gòu)件中,上述間隙部可具有上述凹凸圖案的上述凸部的高度以上的高度。
上述光學(xué)相位差構(gòu)件可進(jìn)而具備被覆上述凹凸圖案的凹部及上述凸部的表面的被覆層。
于上述光學(xué)相位差構(gòu)件中,上述被覆層的折射率可大于上述凹凸圖案的上述凸部的折射率。
于上述光學(xué)相位差構(gòu)件中,上述被覆層及上述密閉層可由相同材料形成。或者,上述被覆層可由與上述密閉層不同的材料形成。
于上述光學(xué)相位差構(gòu)件中,上述被覆層可由金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬氮氧化物、或金屬鹵化物構(gòu)成。
于上述光學(xué)相位差構(gòu)件中,上述密閉層可由金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬氮氧化物、或金屬鹵化物構(gòu)成。
于上述光學(xué)相位差構(gòu)件中,構(gòu)成上述凹凸圖案的材料可為光硬化性樹(shù)脂或熱硬化樹(shù)脂。又,構(gòu)成上述凹凸圖案的材料可為溶膠凝膠材料。
于上述光學(xué)相位差構(gòu)件中,于上述間隙部可存在空氣。
上述光學(xué)相位差構(gòu)件亦可進(jìn)而具備保護(hù)構(gòu)件,上述保護(hù)構(gòu)件貼附于上述透明基體的形成有上述凹凸圖案的面的相反側(cè)的面及/或上述密閉層。
根據(jù)本發(fā)明的第2態(tài)樣,提供一種復(fù)合光學(xué)構(gòu)件,其具備:第1態(tài)樣的光學(xué)相位差構(gòu)件;及
光學(xué)構(gòu)件,其貼附于上述透明基體的形成有上述凹凸圖案的面的相反側(cè)的面或上述密閉層。上述光學(xué)構(gòu)件可為偏光板。
根據(jù)本發(fā)明的第3態(tài)樣,提供一種顯示裝置,其具備:第2態(tài)樣的復(fù)合光學(xué)構(gòu)件;及
顯示元件,其貼附于上述透明基體的形成有上述凹凸圖案的面的相反側(cè)的面或上述密閉層。
根據(jù)本發(fā)明的第4態(tài)樣,提供一種光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法,其具有如下步驟:準(zhǔn)備具有凹凸圖案的透明基體;及
以連結(jié)上述凹凸圖案的鄰接的凸部且密閉劃分于上述凸部間的間隙部的方式,于上述透明基體的上述凹凸圖案上形成密閉層。
上述光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法可于上述密閉層形成步驟中,通過(guò)濺鍍、CVD、或蒸鍍而形成上述密閉層。
上述光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法可進(jìn)而具有形成被覆上述凹凸圖案的凹部及上述凸部的表面的被覆層的步驟。
[發(fā)明的效果]
關(guān)于本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件,由于基體的凹凸圖案(凹凸構(gòu)造)的鄰接的凸部間所存在的間隙部是利用密閉層與凹凸圖案而密閉,故而于將光學(xué)相位差構(gòu)件組入至器件時(shí),不會(huì)因粘著劑進(jìn)入至凹凸圖案的凸部之間而使構(gòu)成凸部的材料與凸部之間的材料的折射率差變小而損及光學(xué)相位差構(gòu)件的折射率各向異性。因此,本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件即便組入至器件,亦可發(fā)揮出優(yōu)異的相位差特性。又,由于是以連結(jié)(橋接)鄰接的凸部的方式于凹凸圖案的凸部及間隙部的上部形成密閉層,故而即便施加負(fù)載,凹凸圖案的凸部亦不易變形,從而防止無(wú)法獲得所需相位差的情況。因此,本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件可適宜地用于顯示裝置等各種用途。
附圖說(shuō)明
圖1是表示實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件的剖面構(gòu)造之例的示意圖。
圖2是表示實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法的流程圖。
圖3是實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法所使用的制造裝置的示意圖。
圖4是具備實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件的顯示裝置的示意剖視圖。
圖5是表示實(shí)施例及比較例中制作的光學(xué)相位差構(gòu)件的相位差特性評(píng)價(jià)及耐負(fù)載性評(píng)價(jià)的結(jié)果的表格。
圖6是概念地表示已知技術(shù)的光學(xué)相位差構(gòu)件的一例的圖。
圖7(a)是利用粘著劑而貼附于其他構(gòu)件的已知技術(shù)的光學(xué)相位差構(gòu)件的示意剖視圖。圖7(b)是施加有負(fù)載的已知技術(shù)的光學(xué)相位差構(gòu)件的示意剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下,一面參照?qǐng)D式,一面對(duì)本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件、光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法、及具備光學(xué)相位差構(gòu)件的復(fù)合光學(xué)構(gòu)件的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
[光學(xué)相位差構(gòu)件]
如圖1(a)所示,實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件100具備:透明基體40,其具有凹凸圖案80;間隙部90,其劃分于凹凸圖案80的鄰接的凸部60之間;及密閉層20,其以將凹凸圖案80的凸部60及與間隙部90的上方(凹凸圖案的上方)鄰接的凸部60連結(jié),且覆蓋凸部60及間隙部90的方式設(shè)置。間隙部90是由凹凸圖案80及密閉層20所包圍、密閉。又,透明基體40的凹凸圖案80的凹部及凸部的表面是由被覆層30所被覆。
<透明基體>
于圖1(a)所示的實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件100中,透明基體40是由平板狀的基板42與凹凸構(gòu)造層50構(gòu)成。作為基板42,并無(wú)特別限制,可適當(dāng)利用使可見(jiàn)光透過(guò)的公知基板。例如可利用:由玻璃等透明無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的基板;由聚酯(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚芳酯等)、丙烯酸系樹(shù)脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚碳酸酯、聚氯乙烯、苯乙烯系樹(shù)脂(ABS樹(shù)脂等)、纖維素系樹(shù)脂(三乙酰纖維素等)、聚酰亞胺系樹(shù)脂(聚酰亞胺樹(shù)脂、聚酰亞胺酰胺樹(shù)脂等)、環(huán)烯烴聚合物等樹(shù)脂構(gòu)成的基板等。于將光學(xué)相位差構(gòu)件100用于有機(jī)EL顯示器的抗反射膜的情形時(shí),基板42較理想為具有可撓性的基板。就此方面而言,較佳為由樹(shù)脂構(gòu)成的基板。為了提高密接性,亦可于基板42上進(jìn)行表面處理或設(shè)置易接著層等。又,為了填埋基板42的表面的突起,亦可設(shè)置平滑化層等?;?2的厚度較佳為的范圍內(nèi)。
于透明基體40中,于基板42上形成有構(gòu)成多個(gè)凸部60及凹部70的凹凸構(gòu)造層50,藉此透明基體40具有凹凸圖案80。凹凸構(gòu)造層50較佳為由折射率為的范圍內(nèi)的材料構(gòu)成。作為構(gòu)成凹凸構(gòu)造層50的材料,例如可使用:氧化硅、SiN、SiON等Si系材料;TiO2等Ti系材料;ITO(氧化銦錫)系材料;ZnO、ZnS、ZrO2、Al2O3、BaTiO3、Cu2O、MgS、AgBr、CuBr、BaO、Nb2O5、SrTiO2等無(wú)機(jī)材料。這些無(wú)機(jī)材料可為通過(guò)溶膠凝膠法等所形成的材料(溶膠凝膠材料)。除了上述無(wú)機(jī)材料以外,亦可使用:聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、AS樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚酰胺、聚縮醛、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、玻璃強(qiáng)化聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、氟樹(shù)脂、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、熱塑性聚酰亞胺等熱塑性樹(shù)脂;酚系樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、脲樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、聚硅氧樹(shù)脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹(shù)脂等熱硬化性樹(shù)脂;紫外線硬化型(甲基)丙烯酸酯系樹(shù)脂、紫外線硬化型丙烯酸胺酯系樹(shù)脂、紫外線硬化型聚酯丙烯酸酯系樹(shù)脂、紫外線硬化型環(huán)氧丙烯酸酯樹(shù)脂、紫外線硬化型多元醇丙烯酸酯樹(shù)脂、紫外線硬化型環(huán)氧樹(shù)脂等紫外線硬化型樹(shù)脂;將2種以上此等摻合而成的材料等樹(shù)脂材料。進(jìn)而,亦可使用將上述樹(shù)脂材料與上述無(wú)機(jī)材料復(fù)合化而成的材料。又,為了獲得硬涂性等,亦可使上述無(wú)機(jī)材料、上述樹(shù)脂材料均含有公知的微粒子或填料。進(jìn)而,亦可使用使上述材料含有紫外線吸收材料而成者。紫外線吸收材料具有如下作用:即,吸收紫外線,將光能轉(zhuǎn)換成如熱般的無(wú)害形式,藉此抑制凹凸構(gòu)造層50的劣化。作為紫外線吸收劑,可使用現(xiàn)有公知的,例如可使用苯并三唑系吸收劑、三嗪系吸收劑、水楊酸衍生物系吸收劑、二苯甲酮系吸收劑等。
凹凸圖案80的多個(gè)凸部60是以短于設(shè)計(jì)波長(zhǎng)的周期而排列。各凸部60沿圖1(a)的Y方向(深度方向)延伸。各凸部60的與延伸方向正交的ZX平面的剖面形狀較佳為梯形狀。凸部60的剖面形狀除梯形狀以外,亦可設(shè)為矩形狀、多邊形狀等各種形狀。如下所述,就易于形成密閉層20的觀點(diǎn)而言,凸部60的頂部較佳為平坦、即成為平行于基板42的表面的平面狀。凹部70是由凸部60所劃分,沿凸部60于Y方向(深度方向)上延伸。
凸部60的高度(凹凸高度)Hc較理想為的范圍內(nèi)。若凸部60的高度Hc未達(dá)100nm,則于可見(jiàn)光入射至光學(xué)相位差基板100的情形時(shí),難以產(chǎn)生所需的相位差。于凸部60的高度Hc超過(guò)2000nm的情形時(shí),由于凸部60的縱橫比(凸部高度相對(duì)于凸部寬度之比)較大,故而難以形成凹凸圖案。凸部60的寬度W較佳為的范圍內(nèi)。于凸部60的寬度W未達(dá)10nm的情形時(shí),由于凸部60的縱橫比(凸部高度相對(duì)于凸部寬度之比)較大,故而難以形成凹凸圖案。于凸部60的寬度W超過(guò)500nm的情形時(shí),會(huì)產(chǎn)生透過(guò)光的著色,難以確保作為光學(xué)相位差構(gòu)件的充分的無(wú)色透明性,又,難以產(chǎn)生所需的相位差。進(jìn)而,因鄰接的凸部60的上部的間隔變寬,變得難以形成強(qiáng)度較高的密閉層20。再者,此處所謂凸部60的寬度W是指將于各Z方向位置(高度方向位置)的凸部60的寬度平均化而獲得的值。又,凹凸圖案80的凹凸間距較佳為的范圍內(nèi)。于間距未達(dá)100nm的情形時(shí),于可見(jiàn)光入射至光學(xué)相位差基板100的情形時(shí),變得難以產(chǎn)生所需的相位差。于間距超過(guò)1000nm的情形時(shí),變得難以確保作為光學(xué)相位差構(gòu)件的充分的無(wú)色透明性。又,因鄰接的凸部60的上部的間隔變寬,變得難以形成強(qiáng)度較高的密閉層20。
<被覆層>
被覆層30沿凹凸圖案80而被覆透明基體40。即,被覆層30是被覆凹凸圖案80的凸部60及凹部70的表面。被覆層30的厚度較佳為10nm以上。被覆層30的厚度是以使通過(guò)光學(xué)相位差構(gòu)件100產(chǎn)生的相位差成為所需值的方式設(shè)定。于此情形時(shí),被覆層30較佳為能夠?qū)⑾率鲩g隙部90形成于鄰接的凸部60之間的膜厚。若被覆層過(guò)厚,則變得無(wú)法于被覆層30與密閉層20之間形成間隙部90,而無(wú)法利用被覆層30與間隙部90所包含的空氣等之間的折射率差,因此難以獲得所需的相位差。被覆層30較佳為由折射率為的范圍內(nèi)的材料構(gòu)成。通過(guò)利用折射率為1.8以上的被覆層30被覆凹凸圖案80,使利用凸部60與下述間隙部90的周期排列而產(chǎn)生的相位差變大。因此,能夠減小凸部60的高度,即,減小凸部60的縱橫比,從而容易地形成凹凸圖案80。又,折射率超過(guò)2.6的物質(zhì)難以取得,或難以進(jìn)行于不使基板42變形的溫度下的成膜。作為構(gòu)成被覆層30的材料,例如可使用Ti、In、Zr、Ta、Nb、Zn等金屬、這些金屬的氧化物、氮化物、硫化物、氮氧化物、鹵化物等無(wú)機(jī)材料。亦可使用含有這些材料的構(gòu)件作為被覆層30。再者,依據(jù)本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件亦可不具有被覆層30。即,于依據(jù)本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件中,被覆層30并非必須的構(gòu)成要素。
<間隙部>
間隙部90是劃分于鄰接的凸部60之間。間隙部90是由凸部60、凹部70、及下述密閉層20所包圍、密閉。即,由凹凸圖案80及密閉層20所密閉。間隙部90可充滿空氣,亦可充滿N2、Ar、He等非活性氣體、其他低折射率介質(zhì)等。又,亦可不存在介質(zhì),而為真空。間隙部90的高度Ha較理想為凸部60的高度Hc以上。光學(xué)相位差構(gòu)件100是通過(guò)使間隙部90與凸部60周期性地排列而產(chǎn)生相位差,但于間隙部90的高度Ha小于凸部60的高度Hc的情形時(shí),間隙部90與凸部60的周期排列構(gòu)造的高度減小,因此利用光學(xué)相位差基板100所產(chǎn)生的相位差減小。
<密閉層>
密閉層20于凸部60及間隙部90的上部以覆蓋其等的方式形成。密閉層20是將凸部60及凹部70、以及間隙部90包圍而加以密閉。藉此,于為了將本實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件100組入至器件而使用粘著劑接合于其他構(gòu)件的情形時(shí),粘著劑不會(huì)進(jìn)入至鄰接的凸部60之間(間隙部90)。因此,防止因粘著劑進(jìn)入至凸部之間,使利用光學(xué)相位差構(gòu)件100所產(chǎn)生的相位差降低的情況。因此,即便于將實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件100與其他構(gòu)件接合而使用的情形時(shí),亦可使光學(xué)相位差構(gòu)件100產(chǎn)生所需的相位差。
又,密閉層20是以將鄰接的凸部60尤其是凸部60的頂部連結(jié)(橋接)的方式形成。因此,于自光學(xué)相位差構(gòu)件100的上部(密閉層20側(cè))施加負(fù)載的情形時(shí),各凸部60是利用鄰接的凸部經(jīng)由密閉層20而得到支持。又,由于通過(guò)經(jīng)由密閉層20將各凸部接合,使所施加的力分散,故而施加至各凸部的負(fù)載減小。因此,即便對(duì)實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件100施加負(fù)載,凹凸圖案80的凸部60亦不易變形。因此,防止因?qū)鈱W(xué)相位差構(gòu)件100施加負(fù)載,而無(wú)法產(chǎn)生所需的相位差的情況。
密閉層20可由Ti、In、Zr、Ta、Nb、Zn等金屬、這些金屬的氧化物、氮化物、硫化物、氮氧化物、鹵化物等無(wú)機(jī)材料、含有其等的構(gòu)件等所構(gòu)成。于通過(guò)濺鍍形成密閉層20的情形時(shí),較佳為使用成膜速度較快的靶作為密閉層20的材料。密閉層20可由與被覆層30相同的材料形成,亦可由與被覆層30不同的材料形成。密閉層20較佳為透光性,例如較佳為波長(zhǎng)550nm的透過(guò)率為90%以上。密閉層20的折射率較佳為的范圍內(nèi)。密閉層20的厚度T較佳為的范圍內(nèi)。再者,此處所謂密閉層20的厚度T是指間隙部90的上端至密閉層20表面的距離(參照?qǐng)D1(a))。再者,于在光學(xué)相位差構(gòu)件100的密接層20側(cè)接合其他構(gòu)件的情形時(shí),是經(jīng)由粘著劑將密閉層20與其他構(gòu)件接合。即,密接層20是不同于用以與其他構(gòu)件接合的粘著劑者。
再者,亦可使用如圖1(b)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件100a般,于基板42上形成有多個(gè)構(gòu)成凸部60a的結(jié)構(gòu)體的透明基體40a,來(lái)代替于基板42上形成有凹凸構(gòu)造層50的透明基體40。關(guān)于透明基體40a,于凸部60a之間劃分凹部(露出基板42的表面的區(qū)域)70a,形成由凸部60a及凹部70a構(gòu)成的凹凸圖案80a。作為基板42a,可使用與圖1(a)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件100的基板42相同的基板。凸部60a可由與構(gòu)成圖1(a)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件100的凹凸構(gòu)造層50的材料相同的材料構(gòu)成。
又,亦可如圖1(c)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件100b般,由以如下方式形狀化的基板構(gòu)成透明基體40b:即,基板的表面本身構(gòu)成由凸部60b及凹部70b構(gòu)成的凹凸圖案80b。于此情形時(shí),可將透明基體40b成形為具有如圖1(c)般的凹凸圖案80b。
于光學(xué)相位差構(gòu)件100、100a、100b中,進(jìn)而亦可對(duì)透明基體40的形成有凹凸圖案80的面的相反側(cè)的面及/或密閉層貼附保護(hù)片材等保護(hù)構(gòu)件。藉此,可防止當(dāng)對(duì)光學(xué)相位差構(gòu)件100、100a、100b進(jìn)行搬送、輸送等時(shí),對(duì)光學(xué)相位差構(gòu)件100、100a、100b產(chǎn)生傷痕等損害。
[光學(xué)相位差構(gòu)件的制造裝置]
作為用以制造光學(xué)相位差構(gòu)件的裝置的一例,將卷繞工藝裝置200示于圖3。以下,對(duì)卷繞工藝裝置200的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。
卷繞工藝裝置200主要包含:搬送系統(tǒng)120,其搬送膜狀的基板42;涂布部140,其對(duì)搬送中的基板42涂布UV硬化性樹(shù)脂;轉(zhuǎn)印部160,其對(duì)UV硬化性樹(shù)脂轉(zhuǎn)印凹凸圖案;及成膜部180,其于凹凸圖案上形成被覆層及密閉層。
搬送系統(tǒng)120具有:卷出輥172,其卷出膜狀的基板42;夾輥(ニップロール)174及剝離輥176,其等分別配置在設(shè)置于轉(zhuǎn)印部160的轉(zhuǎn)印輥170的上游及下游側(cè),而將基板42推壓至轉(zhuǎn)印輥170;及卷取輥178,其卷取所獲得的光學(xué)相位差構(gòu)件100。進(jìn)而,搬送系統(tǒng)120具備用以將基板42搬送至上述各部的導(dǎo)輥175。涂布部140具備用以對(duì)基板42涂布UV硬化性樹(shù)脂50a的模嘴涂布機(jī)182。轉(zhuǎn)印部160具備:轉(zhuǎn)印輥170,其位于涂布部140的基板搬送方向的下游側(cè),具有下述凹凸圖案;及照射光源185,其隔著基板42而與轉(zhuǎn)印輥170對(duì)向設(shè)置。成膜部180具備如濺鍍裝置10般的成膜裝置。濺鍍裝置10具備真空室11。真空室11的形狀并無(wú)限定,通常為長(zhǎng)方體狀或圓筒體狀等,只要能夠?qū)⒄婵帐?1內(nèi)保持為減壓的狀態(tài)即可。于真空室11的內(nèi)部,以與搬送中的透明基體40的形成有凹凸圖案的面相對(duì)向的方式配置有濺鍍靶18。于在凹凸圖案上形成由金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬氮氧化物、金屬鹵化物等無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的被覆層及密閉層的情形時(shí),可使用由金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬氮氧化物、金屬鹵化物等無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的濺鍍靶18。
轉(zhuǎn)印輥170是于外周面具有凹凸圖案的輥狀(圓柱狀、圓筒狀)的模具。轉(zhuǎn)印輥170能夠以如下方式制造。首先,通過(guò)光微影法、切削加工法、電子束直接繪圖法、粒子束加工法、操作探針加工法等微細(xì)加工法,于硅、金屬、石英、樹(shù)脂等的基板上形成凹凸圖案,藉此制作母模。母模具有由沿均等方向直線地延伸的凸部及凹部所構(gòu)成的凹凸圖案。
于形成母模后,能夠以如下方式,通過(guò)電鑄法等,而形成轉(zhuǎn)印有母模的凹凸圖案的模具。首先,可通過(guò)無(wú)電電鍍、濺鍍、或蒸鍍等,使成為用于電鑄處理的導(dǎo)電層的籽晶層形成于具有凹凸圖案的母模上。為了使后續(xù)的電鑄步驟中的電流密度變得均勻,而使通過(guò)后續(xù)的電鑄步驟而沉積的金屬層的厚度成為固定,籽晶層較佳為10nm以上。作為籽晶層的材料,例如可使用:鎳、銅、金、銀、鉑、鈦、鈷、錫、鋅、鉻、金-鈷合金、金-鎳合金、硼-鎳合金、焊料、銅-鎳-鉻合金、錫鎳合金、鎳-鈀合金、鎳-鈷-磷合金、或其等的合金等。其次,通過(guò)電鑄(電鍍)使金屬層沉積于籽晶層上。金屬層的厚度例如可設(shè)為包含籽晶層的厚度在內(nèi)整體為的厚度。作為通過(guò)電鑄而沉積的金屬層的材料,可使用可用作籽晶層的上述金屬種類中的任一種。就后續(xù)的用于形成模具的樹(shù)脂層的壓抵、剝離及洗凈等處理的容易性的方面而言,所形成的金屬層較理想為具有適度的硬度及厚度。
將通過(guò)如上方式獲得的包含籽晶層的金屬層自具有凹凸構(gòu)造的母模剝離,而獲得金屬基板。剝離方法可物理地進(jìn)行剝離,亦可通過(guò)將形成母模的凹凸圖案的材料利用溶解其等的有機(jī)溶劑或酸、堿等進(jìn)行溶解、去除而剝離。于自母模剝離金屬基板時(shí),可洗凈去除殘留的材料成分。作為洗凈方法,可利用使用界面活性劑等的濕式洗凈或者使用紫外線或等離子體的干式洗凈。又,亦可例如使用粘著劑或接著劑將殘留的材料成分附著去除等。如此而獲得的自母模轉(zhuǎn)印有圖案的金屬基板(金屬模具)可用作本實(shí)施形態(tài)的凹凸圖案轉(zhuǎn)印用模具。
進(jìn)而,通過(guò)使用所獲得的金屬基板,將金屬基板的凹凸構(gòu)造(圖案)轉(zhuǎn)印至膜狀的支持基板上,可制作如膜狀模具般具有可撓性的模具。例如,于將硬化性樹(shù)脂涂布至支持基板上之后,一面將金屬基板的凹凸構(gòu)造壓抵至樹(shù)脂層,一面使樹(shù)脂層硬化。作為支持基板,例如可列舉:由玻璃、石英、硅等無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的基材;由聚硅氧樹(shù)脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)烯烴聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亞胺(PI)、聚芳酯等有機(jī)材料所構(gòu)成的基材;鎳、銅、鋁等金屬材料。又,支持基板的厚度可設(shè)為的范圍。
作為硬化性樹(shù)脂,例如可列舉:環(huán)氧系、丙烯酸系、甲基丙烯酸系、乙烯醚系、氧雜環(huán)丁烷系、胺酯系、三聚氰胺系、脲系、聚酯系、聚烯烴系、酚系、交聯(lián)型液晶系、氟系、聚硅氧系、聚酰胺系等的單體、低聚物、聚合物等各種樹(shù)脂。硬化性樹(shù)脂的厚度較佳為的范圍內(nèi)。若厚度未達(dá)上述下限,則形成于硬化樹(shù)脂層的表面的凹凸的高度容易變得不充分,若超過(guò)上述上限,則有硬化時(shí)產(chǎn)生的樹(shù)脂的體積變化的影響變大,而無(wú)法良好地形成凹凸形狀的可能性。
作為涂布硬化性樹(shù)脂的方法,例如可采用:旋轉(zhuǎn)涂布法、噴涂法、浸漬涂布法、滴下法、凹版印刷法、網(wǎng)版印刷法、凸版印刷法、模嘴涂布法、淋幕式涂布法、噴墨法、濺鍍法等各種涂布方法。進(jìn)而,作為使硬化性樹(shù)脂硬化的條件,根據(jù)所使用的樹(shù)脂的種類而不同,例如較佳為,硬化溫度為室溫~250℃的范圍內(nèi),硬化時(shí)間為0.5分鐘小時(shí)的范圍內(nèi)。又,亦可為通過(guò)照射如紫外線或電子束般的能量線而使其硬化的方法,于此情形時(shí),照射量較佳為的范圍內(nèi)。
繼而,自硬化的硬化樹(shù)脂層拆去金屬基板。作為拆去金屬基板的方法,并不限定于機(jī)械剝離法,可采用公知方法。能夠如此而獲得的于支持基板上具有形成有凹凸的硬化樹(shù)脂層的膜狀的樹(shù)脂模具,可用作本實(shí)施形態(tài)的凹凸圖案轉(zhuǎn)印用模具。
又,于通過(guò)上述方法所獲得的金屬基板的凹凸構(gòu)造(圖案)上涂布橡膠系樹(shù)脂材料,使所涂布的樹(shù)脂材料硬化,自金屬基板剝離,藉此能夠制作轉(zhuǎn)印有金屬基板的凹凸圖案的橡膠模具。所獲得的橡膠模具可用作本實(shí)施形態(tài)的凹凸圖案轉(zhuǎn)印用模具。作為橡膠系樹(shù)脂材料,可使用天然橡膠及合成橡膠,尤其是較佳為聚硅氧橡膠、或者聚硅氧橡膠與其他材料的混合物或共聚物。作為聚硅氧橡膠,例如使用:聚有機(jī)硅氧烷、交聯(lián)型聚有機(jī)硅氧烷、聚有機(jī)硅氧烷/聚碳酸酯共聚物、聚有機(jī)硅氧烷/聚苯共聚物、聚有機(jī)硅氧烷/聚苯乙烯共聚物、聚三甲基硅基丙炔、聚四甲基戊烯等。聚硅氧橡膠由于與其他樹(shù)脂材料相比,廉價(jià)、耐熱性優(yōu)異、導(dǎo)熱性較高、有彈性、即便于高溫條件下亦不易變形,故而于在高溫條件下進(jìn)行凹凸圖案轉(zhuǎn)印工藝的情形時(shí)適宜。進(jìn)而,聚硅氧橡膠系材料由于氣體或水蒸氣的透過(guò)性較高,故而能夠容易地透過(guò)被轉(zhuǎn)印材料的溶劑或水蒸氣。因此,于如下述般為了對(duì)樹(shù)脂材料或無(wú)機(jī)材料的前驅(qū)物溶液的膜轉(zhuǎn)印凹凸圖案而使用橡膠模具的情形時(shí),適宜為聚硅氧橡膠系材料。又,橡膠系材料的表面自由能較佳為25mN/m以下。藉此,于將橡膠模具的凹凸圖案轉(zhuǎn)印至基材上的涂膜時(shí)的脫模性變得良好,能夠防止轉(zhuǎn)印不良。橡膠模具例如可設(shè)為長(zhǎng)度寬度厚度又,亦可視需要對(duì)橡膠模具的凹凸圖案面上實(shí)施脫模處理。
通過(guò)將通過(guò)如上方式獲得的金屬模具、膜狀模具、或橡膠模具卷繞并固定于圓柱狀的基體輥的外周面,可獲得轉(zhuǎn)印輥170。轉(zhuǎn)印輥170除上述方法外,例如亦可通過(guò)如下方法而形成,即,通過(guò)直接電子束繪圖法或切削加工等,于金屬輥等輥表面形成凹凸圖案,或制作具有凹凸圖案的圓筒狀的基板,將其嵌入至輥而加以固定。
[光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法]
對(duì)使用如上所述的卷繞工藝裝置200而制造圖1(a)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件100的方法進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示,光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法主要具有:步驟S1,其是準(zhǔn)備具有凹凸圖案的透明基體;步驟S2,其是形成被覆凹凸圖案的凹部及凸部的表面的被覆層;及步驟S3,其是于透明基體的凹凸圖案上形成密閉層。再者,依據(jù)本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法亦可不具有形成被覆層的步驟S2。即,于依據(jù)本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法中,被覆層形成步驟S2并非必須的構(gòu)成要素。
<準(zhǔn)備透明基體的步驟>
于實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件的制造方法中,以如下方式準(zhǔn)備形成有凹凸圖案的透明基體(圖2的步驟S1)。于圖3所示的卷繞工藝裝置200中,通過(guò)膜卷出輥172的旋轉(zhuǎn),將卷繞于膜卷出輥172的膜狀的基板42卷出至下游側(cè)。膜狀基板42被搬送至涂布部140,利用模嘴涂布機(jī)182以特定厚度對(duì)膜狀基板42上涂布UV硬化性樹(shù)脂50a。
再者,作為將UV硬化性樹(shù)脂50a涂布至基板42的方法,可采用棒式涂布法、旋轉(zhuǎn)涂布法、噴涂法、浸漬涂布法、滴下法、凹版印刷法、網(wǎng)版印刷法、凸版印刷法、模嘴涂布法、淋幕式涂布法、噴墨法、濺鍍法等各種涂布方法,來(lái)代替上述模嘴涂布法。就能夠?qū)ο鄬?duì)大面積的基材均勻地涂布UV硬化性樹(shù)脂50a的方面而言,較佳為棒式涂布法、模嘴涂布法、凹版印刷法、及旋轉(zhuǎn)涂布法。
又,為了提高基板42與UV硬化性樹(shù)脂50a的密接性,亦可在對(duì)基板42上涂布UV硬化性樹(shù)脂50a之前,于基板42上形成表面改質(zhì)層。作為表面改質(zhì)層的材料,例如可列舉:正辛基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷等硅烷單體;乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷等乙烯基硅烷;3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等甲基丙烯?;柰?;2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等環(huán)氧硅烷;3-巰基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷等巰基硅烷;3-辛酰硫基-1-丙基三乙氧基硅烷等含硫硅烷;3-胺基丙基三乙氧基硅烷、3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(N-苯基)胺基丙基三甲氧基硅烷等胺基硅烷;使這些單體聚合而成的聚合物等。除了這些硅烷系偶合劑以外,亦可使用鈦系偶合劑。又,亦可通過(guò)對(duì)基板42的表面進(jìn)行等離子體處理、電暈處理、準(zhǔn)分子照射處理、UV/O3處理等利用能量線的處理,而設(shè)置表面改質(zhì)層。
通過(guò)如上方式于涂布部140涂布UV硬化性樹(shù)脂50a后的膜狀基板42被朝向轉(zhuǎn)印部160搬送。于轉(zhuǎn)印部160,利用夾輥174將膜狀基板42壓抵(推壓)至轉(zhuǎn)印輥170,而將轉(zhuǎn)印輥170的凹凸圖案轉(zhuǎn)印至UV硬化性樹(shù)脂50a。與此同時(shí)或其后立即使來(lái)自隔著膜狀基板42與轉(zhuǎn)印輥170相對(duì)向而設(shè)置的照射光源185的UV光照射至UV硬化性樹(shù)脂50a,而使UV硬化性樹(shù)脂50a硬化。利用剝離輥176,將硬化后的UV硬化性樹(shù)脂及膜狀基板42自轉(zhuǎn)印輥170拉離。如此,獲得具備轉(zhuǎn)印有轉(zhuǎn)印輥170的凹凸圖案的凹凸構(gòu)造層50(參照?qǐng)D1(a))的透明基體40。
再者,形成有凹凸圖案的透明基體可利用圖3所示的卷繞工藝裝置以外的裝置而制造,或者亦可通過(guò)通過(guò)市場(chǎng)或膜制造商等制造業(yè)者取得而準(zhǔn)備,無(wú)需自行制造。
<被覆層形成步驟>
繼而,將形成有凹凸圖案的透明基體40向成膜部180搬送,形成被覆透明基體40的凹凸圖案的凹部及凸部的表面的被覆層30(參照?qǐng)D1(a))(圖2的步驟S2)。于圖3所示的卷繞工藝裝置200中,經(jīng)由導(dǎo)輥175,將自轉(zhuǎn)印輥170剝離的透明基體40直接向?yàn)R鍍裝置10內(nèi)搬送,但亦可于將透明基體40自轉(zhuǎn)印輥170剝離之后,卷取為輥,再將所獲得的輥狀的透明基體40向?yàn)R鍍裝置10內(nèi)搬送。
對(duì)使用圖3所示的濺鍍裝置10,成膜例如由金屬氧化物構(gòu)成的被覆層30(參照?qǐng)D1(a))的方法進(jìn)行說(shuō)明。首先,將真空室11內(nèi)減壓至高真空。繼而,一面對(duì)真空室11內(nèi)導(dǎo)入氬氣等稀有氣體與氧氣,一面通過(guò)DC等離子體或高頻等離子體擊出濺鍍靶的金屬原子(及氧原子)。在將透明基體40于真空室11內(nèi)搬送的期間,自濺鍍靶18擊出的金屬原子與氧反應(yīng)而沉積金屬氧化物于透明基體40的表面上。藉此,于透明基體40上,沿著凹凸圖案80形成被覆透明基體40的凹凸圖案80的凸部60及凹部70的表面的被覆層30(參照?qǐng)D1(a))。
<密閉層形成步驟>
繼而,于透明基體40上形成密閉層20(參照?qǐng)D1(a))(圖2的步驟S3)。密閉層20的形成可使用于上述被覆層形成步驟S2中使用的濺鍍裝置10,繼形成被覆層30之后進(jìn)行。于利用與被覆層30相同的金屬氧化物形成密閉層20的情形時(shí),于形成被覆層30之后亦繼續(xù)進(jìn)行濺鍍,藉此于透明基體40上進(jìn)一步沉積金屬氧化物。此時(shí),所濺鍍的金屬原子中,到達(dá)透明基體40上的凹凸圖案80的鄰接的凸部60(參照?qǐng)D1(a))之間、尤其是凸部60的下部(基板側(cè))側(cè)面者較少,金屬原子大多附著于凸部60的上表面及上部側(cè)面。因此,與凹部70上或凸部60的下部側(cè)面上相比,凸部60的上部(上表面及上部側(cè)面上)的金屬氧化物的沉積量更多。因此,通過(guò)繼續(xù)進(jìn)行濺鍍,于鄰接的凸部60之間被金屬氧化物的沉積物填滿之前,沉積于鄰接的凸部60的上部的金屬氧化物會(huì)連結(jié)而成為密閉層,而于鄰接的凸部60之間形成間隙部90。此間隙部90利用凹凸圖案80與密閉層20被密閉。尤其是,于各凸部60的上表面為平行于基板42的平面、即平行于濺鍍靶18的平面的情形時(shí)(例如,與各凸部60的延伸方向正交的面的剖面構(gòu)造為梯形狀的情形時(shí)),于凸部60的上表面特別優(yōu)先地沉積金屬氧化物,因此能夠短縮沉積于鄰接的凸部60的上部的金屬氧化物連結(jié)而形成密閉層20所需的成膜時(shí)間,并且能夠抑制材料(靶)的消耗。
亦可于真空室10內(nèi)分別設(shè)置被覆層形成用靶與密閉層形成用靶。例如亦可使施加至密閉層形成用靶的電壓高于施加至被覆層形成用靶的電壓,而使形成密閉層時(shí)的成膜速度高于形成被覆層時(shí)的成膜速度。通過(guò)使形成密閉層時(shí)的成膜速度較高,更優(yōu)先地于凸部60的上部沉積金屬氧化物。因此,能夠縮短沉積于鄰接的凸部60的上部的金屬氧化物連結(jié)而形成密閉層20所需的成膜時(shí)間,并且能夠抑制材料(靶)的消耗。
又,密閉層20亦可利用與被覆層30不同的材料而形成,于此情形時(shí),亦可于真空室10內(nèi)設(shè)置由分別對(duì)應(yīng)于密閉層20與被覆層30的材料所形成的靶。例如,可將作為高折射率材料的TiO2等用作被覆層30的靶,將成膜速度更快的ITO等材料用作密閉層20的材料。于此情形時(shí),所形成的被覆層30的折射率較高,因此所制造的光學(xué)相位差構(gòu)件能夠產(chǎn)生更大的相位差。又,通過(guò)形成密閉層時(shí)的成膜速度較快,更優(yōu)先地于凸部60的上部沉積金屬氧化物。因此,能夠縮短沉積于鄰接的凸部60的上部的金屬氧化物連結(jié)而形成密閉層20所需的成膜時(shí)間,并且能夠抑制材料(靶)的消耗。進(jìn)而,于不同氣體氛圍下形成密閉層20與被覆層30的情形時(shí),可使用被覆層形成用真空室與密閉層形成用真空室形成被覆層及密閉層。又,密閉層20與被覆層30無(wú)需以相同成膜方法而形成,除濺鍍以外,可適當(dāng)組合下述蒸鍍、CVD等而形成。例如,可通過(guò)成膜速度快于被覆層30的工藝而形成密閉層20。于此情形時(shí),亦可使用被覆層形成用真空室與密閉層形成用真空室形成被覆層及密閉層。
被覆層30及密閉層20可不通過(guò)上述濺鍍,而通過(guò)蒸鍍等物理氣相沉積(PVD)法、化學(xué)氣相沉積(CVD)法等公知的干式工藝而形成。例如,于通過(guò)電子束加熱蒸鍍法于透明基體40上成膜金屬氧化物來(lái)作為被覆層30及/或密閉層20的情形時(shí),例如可使用如下電子束加熱蒸鍍裝置:即,于真空室內(nèi)具備于透明基體40的搬送路徑之間相對(duì)向而設(shè)置的裝有金屬或金屬氧化物的坩堝、及用以對(duì)坩堝內(nèi)照射電子束而使金屬或金屬氧化物蒸發(fā)的電子槍。于此情形時(shí),只要一面搬送透明基體40,一面利用電子束使坩堝內(nèi)的金屬或金屬氧化物加熱蒸發(fā),而使金屬氧化物沉積于搬送中的透明基體40上即可。于此情形時(shí),可根據(jù)裝入至坩堝的材料的氧化度與成為目標(biāo)的被覆層及/或密閉層的氧化度而通入氧氣亦可不通入氧氣。
又,于通過(guò)大氣壓等離子體CVD于透明基體40上成膜金屬氧化物作為被覆層30及/或密閉層20的情形時(shí),例如可使用日本特開(kāi)2004-52028號(hào)、日本特開(kāi)2004-198902號(hào)等所記載的方法。可將有機(jī)金屬化合物用作原料化合物,原料化合物可于常溫常壓下為氣體、液體、固體中的任一狀態(tài)。于為氣體的情形時(shí),可直接導(dǎo)入至放電空間,但為液體、固體的情形時(shí),先通過(guò)加熱、起泡、減壓、超音波照射等手段使其氣化后而使用。就此狀況而言,作為有機(jī)金屬化合物,較佳為例如沸點(diǎn)為200℃以下的金屬烷氧化物。
作為此種金屬烷氧化物,例如可列舉:硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷(TEOS)、四正丙氧基硅烷等硅化合物;甲醇鈦(チタンエトキシド)、乙醇鈦、異丙醇鈦、四異丙醇鈦等鈦化合物;正丙醇鋯等鋯化合物;乙醇鋁、三異丙醇鋁、異丙醇鋁等鋁化合物;乙醇銻;三乙醇砷;乙酰丙酮鋅;二乙基鋅等。
又,將含有這些有機(jī)金屬化合物的原料氣體與分解氣體并用,而構(gòu)成反應(yīng)性氣體,以便將這些原料氣體分解而獲得無(wú)機(jī)化合物。作為上述分解氣體,可列舉:氫氣、甲烷氣體、乙炔氣體、一氧化碳?xì)怏w、二氧化碳?xì)怏w、氮?dú)?、氨氣、一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、氧氣、水蒸氣、氟氣、氟化氫、三氟乙醇、三氟甲苯、硫化氫、二氧化硫、二硫化碳、氯氣等。例如,可通過(guò)使用氧氣而形成金屬氧化物,可通過(guò)使用氨氣而形成金屬氮化物,可通過(guò)使用氨氣及一氧化二氮而形成金屬氮氧化物。
于等離子體CVD法中,對(duì)于這些反應(yīng)性氣體,主要混合容易成為等離子體狀態(tài)的放電氣體。作為放電氣體,使用氮?dú)狻⒅芷诒淼牡?8族原子,具體而言氦氣、氖氣、氬氣等稀有氣體。尤其就制造成本的觀點(diǎn)而言,較佳為氮?dú)狻?/p>
將上述放電氣體與反應(yīng)性氣體混合,以混合氣體的形式供給至等離子體放電產(chǎn)生裝置(等離子體產(chǎn)生裝置),藉此進(jìn)行膜形成。放電氣體與反應(yīng)性氣體的比率根據(jù)成為目標(biāo)的膜的性質(zhì)而不同,相對(duì)于混合氣體整體,將放電氣體的比率設(shè)為50%以上而供給反應(yīng)性氣體。
例如,將作為沸點(diǎn)為200℃以下的金屬烷氧化物的硅烷氧化物(四烷氧基硅烷(TEOS))用作原料化合物,將氧用作分解氣體,將稀有氣體或氮?dú)獾确腔钚詺怏w用作放電氣體,進(jìn)行等離子體放電,藉此可形成氧化硅膜作為第1膜。
通過(guò)此種CVD法而獲得的膜通過(guò)選擇作為原料的金屬化合物、分解氣體、分解溫度、施加電力等條件,亦可分別制造金屬碳化物、金屬氮化物、金屬氧化物、金屬硫化物、金屬鹵化物、及其等的混合物(金屬氮氧化物、金屬氧化鹵化物、金屬氮化碳化物等),故而較佳。
通過(guò)如上方式獲得圖1(a)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件100。所獲得的光學(xué)相位差構(gòu)件100可利用卷取輥178而卷取。光學(xué)相位差構(gòu)件100亦可于中途適當(dāng)經(jīng)由導(dǎo)輥175等。又,亦可對(duì)透明基體40的形成有凹凸圖案80的面的相反側(cè)的面及/或密閉層貼附保護(hù)構(gòu)件。藉此,可防止對(duì)所獲得的光學(xué)相位差構(gòu)件100進(jìn)行搬送、輸送等時(shí),對(duì)光學(xué)相位差構(gòu)件100產(chǎn)生傷痕等損害。
再者,于上述實(shí)施形態(tài)中,作為用以對(duì)UV硬化性樹(shù)脂轉(zhuǎn)印凹凸圖案的模具,是使用轉(zhuǎn)印輥,但亦可將長(zhǎng)條的膜狀模具或板狀的模具等壓抵至涂布于基板上的UV硬化性樹(shù)脂,而形成凹凸圖案。
又,于上述實(shí)施形態(tài)中,使用UV硬化性樹(shù)脂而形成凹凸構(gòu)造層50,但亦可利用熱塑性樹(shù)脂、熱硬化性樹(shù)脂、無(wú)機(jī)材料等而形成凹凸構(gòu)造層50。于利用無(wú)機(jī)材料而形成凹凸構(gòu)造層50的情形時(shí),可通過(guò)將無(wú)機(jī)材料的前驅(qū)物涂布于模具上之后使其硬化的方法、將微粒子分散液涂布于模具上并使分散介質(zhì)干燥的方法、將樹(shù)脂材料涂布至模具上使其硬化的方法、液相沉積法(LPD:Liquid Phase Deposition)等準(zhǔn)備透明基體40。
亦可使用硅、鈦等的烷氧化物等作為上述無(wú)機(jī)材料的前驅(qū)物(溶膠凝膠法)。例如,于基板上形成由氧化硅構(gòu)成的凹凸構(gòu)造層50的情形時(shí),作為氧化硅的前驅(qū)物,可使用:四甲氧基硅烷(TMOS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、四異丙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四異丁氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四第二丁氧基硅烷、四第三丁氧基硅烷等四烷氧基硅烷所代表的四烷氧化物單體;甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、異丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、異丙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、乙基三丙氧基硅烷、丙基三丙氧基硅烷、異丙基三丙氧基硅烷、苯基三丙氧基硅烷、甲基三異丙氧基硅烷、乙基三異丙氧基硅烷、丙基三異丙氧基硅烷、異丙基三異丙氧基硅烷、苯基三異丙氧基硅烷、甲苯基三乙氧基硅烷等三烷氧基硅烷所代表的三烷氧化物單體;二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二丙氧基硅烷、二甲基二異丙氧基硅烷、二甲基二正丁氧基硅烷、二甲基二異丁氧基硅烷、二甲基二第二丁氧基硅烷、二甲基二第三丁氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二丙氧基硅烷、二乙基二異丙氧基硅烷、二乙基二正丁氧基硅烷、二乙基二異丁氧基硅烷、二乙基二第二丁氧基硅烷、二乙基二第三丁氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二丙基二乙氧基硅烷、二丙基二丙氧基硅烷、二丙基二異丙氧基硅烷、二丙基二正丁氧基硅烷、二丙基二異丁氧基硅烷、二丙基二第二丁氧基硅烷、二丙基二第三丁氧基硅烷、二異丙基二甲氧基硅烷、二異丙基二乙氧基硅烷、二異丙基二丙氧基硅烷、二異丙基二異丙氧基硅烷、二異丙基二正丁氧基硅烷、二異丙基二異丁氧基硅烷、二異丙基二第二丁氧基硅烷、二異丙基二第三丁氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二丙氧基硅烷、二苯基二異丙氧基硅烷、二苯基二正丁氧基硅烷、二苯基二異丁氧基硅烷、二苯基二第二丁氧基硅烷、二苯基二第三丁氧基硅烷等二烷氧基硅烷所代表的二烷氧化物單體。進(jìn)而,亦可使用烷基的碳數(shù)為C4~C18的烷基三烷氧基硅烷或二烷基二烷氧基硅烷。亦可使用:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等具有乙烯基的單體;2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等具有環(huán)氧基的單體;對(duì)苯乙烯基三甲氧基硅烷等具有苯乙烯基的單體;3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等具有甲基丙烯?;膯误w;3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等具有丙烯?;膯误w;N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基硅基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷等具有胺基的單體;3-脲基丙基三乙氧基硅烷等具有脲基的單體;3-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷等具有巰基的單體;雙(三乙氧基硅基丙基)四硫醚等具有硫基的單體;3-異氰酸丙酯基三乙氧基硅烷等具有異氰酸酯基的單體;使這些單體少量聚合而成的聚合物;以對(duì)上述材料的一部分導(dǎo)入官能基或聚合物為特征的復(fù)合材料等金屬烷氧化物。又,亦可將這些化合物的烷基或苯基的一部分或全部以氟取代。進(jìn)而,可列舉金屬乙酰丙酮酸鹽、金屬羧酸酯、氧氯化物、氯化物、或其等的混合物等,但并不限定于此。作為金屬種類,除Si以外,可列舉Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等、或其等的混合物等,但并不限定于此。亦可使用將上述氧化金屬的前驅(qū)物適當(dāng)混合而成者。進(jìn)而,作為氧化硅的前驅(qū)物,可使用于分子中包含與氧化硅具有親和性、反應(yīng)性的水解基及具有撥水性的有機(jī)官能基的硅烷偶合劑。例如可列舉:正辛基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷等硅烷單體;乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷等乙烯基硅烷;3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等甲基丙烯?;柰?;2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等環(huán)氧硅烷;3-巰基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷等巰基硅烷;3-辛酰硫基-1-丙基三乙氧基硅烷等含硫硅烷;3-胺基丙基三乙氧基硅烷、3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(N-苯基)胺基丙基三甲氧基硅烷等胺基硅烷;使這些單體聚合而成的聚合物等。
于將TEOS與MTES的混合物用作無(wú)機(jī)材料的前驅(qū)物的情形時(shí),其等的混合比例如可設(shè)為以摩爾比計(jì)為1:1。通過(guò)使上述前驅(qū)物進(jìn)行水解及縮聚反應(yīng),而生成非晶質(zhì)氧化硅。作為合成條件,為了調(diào)整溶液的pH值,而添加鹽酸等酸、或氨等堿。pH值較佳為4以下或10以上。又,亦可為了進(jìn)行水解而添加水。所添加的水的量可設(shè)為相對(duì)于金屬烷氧化物種類以摩爾比計(jì)為1.5倍以上。
作為溶膠凝膠法中所使用的前驅(qū)物溶液的溶劑,例如可列舉:甲醇、乙醇、異丙醇(IPA)、丁醇等醇類;己烷、庚烷、辛烷、癸烷、環(huán)己烷等脂肪族烴類;苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴類;二乙醚、四氫呋喃、二口咢烷等醚類;丙酮、甲基乙基酮、異佛酮、環(huán)己酮等酮類;丁氧基乙醚、己氧基乙醇、甲氧基-2-丙醇、芐氧基乙醇等醚醇類;乙二醇、丙二醇等二醇類;乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等二醇醚類;乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯等酯類;苯酚、氯酚等酚類;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯啶酮等酰胺類;氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷、單氯苯、二氯苯等鹵素系溶劑;二硫化碳等含雜原子化合物;水;及其等的混合溶劑。尤其是,較佳為乙醇及異丙醇,又,較佳為對(duì)其等混合水而成者。
作為溶膠凝膠法中所使用的前驅(qū)物溶液的添加物,可使用:用于粘度調(diào)整的聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、羥丙基纖維素、聚乙烯醇;或作為溶液穩(wěn)定劑的三乙醇胺等烷醇胺、乙酰丙酮等β二酮、β酮酯、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二口咢烷等。又,作為前驅(qū)物溶液的添加物,可使用通過(guò)照射準(zhǔn)分子UV光等紫外線所代表的能量線而產(chǎn)生酸或堿的材料。通過(guò)添加此種材料,可通過(guò)照射光,使前驅(qū)物溶液凝膠化(硬化),而形成無(wú)機(jī)材料。
又,亦可將聚硅氮烷用作無(wú)機(jī)材料的前驅(qū)物。聚硅氮烷通過(guò)加熱或照射準(zhǔn)分子等能量線進(jìn)行氧化而陶瓷化(氧化硅改質(zhì)),形成氧化硅、SiN、或SiON。再者,“聚硅氮烷”是指具有硅-氮鍵的聚合物,且由Si-N、Si-H、N-H等構(gòu)成的SiO2、Si3N4及兩者的中間固溶體SiOxNY等陶瓷前驅(qū)物無(wú)機(jī)聚合物。更佳為日本特開(kāi)平8-112879號(hào)公報(bào)中記載的如下述通式(1)表示的于相對(duì)低溫下陶瓷化而改性為氧化硅等的化合物。
通式(1):
-Si(R1)(R2)-N(R3)-
式中,R1、R2、R3分別表示氫原子、烷基、烯基、環(huán)烷基、芳基、烷基硅基、烷基胺基、或烷氧基。
于上述通式(1)所表示的化合物中,尤佳為R1、R2、及R3均為氫原子的全氫聚硅氮烷(亦稱為PHPS)、或與Si鍵結(jié)的氫部分的一部分被取代為烷基等的有機(jī)聚硅氮烷。
作為于低溫下進(jìn)行陶瓷化的聚硅氮烷的其他例,亦可使用使硅烷氧化物與聚硅氮烷進(jìn)行反應(yīng)而獲得的硅烷氧化物加成聚硅氮烷(例如日本特開(kāi)平5-238827號(hào)公報(bào))、使去水甘油與聚硅氮烷進(jìn)行反應(yīng)而獲得的去水甘油加成聚硅氮烷(例如日本特開(kāi)平6-122852號(hào)公報(bào))、使醇與聚硅氮烷進(jìn)行反應(yīng)而獲得的醇加成聚硅氮烷(例如日本特開(kāi)平6-240208號(hào)公報(bào))、使金屬羧酸鹽與聚硅氮烷進(jìn)行反應(yīng)而獲得的金屬羧酸鹽加成聚硅氮烷(例如日本特開(kāi)平6-299118號(hào)公報(bào))、使含有金屬的乙酰丙酮錯(cuò)合物與聚硅氮烷進(jìn)行反應(yīng)而獲得的乙酰丙酮錯(cuò)合物加成聚硅氮烷(例如日本特開(kāi)平6-306329號(hào)公報(bào))、對(duì)聚硅氮烷添加金屬微粒子而獲得的添加有金屬微粒子的聚硅氮烷(例如日本特開(kāi)平7-196986號(hào)公報(bào))等。
作為聚硅氮烷溶液的溶劑,可使用:脂肪族烴、脂環(huán)式烴、芳香族烴等烴溶劑;鹵化烴溶劑、脂肪族醚、脂環(huán)式醚等醚類。為了促進(jìn)向氧化硅化合物的改質(zhì),亦可添加胺或金屬的觸媒。
于將上述金屬烷氧化物或聚硅氮烷等無(wú)機(jī)材料的前驅(qū)物的溶液涂布于基板上之后,一面將具有凹凸圖案的模具壓抵至前驅(qū)物的涂膜,一面加熱前驅(qū)物的涂膜或?qū)η膀?qū)物的涂膜照射能量線,藉此使涂膜凝膠化,從而能夠形成轉(zhuǎn)印有模具的凹凸圖案且由無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的凹凸構(gòu)造層。
再者,圖1(b)所示的于基板42上形成有構(gòu)成凸部60a的結(jié)構(gòu)體,且于凸部60a之間劃分有露出基板42的表面的區(qū)域(凹部70a)的透明基體40a例如可通過(guò)如下方式制造。于上述實(shí)施形態(tài)的制造方法中,僅對(duì)凹凸圖案轉(zhuǎn)印用模具的凹部涂布UV硬化性樹(shù)脂,而不對(duì)基板42上涂布UV硬化性樹(shù)脂50a。使涂布至模具的UV硬化性樹(shù)脂與基板42a密接,將UV硬化性樹(shù)脂轉(zhuǎn)印至基板42a。藉此,于基板42a上形成具有與模具的凹部的形狀對(duì)應(yīng)的形狀的凸部60a。于通過(guò)上述方式形成的凸部60a之間,劃分有凹部(露出基板42a的表面的區(qū)域)70a。
圖1(c)所示的基板的表面本身構(gòu)成凸部60b及凹部70b的透明基體40b,例如可通過(guò)如下方式制造。通過(guò)公知的納米壓印或光微影法等技術(shù),于基板上形成具有凹凸圖案的抗蝕劑層。于對(duì)抗蝕劑層的凹部進(jìn)行刻蝕而使基板表面露出之后,將殘留的抗蝕劑層作為掩膜對(duì)基板進(jìn)行刻蝕??涛g后,利用藥液去除殘留的掩膜(抗蝕劑)。通過(guò)如上操作,可于基板的表面本身上形成凹凸。
通過(guò)利用與上述實(shí)施形態(tài)相同的方法,于通過(guò)如上方式制造的透明基體40a、40b上形成被覆層30及密閉層20,可形成圖1(b)、(c)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件100a、100b。
[復(fù)合光學(xué)構(gòu)件]
對(duì)使用上述光學(xué)相位差構(gòu)件100、100a、100b而形成的復(fù)合光學(xué)構(gòu)件進(jìn)行說(shuō)明。如圖4所示,復(fù)合光學(xué)構(gòu)件300由上述實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件100、及接合于光學(xué)相位差構(gòu)件100的光學(xué)構(gòu)件320a、320b所構(gòu)成。于復(fù)合光學(xué)構(gòu)件300中,光學(xué)構(gòu)件320a是接合(貼合)于光學(xué)相位差構(gòu)件100的密閉層20,光學(xué)構(gòu)件320b接合于透明基體40的形成有凹凸圖案的面的相反側(cè)的面。再者,根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合光學(xué)構(gòu)件可不具備光學(xué)構(gòu)件320a、320b的兩者,亦可具備兩者中的任一者。例如,對(duì)光學(xué)相位差構(gòu)件100貼合作為光學(xué)構(gòu)件320a或320b的偏光板而成的復(fù)合光學(xué)構(gòu)件可用作抗反射膜。又,通過(guò)將此種抗反射膜的光學(xué)相位差構(gòu)件側(cè)貼合至有機(jī)EL元件、液晶元件等顯示元件,可獲得防止顯示元件的配線電極的反射的顯示裝置(例如有機(jī)EL顯示器、液晶顯示器等)。
為了將光學(xué)相位差構(gòu)件接合于偏光板或顯示元件等光學(xué)構(gòu)件,而使用粘著劑。作為粘著劑,可使用丙烯酸系或硅系等公知者。實(shí)施形態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件因凸部之間的間隙部被密閉層所密閉,故而粘著劑不會(huì)進(jìn)入至凸部之間。因此,于將光學(xué)相位差構(gòu)件與光學(xué)構(gòu)件接合之后,通過(guò)光學(xué)相位差構(gòu)件所產(chǎn)生的相位差亦不會(huì)變化,從而可產(chǎn)生充分的相位差。
[實(shí)施例]
以下,通過(guò)實(shí)施例及比較例,對(duì)本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件進(jìn)行具體說(shuō)明,但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。于以下的實(shí)施例及比較例1、2中,分別制作光學(xué)相位差構(gòu)件,對(duì)各光學(xué)相位差構(gòu)件的耐負(fù)載性及貼合至其他構(gòu)件的前后的相位差特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例1
作為凹凸圖案轉(zhuǎn)印用模具,準(zhǔn)備通過(guò)對(duì)Si晶片進(jìn)行電子束加工而獲得的模具。于上述模具中,形成有凸部以270nm間距排列而成的凹凸圖案,上述凸部的與延伸方向正交的面的剖面形狀為底邊180nm、高度420nm的大致等腰三角形,延伸長(zhǎng)度為15mm,且直線狀地延伸。
其次,對(duì)基板(FUJIFILM制造的T80SZ)上涂布氟系UV硬化性樹(shù)脂,一面壓抵上述模具,一面以600mJ/cm2照射紫外線,藉此使氟系UV硬化性樹(shù)脂進(jìn)行硬化。于樹(shù)脂硬化后,自硬化的樹(shù)脂剝離母模。通過(guò)上述方式而獲得具有轉(zhuǎn)印有模具的表面形狀且由UV硬化性樹(shù)脂構(gòu)成的凹凸圖案的透明基體。于上述透明基體,形成有凸部以270nm間距排列而成的凹凸圖案,上述凸部的上部寬度為90nm,下部寬度為270nm,高度為420nm,延伸長(zhǎng)度為15mm,且直線狀地延伸。透明基體的凸部的與長(zhǎng)度方向正交的面的剖面的形狀為上底90nm、下底270nm、高度420nm的大致等腰梯形。再者,硬化后的氟系UV硬化性樹(shù)脂的折射率為1.5。
通過(guò)DC濺鍍,于通過(guò)如上方式所制作的透明基體上積層TiO2膜。DC電力設(shè)為1000W。作為濺鍍氣體,是使用對(duì)氬氣混合2vol%的氧氣后所獲得的混合氣體,將混合氣體以流量50sccm導(dǎo)入至濺鍍腔室,將腔室內(nèi)的氣壓設(shè)為0.5Pa。又,成膜時(shí)的透明基體的溫度設(shè)為25度。TiO2的成膜速度約為5nm/min。進(jìn)行濺鍍成膜,直至TiO2的沉積膜厚成為450nm。再者,此處,TiO2膜的沉積膜厚是指沉積于透明基體的凸部的上表面的TiO2的膜厚。于通過(guò)上述方式所獲得的光學(xué)相位差構(gòu)件中,于透明基體的凸部的側(cè)面形成厚度的TiO2膜作為被覆層,形成厚度420nm的TiO2膜作為密閉層。鄰接的凸部上的TiO2膜接合而成為連續(xù)膜。即,形成由TiO2膜構(gòu)成的密閉層。又,于鄰接的凸部之間,形成被凸部側(cè)面及密閉層所密閉的間隙部。間隙部的高度為440nm。再者,所成膜的TiO2膜的折射率為2.5。如此而獲得圖1(a)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件。
實(shí)施例2
除了將TiO2的沉積膜厚設(shè)為200nm,進(jìn)而于TiO2膜上積層ITO膜以外,與實(shí)施例1同樣地制作光學(xué)相位差構(gòu)件。ITO膜是通過(guò)DC濺鍍而積層。DC電力設(shè)為1000W。作為濺鍍氣體,是使用對(duì)氬氣混合2vol%的氧氣后所獲得的混合氣體,將混合氣體以流量50sccm導(dǎo)入至濺鍍腔室,將腔室內(nèi)的氣壓設(shè)為0.5Pa。又,將成膜時(shí)的透明基體的溫度設(shè)為25度。ITO的成膜速度約為50nm/min。進(jìn)行濺鍍成膜,直至ITO的沉積膜厚成為250nm。再者,此處,ITO膜的沉積膜厚是指沉積于TiO2膜上的ITO的膜厚,且TiO2膜沉積于透明基體的凸部的上表面。
于如此而獲得的光學(xué)相位差構(gòu)件中,于透明基體的凸部的側(cè)面形成厚度的TiO2膜作為被覆層,形成由TiO2膜及ITO膜構(gòu)成的厚度420nm的膜作為密閉層。鄰接的凸部上的TiO2膜及ITO膜接合而成為連續(xù)膜。即,形成由TiO2膜及ITO膜構(gòu)成的密閉層。又,于鄰接的凸部之間,形成被凸部側(cè)面及密閉層所密閉的間隙部。間隙部的高度為440nm。再者,所成膜的TiO2膜的折射率為2.5,ITO膜的折射率為1.9。如此而獲得圖1(a)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件。
實(shí)施例3
作為凹凸圖案轉(zhuǎn)印用模具,準(zhǔn)備通過(guò)對(duì)Si晶片進(jìn)行電子束加工而獲得的模具。于上述模具中,形成有凸部以270nm間距排列而成的凹凸圖案,上述凸部的與延伸方向正交的面的剖面形狀是上部寬度為90nm,下部寬度為270nm,高度為420nm,延伸長(zhǎng)度為15mm,且直線狀地延伸。模具的凸部的與長(zhǎng)度方向正交的面的剖面的形狀為上底90nm、下底270nm、高度420nm的大致等腰梯形。
其次,于PET基板(東洋紡制造的COSMOSHINE A-4100)上涂布氟系UV硬化性樹(shù)脂,一面壓抵上述模具,一面以600mJ/cm2照射紫外線,藉此使氟系UV硬化性樹(shù)脂硬化。于樹(shù)脂硬化后,自硬化的樹(shù)脂剝離母模。如此而獲得具有轉(zhuǎn)印有模具的表面形狀的凹凸圖案的膜狀模具。于上述膜狀模具中,形成有凸部以270nm間距排列而成的凹凸圖案,上述凸部的與延伸方向正交的面的剖面形狀為底邊180nm、高度420nm的大致等腰三角形,延伸長(zhǎng)度為15mm,且直線狀地延伸。
為了通過(guò)溶膠凝膠法而形成凹凸構(gòu)造層,通過(guò)如下方式制備無(wú)機(jī)材料的前驅(qū)物的溶液(溶膠凝膠材料溶液)。于22mol的乙醇、5mol的水、0.004mol的濃鹽酸、及4mol的乙酰丙酮混合而成的液體,滴加0.75mol的四乙氧基硅烷(TEOS)及0.25mol的二甲基二乙氧基硅烷(DMDES),進(jìn)而作為添加材料,添加0.5wt%的界面活性劑S-386(Seimi Chemical制造),以23℃、濕度45%攪拌2小時(shí),而獲得SiO2的前驅(qū)物溶液。將上述前驅(qū)物溶液棒式涂布于基材上,而形成前驅(qū)物溶液的涂膜。作為基材,使用折射率為1.517(λ=589nm)的100mm×100mm×0.7mm(厚度)的無(wú)堿玻璃基板(日本電氣硝子公司制造、OA10GF)。使用刮刀(YOSHIMITSU SEIKI公司制造)作為棒式涂布機(jī)。上述刮刀是使涂膜的膜厚成為5μm的設(shè)計(jì),對(duì)刮刀貼附35μm的厚度的酰亞胺膠帶,以涂膜的膜厚成為40μm的方式進(jìn)行調(diào)整。
于將前驅(qū)物溶液的涂膜以25℃放置1分鐘之后,將通過(guò)如上方式制作的膜狀模具與涂膜重疊。此時(shí),通過(guò)使加熱至80℃的按壓輥于膜狀模具上旋轉(zhuǎn)移動(dòng),而將膜狀模具壓抵至涂膜。其后,剝離膜狀模具,繼而使用烘箱以300℃加熱60分鐘,對(duì)涂膜進(jìn)行正式燒成。如此而獲得具有轉(zhuǎn)印有膜狀模具的凹凸圖案且由溶膠凝膠材料構(gòu)成的凹凸圖案的透明基體。于上述透明基體中,形成有凸部以270nm間距排列而成的凹凸圖案,上述凸部的上部寬度為90nm,下部寬度為270nm,高度為420nm,延伸長(zhǎng)度為15mm,且直線狀地延伸。透明基體的凸部的與長(zhǎng)度方向正交的面的剖面的形狀為上底90nm、下底270nm、高度420nm的大致等腰梯形。再者,硬化后的溶膠凝膠材料的折射率為1.4。
與實(shí)施例1同樣地,于通過(guò)如上方式制作的透明基體上積層TiO2膜,直至沉積膜厚成為450nm。于如此而獲得的光學(xué)相位差構(gòu)件中,于透明基體的凸部的側(cè)面形成厚度的TiO2膜作為被覆層,形成厚度420nm的TiO2膜作為密閉層。鄰接的凸部上的TiO2膜接合而成為連續(xù)膜。即,形成由TiO2膜構(gòu)成的密閉層。又,于鄰接的凸部之間,形成由凸部側(cè)面及密閉層密閉的間隙部。間隙部的高度為440nm。再者,所成膜的Ti膜的折射率為2.5。如此而獲得圖1(a)所示的光學(xué)相位差構(gòu)件。
比較例1
除了將TiO2的沉積膜厚設(shè)為50nm以外,與實(shí)施例1同樣地制作光學(xué)相位差構(gòu)件。于如此而獲得的光學(xué)相位差構(gòu)件中,于透明基體的凸部的側(cè)面,形成厚度的TiO2膜作為被覆層。于透明基體的凸部上,亦形成TiO2膜,但鄰接的凸部上的TiO2膜相分隔,鄰接的凸部之間的間隙部未被密閉。
比較例2
除了將TiO2的沉積膜厚設(shè)為120nm以外,與實(shí)施例1同樣地制作光學(xué)相位差構(gòu)件。于如此而獲得的光學(xué)相位差構(gòu)件中,于透明基體的凸部的側(cè)面,形成厚度的TiO2膜作為被覆層。于透明基體的凸部上,亦形成TiO2膜,但鄰接的凸部上的TiO2膜相分隔,鄰接的凸部之間的間隙部未被密閉。
<耐負(fù)載性的評(píng)價(jià)>
通過(guò)如下方式測(cè)定于實(shí)施例及比較例1、2中制作的光學(xué)相位差構(gòu)件的耐負(fù)載性。對(duì)實(shí)施例1、3及比較例1、2的光學(xué)相位差構(gòu)件的TiO2膜側(cè)、及實(shí)施例2的光學(xué)相位差構(gòu)件的ITO膜側(cè),使用12mmφ的金屬制端子施加10kg的負(fù)載。繼而,將兩片偏光板以正交偏光狀態(tài)對(duì)向而配置,于兩片偏光板之間設(shè)置施加負(fù)載后的光學(xué)相位差構(gòu)件。此時(shí),以使各偏光板的光軸與光學(xué)相位差構(gòu)件的凸部的延伸方向呈45度的角度的方式配置。繼而,自一偏光板側(cè)朝向光學(xué)相位差構(gòu)件照射光,自另一偏光板以目視觀察透過(guò)的光。將此時(shí)透過(guò)光的亮度均勻者設(shè)為合格,將亮度不均勻者設(shè)為不合格。將結(jié)果示于圖5,將合格記作〇,將不合格記作×。對(duì)于實(shí)施例1~3的光學(xué)相位差構(gòu)件可見(jiàn)整個(gè)面均勻地明亮,對(duì)于比較例1、2的光學(xué)相位差構(gòu)件可見(jiàn)經(jīng)施加負(fù)載的部分較暗,透過(guò)光的亮度不均勻。據(jù)此,認(rèn)為實(shí)施例的光學(xué)相位差構(gòu)件即便于施加負(fù)載后亦維持凹凸圖案的形狀,比較例1、2的光學(xué)相位差構(gòu)件的經(jīng)施加負(fù)載的部分的凹凸圖案變形,導(dǎo)致相位差特性發(fā)生變化。
認(rèn)為實(shí)施例的光學(xué)相位差構(gòu)件由于通過(guò)以TiO2膜、或TiO2膜及ITO膜構(gòu)成的密閉層,將鄰接的凸部的頂部連結(jié),故而于密閉層上施加負(fù)載時(shí),各凸部經(jīng)由密閉層而被鄰接的凸部所支持。又,可認(rèn)為實(shí)施例的光學(xué)相位差構(gòu)件通過(guò)經(jīng)由密閉層將各凸部連結(jié),而使施加的負(fù)載分散,從而減小施加至各凸部的負(fù)載。因此,認(rèn)為與鄰接的凸部上的TiO2膜相分隔的比較例1、2的光學(xué)相位差構(gòu)件相比,實(shí)施例1~3的光學(xué)相位差構(gòu)件的各凸部不易變形,即便于施加10kg的負(fù)載后,凹凸圖案亦不會(huì)變形。
<相位差變化率的評(píng)價(jià)>
使用相位差測(cè)定裝置(Axometrics制造的Axoscan),對(duì)利用實(shí)施例及比較例1、2中所制作的光學(xué)相位差構(gòu)件而產(chǎn)生的相位差進(jìn)行測(cè)定。將測(cè)定結(jié)果示于圖5。利用實(shí)施例比較例1、2的各光學(xué)相位差構(gòu)件而產(chǎn)生的相位差分別為154nm、135nm、140nm、143nm、107nm。繼而,對(duì)環(huán)烯烴聚合物膜涂布折射率為1.5的粘著劑,貼合于實(shí)施例1、3、比較例1、2的各光學(xué)相位差構(gòu)件的TiO2膜側(cè)、及實(shí)施例2的光學(xué)相位差構(gòu)件的ITO膜側(cè)。利用上述相位差測(cè)定裝置而測(cè)得與環(huán)烯烴聚合物膜貼合的各光學(xué)相位差構(gòu)件的相位差。將測(cè)定結(jié)果示于圖5。利用實(shí)施例比較例1、2的各光學(xué)相位差構(gòu)件而產(chǎn)生的相位差分別為153nm、135nm、138nm、104nm、48nm。又,將實(shí)施例比較例1、2的各光學(xué)相位差構(gòu)件的因貼合所引起的相位差的變化率示于圖5。于實(shí)施例的光學(xué)相位差構(gòu)件中,因貼合所引起的相位差的減少率分別為1%、0%、1%,比較例1、2的光學(xué)相位差構(gòu)件分別為27%、55%,相位差的變化率(減少率)較大。
于貼合前的比較例1、2的光學(xué)相位差構(gòu)件中,被覆凸部的表面的TiO2(折射率:2.5)與間隙部(折射率:1.0)的折射率差為1.5,這些周期性地排列,藉此獲得上述相位差特性。但是,認(rèn)為比較例1、2的光學(xué)相位差構(gòu)件由于鄰接的凸部之間的間隙部被TiO2所密閉,故而于光學(xué)相位差構(gòu)件貼合環(huán)烯烴聚合物膜時(shí),成為如圖7(a)所示般粘著劑進(jìn)入至凸部之間的狀態(tài)。于如圖7(a)所示般粘著劑進(jìn)入至凸部之間的狀態(tài)的光學(xué)相位差構(gòu)件中,被覆層(TiO2膜)與粘著劑(折射率1.5)的折射率差為1.0,小于間隙部與TiO2膜之間的折射率差,因此對(duì)相位差特性的助益較小。因此,認(rèn)為利用比較例1、2的光學(xué)相位差構(gòu)件而產(chǎn)生的相位差于貼合后大幅度降低。另一方面,認(rèn)為于實(shí)施例1、3的光學(xué)相位差構(gòu)件中是利用TiO2膜,于實(shí)施例2的光學(xué)相位差構(gòu)件中是利用TiO2膜及ITO膜,來(lái)密閉鄰接的凸部之間的間隙部,因此實(shí)施例的光學(xué)相位差構(gòu)件于貼合后,粘著劑不會(huì)進(jìn)入至凸部之間,從而維持被覆層(TiO2膜)與間隙部的周期性排列。因此,認(rèn)為即便于貼合后,相位差特性亦與貼合前大致相同。
以上,通過(guò)實(shí)施形態(tài)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,但通過(guò)本發(fā)明的制造方法所制造的光學(xué)相位差構(gòu)件并不限定于上述實(shí)施形態(tài),可于權(quán)利要求書所記載的技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)改變。
[產(chǎn)業(yè)上的可利用性]
本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件即便組入至器件中亦可維持優(yōu)異的相位差特性。又,防止因施加負(fù)載使凹凸構(gòu)造變形而無(wú)法獲得所需相位差的情況。因此,本發(fā)明的光學(xué)相位差構(gòu)件可適宜地用于抗反射膜等各種功能性構(gòu)件、反射型或半透過(guò)型液晶顯示裝置、觸控面板、有機(jī)EL顯示裝置等顯示裝置、光盤用讀取頭裝置、偏光轉(zhuǎn)換元件等各種器件。
[符號(hào)說(shuō)明]
20:密閉層
30:被覆層
40:透明基體
42:基板
50:凹凸構(gòu)造層
60:凸部
70:凹部
90:間隙部
100:光學(xué)相位差構(gòu)件
120:搬送系統(tǒng)
140:涂布部
160:轉(zhuǎn)印部
170:轉(zhuǎn)印輥
180:成膜部
200:卷繞工藝裝置
320:光學(xué)構(gòu)件
340:粘著劑
300:復(fù)合光學(xué)構(gòu)件