光学补偿板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶显示装置等中使用的对光的相位差进行补偿的光学补偿板。
【背景技术】
[0002] 将显示于液晶显示装置（LCD)的图像等放大投影在屏幕（screen)的液晶投影仪 正在普及。如公知那样，液晶显示装置具有在液晶面板的两侧正交尼科尔配置了偏光板的 结构，通过按照每个像素来对液晶分子的取向状态进行控制并对光的透过率进行调节，来 显示图像等。此外，由于液晶面板按照能够利用垂直入射的光来正确地显示白色以及黑色 的方式来调节液晶层的厚度等，因此若存在斜着穿过液晶层的光，即使在显示黑色的情况 下也产生从出射侧偏光板漏出的成分。
[0003] 在液晶投影仪的情况下，由于若存在倾斜入射所导致的光的漏出，则投影像的对 比度降低，因此通过利用光学补偿板来对倾斜入射的光的相位差进行补偿，从而提高对比 度。作为光学补偿板，例如已知：通过在玻璃基板上将折射率不同的两种电介质薄膜交替 层叠多层而成的电介质多层膜层来形成相位差补偿层的补偿板（所谓的负C板（negative C-plate))、和通过从倾斜方向对无机材料进行蒸镀而形成的斜向蒸镀膜来形成相位差补 偿层的补偿板（所谓的O板）（专利文献1)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :国际公开2008/078764号小册子
【发明内容】
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 在光学元件的表面，通常，为了抑制表面反射而设置有反射防止层。光学补偿板也 不例外，优选在其表面设置反射防止层。作为反射防止层，例如，使用由电介质多层膜构成 的电介质多层膜层，其中，该电介质多层膜是将折射率不同的电介质薄膜交替层叠多层而 成的。在这样通过电介质多层膜层来形成相位差补偿层的光学补偿板，进一步形成由电介 质多层膜层构成的反射防止层的情况下，几乎不产生异常。此外，也能够使相位差补偿层本 身具有反射防止特性。
[0009] 另一方面，在通过斜向蒸镀膜来形成相位差补偿层的光学补偿板的情况下，若在 斜向蒸镀膜上形成电介质多层膜层，则存在光学补偿板带电，变得容易吸附灰和尘的异常。 若在光学补偿板的表面附着灰和尘，当然显示图像的画质降低。即使在附着的灰和尘具有 透光性的情况下，由于在灰和尘的附着部分，相位差没有被正确地补偿，因此对比度性能恶 化。特别是在用于液晶投影仪的光学补偿板的情况下，由于像被放大投影，因此即使是精细 的灰和尘，投影画质的降低也容易很明显。
[0010] 本发明的目的在于提供一种能够对由于灰和尘的附着而导致的画质降低进行防 止的光学补偿板。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 本发明的光学补偿板从基板侧起依次具备：相位差补偿层和反射防止层。相位差 补偿层是在基板的表面斜向蒸镀无机材料而形成的，并且具有相对于基板的表面倾斜的柱 状结构林立的精细结构。反射防止层设置在相位差补偿层的上侧，并且在一面上具有多个 凹凸。另外，在以下的说明中，将各层的基板侧设为下侧，将远离基板的一侧设为上侧。
[0013] 优选在相位差补偿层与反射防止层之间具备中间层。中间层被设置在相位差补偿 层上，由稠密膜形成。
[0014] 进一步地，优选将至少两种以上的折射率不同的电介质薄膜交替层叠而形成的第 1电介质多层膜层，设置在基板与相位差补偿层之间。
[0015] 在中间层由一个膜形成的情况下，优选中间层由与相位差补偿层或者反射防止层 相同的材料形成。
[0016] 优选中间层具备：由与所述相位差补偿层相同的材料形成的第1稠密膜、和由与 所述反射防止层相同的材料形成的第2稠密膜。在该情况下，第1稠密膜被设置在中间层 的最靠近相位差补偿层一侧，第2稠密膜被设置在中间层的最靠近反射防止层一侧。
[0017] 此外，中间层也可以在第1稠密膜与第2稠密膜之间具备：将相互折射率不同的两 种以上的电介质薄膜层叠而形成的第2电介质多层膜层。
[0018] 优选在反射防止层的上侧具备耐油性涂层。优选该耐油性涂层由氟化镁形成。
[0019] 反射防止层例如由氧化锌形成。此外，反射防止层可以是类似于蛾眼结构的网状 多孔结构，也可以是棒状或者针状的结晶相对于表面垂直地林立的蛾眼结构本身。
[0020] 发明效果
[0021] 本发明的光学补偿板通过与蛾眼结构类似的结构的反射防止层来防止灰和尘的 附着，不会导致由此引起的画质恶化。
【附图说明】
[0022] 图1是表示光学补偿板的层结构的剖视图。
[0023] 图2是表示光学补偿板的特别优选的层结构的剖视图。
[0024] 图3是一体地设置了负C板的光学补偿板的剖视图。
[0025] 图4是在基板与相位差补偿层之间设置了负C板的光学补偿板的剖视图。
[0026] 图5是在基板的背面侧设置了负C板的光学补偿板的剖视图。
[0027] 图6是实施了耐油性涂层（coating)的光学补偿板的剖视图。
【具体实施方式】
[0028] [第1实施方式]
[0029] 如图1所示，光学补偿板10是在基板11上依次层叠相位差补偿层12、中间层13、 反射防止层14而形成的。
[0030] 基板11例如为玻璃基板。对于基板11，虽然也可以使用TAC、PET等的薄膜、丙烯 树脂、聚碳酸酯等的有机玻璃，但优选使用无机玻璃。其原因是即使在液晶投影仪等苛刻的 环境下使用也几乎不会老化。另外，虽未图示，但在基板11的背面（设置有相位差补偿层 12的面的相反一侧的面）形成有反射防止层。该反射防止层例如由电介质多层膜形成。
[0031] 相位差补偿层12是由斜向蒸镀膜构成的层，具有相对于基板11的表面而倾斜的、 柱状结构体林立的精细结构，其中，该斜向蒸镀膜是从相对于基板11倾斜的方向蒸镀无机 材料而形成的。通过基于该倾斜的柱状结构的结构性双折射，对透过相位差补偿层12的光 赋予规定的相位差。由此，光学补偿板10作为对由于VA型液晶面板的液晶分子的预倾斜 (pre-tilt)而产生的相位差进行补偿的O板而起作用。
[0032] 另外，形成相位差补偿层12的各个柱状结构体例如为几 nm~几百nm级（order)， 柱状结构体的倾斜角度、林立密度、相位差补偿层12的厚度等参数是根据由光学补偿板10 补偿的相位差的大小和制造适合性而定的。形成相位差补偿层12的斜向蒸镀膜的无机材 料是任意的，例如，能够使用五氧化钽（Ta 2O5)、五氧化铌（Nb2O5)、二氧化钛（TiO 2)、二氧化 硅（SiO2)等。
[0033] 中间层13在由一种材料形成的情况下，由与相位差补偿层12或者反射防止层14 的任意一个相同的材料、或者具有相位差补偿层12与反射防止层14的中间折射率的材料 形成。但是，中间层13是不具有相位差补偿层12和反射防止层14那样精细的内部结构的 稠密的膜（所谓的固态膜）。也就是说，中间层13是通过使材料粒子从与基板11表面几乎 垂直的方向均匀地堆积的通常的真空蒸镀法、CVD等来形成的。
[0034] 例如，在将中间层13由与相位差补偿层12相同的材料（Ta2O5等）形成的情况下， 在基板11的表面形成了相位差补偿层12之后，使相位差补偿层12的表面正对蒸镀源，旋 转基板11的同时进行蒸镀，由此能够形成中间层13。此外，在将中间层13由与反射防止 层14相同的材料（ZnO等）形成的情况下，若在用于形成相位差补偿层12的蒸镀装置内， 预先准备了与反射防止层14相同的材料的蒸镀源，则与上述同样地，通过使相位差补偿层 12的表面正对该蒸镀源来进行蒸镀，从而能够形成由与反射防止层14相同的材料构成的 中间层13。
[0035] 反射防止层14由例如氧化锌（ZnO)、氧化铝（Al2O3)等形成，具有棒状（或者针状） 结晶复杂地相互缠绕并结合而成的网状的多孔结构。该网状多孔结构至少通过表面的网部 分和孔部分，来在一面同样地形成可见光的波长程度级（几 nm~几百nm)的凹凸结构，是 类似于蛾眼那种精细的凹凸结构（所谓的蛾眼结构）的精细结构。因此，反射防止层14也 通过与蛾眼结构同样的原理，通过一面的凹凸结构来表示反射防止作用。
[0036] 在通过氧化锌来形成网状多孔结构的情况下，例如，将包含硝酸锌和乙二胺的溶 液涂敷在中间层13的表面，使溶剂等蒸发并析出氧化锌即可。也可以将设置有相位差补偿 层12和中间层13的基板11浸渍在包含硝酸锌和乙二胺的溶液，加温并使氧化锌析出。此 外，在使用氧化铝的情况下，在中间层13上形成了氧化铝薄膜之后，通过进行温水处理，能 够设为网状多孔结构。
[0037] 如上所述，光学补偿板10通过相位差补偿层12作为0板而起作用，由于设置有反 射防止层14,因此表面反射也被抑制。
[0038] 若在相位差补偿层12上直接形成反射防止层14,则由于相位差补偿层12和反射 防止层14都具有精细的内部结构，因此这种精细结构露出的表面彼此的密接性不好。因 此，制造变难，即使能够制造也变得高成本。此外，为了在液晶投影仪这种苛刻的环境下使 用，在耐久性方面也存在困难。但是，在光学补偿板10中，通过在相位差补偿层12与反射 防止层14之间设置稠密的中间层13,从而分别提高了相位差补偿层12与中间层13的密 接性、和中间层13与反射防止层14的密接性。也就是说，由于光学补偿板10通过中间层 13,使得相位差补偿层12与反射防止层14的密接性较好，因此制造适合性优良，也能够耐 得住在液晶投影仪等苛刻的环境下的使用。
[0039] 进一步地，光学补偿板10由于基于反射防止层14的网状多孔结构的凹凸在表面 露出，因此灰和尘难以附着。由于氧化锌具有导电性，因此若对反射防止层14使用氧化锌， 则光学补偿板10的带电被防止，并难以吸附灰和尘，因此特别是防尘性能较好。
[0040] 为了防尘性的评价，制造了光学补偿板1〇(防反射膜层14中使用ZnO)、和在相 位差补偿层12上设置了由电介质多层膜构成的反射防止层的比较用的光学补偿板。然 后，在用布来擦各个反射防止层的表面从而使其带电之后，放上防尘试验用珠子（beads) (ΙΟμπ?φ )，掸掉未被吸附的多余的珠子，对3X3mm的区域内的吸附数进行计数。此外，反 复进行多次该防尘性评价。这样，在光学补偿板10的情况下，珠子的附着数大概为300个 以下，而比较用的光学补偿板中大概为500个以上。由此也可知，光学补偿板10与现有的 光学补偿板相比，提高了防尘性。
[0041] [第2实施方式]
[0042] 在第1实施方式的光学补偿板10中，由一个膜形成中间层13,该膜由与相位差补 偿层12或者反射防止层14的任意一个相同的材料构成，而如图2所示的光学补偿板20那 样，优选将中间层21由第1薄膜21a和第2薄膜22b这2个薄膜形成。在该情况下，与相 位差补偿层12相接的第1薄膜21a是由与相位差补偿层12相同的材料构成的稠密膜，与