相位差元件、液晶显示装置以及投影型图像显示装置制造方法及图纸

一种相位差元件，具有：透明基板；以及双折射多层结构体，其通过在透明基板上多次层叠由第一及第二双折射层组成的层叠结构而形成；在层叠结构中，第一双折射层平均厚度(t1)与第二双折射层平均厚度(t2)之间的关系满足式(1)及式(2)之一，当将表示第一双折射层的折射率异向性主轴的第一线段中位于透明基板侧的端部设为端部A，将表示第二双折射层的折射率异向性主轴的第二线段中位于透明基板侧的端部设为端部B，将第一及第二线段投影到透明基板并使端部A及端部B重叠时，投影到透明基板上的第一及第二线段间的夹角β满足式(3)，且层叠结构满足条件(4)，0＜t1/t2≤1式(1)0＜t2/t1≤1式(2)90°＜β≤180°式(3)t1≠t2或β≠180°条件(4)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种相位差元件、液晶显示装置以及投影型图像显示装置。
技术介绍
近年来，为了改善对比度特性以及视角特性，在投影型图像投影装置中采用了应用相位差元件的光学补偿技术。例如，可列举出垂直取向液晶中的黑辉度补正。为了对因液晶的预倾角以及在斜入射光中产生的双折射等而引起的偏振光混乱进行补正，可以考虑与液晶面板的面平行地设置石英晶体等的相位差元件从而进行光学补偿的方法，以及与液晶面板的面平行地设置高分子膜等具有双折射的有机材料等从而进行光学补偿的方法等(参照日本特开2005-172984号公报、日本特开2007-101764号公报、以及日本专利第4566275号公报)。但是，在采用对单晶进行加工以作为相位差元件的方法时，特别是在考虑液晶的预倾角的角度的基础之上进行补偿时，需要相对于晶轴以规定角度切割单晶，而且，对材料进行切割、研磨等需要非常高的精度，为了实现这种技术方案，成本会变得很高。另外，不容易在拉伸后的膜等上对轴进行控制。因此，提出了与液晶面板倾斜地配置相位差元件本身的方法(参照日本特开2009-229804号公报)。但是，在不断小型化的投影仪内部，用于使部件倾斜的空间可能会不足。进一步，容易因高温和UV光线而造成老化，在耐久性方面存在问题。另外，在投影型图像投影装置中，作为偏振光转换元件的一部分而采用了1/2波长板。例如，提出了如下的技术方案，即在使用了石英晶体的1/2波长板中，使光轴的切割角度不与基板面平行，而是使其倾斜，并进一步将两张倾斜的石英晶体波长板粘贴在一起使用，从而使波长范围扩大，并使入射角度依赖性得到改善(参照日本特开2004-354935号公报、日本特开
2009-133917号公报、以及日本特开2012-078436号公报)。但是，进一步以使光轴倾斜的方式对价格昂贵的石英晶体基板进行切割，有可能导致高成本化。如上所述，虽然对使光轴角度从基板法线方向或面内方向倾斜的需求越来越高，但存在着技术上以及成本上的问题。另一方面，耐热性及耐久性优异的斜向蒸镀相位差元件可制造出光轴原本就倾斜的元件，但存在其光轴方向受限的问题。下面将会进行详细描述。一般的斜向蒸镀法通过使蒸镀颗粒相对于基板从斜向方向入射、即所谓的自阴影效应，能够做出膜密度的异向性。密度的异向性能够在基板面内方向上使膜的折射率具有异向性，这是显现出双折射的主要原因。此时，根据膜厚，能够比较自由地对从基板法线方向入射的光赋予相位差。在斜向蒸镀中，蒸镀颗粒的成长角度由斜向蒸镀的角度决定，而光轴由蒸镀颗粒方向决定。但是，要改变光轴、即蒸镀颗粒的成长方向，就需要改变斜向蒸镀的入射角度，然而，当入射角度较小时，双折射会降低，因此，存在着难以制作出光轴的倾斜角度较小(接近基板法线方向)的相位差元件的问题(参照APPLIED OPTICS/Vol.28,No.13/1July 1989)。另外，提出了一种交替执行一边旋转基板一边进行斜向蒸镀的工序、与停止旋转并从特定的方向进行斜向蒸镀的工序的技术方案(参照美国专利第6206065号的说明书)。但是，在该技术方案中，需要一边旋转基板一边进行斜向蒸镀，因此，存在着制造装置较为复杂的问题。因此，当前要求提供一种相位差元件、液晶显示装置以及投影型图像显示装置，其能够通过简易的制造装置制造出来，并易于进行光轴的调整以及相位差的调整，并且耐热性及耐久性优异。
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术所要解决的技术问题在于，解决上述现有技术中的各种问题，并达成以下的目的。即，本专利技术的目的在于提供一种相位差元件及其制造方法、一种液晶显示装置、以及一种投影型图像显示装置，其能够通过简易的
制造装置制造出来，并易于进行光轴的调整以及相位差的调整，并且耐热性及耐久性优异。用于解决技术问题的方案用于解决所述技术问题的方案如下。即，<1>一种相位差元件，其特征在于，具有：透明基板；以及双折射多层结构体，所述双折射多层结构体通过在所述透明基板上多次层叠由第一双折射层以及第二双折射层组成的层叠结构而形成，其中，所述第一双折射层具有光学异向性无机材料，所述第二双折射层具有光学异向性无机材料并与所述第一双折射层相接触；在所述层叠结构中，所述第一双折射层的平均厚度t1与所述第二双折射层的平均厚度t2之间的关系满足下述式(1)及式(2)中的任意一个，并且，当将表示所述第一双折射层的折射率异向性的主轴的线段、即第一线段中位于所述透明基板一侧的端部设为端部A，将表示所述第二双折射层的折射率异向性的主轴的线段、即第二线段中位于所述透明基板一侧的端部设为端部B，将所述第一线段以及所述第二线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重叠时，投影到所述透明基板上的所述第一线段以及所述第二线段之间的夹角β满足下述式(3)，且所述层叠结构满足下述条件(4)，0＜t1/t2≤1 式(1)0＜t2/t1≤1 式(2)90°＜β≤180° 式(3)t1≠t2或β≠180° 条件(4)。<2>根据上述<1>中所述的相位差元件，与透明基板的表面垂直的方向上的双折射大于等于0.1。<3>根据上述<1>至<2>中的任一项所述的相位差元件，所述相位差元件为双轴性相位差元件，其光轴方向从与透明基板的表面垂直的方向朝着x方向以及y方向中的至少一个方向倾斜，其中，所述x方向表示将由双折射多层结构体近似形成的折射率椭圆体投影到所述透明基板上时所述双折射多层结构体的折射率异向性的主轴方向，所述y方向是在所述透明基板上与所述x方向垂直的方向。<4>根据上述<1>至<3>中的任一项所述的相位差元件，第一双折射层以及第二双折射层中的至少一个满足下式：Nx＞Ny＞Nz，其中，所述Nx表示与折射率异向性的主轴平行的方向上的折射率，所述Ny表示与所述Nx垂直的方向上的折射率，所述Nz表示与所述Nx以及所述Ny垂直的方向上的折射率。<5>根据上述<1>至<4>中的任一项所述的相位差元件，由双折射多层结构体近似形成的折射率椭圆体满足下式：Nax＞Nay＞Naz，其中，所述Nax表示由所述双折射多层结构体近似形成的折射率椭圆体在与折射率异向性的主轴平行的方向上的折射率，所述Nay表示与所述Nax垂直的方向上的折射率，所述Naz表示与所述Nax以及所述Nay垂直的方向上的折射率。<6>根据上述<1>至<5>中的任一项所述的相位差元件，层叠结构的平均厚度小于等于30nm。<7>根据上述<1>至<6>中的任一项所述的相位差元件，第一双折射层的光学异向性无机材料的材质为至少含有Si、Nb、Zr、Ti、La、Ta以及Al中的任意一种的氧化物，第二双折射层的光学异向性无机材料的材质为至少含有Si、Nb、Zr、Ti、La、Ta以及Al中的任意一种的氧化物。<8>一种液晶显示装置，其特征在于，具有：液晶面板；以及上述<1>至<7>中的任一项所述的相位差元件。<9>一种投本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相位差元件，其特征在于，具有：透明基板；以及双折射多层结构体，所述双折射多层结构体通过在所述透明基板上多次层叠由第一双折射层以及第二双折射层组成的层叠结构而形成，其中，所述第一双折射层具有光学异向性无机材料，所述第二双折射层具有光学异向性无机材料并与所述第一双折射层相接触；在所述层叠结构中，所述第一双折射层的平均厚度(t1)与所述第二双折射层的平均厚度(t2)之间的关系满足下述式(1)及式(2)中的任意一个，并且，当将表示所述第一双折射层的折射率异向性的主轴的线段、即第一线段中位于所述透明基板一侧的端部设为端部A，将表示所述第二双折射层的折射率异向性的主轴的线段、即第二线段中位于所述透明基板一侧的端部设为端部B，将所述第一线段以及所述第二线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重叠时，投影到所述透明基板上的所述第一线段以及所述第二线段之间的夹角(β)满足下述式(3)，且所述层叠结构满足下述条件(4)，0＜t1/t2≤1         式(1)0＜t2/t1≤1         式(2)90°＜β≤180°       式(3)t1≠t2或β≠180°     条件(4)。...

【技术特征摘要】
1.一种相位差元件，其特征在于，具有：透明基板；以及双折射多层结构体，所述双折射多层结构体通过在所述透明基板上多次层叠由第一双折射层以及第二双折射层组成的层叠结构而形成，其中，所述第一双折射层具有光学异向性无机材料，所述第二双折射层具有光学异向性无机材料并与所述第一双折射层相接触；在所述层叠结构中，所述第一双折射层的平均厚度(t1)与所述第二双折射层的平均厚度(t2)之间的关系满足下述式(1)及式(2)中的任意一个，并且，当将表示所述第一双折射层的折射率异向性的主轴的线段、即第一线段中位于所述透明基板一侧的端部设为端部A，将表示所述第二双折射层的折射率异向性的主轴的线段、即第二线段中位于所述透明基板一侧的端部设为端部B，将所述第一线段以及所述第二线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重叠时，投影到所述透明基板上的所述第一线段以及所述第二线段之间的夹角(β)满足下述式(3)，且所述层叠结构满足下述条件(4)，0＜t1/t2≤1 式(1)0＜t2/t1≤1 式(2)90°＜β≤180° 式(3)t1≠t2或β≠180° 条件(4)。2.根据权利要求1所述的相位差元件，其特征在于，与透明基板的表面垂直的方向上的双折射大于等于0.1。3.根据权利要求1所述的相位差元件，其特征在于，所述相位差元件为双轴性相位差元件，其光轴方向从与透明基板的表面垂直的方向朝着x方向以及y方向中的至少一个方向倾斜，其中，所述x方向表示将由双折射多层结构体近似形成的折射率椭圆体投影到所述透明基板上时所述双折射多层结构体的折射率异向性的主轴方向，所述y方向是在所述透明基板上与所述x方向垂直的方向。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：小池伸幸，
申请(专利权)人：迪睿合电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP