相位差补偿元件及其制造方法

摘要

本发明提供一种相位差补偿元件及其制造方法。将预期的相位差补偿层的一半的前半层(21a)分别在相同条件下在基板(7A)和基板(7a)同时成膜。成膜在基板(7A、7a)的各前半层(21a)的物性相等，若在入射光线的方位角有关的相位延迟的发生分布特性发生偏差，则其偏差在两者中也相同。在将基板(7A、7a)重合进行一体化来制造1片相位差补偿元件时，使基板的一方相对另一方旋转90°后用粘接剂(26)进行接合。从而折射率不同的薄膜交替层叠后的相位差补偿层的补偿作用得到改善。

权利要求

1.一种相位差补偿元件，在透明的基板上具备折射率互不相同的至少2种薄膜层叠后的多层结构的相位差补偿层，并且使通过该相位差补偿层的光线发生对应于入射角的负的相位延迟，其特征在于，在一对基板的一面通过层叠上述至少2种薄膜来形成具有上述相位差补偿层的大致一半的膜厚度的多层膜，以得到与入射的光线的方位角有关的相位延迟的发生分布特性表示同一倾向的第1元件和第2元件，将上述第1元件和第2元件中的一个元件绕法线旋转

90°之后与另一个元件相互重合以使上述发生分布特性相互正交，再使上述第1元件与第

2元件一体化。

2.根据权利要求1所述的相位差补偿元件，其特征在于，与入射的光线的方位角有关的上述相位延迟的发生分布特性具有180°旋转对称图案。

3.根据权利要求1或2所述的相位差补偿元件，其特征在于，上述第1元件和第2元件在相互没有形成上述多层膜的另一面被接合。

4.根据权利要求3所述的相位差补偿元件，其特征在于，上述第1元件及第2元件的多层膜的最上层形成有反射防止层。

5.根据权利要求3所述的相位差补偿元件，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预先形成反射防止层，并在其上形成有上述多层膜。

6.根据权利要求1或2所述的相位差补偿元件，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层膜侧被接合。

7.根据权利要求6所述的相位差补偿元件，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层。

8.一种相位差补偿元件的制造方法，在真空室内收容透明的基板和至少2种薄膜材料，从上述薄膜材料依次放射粒子堆积在上述基板，在上述基板上形成折射率互不相同的至少2种薄膜层叠后的多层结构的相位差补偿层，使通过上述相位差补偿层的光线发生对应于入射角的负的相位延迟，其特征在于，该制造方法由第1工序和第2工序构成，该第1工序，通过一对基板在上述真空室内由旋转的筒体保持，且经由上述筒体的旋转而在同一轨迹上移动，将上述至少2种薄膜在上述一对基板层叠直至上述相位差补偿层的大致一半的膜厚度为止，从而分别形成多层膜，并且使上述一对基板的多层膜相对于入射光线的方位角所表示的相位延迟发生分布特性相同；该第2工序，将在该第1工序所获得的多层膜形成后的一对基板从上述真空室内取出，并使上述一对基板中的一个基板绕法线旋转90°之后与另一个基板重合，且按照各自的多层膜相对入射光线的方位角而表示的相位延迟的发生分布特性正交的方式使该一对基板接合。

9.根据权利要求8所述的相位差补偿元件的制造方法，其特征在于，在上述第2工序，上述一对基板的没有形成多层膜的面相互接合。

10.根据权利要求8所述的相位差补偿元件的制造方法，其特征在于，在上述第2工序，上述一对基板在各自的多层膜的表面侧接合。

说明书

相位差补偿元件及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种组合到液晶显示面板中所使用的相位差补偿元件及其制造方法。

背景技术

[0002] 液晶显示面板多用于电视接收机或各种设备的直视型显示装置，而且还可以使用为液晶投影机的图像显示装置。液晶显示面板，将多个液晶单元以对应于像素排列的规定图案排列，根据封入到液晶单元内的液晶分子的动作模式的不同而公知有以下各种类型即TN(Twisted Nematic)型、VAN(Vertical Alignment Nematic)型、IPS(In-Plane Switching)型、OCB(Optically Compensatory Bend)型等。

[0003] 在用于液晶投影机的液晶显示面板中，为了提高屏幕上的图像的对比度而适用光遮断性优异类型，并且具有例如多使用VAN型的倾向。VAN型液晶显示面板，在夹持液晶层的基板间不施加电压的无电压状态下，液晶层内的棒状的液晶分子的大部分成为相对基板大致垂直配向，通过与正交尼克耳式配置的一对偏光板组合，可以获得更加良好的光遮断特性，从而可以获得高对比度。

[0004] 另一方面，作为液晶显示面板一般所具有的缺点，公知的有视野角狭窄的缺点。例如，在上述VAN型液晶显示面板处于无电压状态下且使液晶分子垂直配向时对垂直入射于液晶层的光线可以充分遮断，但是，倾斜入射于液晶分子的光线随着入射角度进行各种双折射，通常将直线偏振光转换为椭圆偏振光。其结果，一部分偏振光成分通过在射出面侧正交尼克耳式配置的偏光板且沿着使屏幕上的黑电平变亮的方向起作用，从而降低对比度。而且，当液晶层内液晶分子成为水平配向或中间配向时，也不能避免由入射到液晶层的光线的角度所产生的双折射的不同而使显示图像的质量降低的情况。

[0005] 对液晶显示面板具有的上述问题而言，通过使用专利文献1或专利文献2所公开的相位差补偿元件就可以得以改善。液晶层根据其双折射性作为入射光线的正常光成分相对异常光成分而相位前进的正相位延迟器起作用，相位差补偿元件相反地作为正常光成分相对异常光成分产生相位相位延迟的负相位延迟器起作用。从而，液晶显示面板中通过组合相位差补偿元件而使相互的双折射性抵消，就可以抑制上述的对比度的降低。

[0006] 【专利文献1】专利公开2006-91388号公报

[0007] 【专利文献2】专利公开2004-102200号公报

发明内容

[0008] 如专利文献1、2所述，由于在液晶投影机使用高亮度灯作为光源，因此对相位差补偿元件要求充分的耐热性。如专利文献1所述，若在相位差补偿元件使用光学各向异性体的结晶板，则可获得耐热性优异的元件，但这样的结晶本身为高价，并在加工时必须严密管理结晶面的切除或尺寸精度，且组装或调整也很费事。在这一点上，专利文献2所述的相位差补偿元件具有以下优点，即，可以用无机材料构成的透明的薄膜层叠后的多层膜来构成，不仅耐热性或耐久性更优异，而且量产适宜性也优异，可以以低成本提供。

[0009] 在专利文献2所述的相位差补偿元件，用折射率互不相同的2种薄膜以在可视光不产生干涉的程度的薄膜厚度交替层叠后的多层膜来构成，作为在结晶光学上一轴性的负的c-plate起作用。就2种薄膜而言，作为高折射率膜可以使用TiO2、ZrO2、Nb2O5等，作为低折射率膜可以使用SiO2、MgF2、CaF2等各种薄膜。并且，这些薄膜可以用蒸镀或溅射进而离子镀等多层膜形成技术手段来制造，例如可以通过图7所示的溅射装置简单地进行制造。

[0010] 图7示意性地表示通过将无机材料构成的2种薄膜交替层叠来制造相位差补偿元件的溅射装置，在真空室2连通有排气管3及放电气体的导入喷嘴4、反应气体的导入喷嘴5、5。在真空室2的内部，鼓体6以围着垂直的支撑轴旋转自如的方式被组装，并由鼓体6的外周面支撑作为薄膜成膜对象的透明基板7。另外，图中表示在呈八角筒形状的鼓体6的平坦的外周面的仅一面纵向排列5片基板7a～7e的状态，但是，在实际制造时，在八面全部以同样方式支撑基板7。而且，在可以从鼓体6的旋转中心以等距离支撑基板7a～7e的结构的前提下，鼓体6的形状也可以适当决定为例如六角筒形状、圆筒形状等，进而，由鼓体6的外周面支撑的基板的片数，根据基板或鼓体的尺寸适当增减也可。

[0011] 各基板7a～7e被固定于基板架8，该基板架8在筒体6的外周面上旋转自如，若基板架8旋转，则各基板7a～7e围着基板表面的法线旋转90°。另外，该旋转方向可以是顺时针方向，也可以是逆时针方向。按照与各基板7面对的方式在真空室2内设置有2种靶材料9、10。这些靶材料9、10为在基板7a～7e表面交替层叠的2种薄膜材料，例如可使用Nb(铌)和Si(硅)。并且，通过使筒体6以一定的速度旋转、同时将这些靶材料9、10在氧气环境中进行化学反应性溅射，从而在基板7a～7e上获得交替层叠高折射率(n＝2.38)的Nb2O5膜和低折射率(n＝1.48)的SiO2膜的多层膜。

[0012] 若将这些高折射率膜和低折射率膜在其物理膜厚度薄至例如10～20nm左右进行层叠，则可获得具有双折射Δn的相位差补偿元件(负相位延迟器)。双折射Δn的大小由两类薄膜相互间的折射率之差及各薄膜的物理膜厚度比来决定，并且由该双折射Δn和多层膜整体的膜厚度d的乘积来决定相位延迟dΔn，因此，按照与所适用的液晶显示面板的液晶层产生的正的相位延迟dΔn值吻合的方式进行膜设计，且决定双折射Δn和整体的膜厚d。另外，在简化成膜工序上，将2种薄膜交替进行层叠是有利的，而将折射率互不相同的3种以上的薄膜进行组合也能获得同样的相位差补偿作用。

[0013] 在图8表示如上述所得到的相位差补偿元件20。在基板7的表面形成由交替层叠高折射率膜L1和低折射率膜L2的多层膜构成的相位差补偿层21，该相位差补偿膜21作为负相位延迟器起作用。另外，根据需要，可以在基板7的背面或基板7和相位差补偿层21的界面，或者在相位差补偿层21的表面设置反射防止层。该相位差补偿元件20，如图10所示，对垂直入射的光线P1没有表示双折射性，因此，射出的光线不产生相位差。该现象对应于例如VAN型液晶层在无电压状态下对垂直入射的光线没有表示双折折射性。然而，对以入射角θ入射的光线P2，即使在无电压状态下液晶分子的大部分成为垂直配向姿势，也发现液晶分子对该倾斜入射光线P2的双折射性，产生对应于由入射角θ决定的光程长的正的相位延迟dΔn。于是，通过该相位差补偿元件20，对入射角θ的光线P2产生对应于入射角θ的负的相位延迟dΔn，按照补偿发生在液晶层的正的相位延迟的方式起作用。

[0014] 图11是对入射角θ为30°左右的倾斜入射光而由图7所示的溅射装置制造的上述相位差补偿元件20所发生的负的相位延迟dΔn的发生分布特性、用晶轴同心圆(conoscope)图表表示的图，相位延迟dΔn值相当于从图表中心的半径的长度。在如特性线Q1所示那样相位延迟dΔn值几乎不依赖于方位角(相当于将光线P2固定在一定方向并使基板7围着法线旋转的角度)而为固定的前提下没有问题，但有可能制造如特性线Q2那样随着方位角而相位延迟dΔn值改变的相位差补偿元件20。此种相位差补偿元件20，意味着根据观察液晶显示面板的方向而不能补偿在液晶层发生的相位延迟dΔn，并且入射角θ值变得越大，其影响也变得越大。并且，就对光线P2具有如特性线Q2的倾向的相位差补偿元件而言，确认了对于垂直入射的光线P1也发生超出1nm的负的相位延迟dΔn，在要获得更加高精度的相位差补偿作用上就成为妨碍。

[0015] 该问题是具有高低2种折射率的薄膜交替层叠来获得相位差补偿作用的相位差补偿元件特有的问题，可以考虑为使各薄膜的膜厚度充分变薄且整体的层数按照要补偿的相位差也达到几十层或百几十层～几百层的相位差补偿层的成膜条件的稍微的差异所引起的。在例如通过图7所示的溅射装置成膜一般的光学干涉薄膜时，在支撑于筒体6的第1段的基板7a成膜的薄膜与在支撑于第3段的基板7c成膜的薄膜，严格来讲，其光学特性并不完全一致，但实际上其差几乎不成问题。相对于此，在所述相位差补偿层中，各薄膜被多数层叠的过程中，成膜条件的稍微不同所引起的物性的变化被蓄积、强调，如从图11的特性线Q2观察到的，方位角有关的相位延迟的发生分布特性变得不均匀，难以获得良好的相位差补偿。

[0016] 本发明是考虑上述情况而提出的，其目的在于，为了折射率互不相同、薄至在可视光不发生干涉的程度的至少2种薄膜层叠多层后的相位差补偿层所具有的相位差补偿作用得到改善，提供一种可使成膜有此种相位差补偿层的相位差补偿元件被有效制造的制造方法。

[0017] 本发明为达成上述目的，因为在制造由上述多层结构而成的相位差补偿层时各薄膜的成膜条件未必固定，所以着眼于该成膜条件的稍微之差使各薄膜的物性变化、进而伴随着形成为多层膜结构而各薄膜的物性的变化被蓄积、强调从而其变动较大地波及相位差补偿作用，并且，本发明将相位差补偿层分割为成膜在第1元件的多层膜和成膜在第2元件的多层膜，将第1元件和第2元件组合，以使各多层膜所具有的相位差补偿作用的偏差成为互补关系。

[0018] 例如在相位差补偿层整体，所入射光线的方位角有关的相位延迟的发生分布特性表示如图11的特性线Q2的偏差时，至其一半膜厚度为止层叠薄膜后的多层膜的相位延迟值减半，但方位角有关的偏差倾向表示相同倾向。因此，准备方位角有关的相位延迟的发生分布特性表示同一倾向的多层膜分别成膜在基板的第1元件和第2元件，在将这些组合为一体时，使该一方的元件围着法线旋转90°后与另一方一体化，构成一个相位差补偿元件。

[0019] 在将第1元件和第2元件一体化时，将各基板相互接合，或将层叠在各基板的多层膜相互接合即可。在液晶投影机使用本发明的相位差补偿元件时，为了防止来自高亮度光源的的光在相位差补偿元件反射发生双重影像，可以在基板和多层膜的界面、基板和空气的界面、多层膜和空气的界面的适当位置设置反射防止层。该反射防止层可以由与用于构成相位差补偿层的薄膜相同的薄膜材料形成，因此，不存在使相位差补偿元件的制造工序复杂化的问题。

[0020] 根据本发明的制造方法，在真空室内层叠于基板的薄膜层数或整体的膜厚度为预期的相位差补偿层的大致一半即可，可以大幅地缩短成膜所需时间。之后，将从真空室取出的、形成多层膜后的一对基板，按照使相位差补偿作用的偏差互补校对的方式组合接合成即可。而且，在第1工序中，在真空室内旋转的筒体上保持多个上述基板且在旋转筒体的同时依次层叠薄膜的情况下，使保持在筒体的同一旋转圆周上的一对基板组合而获得一个相位差补偿元件是有利的。

[0021] 通过使用本发明，可以简便且有效地制造作为负相位延迟器良好地起作用的相位差补偿元件。而且，根据本发明的相位差补偿元件，在以往的多层膜结构的相位差补偿元件中易于发生的、对于倾斜入射光的不完全的相位差补偿作用可良好地得以改善，同时，可以将对于垂直入射光而相位延迟的发生抑制到1nm以下。

附图说明

[0022] 图1是利用溅射成膜制造本发明的相位差补偿元件时使用的筒体的外观图。

[0023] 图2是使一对基板一体化时的说明图。

[0024] 图3是表示采用本发明的相位差补偿元件的二例的示意剖面图。

[0025] 图4是表示本发明的其它实施例的示意剖面图。

[0026] 图5是表示适于本发明的基板例的说明图。

[0027] 图6是表示成膜时在基板做标记的例子的说明图。

[0028] 图7是溅射装置的示意图。

[0029] 图8是表示比较样品的多层结构的示意图。

[0030] 图9是表示试验样品的多层结构的示意图。

[0031] 图10是入射于相位差补偿元件的光线的说明图。

[0032] 图11是表示入射光线的方位角有关的相位延迟的发生分布特性的示意的图表。

[0033] 图12是表示比较样品的相位延迟发生分布特性的图表。

[0034] 图13是表示试验样品的相位延迟发生分布特性的图表。

[0035] 图中：2-真空室，6、24-筒体，7、7A～7E、7a～7e-基板，9、10-靶材料，20、30、31、35-相位差补偿元件，21-相位差补偿层，21a-前半层，21b-后半层，38-标记具体实施方式

[0036] 在说明本发明的相位差补偿元件之前，首先对用图7的溅射装置制造的试验样品进行说明。成膜工序与一般的溅射成膜同样，首先进行真空室2的排气，当排气进行至规定的真空度时，从放电气体的导入口喷嘴4导入作为放电气体的氩气，并通过并行进行排气而使真空室2内充满规定气压的氩气。若对靶材料9、10施加电压，则在靶材料9、10和筒体6之间生成氩气的等离子。

[0037] 在该状态下以规定的气压从反应气体的导入喷嘴5、5导入氧气，成为在氩气的等离子中混合存在氧气的等离子的状态。若以一定的速度旋转筒体6，则在基板7a～7e通过靶材料9、10对面的溅射领域之间进行溅射成膜。从各靶材料9、10溅出的Nb粒子和Si粒子在氧气环境中被氧化分别成为Nb2O5和SiO2在基板7a～7e依次堆积，由薄膜Nb2O5而成的高折射率膜和由低折射率的薄膜SiO2而成的低折射率膜交替被成膜。另外，为了控制各薄膜的膜厚度，可以以调节筒体6的旋转速度、调节放电电压、电力来对应，更进一步通过在各靶材料和筒体之间设置遮挡板并调节其开闭时间也可对应。在设置遮挡板的情况下，利用当基板7a～7e移动至溅射领域时使筒体6停止并在该状态控制遮挡板的开闭的技术手段，也能够在基板上以任意的膜厚度交替层叠高折射率膜和低折射率膜。

[0038] 根据由液晶层产生的相位延迟dΔn的大小，可以在靶材料9、10使用各种材料，例如TiO2膜、ZrO2膜、CeO2膜、SnO2膜、Ta2O5膜等氧化膜，由于具有膜强度且光吸收也少，因此，可适宜作为高折射率的薄膜使用。而且，作为可以适用于低折射率的薄膜的氧化膜有Al2O3膜或MgO膜。在成膜这样的氧化膜时，除如上所述将氧气导入溅射领域进行氧化的同时进行成膜之外，还可以在氧气不导入溅射领域仅在氩气下由靶材料9、10进行溅射后，在其上成膜下一层薄膜之前使基板通过充满氧气的氧化领域，使其成为氧化膜。

[0039] 利用通常的成膜，在使由筒体6的第1段～第5段支撑的基板7a～7e保持一定姿势的状态下，使相位差补偿层21的成膜全部进行，将其作为比较样品。对此，试验样品中，当筒体6上的相同位置所支撑的各基板7a～7e被成膜至相位差补偿层21的一半的时刻，使基板架8旋转90°，而使各基板7a～7e围着法线旋转。从而，虽然相位差补偿层21整体上的多层膜结构完全相同，但前半的多层膜和后半的多层膜，其薄膜的堆积方向或氧气的供给方向相对于各基板7a～7e表面而不同，至少因为这几点成膜条件变得不同。图9中示意性地表示试验样品的多层膜结构。相位差补偿层21整体与图8所示的比较样品同样，为高折射率膜L1和低折射率膜L2交替层叠后的多层膜结构，但由于在基板7a～7e旋转前后而成膜条件不同，因此，方便而言，作为前半层21a、后半层21b进行表示。

[0040] 将这些比较样品以及试验样品所成膜的相位差补偿层21的多层膜结构示于以下的表1。该相位差补偿层21，将作为高折射率膜L1的Nb2O5膜及作为低折射率膜L2的SiO2膜分别以物理膜厚度15nm交替层叠而形成整体上为172层的多层膜结构且总膜厚度为2580nm。而且，比较样品中所有172层以一连的溅射工序成膜。相对于此，试验样品在其所有172层中，当将前半层21a成膜至前半的86层的时刻，使基板7a～7e围着其法线旋转
90°，然后将剩余的86层分构成的后半层21b进行成膜，从而形成相位差补偿层21。

[0041] [表1]

[0042]层No. 薄膜种类 折射率 物理厚度(nm)
Air 1
172 SiO2 1.4794 15.0
171 Nb2O5 2.3796 15.0
170 SiO2 1.4794 15.0
90 SiO2 1.4794 15.0
89 Nb2O5 2.3796 15.0
层No. 薄膜种类 折射率 物理厚度(nm)
88 SiO2 1.4794 15.0
87 Nb2O5 2.3796 15.0
86 SiO2 1.4794 15.0
85 Nb2O5 2.3796 15.0
84 SiO2 1.4794 15.0
83 Nb2O5 2.3796 15.0
82 SiO2 1.4794 15.0
7 Nb2O5 2.3796 15.0
6 SiO2 1.4794 15.0
5 Nb2O5 2.3796 15.0
4 SiO2 1.4794 15.0
3 Nb2O5 2.3796 15.0
2 SiO2 1.4794 15.0
1 Nb2O5 2.3796 15.0
基板(玻璃) 1.5208

[0043] 另外，反射防止层31、32及相位差补偿层30的物理膜厚度，不是关于成膜后的样品实际进行的解析、测定的值，均是成膜时的设定膜厚度，是由筒体6的旋转速度、遮挡板的开闭时间、施加于靶材料9、10的放电电压/电力等成膜条件的设定所获得的推定的膜厚度，至少与进行成膜的同时进行膜厚度测定的情况下的测定膜厚度很一致。而且，各薄膜的折射率也是通过事先的成膜实验而同样得以确认的推定值。

[0044] [表2]

[0045]

[0046] 上述表2，表示比较样品和试验样品的各自有关的在550nm的光以入射角30°入射时的相位延迟dΔn的实际测定值，测定是将方位角按每30°改变而进行的。同表中的(1)～(5)表示筒体6上的基板7a～7e的位置所对应的样品号码。在一般的光学干涉薄膜中，即使在筒体6上纵向排列基板7a～7e而进行同样的成膜，也几乎不存在由基板的位置而引起的有意义的差别，相对于此，如比较样品中的(1)、(5)尤其显著的那样，可以得知，在筒体6的最上段的基板7a以及最下段的基板7e所成膜的相位差补偿层，很明显地依赖于方位角而相位延迟dΔn值变动很大。

[0047] 图12将表2中的比较样品(3)、(5)的相位差补偿层所示的相位延迟dΔn值以晶轴同心圆型进行图表化，半径的长度相当于相位延迟值。成膜在位于筒体6的高度方向中央的基板7c的相位差补偿层的相位延迟的发生分布特性R(3)，不存在对于30°的入射光线而依赖于方位角的极端的偏差，但成膜在基板7e的相位差补偿层的相位延迟的发生分布特性R(5)，很明显地依赖于方位角且变化很大，而且对于方位角表示180°旋转对称图案。另外，第1段的基板7a的相位差补偿层(比较样品(1))也具有与比较样品(5)几乎相同的倾向。虽然对于比较样品(2)、(4)的相位延迟也省略了图表化，但如表2所示，表示与比较样品(3)几乎同样的特性。

[0048] 从以上的试验结果可以得知，使用图7所示的溅射装置进行成膜时，靶材料9、10的大小或位置、氧气的导入喷嘴5、5的位置所引起的氧气浓度的离散偏差等，严格而言使得在基板7a～7e堆积薄膜时的成膜条件并不一致。而且，如以往在将基板7a～7e固定在筒体6的状态下通过仅层叠相位差补偿层21来制造相位差补偿元件时，在基板7b、7c、7d所成膜的元件不依赖于方位角并显示稳定的特性，相对于此，在其他基板7a、7e所成膜的元件就对方位角的依赖性变大，因此存在根据用途也产生不能使用的可能性、制造效率降低之虞。

[0049] 对此，在试验样品中，即在相位差补偿层21从基板侧第1层到第86层的前半层21a成膜后的时刻使基板旋转90°再继续从第87层到第172层的后半层21b的成膜的试验样品中，如图13所示，成膜在基板7c的相位差补偿层的相位延迟发生分布特性R(3)、成膜在基板7e的相位差补偿层的相位延迟发生分布特性R(5)都不存在依赖于方位角而发生很大变化的情况。而且，如表2的参考性附记，关于各样品对方位角有关的相位延迟值的最大值(MAX)、最小值(MIN)、最大值和最小值的差、平均值(Average)、标准偏差(σ)进行评价，也可以得知，试验样品发挥着比比较样品更没有偏差的良好的相位差补偿作用。

[0050] 另外，虽然垂直入射(入射角θ＝0°)的相位延迟与方位角无关，但在比较样品和试验样品中，如以下表3所示，确认了它们的差别。在比较样品(1)～(5)中，成膜在基板7a、7e的相位差补偿层对于垂直入射光也发生超出1nm的相位延迟，相对于此，在试验样品(1)～(5)中成膜在任一基板7a～7e的相位差补偿层也只发生了小于0.2nm的相位延迟且显示良好的特性得到确认。

[0051] [表3]

[0052]

[0053] 本发明根据以上的试验结果，在用图7所示的溅射装置成膜相位差补偿层21时，使用图1所示的筒体24代替筒体6。筒体24具有从第1段到第5段纵向排列支撑基板7a～7e、且与其邻接从第1段到第5段纵向排列支撑基板7A～7E的结构，不需要图7所示的旋转自如的基板架8。

[0054] 在进行成膜的第1工序，完全同样地使筒体24向箭头方向旋转，同时，在各基板7a～7e、7A～7E上一并将作为高折射率膜L1的Nb2O5膜及作为低折射率膜L2的SiO2膜分别以物理膜厚度15nm交替层叠，但在成膜至相位差补偿层21的一半即前半层21a(参照图9)的时刻结束。如此，例如在基板7E形成前半层21a，但对于入射角30°的光线按每方位角所产生的相位延迟值成为表2中的比较样品(5)的一半的值。从而，方位角有关的相位延迟的发生分布特性，显示与图12的特性R(5)同样的倾向，成为相对方位角为180°旋转对称图案。

[0055] 同样，成膜在基板7A、7B、7C、7D的前半层21a对于入射角30°所产生的相位延迟，成为表2的比较样品(1)～(4)的相位延迟测定值的大致一半的值。而且，在成膜之际使筒体24旋转时，基板7a、7b、7c、7d、7e与分别横向邻接的基板7A、7B、7C、7D、7E在同一旋转轨迹上移动，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、这样的各一对上以同一成膜条件成膜前半层21a，其相位延迟的发生分布特性也相同。

[0056] 如此完成第1工序之后，将真空室2露于大气压，而成膜进行至前半层21a为止的基板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之一对分别从真空室2取出，转移至第2工序。在第2工序中，在筒体24上被横向排列支撑且在相同条件下成膜前半层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分别作为第1元件、第2元件以组合为一对的方式被一体化。

[0057] 此时，如图2所例示，相对于一方的基板7a，在将另一方的基板7A旋转90°的状态下由没有进行成膜的基板背面侧接合。接合时可以使用用于接合玻璃基板或玻璃透镜的透明粘接剂，例如能够使用耐热性优异的环氧系或丙烯酸系粘接剂，但理想的是具有与基板几乎相同的折射率且几乎不显示双折射性。

[0058] 如此制造的相位差补偿元件30，如图3(A)所示，具有被粘接剂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层21a构成的多层结构。而且，因为成膜在各基板7A、7a的2个前半层21a相加后的膜厚度与预期的相位差补偿层21的膜厚度相同，因此，对于入射于该相位差补偿元件30的光，作为与相位差补偿层21同等的负相位延迟器起作用。并且，前半层21a各自具有完全相同的相位延迟的发生分布特性，同时，对于方位角为相互旋转90°的关系，因此，其结果，该相位差补偿元件30具有与图13的特性线R(5)同等的相位延迟发生分布特性，可以获得不依赖于方位角的良好的相位差补偿作用。

[0059] 图3(B)所示的相位差补偿元件31，表示在同图(A)的相位差补偿元件30的适当地方设置了反射防止层33、34的例。反射防止层33防止在基板7A、7a和其各前半层21a的界面的反射，反射防止层34防止在前半层21a和空气的界面的反射。这些反射防止层33、34，可以由Nb2O5膜和SiO2膜层叠2～6层左右后的一般光学干涉薄膜构成，因此，可以在上述第1工序中进行。

[0060] 图4表示上述第1工序所获得的第1元件和第2元件在前半层21a侧相互接合后的相位差补偿元件35。该相位差补偿元件35将各前半层21a置于内面侧，将基板7A、7a暴露在表面侧，因此，有利于保护前半层21a且提高耐热性。当然，也可以在基板7A、7a和各前半层21a的界面设置反射防止层，并且在基板7A、7a的表面设置反射防止层。

[0061] 然而，第2工序中关键之处在于，使基板7a相对于基板7A旋转90°后进行一体化。假设，在未旋转90°而将它们一体化时，发生与表2的比较样品(1)同样的相位延迟，方位角有关的发生分布特性与图12的特性线R(5)相同。并且，组合为一体的基板必须是在筒体24上横向排列邻接的。从而，尤其是使用正方形的基板时，在第1工序结束从真空室2取出基板7A～7E、基板7a～7e时，必须严格地管理外观上完全没有区别的各基板的姿势。为了省略这样费事的操作，例如图5所示，预先在基板作上标记即可。

[0062] 图5所示的基板7B、7b表示在图1所示的筒体24的从上数起第2段所保持的基板。在基板7B、7b的背面侧，预先明记有表示使用于第2段的二条线的标记38，这些基板7B、7b如图所示以一方对于另一方旋转90°的姿势被组装于筒体24。当然，在组装于其他段的基板上预先附有对应根数的标记。只要利用此种标记38，通过将经过第1工序从真空室被取出的基板以标记38相互重叠的方式进行组装，就可以将合理的一对基板以合理的姿势进行组合。另外，基板不是正方形也没有关系，但优选预先明记有表示被组装于筒体24的第几段的标记。

[0063] 为了可以确认成膜后的一对基板正确地组合并且在它们接合之际相互旋转了90°，可以在成膜的同时在各基板形成标记并利用它。图6从正面侧图示了由固定于筒体的支撑框架40和侧板41、42、43所支撑的第2段的基板7B、7b和第3段的基板7C、7c，侧板
41、42、43具有覆盖各基板左右的边从而抑制基板的前面以使各基板不向前面倒下，并且画定基板上的相位差补偿层的成膜区域的镀覆掩蔽的作用。

[0064] 对应第2段的基板7B、7b和第3段的基板7C、7c的位置，如图所示，在侧板41、42上形成有切口45、46。由此，在成膜于第2段的基板7B、7b的相位差补偿层的左边形成有2根凸部，在成膜于第3段的基板7C、7c的相位差补偿层的左边形成有3根凸部。这些凸部，可以通过观察各相位差补偿层的表面反射而被容易识别，因此，将这些凸部作为标记利用，可以正确地识别组合一对基板的选择、组合时是否相互旋转了90°。当然，侧板也可以按照各段的基板使用个别的，而且，也可以具有覆盖基板的上下边代替覆盖基板的左右边的镀覆掩模同样的功能。

[0065] 如上所述，根据本发明的相位差补偿元件，在假设伴随各薄膜成膜时的难以严密控制的成膜条件的稍微的离散偏差而使膜厚度或双折射率等物性的偏差缓缓蓄积最终物性偏差至不可忽视的程度的情况下，以预期的相位差补偿层的一半的膜厚共同地成膜后的一对基板，按照物性的偏差得以互补地矫正的方式使其一方旋转90°后与另一方进行一体化，由此总体而言使相位差补偿层整体的物性得以良好地保持。该技术手段方法，具有即使没有定量地掌握成膜条件的稍微的不同或伴随其的物性值的变化也可以使用的实用性价值，不只限于一般的溅射成膜法，可以使用于蒸镀法或离子镀法等各种成膜法。

[0066] 而且，在实施本发明时，不局限于交替层叠折射率互不相同的2种薄膜的相位差补偿层，也可以使用层叠3种以上的薄膜的相位差补偿层，构成相位差补偿层的各薄膜的折射率或膜厚度、乃至其层叠数只要根据组合后使用的液晶层的种类适当地设定即可。实用上优选在基板、相位差补偿层、空气的相互的界面设置适当层数的反射防止层，但在构成反射防止层的至少一部分薄膜，也可以使用不使用于相位差补偿层的专用薄膜材料，例如作为低折射率材料而稳定地使用的MgF2膜。当然，若目的仅仅在于相位差补偿作用，则也可以省略这些反射防止层。