(57)【要約】【課題】  従来用いられる位相差板において、１軸延伸フィルムは熱による特性劣化が生じる。また微細な１次元格子を利用した位相差板は微細構造の制御が困難であり、量産性に課題がある。【解決手段】  メソポーラス配向膜の構造異方性を利用し、かつ構造と材質、膜厚を適切に選択することにより、耐熱性に優れ簡易に製造可能な位相差板を提供する。【選択図】  図１
2012247454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の少なくとも一方の面に、
面内のある１方向に配向した微細空孔層を1層以上有する位相差板であり、
i番目の前記微細空孔層の配向方向と平行な偏光に対する実効屈折率n（TE）i、
それと直交する方向に対する実効屈折率n（TM）i、
膜厚diとしたとき、
使用波長域内のある波長λに対して以下の式(1)を満たし、
0.225×k ≦ Σ(n(TE)i−n(TM)i)・di/λ ≦ 0.275×k     ・・・(1)
(k=1,2,3,…)(iは微細空孔層の層数)
前記微細空孔層を構成する媒質の屈折率をnm、前記空孔構造の空孔を充填する媒質の屈折率をnpとしたとき、以下の式(2)を満たす層を有することを特徴とする位相差板。
(n(TE)−n(TM))/(nm-np)>0.04          ・・・(2)
【請求項２】
前記微細空孔層の周期Pは5nm以上かつ200nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の位相差板。
【請求項３】
前記位相差板は無機誘電体材料のみで構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の位相差板。
【請求項４】
前記無機誘電体材料はTiO2であることを特徴とする請求項1乃至請求項３の何れか１項に記載の位相差板。
【請求項５】
前記微細空孔断面の空孔平均径をφ、
微細空孔層の平均周期をPとしたとき、
φ/Pの値が式(3)を満たす層を１層以上有することを特徴とした請求項４に記載の位相差板。
0.95 > φ/P > 0.3            ・・・(3)
【請求項６】
前記微細空孔層の厚みの総和は500nm以上であることを特徴とした請求項５に記載の位相差板。
【請求項７】
前記微細空孔層と基板界面、微細空孔層の上面の少なくとも一方に無機誘電体薄膜層を有することを特徴とした請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の位相差板。
【請求項８】
基板の両面に前記微細空孔層を有する位相差板であって、各側の膜厚またはφ/Pが等しいことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の位相差板。
【請求項９】
前記微細空孔層が2層以上積層された位相差板であって、
ある2つの微細空孔層の面内屈折率の平均値は、基板から離れた層の方が小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の位相差板。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項9の何れか１項に記載の前記位相差板を光変調液晶素子の近傍または光源の近傍に配置したことを特徴とした画像投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位相差板に関し、特に１軸配向した微細空孔を有する位相差板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
位相差板とは、素子を透過する偏光に所望の位相差を付与する素子である。面内において直交する２つの方向で異なる屈折率を持つため、上記２つの方向の偏光成分との間に位相差が生じる。一般的には、入射波長の1/4の位相差を付与するλ/4板や、1/2の位相差を付与するλ/2板等が知られている。
【０００３】
従来用いられる位相差板の構成材料としては、高分子フィルムを1軸(または2軸)方向に延伸したものや、方解石や水晶等の結晶を所定の軸方向、所定の厚みで切り出したもの等が一般的に知られている。また、それ以外にも使用波長以下の微細な周期構造を有する位相差板が知られている。
【０００４】
フィルム位相差板は特定の方向にフィルムを延伸することにより分子配向性を持たせ、延伸方向とそれに垂直な方向に生じる屈折率差を利用している。
【０００５】
また結晶を用いる位相差板は結晶構造が持つ異方性を利用し、結晶軸の方向と厚みを制御することで位相差板として機能させている。
【０００６】
波長以下の微細な周期構造を有する位相差板は、構造複屈折を利用した位相差板である（特許文献１）。例えば、特許文献１では１次元格子の格子に平行な方向と垂直な方向とで、光に対する実効的な屈折率に差が生じることにより、このような1次元格子は位相差板として機能する。構造複屈折を利用した位相差板は従来のフィルムや結晶を用いた位相差板よりも大きな屈折率異方性を得る事が可能で、また微細構造によってその異方性の方位、大きさを制御する事が可能である。そのような微細形状加工は主に成型（ナノインプリント）またはリソグラフィにより作製される。
【０００７】
しかし、上に示した従来の位相差板には以下に示すような課題がある。まず高分子フィルムの位相差板は、高分子が熱や紫外光による影響を受けやすく、長時間高輝度の光を受け続ける場合には素子の透過率や位相特性が変動してしまう。そのため高輝度の光束が通過する光路上で使用する場合には問題が生じる。
【０００８】
また結晶を利用した位相差板では、結晶軸方位や厚みを精密に加工することが求められ、大量生産が難しく高価であるという課題があった。
【０００９】
また、使用波長以下の周期構造を有する位相差板は、ナノレベルの微細形状の加工制御が困難であるという課題があった。さらに表面に微細形状を有するために反射防止膜等の成膜が困難で、反射を抑制することが難しいという課題があった。
【００１０】
ところで、特許文献１とは異なる微細構造として、面内のある１つの方向に配向した微細空孔が積層したような構造がある。特許文献２では、板面と平行な方向に１軸配向した空孔構造を有するシリカメソ構造体薄膜の例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開2004-139001号公報
【特許文献２】特開2004-139001号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献２のシリカメソ構造体は基板との間に高分子膜が配置されており、位相差の温度依存性や耐環境性の点で課題が残る。さらにシリカメソ構造の持つ屈折率異方性や、位相差板としての特性制御に必要なパラメータ(空孔径や膜厚)に関する記載はなく、位相差板としての構成は開示されていない。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、熱、温度変化や紫外光等使用環境に対して高い信頼性を有しつつ、簡易に製造可能な位相差板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本出願にかかる位相差板は、透明基板の少なくとも一方の面に、面内のある１方向に配向した微細空孔層を1層以上有する位相差板であり、i番目の微細空孔層の配向方向と平行な偏光に対する実効屈折率n（TE）i、それと直交する方向に対する実効屈折率n（TM）i、膜厚diとしたとき、使用波長域内のある波長λに対して以下の式(1)を満たし、前記微細空孔層を構成する媒質の屈折率をnm、前記空孔構造の空孔を充填する媒質の屈折率をnpとしたとき、以下の式(2)を満たす層を有することを特徴としている。
0.225×ｋ ≦ Σ(n(TE)i−n(TM)i)・di/λ ≦ 0.275×ｋ     ・・・(1)
(ｋ=1,2,3,…正の整数、iは微細空孔層の層数)
(n(TE)−n(TM))/(nm-np)>0.04                                ・・・(2)
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果により、微細空孔層を位相差板として効果的に用いることで環境信頼性が高く、簡易に製造可能な位相差板を提供することができるので、表示画像の品位を向上することができる。さらに位相差板の保持部材の材質や、冷却に関する配置、風量の制約を緩和でき、設計自由度の向上ひいては表示画像のさらなる品位向上、装置の静音化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施例の位相差板の構成概略図
【図２】微細空孔層のxz断面拡大図
【図３】微細空孔層の実効的な屈折率とφ/Pの相関図
【図４】(2)式とφ/Pの相関図
【図５】λ/4板に必要な膜厚とφ/Pの相関図（図4[1]）
【図６】λ/4板に必要な膜厚とφ/Pの相関図（図4[2]）
【図７】λ/4板に必要な膜厚とφ/Pの相関図（図4[3]）
【図８】第１実施例の位相差板の分光位相差特性
【図９】第１実施例の位相差板の分光反射率特性
【図１０】第２実施例の位相差板の分光位相差特性
【図１１】第２実施例の位相差板の分光反射率特性
【図１２】第３実施例の位相差板の構成概略図
【図１３】第３実施例の位相差板の分光位相差特性
【図１４】第３実施例の位相差板の分光反射率特性
【図１５】第４実施例の位相差板の構成概略図
【図１６】第４実施例の位相差板の分光位相差特性
【図１７】第４実施例の位相差板の分光反射率特性
【図１８】第５実施例の投射型画像表示装置の構成概略図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の位相差板の特徴を以下に示す。
【００１８】
［実施例１］
図１は実施例１の位相差板の構成を示す概略図である。
【００１９】
実施例１の位相差板10は、基板14上に１軸配向した微細空孔層13を有する構成からなる。微細空孔層13は、無機の誘電体材質であるTiO2  12中に1軸配向した微細空孔11を有している。微細空孔11は空気または屈折率n=1.0の気体（または真空）で充填されている。ここで３次元座標系として板面法線方向をｚ、１軸配向方向をｙ、その両方に直交する方向をｘと定義する。
【００２０】
図２に微細空孔層13のxz断面拡大図を示す。各円筒配列11a,11b,11cは図２に示すような構造で配置され、微細空孔11は空孔径φの円筒(11a,11b,11cなど)が誘電体媒質中をｙ方向に配列した構造を有する。ここで空孔径φとは厳密に全ての円筒の径がφであることを示すものではなく、各円筒の平均の空孔径がφであることを示すものである。ただし空孔径のバラつきは平均空孔径に対してφの値の±20％以内に収められている。また空孔断面は図２のような円形に限定されるものではなく、楕円、長方形等の断面であっても良い。その場合には空孔径φは楕円長軸と短軸の平均値または空孔断面と等価な面積を有する円の直径として定義される。また構造周期Pは、隣り合う円筒の中心位置の距離として定義され、その大きさは可視光帯域内の使用波長以下である。
【００２１】
次に本発明の位相差板の光に対する作用について説明する。入射光が図１の位相差板10に入射すると、回折限界以下の微細な周期構造によりｙ方向に平行に振動する偏光(図１中でTE偏光と記載される偏光)と、ｙ方向と垂直に振動する偏光(図１中でTM偏光と記載される偏光)に対して実効的に異なる屈折率を生じる。このような現象は構造複屈折と呼ばれる。これにより、TE偏光成分およびTM偏光成分に対する実効的な屈折率に差が生じ、図１の微細空孔層13を透過するTE偏光とTM偏光の間には位相差が生じる。このとき位相差板の遅相軸の方向は図１中ｙ方向となり、進相軸はｘ方向となる。
【００２２】
図２に示すような構造を有する場合には前述の通り構造に起因する屈折率異方性が生まれるため、どのような構造、厚みであってもある量の位相差は発生する。しかし単に図１に示すような微細空孔層を成膜しただけでは位相差板として機能させるには困難である。所望波長に対して所望の位相差を付与する「位相差板」として効果的に機能させるためには、膜厚および微細空孔の構造を精密に制御、設計しなければならない。本発明は、上記の微細空孔層を位相差板として用いる際に効果的に機能させる事を目的としており、以下でその手法について説明する。
【００２３】
まず、微細周期構造により生じる屈折率差は、有効屈折率法や厳密結合波解析などの解析手法を用いて各偏光に対する実効的な屈折率を計算することにより求めることができる。実効的な屈折率は形状、材質等のパラメータにより決定される。本発明の位相差板においては、実効的な屈折率は微細空孔層を構成する材質の屈折率nm、空孔を充填する媒質の屈折率np、空孔径φおよび微細空孔層の周期P、の４つのパラメータにより決定される。
【００２４】
図3は、図１または図２に示すような微細空孔層の配向方向に平行または垂直に振動する偏光（平行:TE偏光、垂直:TM偏光とする）に対する実効的な屈折率を、横軸φ/Pとしてプロットした図である。異なる材質に対する２つの場合について図3-1、図3-2として示した。図3-1は微細空孔を構成する材質の屈折率nmを1.48、空孔を満たす媒質の屈折率npを1.0としており、図3-2は微細空孔を構成する材質の屈折率nmを2.32、空孔を満たす媒質の屈折率npを1.0としている。またP=20nmとしている。
【００２５】
図３から明らかなように、各偏光に対する実効的な屈折率はφ/Pの値により大きく影響を受ける。またどのようなφ/Pであってもn(TE)−n(TM)＞０となっており、屈折率差が存在する。よってどのようなφ/Pの値を持つ微細空孔層に対しても、必要な膜厚を成膜すれば位相差板として機能させることができる。このときλ/4板またはλ/2板として必要な膜厚の条件は(1)式で表される。
【００２６】
0.225×ｋ ≦ Σ(n(TE)i−n(TM)i)・di/λ ≦ 0.275×ｋ     ・・・(1)
(ｋ=1,2,3,…)(iは微細空孔層の層数)
ここでλは使用波長域内のある１つの波長を指し、通常は上記λ/4、またはλ/2の位相差を付与させるべき設計波長を指す。指数ｋが奇数であればλ/4板、偶数であればλ/2として機能させる事ができる。また使用波長は350nmから800nm程度の可視域近傍の帯域を示している。本発明の位相差板を実施するにあたっては上記(1)式を満たすように微細空孔層の厚みを選択すればよい。可視域近傍の波長に対し位相差板として用いる場合には0.5μm~数十μmの膜厚が必要である。
【００２７】
しかしながら、マイクロメートルのレベルで膜厚を増やすことは製造にかかる時間の増大につながる。また、必要な膜厚を得るために微細空孔層を積層するような場合には、積層の際に配向方向のズレの発生や表面状態の乱れなど、光学特性劣化の可能性が増大する。そのため位相差板の膜厚は薄い方が好ましく、そのためにはn(TE)−n(TM)自体の大きさが大きい方が有利である。
【００２８】
n(TE)−n(TM)は空孔径φ、構造周期Pや微細空孔を構成する媒質の屈折率nm、微細空孔を充填する媒質の屈折率npにより影響を受けるが、本発明の位相差板は、式(2)を満たすように各パラメータを設定することが好ましい。
【００２９】
(n(TE) - n(TM))/(nm-np)>0.04          ・・・(2)
図4は式(2)の値を縦軸、φ/Pの値を横軸としてプロットした図である。図4中2本の線は、[1]太線がnm=2.32、np=1.0を示し、[2]細線がnm＝1.48、np=1.0の場合を示し、[3]点線がnm=2.32、np=1.48の場合を示している。
【００３０】
また図５、図６、図７は図4各線の番号[1][2][3]それぞれの場合において、波長350nm,550nm,750nmに対してλ/4位相差板として機能するために必要な膜厚を、横軸φ/Pとしてプロットしたものである。 まず図５（図４中[1]の場合に対応）に着目すると、図４から式(2)を満たすφ/Pの範囲は0.28<φ/P<0.94となる。この範囲を図5内で表すと、図５中縦線と横矢印で示した範囲となっている。図5において上記の横矢印の範囲においては、各波長でλ/4の位相差に必要な膜厚が、最低膜厚値近傍(φ/P=0.75の付近)に低く抑えられている事が見て取れる。しかし式(2)を満たさない範囲では、所望の位相差に必要な膜厚が急激に増大してしまう。図６、図７についても同様に、図４中において(2)式を満たすφ/Pの範囲においては、必要膜厚が低く抑えられることが判る。このように本発明の位相差板においては、各パラメータを適切に設定して(2)式の数値範囲に収める事により、少ない膜厚でも大きな位相差を得る事が出来ることを見出した。
【００３１】
微細空孔層を構成する材質としてはＳｉＯ2，Ａｌ２Ｏ3，ＳｉＯ，ＭｇＯ，ＺｒＯ２，Ｙ２Ｏ３，Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２，ＨｆＯ２，ＷＯ３，ＣｅＯ２，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５等の無機誘電体材質が好ましい。層を構成する材質として上記のような無機誘電体媒質を用いれば、吸収が少なく耐環境性に優れた位相差板を得る事が出来る。また(2)式を満たすためには、(2)式右項の分母から微細空孔を構成する材質と空孔を充填する媒質の屈折率差が高い方が有利である。よって微細空孔を構成する材質として特にTiO2が好ましく、その場合にはφ/Pの値が(3)式を満たすように選択することが好ましい。(3)式は(2)式の数値範囲をφ/Pの数値範囲に直したものであり、実質的に(2)式を満たす事と等しい意味を持つ。
【００３２】
また構造周期Pについては、400nm以下であることが好ましく、5nm〜200nmであることがより好ましい。Pが400nm以上の領域では可視光に対して回折を生じ、透過光量の損失や不要光の発生につながるため好ましくない。
【００３３】
図8は本発明の実施例１の位相差板における分光位相差特性を示している。また表１に実施例１の位相差板における設計値を示す。P=20nm、φ=14nm、微細空孔層厚みを963nmとしている。このとき波長550nmに対する微細空孔層13の実効的な屈折率はn(TE)＝1.7844、n(TM)＝1.6425となる。実施例１における(1)式の値は0.249となり、ｋ=1のλ/4板として機能する。また(2)式の値は0.108となり、(2)式を満足する。
【００３４】
実施例１の位相差板は基板14と微細構造層13の界面および微細構造層13の表面に無機誘電体による反射防止層を挟んでいる（図１不図示）。本発明の位相差板の微細空孔層は１方向に配向した微細構造を有するが、微細空孔層上面部、または微細空孔層と基板との界面には空孔構造は露出せず、図1中12で示される材質で覆われている。そのため膜強度が強く、さらに層の上面や界面に反射防止膜を施すことが可能である。従来の微細周期構造、例えば１次元格子構造においては、特に構造上面部において微細構造が露出しているために、反射防止が困難である場合が多い。しかし本発明の位相差板は微細周期構造による構造複屈折を利用した位相差板でありながら、その構造上面部は平坦であるため、容易に反射防止を行い素子反射率の低減を図ることが出来る。実施例１の位相差板のTE,TM偏光成分に対する分光反射率を図９に示す。基板14と微細空孔層13の界面、および微細空孔層13の表面に反射防止膜を施すことにより、使用波長近傍において反射の少ない位相差板を得る事ができる。
【００３５】
本発明における微細空孔層の作製方法は、例えば、繰り返しユニットの分子構造中に二つ以上の連続したメチレン基を含んでいる高分子化合物表面上に、配向したロッド状の細孔を有するメソ構造体薄膜を形成する方法により作製できるが、上記製法に限定されない。また基板と微細空孔層との間には配向膜を用い、微細空孔層の空孔構造を1次元に配向させることが好ましい。配向膜としては構造異方性を持たせたポリアミド等の高分子やSiO2等の無機酸化物を用いる事が好ましいが、本発明の微細空孔層の製法または配向方法はこれに限定されない。
【００３６】
［実施例２］
次に、本発明の実施例２の位相差板について説明する。実施例２の位相差板の構造概略図は実施例１と同じであるため省略する。
【００３７】
実施例２の位相差板は、実施例１の位相差板における微細空孔層を構成する材質をTiO2からSiO2へと置き換えたものとなっている。無機の誘電体材質であるSiO2  12中に1軸配向した微細空孔11を有している。微細空孔11は空気または屈折率n=1.0の気体（または真空）で充填されている。
【００３８】
図10は実施例２の位相差板における分光位相差特性を示している。また表２に実施例２の位相差板の設計値を示す。P=20nm、φ=15nm、微細空孔層厚みを4270nmとしている。このとき波長550nmに対する微細空孔層13の実効的な屈折率はn(TE)＝1.2690、n(TM)＝1.2368となる。実施例１における(1)式の値は0.250となり、ｋ=1のλ/4板として機能する。また(2)式の値は0.069となり、(2)式を満足する。
【００３９】
またTE,TM偏光成分の分光反射率を図11に示す。基板14と微細空孔層13の界面、および微細空孔層13の表面に表２に示す反射防止膜を施すことにより、反射の少ない位相差板を得る事ができる。
【００４０】
［実施例３］
次に、本発明の実施例３の位相差板について説明する。図12に実施例３の位相差板の構成概略図を示す。
【００４１】
実施例３の位相差板30は、基板35の両面に１軸配向した微細空孔層33,34を有する構成からなる。微細空孔層33、34は、無機の誘電体材質であるSiO2  32中に1軸配向した微細空孔31を有している。微細空孔31は空気または屈折率n=1.0の気体（または真空）で充填されている。
【００４２】
図13は実施例3の位相差板における分光位相差特性を示している。また表3に実施例3の位相差板の設計値を示す。実施例３の位相差板においては微細空孔層33,34ともにP=20nm、φ=15nm、微細空孔層厚みを2135nmとしている。このとき波長550nmに対する微細空孔層33または34の実効的な屈折率はn(TE)＝1.2690、n(TM)＝1.2368となる。ここで実施例３における(1)式のΣiについて説明する。位相差板が複数の微細空孔層を有する場合には、各層で生じる位相差が全体として所望の位相差となるように設計する必要があるため、(1)式のΣ内の項を入射偏光が透過する微細空孔層の数（i）だけ積算する。すなわち、実施例３においては基板の上下に１層ずつある微細空孔層それぞれの（n(TE)-n(TM)）・d/λを足し合わせる。このとき(１)式の値は0.123×2=0.246となり、基板上下の微細空孔層を通過することによりｋ=1のλ/4板として機能する。また(2)式の値は微細空孔層33,34ともに0.069となり、(2)式を満足する。実施例３の位相差板は実施例２の位相差板に比べて片面の層厚みを半分にできるため、製造を容易化できる。特に微細空孔層33,34をディップコート法で製造する場合は基板面の両面側に同一の構造が形成されるので、より好ましい。しかし本発明の位相差板は上記構成に限定されるものではなく、微細空孔層33,34は異なる材質、または異なる構造（φ,またはP）であっても良い。
【００４３】
TE,TM偏光成分の分光透過率を図14に示す。基板34と微細空孔層33,34の界面、および微細空孔層33、34の表面に表3に示す反射防止膜（図12中不図示）を施すことにより、透過率の高い位相差板を得る事ができる。
【００４４】
［実施例４］
次に、本発明の実施例４の位相差板について説明する。図15に実施例４の位相差板の構成概略図を示す。
【００４５】
実施例4の位相差板40は、基板47の上面に１軸配向した微細空孔層43,44,45を積層した構成からなる。微細空孔層43は無機の誘電体材質SiO2  42a中に1軸配向した微細空孔41aを有し、微細空孔層44、45は無機の誘電体材質TiO2  42b,42c中に1軸配向した微細空孔41b,41cを有する。微細空孔41は空気または屈折率n=1.0の気体（または真空）で充填されている。
【００４６】
本発明の位相差板の微細空孔層上面部、または微細空孔層と基板との界面には空孔構造は露出していないため、微細空孔層の上面または下面にも微細空孔層を形成することが可能である。実施例４の位相差板では、空孔径φや材質の異なる微細空孔層を積層することにより、反射防止と位相差付与の両方を兼ね備えることができる。
【００４７】
図1６は実施例４の位相差板における分光位相差特性を示している。また表４に実施例４の位相差板の設計値を示す。実施例４の微細空孔層43はP=20nm、φ=12.8nm、厚み96.1nmを有し、このとき微細空孔層43の実効的な屈折率はn(TE)＝1.2988、n(TM)＝1.2678となる。微細空孔層44はP=20nm、φ=14nm、厚み211.4nmを有し、このとき微細空孔層44の実効的な屈折率はn(TE)＝1.6877、n(TM)＝1.5499となる。微細空孔層45はP=20nm、φ=14nm、厚み765nmを有し、このとき微細空孔層45の実効的な屈折率はn(TE)＝1.7844、n(TM)＝1.6425となる。微細空孔層43と44の実効的な屈折率を比較すると、微細空孔層43の方が全体的に低い屈折率である。この微細空孔層43は微細空孔層44の上面で反射する光を低減する効果を兼ね備えている。また実施例４の位相差板40に(1)式を適用すると、0.0054+0.0530+0.1974＝0.2558となり、ｋ=1のλ/4板として機能する。また(2)式の値は、微細空孔層44が0.1044、微細空孔層45が0.1075となり、(2)式を満足する。
【００４８】
TE,TM偏光成分の分光透過率を図14に示す。基板34と微細空孔層33,34の界面に表4に示す反射防止膜（図12中不図示）を施すことに加え、微細空孔層43が位相差の付与と反射防止層としての効果を兼ね備えている。このようにして波長550nmに対してλ/4板として機能しつつ、反射率の低い位相差板を得る事ができる。実施例４の位相差板は微細空孔層を３層積層した構成となっているが、もちろん２層でも良く、３層以上でも良い。反射防止としての機能を兼ね備えるには
ある2つの微細空孔層の面内屈折率の平均値（n(TE)とn（TM）の平均値）について、基板から離れた層の方が小さくなるように構成すれば良い。
【００４９】
［実施例５］
次に本発明の位相差板を用いた投射型液晶画像表示装置について説明する。
【００５０】
図１８は本発明の位相差板を用いた投射型液晶画像表示装置100の構成概略図である。
【００５１】
図中101は光源、102は光源からの入射光で102g,102b, 102rはそれぞれ緑色、青色、赤色光を示す。103は偏光変換素子、104g, 104b, 104rは偏光変換された緑色、青色、赤色光を示す。105はダイクロイックミラー、106は偏光板、107は波長選択性位相差板、109a, 109bは緑色用、及び青、赤色用偏光分離素子である。111は液晶表示素子、112は1/4波長板、118は合成プリズム、120は投射レンズ光学系である。
【００５２】
このとき液晶表示素子または偏光分離素子109a,109bにより生じる偏光状態のズレを補償する目的で、λ/4板113ｇ、１１３ｂ、１１３ｒが偏光分離素子109a,109bと液晶表示素子111g、111b、111rとの間に配置される。また偏光変換素子103は、一方の偏光を反射し一方の偏光を透過する偏光分離素子とλ/2板を組み合わせることにより、無偏光の入射光102g,102b,102rを偏光方向の整った光束104g,104b,104rとして出力するものである。
【００５３】
このとき高輝度の投射型液晶画像表示装置においては、液晶表示素子近傍に配置されたλ/4板113g,113b,113rや、光源近傍に配置された偏光変換素子を構成するλ/2板が長時間熱や紫外線等に晒される事により光学特性が変化する。そのため投射画像のコントラストや色味が変化して画像の品位が劣化する。そのような際に、本発明のλ/4板またはλ/2板を用いることにより、耐環境性に優れた位相差板を簡易に得ることができ、高輝度かつ高品位な液晶画像表示装置を提供することができる。
【００５４】
本実施例の投射型画像表示装置は反射型の液晶表示素子を用いた構成であるが、これに限定されるものではなく透過型の液晶画像表示装置においても同等の効果が得られるものである。その際には偏光分離素子は液晶表示素子の光路前後に配置された偏光板等で置き換えられるが、λ/4板等の位相差板は液晶表示素子と少なくともどちらか一方の偏光板との間に配置され、偏光板または液晶表示素子に起因する偏光状態のズレを補償する。
【符号の説明】
【００５５】
10  位相差板
11  空孔
12  微細空孔構造体
13  微細空孔層
14  基板
30  位相差板
31  空孔
32  微細空孔構造体
33,34  微細空孔層
35  基板
40  位相差板
41a,41b,41c  空孔
42a,42b,42c  微細空孔構造体
43,44,45  微細空孔層
47  基板
100 投射型画像表示装置
101 光源
102 照明光
103 変更変換素子
104 偏光された照明光
105 ダイクロイックミラー
106 偏光板
107 波長選択型位相差板
108 照明光
109 偏光分離素子
111液晶表示素子
113 λ/4板
115 画像光
118 合成プリズム
120投射レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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