JP2014010220A - 光学フィルム、画像表示装置及び光学フィルムの製造用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン位相差フィルム等の光学フィルムにおいて、従来に比して一段と精度良く透過光に位相差を付与する。
【解決手段】透明フィルム材による基材上に、配向膜、位相差層が順次設けられ、位相差層により透過光に位相差を付与する光学フィルムに適用する。配向膜にはライン状凹凸形状が設けられ、位相差層は、配向膜のライン状凹凸形状による配向規制力により、液晶分子の配向が設定されて透過光に位相差を付与する。ライン状凹凸形状は、十点平均粗さが、４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上により、黒輝度に係る傾きθのばらつき３σが、１．０度以下、０．０１度以上により形成される。
【選択図】図１１

Description

本発明は、パッシブ方式による３次元画像表示に適用する光学フィルムであるパターン位相差フィルムに関するものである。

近年、パッシブ方式により３次元画像を表示する画像表示装置が提供されている。ここで図１６は、液晶表示パネルを使用したパッシブ方式の画像表示装置を示す概略図である。パッシブ方式の画像表示装置は、垂直方向又は水平方向（この図１６の例では、垂直方向）に連続する液晶表示パネルの画素を、順次交互に、右目用及び左目用に割り当ててそれぞれ右目用及び左目用の画像データで駆動し、これにより右目用の画像と左目用の画像とを同時に表示する。また液晶表示パネルのパネル面にパターン位相差フィルムを配置し、右目用の画素及び左目用の画素からの直線偏光による出射光を、右目用及び左目用で方向の異なる円偏光に変換する。これによりパッシブ方式では、対応する偏光フィルタを備えてなる眼鏡を装着して、右目用の画像と左目用の画像とをそれぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供し、３次元画像を表示する。

このためパターン位相差フィルムは、液晶表示パネルにおける画素の設定に対応して、遅相軸方向（屈折率が最大となる方向）が直交する２種類の帯状領域が順次交互に設けられる。なおここでこの隣接する帯状領域の遅相軸方向は、通常、水平方向に対して、＋４５度と−４５度、０度と＋９０度、又は０度と−９０度の何れかの組み合わせが採用される。このパッシブ方式は、応答速度の遅い液晶表示装置でも適用することができ、さらにパターン位相差フィルムと円偏光メガネとを用いた簡易な構成で３次元表示することができる。

このパッシブ方式に係るパターン位相差フィルムは、画素の割り当てに対応して透過光に位相差を与えるパターン状の位相差層が必要である。このパターン位相差フィルムに関して、特許文献１には、配向規制力を制御した光配向膜をガラス基板上に形成し、この光配向膜により液晶の配列をパターンニングして位相差層を作成する方法が開示されている。また特許文献２には、レーザーの照射によりロール版の周側面に微細な凹凸形状を形成し、この凹凸形状を転写してパターン状に配向規制力を制御した光配向膜を作製する方法が開示されている。

また特許文献３には、配向膜に係る凹凸形状に揺らぎを設けることにより、外光の映り込みによる影響を回避することが記載されている。また特許文献４には、配向膜に係るライン構造に関して、隣接するライン間の角度を３度以下とすることが提案されている。

ところでこの種の３次元画像表示では、クロストークを低減することが求められる。ここでクロストークは、視聴者の右目及び左目にそれぞれ選択的に供給すべき画像表示パネルの出射光が、これとは逆に左目及び右目に漏れ込む現象である。３次元画像表示では、クロストークが激しくなると著しく立体感が損なわれることになる。このクロストークを低減する観点より、パターン位相差フィルムは、画像表示パネルからの直線偏光による右目用及び左目用の出射光を、それぞれ精度良く方向の異なる円偏光に変換することが求められる。

特開２００５−４９８６５号公報 特開２０１０−１５２２９６号公報 特許第４７２０９４６号公報 特開２００７−１０２２３６号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、パッシブ方式の３次元画像表示に係るパターン位相差フィルム等の光学フィルムに関して、従来に比して一段と精度良く透過光に位相差を付与することができる光学差フィルム、この光学を使用した画像表示装置、光学フィルムの製造用金型を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、ラビング痕であるライン状凹凸形状が浅い場合程、位相差層において液晶が揃って配向するとの知見を得、本発明を完成するに至った。

具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。

（１） 透明フィルム材による基材上に、配向膜、位相差層が順次設けられ、前記位相差層により透過光に位相差を付与する光学フィルムにおいて、
前記配向膜にはライン状凹凸形状が設けられ、
前記位相差層は、前記配向膜のライン状凹凸形状による配向規制力により、液晶分子の配向が設定されて透過光に位相差を付与し、
前記ライン状凹凸形状は、
十点平均粗さが、４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上により、黒輝度に係る傾きθのばらつき３σが、１．０度以下、０．０１度以上により形成される。

（１）によれば、黒輝度に係る傾きθのばらつき３σを十分に小さくして、黒輝度を十分に小さくすることができ、これにより従来に比して一段と精度良く透過光に位相差を付与することができる。

（２） （１）において、前記配向膜は、
前記ライン状凹凸形状の延長方向が、第１の方向である第１の領域と、前記ライン状凹凸形状の延長方向が、前記第１の方向と異なる第２の方向である第２の領域とが、順次交互に設けられる。

（２）によれば、パッシブ方式による画像表示装置に適用するパターン位相差フィルムである光学フィルムに適用して、従来に比して一段と精度良く透過光に位相差を付与することができる。

（３） 画像表示装置において、（１）又は（２）に記載の光学フィルムを配置する。

（３）によれば、従来に比して一段と精度良く透過光に位相差を付与することができる光学フィルムを適用して画像表示装置を構成することにより、従来に比して一段と画質を向上することができる。

（４） 母材の表面に、賦型処理により配向膜の作成に供するライン状凹凸形状が作製された光学フィルムの製造用金型において、
前記ライン状凹凸形状は、
十点平均粗さが、４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上により形成される。

（４）によれば、賦型処理により、十点平均粗さが、４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上により、黒輝度に係る傾きθのばらつき３σが、１．０度以下、０．０１度以上による配向膜を作成することができる。これによりこの配向膜を備えた光学フィルムにあっては、黒輝度に係る傾きθのばらつき３σを十分に小さくして、黒輝度を十分に小さくすることができ、これにより従来に比して一段と精度良く透過光に位相差を付与することができる。

本発明によれば、パッシブ方式の画像表示装置に適用されるパターン位相差フィルム等の光学フィルムに関して、従来に比して一段と精度良く透過光に位相差を付与することができる。

本発明の第１実施形態に係るパターン位相差フィルムを示す図である。 図１のパターン位相差フィルムの製造工程の説明に供する図である。 ロール版の製造工程を示す図である。 図３の続きを示す図である。 ラビング装置を示す図である。 ２回目のラビング処理に係るラビング装置を示す図である。 光学特性の測定の説明に供する図である。 ラビング処理時間によりばらつきを示す図である。 黒輝度とばらつきとの関係を示す図である。 二乗平均粗さとばらつきとの関係を示す図である。 十点平均粗さとばらつきとの関係を示す図である。 配向膜の表面形状を示す写真である。 図１２との対比により光学特性が劣る場合の配向膜の表面形状を示す写真である。 第２実施形態に係るロール版製造工程の説明に供する図である。 図１４の続きを示す図である。 パッシブ方式による３次元画像表示の説明に供する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置に適用されるパターン位相差フィルムを示す図である。この第１実施形態に係る画像表示装置は、垂直方向（図１においては左右方向が対応する方向である）に連続する液晶表示パネルの画素が、順次交互に、右目用の画像を表示する右目用画素、左目用の画像を表示する左目用画素に振り分けられて、それぞれ右目用及び左目用の画像データで駆動される。これにより画像表示装置は、右目用の画像を表示する帯状の領域と、左目用の画像を表示する帯状の領域とに表示画面が交互に区分され、右目用の画像と左目用の画像とを同時に表示する。この画像表示装置は、この液晶表示パネルのパネル面に、パターン位相差フィルム１が配置され、このパターン位相差フィルム１により右目用及び左目用の画素からの出射光にそれぞれ対応する位相差を与える。これによりこの画像表示装置は、パッシブ方式により所望の立体画像を表示する。

ここでパターン位相差フィルム１は、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の透明フィルムからなる基材２の一方の面上に、配向膜３、位相差層４が順次作製される。パターン位相差フィルム１は、屈折率異方性を保持した状態で固化（硬化）された液晶材料により位相差層４が形成され、この液晶材料の配向を配向膜３の配向規制力によりパターンニングする。なおこの液晶分子の配向を図１では細長い楕円により誇張して示す。このパターンニングにより、パターン位相差フィルム１は、液晶表示パネルにおける画素の割り当てに対応して、一定の幅により、右目用の領域（第１の領域）Ａと左目用の領域（第２の領域）Ｂとが順次交互に帯状に形成され、右目用及び左目用の画素からの出射光にそれぞれ対応する位相差を与える。

配向膜３は、基材２の表面に、微細な凹凸形状の賦型に供する樹脂である賦型用樹脂が塗付され、この賦型用樹脂の賦型処理により凹凸形状が作製される。この実施形態では、この賦型用樹脂に紫外線硬化性樹脂５が適用される。なお紫外線硬化性樹脂としては、アクリレート系、メタクリレート系、エポキシ系等の単量体、プレポリマー、或いはこれらの混合物にベンゾフェノン、芳香族ヨードニウム等の光重合開始剤を添加したものを適用することができる。

これによりパターン位相差フィルム１は、基材２の表面に紫外線硬化性樹脂５が塗布された後、この紫外線硬化性樹脂５の表面に微小な凹凸形状が形成され、この微小な凹凸形状により配向膜３が形成される。パターン位相差フィルム１は、後述する賦型用金型（製造用金型）の表面に作製された微小な凹凸形状を転写して、配向膜３に係る微小な凹凸形状が作製され、この凹凸形状による配向規制力により位相差層４をパターンニングする。このため配向膜３は、右目用及び左目用の帯状領域Ａ及びＢにそれぞれ対応する帯状の領域が順次交互に形成され、それぞれ微小な凹凸形状が作製される。ここでこの微小な凹凸形状は、一方向に延長するライン状（線状）の凹凸形状により形成され、この一方向に延長する方向が右目用領域Ａと左目用領域Ｂとで９０度異なる方向となるように、かつ各領域の延長方向（水平方向であり、図１においては右上と左下とを結ぶ方向）に対して４５度傾くように形成される。なおこの各領域の延長方向に対する傾きにあっては、基材２のリタデーションが無視できない程度に大きい場合には、リタデーション値に応じて、適宜、増減される。パターン位相差フィルム１は、この図１に示す基本構成に加えて、粘着層、セパレータフィルム、反射防止フィルム等が必要に応じて設けられる。

図２は、このパターン位相差フィルム１の製造工程を示す略線図である。この製造工程１０は、基材２がロールにより提供され、この基材２を供給リール１１から供給する。製造工程１０は、ダイ１２によりこの基材２に紫外線硬化性樹脂の塗布液を塗布する。この製造工程１０において、ロール版２０は、パターン位相差フィルム１の配向膜３に係る凹凸形状が周側面に形成された円筒形状の賦型用金型である。製造工程１０は、紫外線硬化性樹脂５が塗布された基材２を加圧ローラ１４によりロール版２０の周側面に押圧し、高圧水銀燈からなる紫外線照射装置１５による紫外線の照射により紫外線硬化性樹脂５を硬化させる。これにより製造工程１０は、ロール版２０の周側面に形成された凹凸形状を基材２に転写する。その後、剥離ローラ１６によりロール版２０から基材２を硬化した紫外線硬化性樹脂５と一体に剥離し、ダイ１９により液晶材料を塗布する。またその後、紫外線照射装置１７による紫外線の照射により液晶材料を硬化させた後、巻き取りリール１８に巻き取る。パターン位相差フィルム１は、この巻き取りリール１８に巻き取ったシート材に、必要に応じて粘着層、反射防止層等を形成した後、所望の大きさに切断して作製される。これによりパターン位相差フィルム１は、ロールにより提供される基材２を連続して処理して効率良く大量生産される。

図３及び図４は、パターン位相差フィルムの製造用金型であるロール版２０の製造工程を示す図である。なおこの図３及び図４において、パターン位相差フィルム１の領域Ａ、Ｂに対応する領域を、それぞれ符号ＡＲＡ、ＡＲＢにより示す。この製造工程では、面出し工程において、母材４０の周側面を切削により平滑化する。続いてこの製造工程は、下地層４１が作製される（図３（ａ））。ここで母材４０は、ロール版２０の外形形状に対応する円筒形状の金属材料である。母材４０は、加工のしやすさや寸法安定性などから金属材料であることが好ましく、ニッケル、クロム、ステンレス、銅などであることがより好ましい。なおこの実施形態において、母材４０は、銅が適用される。

下地層４１は、上層に設けられる材料層について、母材４０に対する密着力を強化するために設けられる。この実施形態では、下地層４１は、無電解メッキにより、リンをドープしたニッケル層により膜厚５００ｎｍで作製される。

続いてこの工程は、下地層４１の上に、第１の無機材料層４２を作製する。この実施形態では、この第１の無機材料層４２にニッケル層が適用され、スパッタリングにより膜厚１００ｎｍのニッケル層を作製する。なおこの第２の無機材料層４４は、金属材料、無機酸化物、無機窒化物、無機炭化物などの各種無機材料を広く適用することができるものの、加工のしやすさなどから、クロム、チタン、ニッケル、タングステン、ステンレス系金属材料、アルミ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、ＳｉＣ、ＷＣ、ＤＬＣなどから選択される。

続いてこの工程は、図３（ｂ）に示すように、第１の凹凸形状作製工程において、第１の無機材料層４２の全面に微小なライン状の凹凸形状を形成する。ここでこのライン状凹凸形状は、配向膜３の右目用領域の凹凸形状に対応する微小な凹凸形状である。この実施形態では、ラビング布を使用したラビング処理によりこの凹凸形状が作製される。なお図３及び図４では、便宜上、ラビングロールＲによりラビング処理を示す。

続いてこの工程は、マスク作製工程において、レジスト材料により、右目用領域Ａに対応する領域ＡＲＡを被覆し、かつ左目用領域Ｂに対応する領域ＡＲＢを露出させたマスク４３が作製される（図３（ｃ））。すなわちこの工程では、ポジ型のレジスト剤を全面に塗布した後、露光、現像処理することにより、左目用領域Ｂに対応する領域ＡＲＢを露出させたマスクが作製される。なおレジスト材料としては特に限定されるものではなく、ネガ型レジスト材料を適用しても良い。また塗布方法、露光方法にあっても種々の手法を広く適用することができる。

続いて図４（ｄ）に示すように、薄膜作製工程において、全面に、第２の無機材料層４４が作製される。この実施形態では、スパッタリングにより膜厚１００ｎｍのニッケル層を作製し、これによりこの第２の無機材料層４４にニッケル層が適用される。なおこの第２の無機材料層４４は、金属材料、無機酸化物、無機窒化物、無機炭化物などの各種無機材料を広く適用することができるものの、加工のしやすさなどから、クロム、チタン、ニッケル、タングステン、ステンレス系金属材料、アルミ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、ＳｉＣ、ＷＣ、ＤＬＣなどから選択される。

続いて図４（ｅ）に示すように、第２の凹凸形状作製工程において、第１の無機材料層４２におけるライン状の凹凸形状の延長方向とは異なる方向（この実施形態では第１の無機材料層４２におけるラビング方向とは９０度の角度をなす方向である）に全面をラビング処理し、第２の無機材料層（ニッケル層）４４の表面に凹凸形状を作製する。その後、製造工程は、図４（ｆ）に示すように、続くレジスト除去工程において、マスク４３を、その上層の第２の無機材料層４４と共に除去する。これらによりこの製造工程は、２回の凹凸形状作製処理により配向膜３の領域Ａ及びＢに対応する凹凸形状を作製し、ロール版２０を作製する。

〔ラビング装置〕
図５及び図６は、ラビング装置を示す図である。図５は、図３（ｂ）について上述した第１回目のラビン処理時の設定を示す図であり、図６は、図４（ｅ）について上述した第２回目のラビング処理時の設定を示す図である。このラビング装置５０は、空気清浄度が管理されたクリーンルーム内に設置され、これにより異物の付着による製造不良を有効に回避する。

このラビング装置５０は、ロール版２０に係る円筒形状の母材４０をその中心軸ａがほぼ水平になるように保持し、矢印Ａにより示すように、この状態で電動機を備えたロール版駆動部５１によりこの母材４０をこの中心軸ａの周りに所定の回転速度で回転駆動する。この状態でこのラビング装置５０は、この母材４０の回転軸ａに対してラビングロールの回転軸ｂを斜めに傾けてラビングロール５２を保持し、矢印Ｂにより示すように、このラビングロール５２を電動機を備えたラビングロール駆動部５３により矢印Ｂ方向に回転駆動しながら母材４０の側面に押し付ける。回転軸ａと回転軸ｂの相互の交叉角（傾斜角）は、配向膜３、さらには位相差層４の設計に応じたものとなるが、１０〜９０度、通常、３０〜６０度の範囲である。本実施形態においては、該交叉角は図５及び図６の如く４５度である。

ここでラビングロール５２は、ラビング処理に供するラビング布を周囲に巻き付けた円柱形状の部材である。これによりラビング装置５０は、ラビングロール５２を回転させながら表面のラビング布で母材４０の表面を摩擦してラビング処理する。ここでこのラビング布は、例えばラビング処理に使用可能な各種の布材、天然皮革、人口皮革等を広く適用することができる。なおこの実施形態では、表面に多数の纖維を植毛した布材である植毛布によりラビング処理する。なおラビング布の材料としては、一般的に用いられるセルロース、レーヨン、ポリアミド（ナイロン：登録商標））、ポリエチレン等のポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などの中から適宜選択して使用する。一般的な、パイル長１〜数ｍｍ、密度２〜４万フィラメント／ｃｍ^２、パイル径数十〜３００ディナール、パイル本数２５０〜１５００／ｃｍ^２程度の一般的なものを使用する。好ましい材料は、ラビングかすの発生の少ないレーヨン、ナイロンなどの化学繊維を使用した植毛布が好適であり、この場合、パイル長１〜２ｍｍ、密度２．５〜３．５万フィラメント／ｃｍ^２、パイル径数５０〜１５０ディナール、パイル本数６００〜１０００／ｃｍ^２、フィラメントの広がる角度は５〜２０゜である。なおこの実施形態では、レーヨンを使用した植毛布が適用される。

またこのラビング装置５０は、このようにして母材４０の側面を局所的にラビング処理するようにして、ラビングロール駆動部５３により、母材４０の回転軸ａ（中心軸）に沿った方向にラビングロール５２を徐々に移動させる。これによりこのラビング装置５０では、ラビング処理する領域を徐々に変化さて、ラビングロール５２の長さに比して格段的に母材４０の軸長が長い場合であっても、この母材４０の全側面をラビング処理する。なおこのラビングロール５２の中心軸に沿った方向の移動は、必要に応じて繰り返される。またラビングロール５２の移動の繰り返しにあっては、往路と復路との双方でラビング処理しても良く、往路又は復路の１方でのみラビング処理しても良い。

ところでロール版２０の軸長を長くすれば、幅広によるロール材の処理により大画面用のパターン位相差フィルムを作製することができ、さらには幅方向への多数個取りによりパターン位相差フィルムを作製することができ、極めて製造上、便利になる。しかしながらロール版にあっては、円柱形状による側面をラビング処理することにより、配向膜作製用の金型を平板により作製する場合に比して、精度良くラビング処理することが困難な欠点があり、さらに軸長を長くした場合には、一段と作製が困難になる。しかしながらこの実施形態のように、ロール版２０の母材４０を回転させながら、斜めに傾けたラビングロール５２を回転させながら母材４０に押し付けて移動させるようにすれば、常に一定の条件によりロール版の全周をラビング処理することができ、高い精度により簡易にロール版２０を作製することができる。また光軸ずれやシュリーレン欠陥の発生を有効に回避して全面に凹凸形状を作製することができ、これによっても精度の高いパターン位相差フィルムを作製可能とすることができる。

さらにこの実施形態において、ラビング装置５０は、ラビングロール５２の傾きを可変できるように構成され、第１回目のラビング処理（図５）では、ラビングロール５２が接触する母材４０表面の変位方向（円周接線方法である）に対して、ラビングロール５２の回転軸ｂが４５度傾くように設定される。これに対して第２回目のラビング処理（図６）では、この第１回目より回転軸を９０度傾けて、円周接線の方向に対して、第１回目とは逆側に、４５度傾くように設定される。これによりこの実施形態では、右目用の領域に係るラビング処理と、左目用の領域に係るラビング処理とで、１台のラビング装置を共用することができ、製造工程を簡略化することができる。なおロール版から凹凸形状を転写する際に発生する偏差（ロール版の周側面からパターン位相差フィルムの基材平面への幾何学的な形状の変換、転写時の静電場等により発生すると考えられる）が誤差として無視できない場合、この偏差を相殺する分だけ、ラビングロール５２の傾きを可変し、これによりラビング方向の修正によってこの偏差が補正される。

さらにこのラビング装置５０おいては、図５及び図６において矢印Ａ及びＢにより示すように、ラビングロール５２が接触する箇所において、母材４０の側面の変位方向と、ラビングロール５２の側面の変位方向が逆方向となるように、母材４０及びラビングロール５２の回転方向が設定される。これによりラビング装置５０では、母材４０の側面に付着してラビング箇所に到来する塵等の異物をラビングロール５２の回転により弾き飛ばし、異物による不良の発生を防止する。

またさらにこのラビング装置５０では、このようにしてラビングロール５２の回転方向を設定して、このラビングロール５２によるラビング処理を順目により実行する。ここで順目は、ラビング布の摩擦抵抗が最も小さくなる摩擦方向であり、ラビング布を平面視した場合に、ラビング布に植毛された各繊維の根元より先端に向かう方向が順目方向である。このためラビング装置５０は、ラビング布５４が接触する母材４０の表面の変位方向が、この順目方向となるように、ラビング布５４がラビングロール５２の側面に配置される。これによりこの実施形態では、ラビング処理中に、ラビング布の繊維が一定方向を向くようにし、ライン状による凹凸形状の乱れを低減する。なおラビング布にあっては、各繊維の向きの乱れが大きい場合もある。そこでこのような場合には、各繊維の順目方向を平均値化等により統計的に処理して、ラビング布の順目方向を決定すれば良い。

〔ラビング条件の最適化〕
ここでラビングの条件を種々に変更してパターン位相差フィルム１の光学特性を測定した。図７は、この光学特性の測定の説明に供する図である。この測定では、直交ニコル配置による偏光板６０Ａ及び６０Ｂの間にパターン位相差フィルム１を配置する。この状態で、偏光板６０Ａ及び６０Ｂに対するパターン位相差フィルム１の傾きθを変化させながら、透過光量を計測し、最も透過光量が小さくなる傾きθを計測する。なおこの最も透過光量が小さくなる場合の光量は、黒輝度とも呼ばれる。この実施形態では、１つのパターン位相差フィルム１について、この黒輝度の光量、黒輝度に係る傾きを複数個所で計測し、計測結果を統計的に処理した。なおこの測定に係るラビング処理は、レーヨンを使用した植毛布を使用して押し込み量０．５ｍｍにより実行した。またパターン位相差フィルム１は、母材４０の周側面に計測用の試料を貼り付けて作成した試験用金型により作成した。

図８及び図９は、この計測結果を示す図である。図８の測定結果は、ラビング処理の時間を横軸に取り、傾きθのばらつき３σを縦軸により示すものである。なおσは、標準偏差である。また符号Ｌ１により示す測定結果は、符号Ｌ２により示す測定結果に比して、ラビング処理時における母材４０の回転速度（図５及び図６参照）を５倍に設定した場合の測定結果である。この図８による計測結果によれば、母材４０の回転速度が低い程、またラビング処理時間が短い程、黒輝度に係る角度θのばらつき３σが小さいことが判った。特に、処理時間を一定時間より短くすると、ばらつき３σが急激に小さくなることが判る。

また図９は、黒輝度を横軸に取り、傾きθのばらつき３σを縦軸により示すものである。なお横軸の単位はカンデラであり、一定の光量により測定に供する光を照射した場合の透過光量である。この図９によれば、ばらつき３σが小さい程、黒輝度も小さくなることが判る。特に、ばらつき３σのほぼ１．０度を境にして、これよりばらつき３σが小さくなると、ばらつき３σの変化に対する黒輝度の変化量が小さくなる。このばらつき３σの１．０度を境にした測定結果の変化は、図８の測定結果でも見て取ることができる。

ここでこのばらつき３σが小さい場合、黒輝度が小さい場合には、パターン位相差フィルム１で付与される位相差量にばらつきが小さいと言え、パターン位相差フィルム１では、精度良く、画像表示パネルの出射光を右目用及び左目用で方向の異なる円偏光に変換することができる。従ってクロストークも十分に抑圧することができる。

これらにより精度良く位相差層を作成するためには、母材とラビング布との相対速度を一定速度以下に設定して短い処理時間によりラビング処理することが必要であり、従来のラビング処理に係る考え方とは真逆の考え方によりラビング処理することが必要であることが判った。しかしてこのように相対速度を一定速度以下に設定して短い時間によりラビング処理する場合には、十分な深さによりライン状凹凸形状が作成されていないと考えられる。

図１０及び図１１は、このような観点より配向膜の表面形状とばらつき３σとの関係を測定した結果である。なおこの測定結果は、図８及び図９の測定に供したパターン位相差フィルムについて、紫外線硬化性樹脂を塗付する前の段階で配向膜の表面形状を測定したものである。図１０は、二乗平均粗さＲＭＳ（Ｒｑ）を横軸に取り、ばらつき３σを縦軸に取った測定結果である。この図１０の測定結果によれば、ばらつき３σが小さい場合には、二乗平均粗さによる粗さも小さいことが判るものの、図８及び図９の測定結果について上述したばらつき３σの１．０度に係る境界については、見て取ることができない。

これに対して図１１は、十点平均粗さＰ−Ｖ（Ｒｚ）を横軸に取り、ばらつき３σを縦軸に取った測定結果である。これら図１０及び図１１の測定結果によれば、表面粗さが粗い場合程、すなわち配向膜に係るライン状凹凸形状が十分な深さにより作成されている場合程、位相差層に係る光学特性が劣化することが判る。換言すれば、配向膜に係るライン状凹凸形状が浅い場合程、位相差層にかかる液晶分子が揃った状態で配向し易いと言える。

またさらにこの図１１の測定結果によれば、図８及び図９の測定結果との対比により、十点平均粗さが４０ｎｍ以下であるようにラビング処理すれば、ばらつき３σが１．０度以下であるようにラビング処理することができ、また黒輝度も十分に抑圧できることが判る。なお、十点平均粗さの下限値は、位相差層に適用される液晶分子の大きさの１０倍程度は必要であり、これにより１ｎｍ以上は必要である。これに対してばらつき３σの下限値は、計測処理、統計処理に係る分解能となることから、０．０１度以上となる。

これによりこの実施形態では、この条件を満足する範囲で、母材４０の回転速度を図８において符号Ｌ２により示す回転速度に設定すると共に、ラビング処理時間を一定時間以下に設定し、第１回目及び第２回目のラビング処理を実行した。これによりこの実施形態では、ロール版２０における領域ＡＲＡ、ＡＲＢの双方において、十点平均粗さを４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上により配向膜の作成に供するライン状凹凸形状を作成する。またこれによりパターン位相差フィルム１の配向膜について、十点平均粗さを４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上、黒輝度に係る傾きθのばらつき３σを１．０度以下、０．０１度以上に設定した。

図１２及び図１３は、図１０及び図１１の測定に供した配向膜について、５μｍ×５μｍの領域の表面形状を示すAFM（Atomic Force Microscope：原子間力顕微鏡)による写真であり、上方から下方がラビング方向である。図１２は、上述の範囲に入る試料によるものであり、かろうじてラビング方向を見て取ることができる程度に、微弱なライン状凹凸形状が作成されている。図１３は、上述の範囲に入らない、ラビングし過ぎの試料によるものであり、ばらつき３σ及び黒輝度共に未だ不十分なものであった。この図１２及び図１３によれは、配向膜に係るライン状凹凸形状が十分な深さにより作成されている場合程、位相差層に係る光学特性が劣化することが判り、配向膜に係るライン状凹凸形状が浅い場合程、位相差層にかかる液晶分子が揃った状態で配向し易いことが判る。

以上の構成によれば、十点平均粗さを４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上、黒輝度に係る傾きθのばらつき３σを１．０度以下、０．０１度以上により光学フィルムに係る配向膜を作成することにより、従来に比して一段と精度良く透過光に位相差を付与することができる。またこのように十点粗さを設定する場合には、従来に比して、配向膜に係るライン状凹凸形状を浅くすることができる。このように配向膜に係るライン状凹凸形状が浅い場合は、ロール版２０の表面からの紫外線硬化性樹脂の剥離性がよく、これによりロール版２０の耐久性を向上させることができる。

また第１及び第２の領域にそれぞれライン状凹凸形状が作成されるパターン位相差フィルムに適用して、従来に比して一段と精度良く、画像表示パネルの出射光を右目用及び左目用で方向の異なる円偏光に変換することができる。

またこのパターン位相差フィルムの製造に供する金型であるロール版において、十点平均粗さを４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上によりライン状凹凸形状を作成することにより、このロール版を使用して従来に比して一段と精度良く透過光に位相差を付与することができる光学フィルムを提供することができる。

〔第２実施形態〕
図１４及び図１５は、図３及び図４との対比により示す第２実施形態に係るロール版の製造工程を示す図である。この実施形態では、領域Ａ及びＢを交互にマスクしてラビング処理することにより、ロール版を作成する。この実施形態では、この図１４及び図１５に係るロール版の作成工程が異なる点を除いて、第１実施形態と同一に構成される。なおこの実施形態において、第１実施形態と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。

この製造工程では、母材４０の周側面を切削により平滑化した後、順次、下地層４１、無機材料層４２が作製される（図１４（ａ））。続いてこの工程は、マスク作製工程において、レジスト材料により、右目用領域Ａに対応する領域ＡＲＡを被覆し、かつ左目用領域Ｂに対応する領域ＡＲＢを露出させたマスク４３Ａが作製される（図１４（ｂ））。続いてこの工程は、図１４（ｃ）に示すように、第１の凹凸形状作製工程において、ラビング処理により全面に微小なライン状凹凸形状を形成する。

続いてこの工程は、マスク４３Ａを除去した後、図１５（ｄ）に示すように、マスク４３Ａとは逆に、左目用領域Ｂに対応する領域ＡＲＢを被覆し、かつ右目用領域Ａに対応する領域ＡＲＡを露出させたマスク４３Ｂが作製される。続いてこの工程は、図１５（ｅ）に示すように、第２の凹凸形状作製工程において、ラビング処理により全面に微小なライン状凹凸形状を形成する。

その後、製造工程は、図１５（ｆ）に示すように、レジスト除去工程において、マスク４３Ｂを除去する。これらによりこの製造工程は、交互のマスクラビングにより配向膜１３の領域Ａ及びＢに対応する凹凸形状を作製し、ロール版３０を作製する。

この実施形態では、この２回のマスクラビングの条件が第１実施形態と同一の条件により実行される。

この第２実施形態では、交互のマスクラビングによりロール版を作成する場合でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。

すなわち上述の実施形態では、紫外線硬化性樹脂を賦型用樹脂に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、紫外線硬化性樹脂以外の各種の賦型用樹脂を広く適用することができ、また軟化させた基材を直接ロール版に押し付けて賦型する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施形態では、本発明をパターン位相差フィルムに適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば１／２位相差板、１／４位相差板等、配向膜の配向規制力により位相差層の液晶材料を配向させて透過光に位相差を付与する種々の光学フィルムに広く適用することができる。

また上述の実施形態では、ロール版により光学フィルムを生産する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、平板により光学フィルムを生産する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施形態では、液晶表示パネルの使用を前提とする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、有機ＥＬパネル、プラズマディスプレイパネルの使用を前提とする場合にも広く適用することができ、また偏光フィルタを一体に設ける場合にも広く適用することができる。

１ パターン位相差フィルム
２ 基材
３ 配向膜
４ 位相差層
５ 賦型層
１０ 製造工程
１１ 供給リール
１２、１９ ダイ
１４ 加圧ローラ
１５、１７ 紫外線照射装置
１６ 剥離ローラ
１８ 巻き取りリール
２０ ロール版
４０ 母材
４１ 下地層
４２、４４ 無機材料層
４３、４３Ａ、４３Ｂ マスク
５０ ラビング装置
５１ ロール版駆動部
５２ ラビングロール
５３ ラビングロール駆動部

Claims (4)

1. 透明フィルム材による基材上に、配向膜、位相差層が順次設けられ、前記位相差層により透過光に位相差を付与する光学フィルムにおいて、
   前記配向膜にはライン状凹凸形状が設けられ、
   前記位相差層は、前記配向膜のライン状凹凸形状による配向規制力により、液晶分子の配向が設定されて透過光に位相差を付与し、
   前記ライン状凹凸形状は、
   十点平均粗さが、４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上により、黒輝度に係る傾きθのばらつき３σが、１．０度以下、０．０１度以上により形成された
   光学フィルム。
2. 前記配向膜は、
   前記ライン状凹凸形状の延長方向が、第１の方向である第１の領域と、前記ライン状凹凸形状の延長方向が、前記第１の方向と異なる第２の方向である第２の領域とが、順次交互に設けられた
   請求項１に記載の光学フィルム。
3. 請求項１、又は請求項２に記載の光学フィルムを配置した
   画像表示装置。
4. 母材の表面に、賦型処理により配向膜の作成に供するライン状凹凸形状が作製された光学フィルムの製造用金型において、
   前記ライン状凹凸形状は、
   十点平均粗さが、４０ｎｍ以下、１ｎｍ以上により形成された
   光学フィルムの製造用金型。