(57)【要約】【課題】簡易な工程で製造することができると共に、光利用効率の低下を抑制することが可能な位相差板を提供する。【解決手段】位相差板１０は、溝領域１１Ａ，１１Ｂがストライプ状に交互にパターニングされた基板１１の表面に接して位相差層１２が形成されたものである。溝領域１１Ａ，１１Ｂはそれぞれ、方向ｄ１，ｄ２に延在する複数の溝１１１ａ，１１１ｂからなる。位相差層１２は、溝領域１１Ａ，１１Ｂに対応して位相差領域１２ａ，１２ｂを有し、位相差領域１２ａ，１２ｂではそれぞれ、溝の延在方向ｄ１，ｄ２に沿って液晶分子１２０が配向する。溝領域１１Ａ，１１Ｂは、周期構造を有しており、その周期構造は、凹凸のピッチにおいて２〜１０％の広がりを有し、凹凸の角度において３〜８°の広がりを有している。【選択図】図１
2010266887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の方向に延在する複数の溝を表面に有する基板と、
前記基板の表面に接して設けられ、前記複数の溝の延在方向に沿って配向すると共に重合した液晶材料を含む位相差層と
を備え、
前記複数の溝によって形成されたパターンは、周期構造を有し、
前記周期構造は、凹凸のピッチにおいて２〜１０％の広がりを有し、凹凸の角度において３〜８°の広がりを有する
位相差板。
【請求項２】
前記複数の溝は、第１の方向に延在した複数の第１の溝と、前記第１の方向に直交する第２の方向に延在した複数の第２の溝とを含み、
前記複数の第１の溝からなる第１の溝領域と、前記複数の第２の溝からなる第２の溝領域とは、それぞれストライプ状であると共に交互に配置されている
請求項１に記載の位相差板。
【請求項３】
前記基板の裏面側もしくは前記位相差層の表面側に、選択的な偏光成分を透過させる偏光子を備え、
前記偏光子の透過軸方向と、前記溝の延在方向とのなす角が４５°である
請求項１または請求項２に記載の位相差板。
【請求項４】
前記第１の溝領域と前記第２の溝領域の境界付近が黒色パターンで覆われている
請求項２に記載の位相差板。
【請求項５】
前記基板の裏面に反射防止層またはアンチグレア層を備えた
請求項１または請求項２に記載の位相差板。
【請求項６】
前記周期構造の深さが５０〜２５０ｎｍである
請求項１または請求項２に記載の位相差板。
【請求項７】
光源と、
前記光源からの光に基づいて表示を行う表示セルと、
前記表示セルの光源側に設けられた第１偏光子、および表示側に設けられた第２偏光子と、
前記第１偏光子および第２偏光子のうち、少なくとも一の偏光子の光出射側に配置された位相差板と
を備え、
前記位相差板は、
特定の方向に延在する複数の溝を表面に有する基板と、
前記基板の表面に接して設けられ、前記複数の溝の延在方向に沿って配向すると共に重合した液晶材料を含む位相差層と
を有し、
前記複数の溝によって形成されたパターンは、周期構造を有し、
前記周期構造は、凹凸のピッチにおいて２〜１０％の広がりを有し、凹凸の角度において３〜８°の広がりを有する
表示装置。
【請求項８】
前記位相差板は、前記第２偏光子の光出射側に配置され、
前記複数の溝は、第１の方向に延在した複数の第１の溝と、前記第１の方向に直交する第２の方向に延在した複数の第２の溝とを含み、
前記複数の第１の溝からなる第１の溝領域と、前記複数の第２の溝からなる第２の溝領域とは、それぞれストライプ状であると共に交互に配置され、
前記第２偏光子の透過軸方向と、前記第１の溝および前記第２の溝の延在方向とのなす角がそれぞれ４５°である
請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記位相差板は、前記第１偏光子の光出射側に配置され、かつ
前記第１偏光子の透過軸方向と、前記溝の延在方向とのなす角が０°もしくは４５°である
請求項７または請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１の溝領域と前記第２の溝領域の境界付近が黒色パターンで覆われている
請求項８に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記基板の裏面に反射防止層またはアンチグレア層を備えた
請求項７または請求項８に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記周期構造の深さが５０〜２５０ｎｍである
請求項７または請求項８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶材料を用いた位相差板およびそれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３次元表示が可能なディスプレイの開発が進んでいる。３次元表示方式としては、例えば、右眼用の画像と左眼用の画像とをそれぞれディスプレイの画面に表示し、これを偏光めがねをかけた状態で観察する方式がある（例えば、特許文献１参照）。この方式は、２次元表示が可能なディスプレイ、例えばブラウン管、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイの前面に、パターニングされた位相差板を配置することで実現される。このような位相差板では、左右の眼にそれぞれ入射する光の偏光状態を制御するために、リタデーションや光学軸をディスプレイの画素レベルでパターニングすることが必要となる。
【０００３】
例えば、特許文献１，２では、液晶材料や位相差材料を、フォトレジストなどを用いて部分的にパターニングすることにより、上記のような位相差板を作製する手法が開示されている。ところが、このような手法では、プロセスステップ数が多く、低コストで製造しにくいという問題があった。そこで、特許文献３には、光配向膜を用いてパターニングを行うことにより位相差板を作製する手法が開示されている。具体的には、基板上に光配向膜を形成したのち、この光配向膜を、偏光紫外線を用いてパターニングする。こののち、パターニングした光配向膜上に、重合性を有する液晶材料（以下、液晶性モノマーという）を塗布し、液晶分子を所望の方向に配向させる。こののち、紫外線を照射して液晶性モノマーを重合させることにより、位相差板を作製する。また、液晶ディスプレイにおいては、ポリイミド配向膜にラビング処理を施すことによりパターニングを行う手法がよく用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＵＳＰ５，６７６，９７５
【特許文献２】ＵＳＰ５，３２７，２８５
【特許文献３】特許第３８８１７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献３の光配向膜を用いる手法や、ポリイミド配向膜にラビング処理を施す手法では、配向膜において光吸収や色づきが生じて透過率が低下し、利用効率が低下してしまうという問題があった。また、光配向膜による手法では、パターニングの際に偏光紫外線を用いて部分照射を行う必要があるため、プロセスステップ数が多くなるという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易な工程で製造することができると共に、光利用効率の低下を抑制することが可能な位相差板およびそれを備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の位相差板は、特定の方向に延在する複数の溝を表面に有する基板と、基板の表面に接して設けられ、複数の溝の延在方向に沿って配向した重合性液晶材料を含む位相差層とを備えたものである。なお、本発明における基板は、板状やフィルム状の基材であり、また、このような基材上に他の樹脂層などを積層した構成であってもよい。本発明の位相差板において、複数の溝によって形成されたパターンは、周期構造を有している。ここで、上記周期構造は、例えば、凹凸のピッチにおいて２〜１０％の広がりを有しており、凹凸の角度において３〜８°の広がりを有している。
【０００８】
本発明の位相差板では、基板の表面に設けられた複数の溝の延在方向に沿って重合性液晶材料が配向していることにより、溝の延在方向に基づいて光学軸が形成され、位相差特性が発揮される。ここで、位相差層が基板表面に接して設けられていることにより、すなわち、位相差層と基板との界面付近に光配向膜やラビング用の配向膜が設けられていないことにより、界面付近での光損失が低減される。
【０００９】
本発明の表示装置は、光源と、光源からの光に基づいて表示を行う表示セルと、表示セルの光源側に設けられた第１偏光子および表示側に設けられた第２偏光子とを備え、第１偏光子および第２偏光子のうち、少なくとも一の偏光子の光出射側に上記本発明の位相差板を備えたものである。
【００１０】
参考例に係る位相差板の製造方法は、基板の表面に、特定の方向に延在する複数の溝を形成する工程と、複数の溝を形成した基板の表面に、重合性を有する液晶材料を塗布する工程と、液晶材料を重合させる工程とを含むものである。本発明の位相差板の製造方法において、複数の溝によって形成されたパターンは、周期構造を有している。ここで、上記周期構造は、例えば、凹凸のピッチにおいて２〜１０％の広がりを有しており、凹凸の角度において３〜８°の広がりを有している。
【００１１】
参考例に係る位相差板の製造方法では、複数の溝を形成した基板の表面に、重合性を有する液晶材料を塗布することにより、液晶分子は、溝の形状により溝の延在方向に基づいて配向する。その後、上記液晶材料を重合させることにより、液晶分子の配向状態が固定される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の位相差板および参考例に係る位相差板の製造方法によれば、複数の溝を有する基板表面に接して位相差層を設け、すなわち光配向膜やラビング用の配向膜を用いることなく、基板上の溝によって重合性液晶材料を配向させている。これにより、上記のような配向膜を用いる場合に比べ、基板と位相差層との界面付近における光損失を低減させることができる。よって、簡易な工程で製造できると共に、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。また、本発明の表示装置によれば、上記位相差板を、表示セルの光源側もしくは表示側に設けるようにしたので、位相差板を例えば偏光めがねを用いた立体視用の位相差板や視野角補償フィルムとして用いる場合に、明るい表示を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る位相差板の概略構成を表す図である。
【図２】図１の位相差板の一変形例の断面図である。
【図３】図１に示した位相差板の詳細構成を説明するための模式図である。
【図４】図１に示した位相差板の詳細構成を説明するための模式図である。
【図５】図１に示した基板の製造方法を説明する図である。
【図６】図５の方法で製造された基板の断面図である。
【図７】図２に示した基板を製造する装置の概略構成を表す図である。
【図８】図７の方法で製造された基板の断面図である。
【図９】図５または図７の方法で製造された基板を利用した位相差板の製造方法を説明する図である。
【図１０】比較例に係る位相差板の概略構成を表す図である。
【図１１】図１０に示した位相差板の製造方法を説明する図である。
【図１２】図１１の工程に続く製造方法を工程順に表す図である。
【図１３】変形例１に係る位相差板における基板の上面図である。
【図１４】変形例２に係る位相差板の概略構成を表す断面図である。
【図１５】図１４に示した位相差板の製造方法を説明する図である。
【図１６】図１５の工程に続く製造方法を工程順に表す図である。
【図１７】変形例３に係る位相差板の概略構成を表す断面図である。
【図１８】図１７に示した位相差板の製造方法を説明する図である。
【図１９】変形例４に係る位相差板の概略構成を表す断面図である。
【図２０】変形例５に係る位相差板の概略構成を表す断面図である。
【図２１】変形例６に係る位相差板の製造方法で用いる型の平面構成を表す模式図である。
【図２２】図２１に示した型の製造方法の一例を説明する図である。
【図２３】図２１に示した型の製造方法の他の例を説明する図である。
【図２４】変形例７に係る型の製造方法を説明する図である。
【図２５】図２４の平板と砥石との回転軸の関係を表す図です。
【図２６】変形例８に係る型の製造方法を説明する図である。
【図２７】図２６のロールと砥石との回転軸の関係を表す図です。
【図２８】変形例９に係る型の製造に際して用いる砥石の概略構成を表す図である。
【図２９】変形例９に係る型の製造方法を説明する図である。
【図３０】変形例１０に係る型の製造に際して用いる超短パルスレーザのビームスポットの強度分布を表す図である。
【図３１】図３０のビームスポットのスキャン手順の一例を表す図である。
【図３２】図３０のビームスポットのスキャン手順の他の例を表す図である。
【図３３】変形例１０に係る型の製造に際して用いる装置の一例を表す図である。
【図３４】変形例１０に係る型の製造に際して用いる装置の他の例を表す図である。
【図３５】図３３、３４の装置におけるビームスポットのスキャン手順の一例を表す図である。
【図３６】図３３、３４の装置におけるビームスポットのスキャン手順の他の例を表す図である。
【図３７】超短パルスレーザを用いて形成されたパターン領域の凹凸形状を表す図である。
【図３８】電子線描画などを用いて形成されたパターン領域の凹凸形状を表す図である。
【図３９】図３７の凹凸上に形成された液晶分子の配向を表す図である。
【図４０】図３８の凹凸上に形成された液晶分子の配向を表す図である。
【図４１】図３７、図３８の凹凸による回折を表す図である。
【図４２】図３７の凹凸での回折光のＤＦＴ解析結果を表す図である。
【図４３】図３８の凹凸での回折光のＤＦＴ解析結果を表す図である。
【図４４】適用例１に係る表示装置の概略構成を表す断面図である。
【図４５】図４４に示した表示装置の積層構造を表す模式図である。
【図４６】適用例１の他の例に係る位相差板と偏光子とを表す模式図である。
【図４７】適用例２に係る表示装置の概略構成を表す断面図である。
【図４８】図４７に示した表示装置の積層構造を表す模式図である。
【図４９】適用例３に係る表示装置の概略構成を表す断面図である。
【図５０】実施例２において転写の際に用いた型の表面の拡大図である。
【図５１】実施例４に係る位相差板を製造する装置の概略構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（位相差領域の光学軸がストライプ方向と＋４５°，−４５°をなす例）
２．変形例１（位相差領域の光学軸がストライプ方向と０°，＋９０°をなす例）
３．変形例２（位相差領域のリタデーションを液晶材料により変化させる例）
４．変形例３（位相差領域のリタデーションを液晶材料・厚みにより変化させる例）
５．変形例４（基板表面の部分的な領域にのみ位相差層を形成する例）
６．変形例５（位相差領域の光学軸が基板面内の一方向にのみ形成されている例）
７．変形例６（転写用型の溝を、端面に研削加工痕を有する金属薄板を重ね合わせることにより形成する例）
８．変形例７（転写用型の溝を、傾けて回転させた砥石による加工により形成する例）
９．変形例８（転写用型の溝を、バイトによる加工により形成する例）
１０．変形例９（転写用型の溝を、溝の圧力転写により形成する例）
１１．変形例１０（転写用型の溝を、超短パルスレーザを用いて形成する例）
１２．適用例１（３Ｄディスプレイ）
１３．適用例２（２次元表示用のディスプレイ）
１４．適用例３（半透過型の２次元表示用のディスプレイ）
１５．実施例１（電子線描画にて形成したレジスト層を用いて溝を形成した例）
１６．実施例２（超短パルスレーザにて形成した平板型を用いて溝を形成した例）
１７．実施例３（実施例２とは異なる材料の基板を用いて溝を形成した例）
１８．実施例４（超短パルスレーザにて形成した型ロールを用いて溝を形成した例）
１９．実施例５（実施例２とは異なる材料の基板を用いて溝を形成した例）
【００１５】
［位相差板１０の構成］
図１（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係る位相差板１０の断面構成の一例を表すものである。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の基板１１を表面側からみたものである。位相差板１０では、基板１１の表面に溝領域１１Ａ，１１Ｂがパターニングされており、この基板１１の表面に接して位相差層１２が形成されている。
【００１６】
基板１１は、例えばプラスチックなどの熱可塑性を有する材料、具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレンなどから構成されている。また、位相差板１０を、後述の偏光めがね方式による３次元表示用に用いる場合には、基板１１の位相差はできるだけ小さい方が好ましいので、非晶質シクロオレフィンポリマーや脂環式アクリル樹脂、ノルボルネン系樹脂から構成されることが好ましい。基板１１の厚みは、例えば３０μｍ〜５００μｍである。本実施の形態では、従来のように配向膜を用いて液晶分子を配向させる場合と異なり、高温での加熱処理を必要としないため、ガラス材料などに比べて、加工し易く、かつ安価なプラスチック材料を用いることができる。
【００１７】
基板１１は、例えば単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。基板１１が多層構造となっている場合には、基板１１は、例えば、図２に示したように、基材３１の表面に樹脂層３２が形成された２層構造となっている。ここで、樹脂層３２は、上記特許文献３の光配向膜や、ポリイミド配向膜とは異なっており、樹脂層３２において光吸収や色づきはほとんど生じない。なお、図２には、基板１１の最表層に形成された樹脂層３２に、上述した溝領域１１Ａ，１１Ｂがパターニングされている場合が例示されている。
【００１８】
溝領域１１Ａ，１１Ｂは、基板１１の表面において、例えばストライプ状に、交互に配列している。これらのストライプ幅は、例えば表示装置（後述）における画素ピッチと同等の幅となっている。このうち、溝領域１１Ａは、複数の溝１１１ａが配列したものであり、これら複数の溝１１１ａは、互いに同一の方向ｄ１に沿って延在している。溝領域１１Ｂは、複数の溝１１１ｂが配列したものであり、これら複数の溝１１１ｂが互いに同一の方向ｄ２に沿って延在している。また、方向ｄ１，ｄ２は、互いに直交している。但し、本実施の形態では、方向ｄ１，ｄ２は、溝領域１１Ａ，１１Ｂのストライプ方向Ｓに対してそれぞれ、−４５°，＋４５°の角度をなしている。
【００１９】
位相差層１２は、ストライプ状の位相差領域１２ａ，１２ｂが交互に配列して構成されたものである。これらの位相差領域１２ａ，１２ｂは、上記溝領域１１Ａ，１１Ｂのそれぞれに対向して設けられ、互いに位相差特性が異なっている。具体的には、位相差領域１２ａでは、溝領域１１Ａにおける溝１１１ａの延在方向ｄ１を光学軸とし、位相差領域１２ｂでは、溝領域１１Ｂにおける溝１１１ｂの延在方向ｄ２を光学軸として、それぞれ所定のリタデーション値が設定されている。本実施の形態では、位相差領域１２ａ，１２ｂは、光学軸方向が異なり、リタデーションの絶対値は互いに等しくなっている。
【００２０】
ここで、図３および図４（Ａ），（Ｂ）を参照して、溝領域１１Ａ，１１Ｂおよび位相差層１２の詳細な構成について説明する。但し、図３は、溝領域１１Ａと位相差領域１２ａとの界面付近の様子の一例を模式的に表す斜視図である。図４（Ａ）は図３の界面付近の上面図であり、図４（Ｂ）は断面図である。なお、溝領域１１Ａおよび溝領域１１Ｂは、溝１１１ａ，１１１ｂのそれぞれの延在方向以外は、同様の構成となっているため、ここでは、溝領域１１Ａを例に挙げて説明する。
【００２１】
溝領域１１Ａにおいて、各溝１１１ａの断面形状は、例えばＶ字状となっている。言い換えると、溝領域１１Ａ全体の断面形状は、鋸歯状となっている。このような溝１１１ａの形状は、例えば後述する型を用いた転写によって一括形成される。
【００２２】
位相差層１２は、例えば重合した高分子液晶材料を含んで構成されたものである。すなわち、位相差層１２では、液晶分子１２０の配向状態が固定されている。高分子液晶材料としては、相転移温度（液晶相−等方相）、液晶材料の屈折率波長分散特性、粘性特性、プロセス温度などに応じて選定された材料が用いられる。但し、重合基としてアクリロイル基あるいはメタアクリロイル基を有していることが、透明性の観点から好ましい。また、重合性官能基と液晶骨格との間にメチレンスペーサのない材料を用いることが好ましい。プロセス時の配向処理温度を低くすることができるためである。この位相差層１２の厚みは、例えば０．１μｍ〜１０μｍである。なお、位相差層１２が、重合した高分子液晶材料を含んで構成されている場合に、位相差層１２が、重合した高分子液晶材料だけで構成されている必要はなく、その一部に未重合の液晶性モノマーを含んでいてもよい。位相差層１２に含まれる未重合の液晶性モノマーは、後述の配向処理（加熱処理）によって、その周囲に存在する液晶分子１２０の配向方向と同様の方向に配向しており、高分子液晶材料の配向特性と同様の配向特性を有しているからである。
【００２３】
このような溝領域１１Ａと位相差領域１２ａとの界面付近では、液晶分子１２０の長軸が、溝１１１ａの延在方向ｄ１に沿うように配列している。また、図示しない位相差領域１２ａの上層の液晶分子１２０についても、下層の液晶分子１２０の配向方向に倣うように方向ｄ１に沿って配向している。すなわち、溝領域１１Ａにおいて方向ｄ１に延在する溝１１１ａの形状により、液晶分子１２０の配向が制御され、位相差領域１２ａの光学軸が設定される。
【００２４】
また、上記位相差層１２において、位相差領域１２ａ，１２ｂの構成材料や厚みを調整することにより、位相差層１２のリタデーション値が設定される。この位相差層１２のリタデーション値は、基板１１が位相差を有する場合には、この基板１１の位相差をも考慮して設定されることが好ましい。なお、本実施の形態では、位相差領域１２ａ，１２ｂは互いに同一の材料および厚みにより構成され、これにより、上述したようにリタデーションの絶対値が互いに等しくなっている。
【００２５】
［位相差板１０の製造方法］
次いで、上記位相差板１０の製造方法について説明する。最初に、熱転写法により基板１１を製造する場合について説明し、続いて、いわゆる２Ｐ成型法（Photo Polymerization：光硬化を利用した成型法）により基板１１を製造する場合について説明する。その後、これらの方法により製造された基板１１を利用して位相差板１０を製造する方法について説明する。
【００２６】
図５は、熱転写法により基板１１を製造する過程を示したものである。図５に示したように、基板１１の表面に溝領域１１Ａ，１１Ｂをパターニングする。このときの基板１１は、単層構造となっていてもよいし、多層構造（例えば、基材の表面に樹脂層が形成された２層構造）となっていてもよい。このとき、例えば、溝領域１１Ａ，１１Ｂの反転パターンが形成された型ロール１１２を用いた転写により、溝領域１１Ａ，１１Ｂを一括形成する。すなわち、上述した材料よりなる基板１１をガラス転移温度付近まで加熱し、この加熱した基板１１の表面に型ロール１１２を押し当てたのち、冷却、離型することにより、基板１１上の全面に溝領域１１Ａ，１１Ｂを形成する。これにより、図６に示したように、基板１１の表面に溝領域１１Ａ，１１Ｂがストライプ状に交互に形成される。
【００２７】
上記型ロール１１２の材料としては、例えば、ＮｉＰ、銅（Ｃｕ）およびステンレスなどの金属材料や、石英、シリコン、炭化ケイ素、サファイア、ダイヤモンドなどを用いることができる。型ロール１１２は、このような材料よりなる基材の表面に、例えばバイト切削や各種リソグラフィ法などを用いて反転パターンを形成したのち、この基材をロールに巻き付けることにより形成する。なお、バイト切削の場合には、型ロール１１２の材料としてはＮｉＰを用いることが好ましい。また、転写用の型としては、本実施の形態のようなロール状の型ロール１１２を用いてもよいが、平板状の型を用いるようにしてもよい。但し、ロール状の型を用いた方が、量産性を向上させることができる。
【００２８】
図７は、２Ｐ成型法により基板１１を製造する装置の一例を表したものである。２Ｐ成型法では、例えば、基材上に紫外線や電子線で硬化する樹脂材料を塗布して樹脂層を形成し、形成した樹脂層の上から溝領域の反転パターンを有する型を押し当てる。この後、紫外線や電子線などのエネルギー線を照射して樹脂層を硬化させることにより、型のパターンを樹脂層の表面に転写するようにしている。以下に、図７に記載の製造装置の構成と、この製造装置を用いた基板１１の製造方法とについて説明する。
【００２９】
図７に記載の製造装置は、巻き出しロール２００と、ガイドロール２２０，２３０，２５０，２６０と、ニップロール２４０と、型ロール１１２と、巻き取りロール２７０と、吐出機２８０と、紫外線照射機２９０とを備えたものである。ここで、巻き出しロール２００は、フィルム状の基材３１を同心円状に巻いたものであり、基材３１を供給するためものである。巻き出しロール２００から巻き出された基材３１は、ガイドロール２２０、ガイドロール２３０、ニップロール２４０、型ロール１１２、ガイドロール２５０、ガイドロール２６０の順に流れて行き、最後に巻き取りロール２７０で巻き取られるようになっている。ガイドロール２２０，２３０は、巻き出しロール２００から供給された基材３１をニップロール２４０に導くためのものである。ニップロール２４０は、ガイドロール２３０から供給された基材３１を型ロール１１２に押し当てるものである。型ロール１１２は、ニップロール２４０と所定の間隙を介して配置されている。型ロール１１２の周面には、溝領域１１Ａ，１１Ｂの反転パターンが形成されている。ガイドロール２５０は、型ロール１１２に巻きついている基板３１を剥がすためのものである。また、ガイドロール２６０は、ガイドロール２５０によって剥がされた基板３１を巻き取りロール２７０に導くためのものである。吐出機２８０は、巻き出しロール２００から供給された基板３１のうちガイドロール２３０と接する部分と所定の間隙を介して設けられている。吐出機２８０は、紫外線や電子線で硬化する液状の樹脂材料に光重合開始剤などの添加物が必要に応じて添加された組成物３２Ａを、基板３１上に滴下するようになっている。紫外線照射機２９０は、巻き出しロール２００から供給された基板３１のうちニップロール２４０を
通過した後の部分であって、かつ型ロール１１２と接している部分に対して紫外線を照射するようになっている。
【００３０】
このような構成の製造装置を用いて、基板１１を形成する。具体的には、まず、巻き出しロール２００から巻き出した基材３１を、ガイドロール２２０を介してガイドロール２３０に導いたのち、基材３１上に、組成物３２Ａを吐出機２８０から滴下する。吐出機２８０から滴下された組成物３２Ａをニップロール２４０で、基材３１を介して型ロール１１２の周面に押し当てる。これにより、組成物３２Ａが型ロール１１２の周面に隙間無く接し、組成物３２Ａに、型ロール１１２の周面に形成された凹凸形状が転写される。
【００３１】
その後、紫外線照射機２９０から、組成物３２Ａに対して紫外線ＵＶを照射する。これにより、組成物３２Ａに含まれる液晶性モノマが重合するので、液晶性モノマが型ロール１１２の周面に形成された凹凸形状の延在方向に配向した高分子液晶となる。最後に、ガイドロール２５０で、基板３１を型ロール１１２から剥離したのち、ガイドロール２６０を介して巻き取りロール２７０に巻き取る。このようにして、重合した高分子液晶材料を含む樹脂層３２を基材３１の表面に有する基板１１が形成される。
【００３２】
なお、基材３１が紫外線ＵＶを透過しない材料である場合には、型ロール１１２を、紫外線ＵＶを透過する材料（例えば石英）で構成し、型ロール１１２の内部から組成物３２Ａに対して紫外線ＵＶを照射するようにしてもよい。
【００３３】
次に、上述した方法により製造された基板１１を利用して位相差板１０を製造する方法について説明する。
【００３４】
図９（Ａ），（Ｂ）は、基板１１を利用して位相差板１０を製造する過程を示したものである。なお、図９（Ａ），（Ｂ）には、２Ｐ成型法により製造された基板１１を用いた場合が例示されている。図９（Ａ）に示したように、溝領域１１Ａ，１１Ｂがパターニングされた基板１１の表面に、液晶性モノマーを含む液晶層１２−１を、例えばロールコータなどでコーティングして形成する。このとき、液晶層１２−１として、重合性官能基と液晶骨格の間にメチレンスペーサのない高分子化合物を用いることにより、室温付近でネマティック相を示すため、後の工程における配向処理の加熱温度を低くすることができる。
【００３５】
このとき、液晶層１２−１には、必要に応じて、液晶性モノマーを溶解させるための溶媒、重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤、レベリング剤などを用いることができる。溶媒としては、特に限定されないが、液晶性モノマーの溶解性が高く、室温での蒸気圧が低く、また室温で蒸発しにくいものを用いることが好ましい。室温で蒸発しにくい溶媒としては、例えば、１−メトキシ−２−アセトキシプロパン（ＰＧＭＥＡ）、トルエン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）などが挙げられる。これは、室温で蒸発しやすい溶媒を用いると、液晶層１２−１を塗布形成後の溶媒の蒸発速度が速すぎて、溶媒の蒸発後に形成される液晶性モノマーの配向に乱れが生じやすくなるためである。この乱れは、液晶相−等方相間の相転移温度以上の温度に加熱した後、徐々に冷却する配向処理（後述）を行っても、改善できない傾向がある。
【００３６】
続いて、基板１１の表面に塗布された液晶層１２−１の液晶性モノマーの配向処理（加熱処理）を行う。この加熱処理は、液晶性モノマーの相転移温度以上、溶媒を用いた場合には、この溶媒が乾燥する温度以上の温度、例えば５０℃〜１３０℃で行うようにする。但し、昇温速度や保持温度、時間、降温速度などを制御することが重要である。例えば、相転移温度５２℃の液晶性モノマーを、固形分が３０重量％となるように、１−メトキシ−２−アセトキシプロパン（ＰＧＭＥＡ）に溶解した液晶層１２−１を用いた場合には、まず、液晶性モノマーの相転移温度（５２℃）以上で溶媒が乾燥する温度、例えば７０℃程度に加熱し、数分程度保持する。
【００３７】
ここで、前工程における液晶性モノマーのコーティングによって、液晶性モノマーと基板との界面にずり応力が働き、流れによる配向（流動配向）や力による配向（外力配向）が生じ、液晶分子が意図しない方向に配向してしまうことがある。上記加熱処理は、このような意図しない方向に配向してしまった液晶性モノマーの配向状態を一旦キャンセルするために行われる。これにより、液晶層１２−１では、溶媒が乾燥して液晶性モノマーのみとなり、その状態は等方相となる。
【００３８】
この後、相転移温度（５２℃）よりも少し低い温度、例えば４７℃まで１〜５℃／分程度で徐冷する。このように、相転移温度以下の温度に降温することにより、液晶性モノマーは、基板１１の表面に形成された溝領域１１Ａ，１１Ｂのパターンに応じて配向する。すなわち、液晶性モノマーが溝１１１ａ，１１１ｂの延在方向ｄ１，ｄ２に沿って配向する。
【００３９】
続いて、図９（Ｂ）に示したように、配向処理後の液晶層１２−１に対して、例えば紫外線ＵＶを照射することにより、液晶性モノマーを重合させる。なお、このとき、処理温度は、一般に室温付近であることが多いが、リタデーション値を調整するために温度を相転移温度以下の温度まで上げるようにしてもよい。また、紫外線ＵＶに限らず、熱や電子線などを用いるようにしてもよい。但し、紫外線ＵＶを用いた方がプロセスの簡便化を図ることができる。これにより、方向ｄ１，ｄ２に沿って液晶分子１２０の配向状態が固定され、位相差領域１２ａ、１２ｂが形成される。以上により、図２に示した位相差板１０を完成する。
【００４０】
次いで、位相差板１０およびその製造方法の作用、効果について説明する。
【００４１】
［位相差板１０の作用］
位相差板１０では、基板１１の裏面側もしくは位相差層１２の表面側から、位相差領域１２ａ，１２ｂに光が入射すると、位相差領域１２ａ，１２ｂのそれぞれの位相差特性に基づいて偏光状態が変化した出射光が得られる。このとき、位相差領域１２ａ，１２ｂは、互いに同一の材料および厚みにより構成され、各領域における液晶分子１２０はそれぞれ、溝１１１ａ，１１１ｂの延在方向ｄ１，ｄ２に沿って配向している。よって、位相差領域１２ａ，１２ｂでは、光学軸をそれぞれ方向ｄ１，ｄ２とし、かつリタデーション値が互いに等しい位相差特性が発揮される。
【００４２】
ここで、比較例として、配向膜を用いて位相差特性のパターニングがなされた位相差板１００について、図１０（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。位相差板１００では、基板１０１上に、配向膜１０２Ａ，１０２Ｂがストライプ状に交互に設けられ、これらの配向膜１０２Ａ，１０２Ｂ上に位相差層１０３が形成されている。配向膜１０２Ａ，１０２Ｂは、互いに直交する配向制御方向ｄ１，ｄ２を有している。位相差層１０３には、配向膜１０２Ａ，１０２Ｂのパターンに対応して、互いに位相差特性の異なる位相差領域１０３ａ，１０３ｂが形成されている。配向膜１０２Ａ，１０２Ｂとしては、例えば、ラビングした水平用ポリイミド配向膜、垂直用ポリイミド配向膜、斜方蒸着ＳｉＯ、光配向膜、ＬＢ膜などが挙げられる。このような配向膜１０２Ａ，１０２Ｂを用いた場合には、これらの配向膜１０２Ａ，１０２Ｂによって、光吸収や色づきが生じて透過率が低下し、これにより光損失が生じて光利用効率が低下してしまう。
【００４３】
これに対し、本実施の形態では、位相差層１２が基板１１の表面に接した構成となっている。すなわち、位相差層１２と基板１１との界面付近には、上記のように光吸収や色づきを生じる配向膜が設けられていないため、このような配向膜に起因して生じる光損失がなくなる。
【００４４】
なお、上記のような位相差特性を有する位相差板１０が例えば偏光子と組み合わされて使用される場合には、偏光子の光学軸と上記方向ｄ１，ｄ２とのなす角が、それぞれ４５°となるように配置される。
【００４５】
また、上記位相差板１０は、例えば偏光めがねを用いて立体視を行う３次元ディスプレイに用いられる位相差板として好適である。
【００４６】
［位相差板１０の製造方法の作用］
また、位相差板１０の製造方法では、溝領域１１Ａ，１１Ｂを形成した基板１１の表面に、液晶層１２−１を塗布形成することにより、液晶性モノマーは、基板１１の表面との界面における作用により、溝１１１ａ，１１１ｂの延在方向に沿って配向する。その後、上記液晶層１２−１を重合させることにより、液晶分子の配向状態が固定される。
【００４７】
ここで、比較例として、図１０（Ａ），（Ｂ）に示した位相差板１００の製造方法について図１１（Ａ）〜（Ｃ）および図１２（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。なお、配向膜１０２Ａ，１０２Ｂとしては、上記配向膜のうち光配向膜を用いた場合を例に挙げて説明する。
【００４８】
まず、図１１（Ａ）に示したように、ガラス材料などよりなる基板１０１上に光配向膜１０２を塗布形成して乾燥させる。続いて、図１１（Ｂ）に示したように、フォトマスク１０４を用いて、選択的な領域にのみ偏光紫外線ＵＶ１を照射することにより、配向膜１０２Ｂが形成される。こののち、図１１（Ｃ）に示したように、偏光紫外線ＵＶ２を全面照射することにより、配向膜１０２Ａが形成される。これにより、基板１０１上に、配向膜１０２Ａ，１０２Ｂがパターニングされる。
【００４９】
続いて、図１２（Ａ）に示したように、パターニングした配向膜１０２Ａ，１０２Ｂ上に、液晶性モノマーを含む液晶層１０３−１を塗布形成する。こののち、液晶性モノマーの配向を安定化させるために、所定の温度で加熱処理を施す。最後に、図１２（Ｂ）に示したように、紫外線ＵＶを照射して液晶性モノマーを重合させることにより、位相差板１００を作製する。
【００５０】
ところが、このような配向膜１０２Ａ，１０２Ｂを用いた製造方法では、配向膜１０２Ａ，１０２Ｂのパターニングに際し、偏光紫外線ＵＶ１，ＵＶ２を用いた部分照射が必要となる。すなわち枚葉方式によりパターニングを行うため、プロセスステップ数が多くなる。また、偏光紫外線照射装置を用いた手法では、大型化が困難であると共に高価となる。
【００５１】
これに対し、本実施の形態では、基板１１にプラスチック材料を用い、この基板１１の表面に型を押し当てることにより、溝領域１１Ａ，１１Ｂのパターンを転写している。そのため、溝領域１１Ａ，１１Ｂを一括して容易に形成することができるので、上記配向膜を用いた場合に比べて、プロセス数を削減することができる。また、本実施の形態において、熱転写を用いた場合には、紫外線照射装置を用いる必要がないので、容易に大型化することができ、しかも、安価に製造することができる。
【００５２】
また、基板１１の表面に液晶層１２−１を塗布形成したのち、液晶性モノマーの相転移温度以上の温度で、加熱処理を行うことにより、液晶性モノマーの配向をより精確に制御することができる。但し、この加熱処理は、上述したような比較的低温下で行われるものであるため、基板１１としてプラスチック材料を用いた場合でも、変形や反りが生じにくい。このように、基板１１にプラスチック材料を用いることにより、加工性が向上すると共に、低コストとなるため、大量生産も可能となる。
【００５３】
ちなみに、通常の液晶ディスプレイなどに用いられる配向膜、例えばラビングしたポリイミド配向膜においては、非常に強いアンカリング力が必要である。これは、ディスプレイの分野では、電圧印加によって液晶分子を傾倒させて表示を行い、電圧無印加時においては、再び元の液晶配向状態に戻す必要があるためである。そして、このような強いアンカリング力を付与するためには、ポリイミド配向膜を２００℃以上の焼成温度で加熱する必要がある。このため、基板にプラスチック材料などの熱可塑性樹脂を用いた場合、基板が変形したり、反りが生じてしまう。また、この基板の変形や反りによって、その後のラビング処理においても不具合が生じる虞がある。
【００５４】
これに対して、本実施の形態の位相差板１０では、最終的に液晶性モノマーを紫外線などで重合させてしまうので、上記ディスプレイのような強いアンカリング力は不要である。つまり、紫外線硬化までの間、配向状態を維持する程度のアンカリング力を有していれば十分である。従って、前述の通り、液晶性モノマーの相転移温度あるいは溶媒の乾燥する温度に応じた比較的低温下において加熱処理を行えばよいので、プラスチック材料を用いたとしても特に問題は生じない。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態では、溝領域１１Ａ，１１Ｂを形成した基板１１の表面に接して位相差層１２を設け、光配向膜やラビング用の配向膜などを用いることなく、基板１１の表面の溝領域１１Ａ，１１Ｂによって、液晶分子１２０を配向させている。これにより、基板１１と位相差層１２との界面付近における光損失を低減させることができる。よって、簡易な工程で製造できると共に、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態において、基板１１を単層構造とした場合には、光利用効率を最大化することができる。また、本実施の形態において、基板１１を、基材３１の表面に樹脂層３２を形成した２層構造とした場合においても、樹脂層３２において光吸収や色づきはほとんど生じないことから、光利用効率の低下を最小限に抑えることができる。
【００５７】
次に、本実施の形態の変形例について図面を参照して説明する。以下では、上記実施の形態の位相差板１０と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、変形例１〜５は、位相差板１０の構成についての変形例であり、変形例６〜１０は、位相差板１０の製造方法についての変形例である。なお、変形例１〜５では、基板１１として単層構造のものを用いた場合が例示されているが、多層構造（例えば、基材の表面に樹脂層が形成された２層構造）のものを用いることはもちろん可能である。
【００５８】
（変形例１）
図１３は、変形例１に係る位相差板の基板１３を表面側からみたものである。本変形例では、この基板１３の表面に形成された溝領域１３Ａ，１３Ｂの構成以外は、上記実施の形態の位相差板１０と同様の構成となっている。
【００５９】
溝領域１３Ａ，１３Ｂは、基板１３の表面において、例えばストライプ状に、交互に配列している。溝領域１３Ａは、互いに同一の方向ｄ３に沿って延在する複数の溝１３０ａにより構成され、溝領域１３Ｂは、互いに同一の方向ｄ４に沿って延在する複数の溝１３０ｂにより構成されている。また、方向ｄ３，ｄ４は、互いに直交している。但し、本変形例では、方向ｄ３，ｄ４は、溝領域１３Ａ，１３Ｂのストライプ方向Ｓに対してそれぞれ、０°，９０°の角度をなしている。溝１３０ａ，１３０ｂのそれぞれの断面形状は、上記実施の形態の溝１１１ａ，１１１ｂと同様に、例えばＶ字状となっている。
【００６０】
このような溝領域１３Ａ，１３Ｂに対応して、互いに位相差特性が異なる位相差領域（図示せず）を有する位相差層が形成されている。すなわち、基板１３の表面に接して、方向ｄ３，ｄ４をそれぞれ光学軸とする位相差領域がストライプ状に交互に形成されている。また、本変形例においても、位相差層は、上記実施の形態の位相差層１２と同様の液晶材料により構成され、更に各位相差領域についても、同一の材料および厚みで構成されている。これにより、各位相差領域では、互いにリタデーション値が等しく、方向ｄ３，ｄ４にそれぞれ光学軸を有する位相差特性が発揮される。
【００６１】
また、本変形例の位相差板を製造する際には、溝領域１３Ａ，１３Ｂを形成する工程において、基板１３の表面に、溝領域１３Ａ，１３Ｂの反転パターンが形成された型ロールを押し当てて転写を行うようにすればよく、その他の工程は、上記実施の形態の位相差板１０と同様である。
【００６２】
本変形例のように、溝領域１３Ａ，１３Ｂにおける溝１３０ａ，１３０ｂの延在方向ｄ３，ｄ４は、ストライプ方向Ｓに平行もしくは直交していてもよい。このように、各溝領域における溝の延在方向は、互いに直交していればよく、ストライプ方向Ｓとのなす角は特に限定されない。なお、本変形例の位相差板が偏光子と組み合わされて使用される場合には、これらの方向ｄ３，ｄ４と偏光子の透過軸方向とのなす角が４５°となるように配置する。
【００６３】
（変形例２）
図１４は、変形例２に係る位相差板の断面構造を表すものである。本変形例では、位相差層１４の構成以外は、上記実施の形態の位相差板１０と同様の構成となっている。
【００６４】
位相差層１４は、例えば重合した高分子液晶材料を含んで構成されたものである。すなわち、位相差層１４では、液晶分子１２０の配向状態が固定されている。高分子液晶材料としては、上記実施の形態の位相差層１２と同様の材料を用いることができる。但し、本変形例では、この位相差層１４において、位相差領域１４ａ，１４ｂのリタデーションの絶対値が互いに異なるように構成されている。具体的には、位相差領域１４ａは、第２液晶層１４１の単層膜により構成される一方、位相差領域１４ｂは、第１液晶層１４０と第２液晶層１４１の積層膜により構成されている。第１液晶層１４０および第２液晶層１４１は、互いに異なる液晶材料を含んでいる。
【００６５】
上記位相差板は、例えば次のようにして製造することができる。まず、図１５（Ａ）に示したように、溝領域１１Ａ，１１Ｂ上の全面に液晶性モノマーを含む液晶層１４０−１を塗布形成したのち、フォトマスク１１０を用いて、溝領域１１Ｂに対向する領域のみに紫外線ＵＶを照射する。なお、本変形例においても、液晶層１４０−１を塗布形成したのち、紫外線ＵＶを照射する前に、上述したような配向処理として、液晶層１４０−１の相転移温度以上の温度に加熱する処理を行う。これにより、溝領域１１Ｂに対向する領域（位相差領域１４ｂ）においてのみ、液晶層１４０−１が重合する。この後、図１５（Ｂ）に示したように、基板１１の表面を洗浄することにより、溝領域１１Ｂに対向する領域（位相差領域１４ｂ）にのみ、第１液晶層１４０が形成される。
【００６６】
続いて、図１６（Ａ）に示したように、第１液晶層１４０を形成した基板１１の全面に、液晶性モノマーを含む液晶層１４１−１を塗布形成したのち、上述したような配向処理として、液晶層１４１−１の相転移温度以上の温度に加熱する処理を行う。この後、図１６（Ｂ）に示したように、基板１１の全面に紫外線ＵＶを照射することにより、液晶層１４１−１が重合し、第２液晶層１４１が形成される。以上により、図１４示した位相差板
を完成する。
【００６７】
本変形例では、基板１１の表面に接して形成された位相差領域１４ａ，１４ｂでは、溝領域１１Ａ，１１Ｂにより、方向ｄ１，ｄ２にそれぞれ光学軸が形成される。よって、上記実施の形態と同等の効果を得ることができる。また、一方で、位相差領域１４ａ，１４ｂの材料が互いに異なるように構成されていることにより、それぞれのリタデーション値は互いに異なるものとなる。このように、位相差領域ごとに、液晶材料を互いに異なるように構成してもよい。これにより、各位相差領域のリタデーション値を任意に調整することが可能となる。
【００６８】
（変形例３）
図１７は、変形例３に係る位相差板の断面構造を表すものである。本変形例では、位相差層１５の構成以外は、上記実施の形態の位相差板１０と同様の構成となっている。
【００６９】
位相差層１５は、上記実施の形態の位相差層１２と同等の材料により構成されている。但し、本変形例では、位相差領域１５ａ，１５ｂが、それぞれ材料および厚みの異なる液晶層１５１，１５０により構成されている。このような位相差板は、例えば次のようにして製造することができる。まず、図１８（Ａ）に示したように、上記変形例２と同様にして、溝領域１１Ｂに対向する領域（位相差領域１５ｂ）にのみ液晶層１５０を形成したのち、液晶性モノマーを含む液晶層１５１−１を基板１１の全面に塗布形成する。こののち、上述した配向処理としての加熱処理を行う。続いて、図１８（Ｂ）に示したように、フォトマスク１１０を用いて、溝領域１１Ａに対向する領域（位相差領域１５ａ）のみに紫外線ＵＶを照射する。最後に、基板１１の表面を洗浄することにより、位相差領域１５ａにのみ、液晶層１５１が形成され、図１７に示した位相差板を完成する。
【００７０】
本変形例のように、位相差層１５において、位相差領域１５ａ，１５ｂが互いに異なる材料および厚みで構成されていてもよい。このような構成によっても、上記実施の形態と同等の効果を得ることができると共に、各位相差領域のリタデーション値を任意に調整することが可能となる。
【００７１】
（変形例４）
図１９は、変形例４に係る位相差板の断面構造を表すものである。本変形例では、位相差層１６の構成以外は、上記実施の形態の位相差板１０と同様の構成となっている。
【００７２】
位相差層１６は、上記実施の形態の位相差層１２と同等の材料により構成されている。但し、本変形例では、基板１１上の選択的な領域、例えば位相差領域１６ｂにのみ、液晶層が形成された構成となっている。このような位相差板は、液晶性モノマーを含む液晶層を基板１１の全面に塗布形成したのち、上述した配向処理としての加熱処理を行い、溝領域１１Ｂに対向する領域（位相差領域１６ｂ）のみに紫外線ＵＶを照射することにより製造することができる。
【００７３】
本変形例のように、位相差層１６において、位相差領域１６ｂにのみ、部分的に液晶層が形成されていてもよい。このような構成によっても、上記実施の形態とほぼ同等の効果を得ることができる。
【００７４】
（変形例５）
図２０（Ａ）は、変形例５に係る位相差板２０の断面構造を表すものである。図２０（Ｂ）は、基板１７を表面側からみたものである。位相差板２０では、基板１７の表面に溝領域１７Ａがパターニングされており、この基板１７の表面に接して位相差層１８が形成されている。但し、本変形例では、基板１７の全面に渡って溝領域１７Ａが形成されている。溝領域１７Ａは、一の方向ｄ１に沿って延在する複数の溝１７０ａによって構成されている。
【００７５】
このように、基板１７の表面において、溝領域は必ずしもストライプ状にパターニングされていなくともよい。上記実施の形態で説明した位相差板は、例えば３Ｄディスプレイの構成部品として好適であることは既に述べたが、本変形例の位相差板２０は、上記のような３Ｄディスプレイに限らず、例えば通常の２次元表示用のディスプレイの視野角補償フィルム（例えば、後述のＡプレート）として好適に用いることができる。
【００７６】
（変形例６）
図２１は、変形例６に係る位相差板の製造方法において、各溝領域のパターンを基板へ転写する際に用いる型２１０の平面構成を模式的に表したものである。型２１０の表面には、例えばパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂが交互に配列している。パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂにはそれぞれ、位相差板１０の溝領域１１Ａ，１１Ｂの反転パターンとなる凹凸が形成されており、この凸（凹）部の延在方向ｄ１，ｄ２が互いに直交している。本変形例では、このような型２１０のパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂを、分割した型の組み合わせにより形成する。
【００７７】
例えば、図２２（Ａ）に示したように、厚みがパターン領域２１０Ａの幅と等しい複数の金属薄板３１０Ａと、厚みがパターン領域２１０Ｂの幅と等しい複数の金属薄板３１０Ｂとを用意する。金属薄板３１０Ａの一の端面には、パターン領域２１０Ａが形成されており、金属薄板３１０Ｂの一の端面には、パターン領域２１０Ｂが形成されている。次に、図２２（Ｂ）に示したように、金属薄板３１０Ａと、金属薄板３１０Ｂとを、パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂが同一面内に配置されるように、交互に重ね合わせる。このようにして、本変形例に係る型２１０を作製することができる。
【００７８】
金属薄板３１０Ａ，３１０Ｂは、例えば、次にようにして作製することができる。まず、図２３（Ａ）に示したように、厚みがパターン領域２１０Ａの幅と等しい複数の金属薄板３１１を互いに重ね合わせた積層体３１２を用意する。このとき、金属薄板３１１として、例えば、厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ薄板を用い、積層体３１２に含まれる金属薄板３１１の枚数を１０枚とする。次に、図２３（Ｂ）に示したように、積層体３１２を両側から鋼材３２０で挟み固定したのち、図２３（Ｂ）の矢印Ａに示したように、積層体３１２の一の側面に対して、筋目が＋４５°となるように、研削砥石を移動させて研削加工痕を入れる。さらに、図２３（Ｂ）の矢印Ｂに示したように、積層体３１２の他の側面に対して、筋目が−４５°となるように、研削砥石を移動させて研削加工痕を入れる。このとき研削砥石としてアルミナ系砥粒の＃１０００〜＃３０００程度のものを使用する。研削加工後に、積層体３１２に含まれる複数の金属薄板３１１のうち偶数枚目のものはそのままで、奇数枚目のものだけを回転させる。具体的には、図２３（Ｃ）に示したように、筋目が−４５°となるように研削加工痕が入れられた面（パターン領域２１０Ａ）と、筋目が４５°となるように研削加工痕が入れられた面（パターン領域２１０Ｂ）とが互いに同一面内となるように奇数枚目の金属薄板３１１を回転させる。このようにして作製した型２１０を用いて、位相差板１０を製造したところ、液晶分子１２０が研削筋目の方向に配向することを確認することができた。
【００７９】
（変形例７）
変形例７に係る位相差板の製造方法では、図２１に示した型２１０のパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂを、固定砥粒や遊離砥粒による加工時の加工痕を用いて形成する。
【００８０】
例えば、図２４に示したように、未加工の平板３５０を一の方向Ｄ１にスライドさせると共に、円板状の砥石３４０を、砥石３４０の法線と平行な軸ＡＸ２を中心として回転させる。このとき、図２５（Ａ）に示したように、砥石３４０を、中心軸ＡＸ２が方向Ｄ１に対して＋４５°で交差するように傾けて、砥石３４０の周面に形成された砥粒面を平板３５０の上面（のうち未研磨領域）に押し当てることにより、研削加工痕を入れる。また、図２５（Ｂ）に示したように、砥石３４０を、中心軸ＡＸ２が方向Ｄ１に対して−４５°で交差するように傾けて、砥石３４０の周面に形成された平板３５０の上面（のうち未研磨領域）に押し当てることにより、研削加工痕を入れる。このとき研削砥石としてアルミナ系砥粒の＃１０００〜＃３０００程度のものを使用する。このようにして作製した型２１０を用いて、位相差板１０を製造したところ、液晶分子１２０が研削筋目の方向に配向することを確認することができた。
【００８１】
また、パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂをロールに形成するときには、例えば、以下のようにすればよい。すなわち、図２６に示したように、未加工のロール３３０を、ロール３３０の中心軸ＡＸ１を中心として回転させると共に、円板状の砥石３４０を、砥石３４０の法線と平行な軸ＡＸ２を中心として回転させる。このとき、図２７（Ａ）に示したように、砥石３４０を、中心軸ＡＸ２が中心軸ＡＸ１に対して＋４５°で交差するように傾けて、砥石３４０の周面に形成された砥粒面をロール３３０の周面（のうち未研磨領域）に押し当てることにより、研削加工痕を入れる。また、図２７（Ｂ）に示したように、砥石３４０を、中心軸ＡＸ２が中心軸ＡＸ１に対して−４５°で交差するように傾けて、砥石３４０の周面に形成された砥粒面をロール３３０の周面（のうち未研磨領域）に押し当てることにより、研削加工痕を入れる。このとき砥石３４０の粒面の幅は、パターン領域２１０Ａ、２１０Ｂの幅に対応する幅とすればよい。このようにして作製した型２１０を用いて、位相差板１０を製造することができる。
【００８２】
（変形例８）
変形例８に係る位相差板の製造方法では、図２１に示した型２１０のパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂを、バイトによる切削加工を用いて形成する。金型材料の表面をバイトで切削することにより、サブミクロンオーダーの微細な溝を加工する。パターン形成のためには、金型材料の表面のうちパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂに対応する領域に対して、それぞれ角度の異なる溝を形成する。例えば、Ｎｉ−Ｐめっき面にピッチ２５０ｎｍで断面がＶ字形状となる溝を形成する。このようにして作製した型２１０を用いて、位相差板１０を製造したところ、液晶分子１２０が溝の方向に配向することを確認することができた。
【００８３】
（変形例９）
変形例９に係る位相差板の製造方法では、図２１に示した型２１０のパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂを、パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂの凹凸と同一の凹凸形状を有する溝が形成された型の圧力転写によって形成する。
【００８４】
例えば、図２８（Ａ）に示したように、周面の延在方向に対して４５°で交差する方向に延在する複数の溝３６１が形成された円板状の型３６０を用意する。次に、図２９に示したように、未加工のロール３３０を、ロール３３０の中心軸ＡＸ１を中心として回転させると共に、円板状の型３６０を、型３６０の法線と平行な軸ＡＸ３を中心として回転させる。このとき、軸ＡＸ３が中心軸ＡＸ１と平行となり、かつ型３６０とロール３３０の周速度が同じになるように、型３６０を回転させる。そして、型３６０をロール３３０の周面（のうち未研磨領域）に押し当てることにより、型３６０の溝３６１をロール３３０に圧力転写する。
【００８５】
また、図２８（Ｂ）に示したように、周面の延在方向に対して−４５°で交差する方向に延在する複数の溝３７１が形成された円板状の型３７０を用意する。次に、図２９に示したように、未加工のロール３３０を、ロール３３０の中心軸ＡＸ１を中心として回転させると共に、円板状の型３７０を、型３７０の法線と平行な軸ＡＸ３を中心として回転させる。このとき、軸ＡＸ３が中心軸ＡＸ１と平行となり、型３７０とロール３３０の周速度が同じになるように型３７０を回転させる。そして、型３７０をロール３３０の周面（のうち未研磨領域）に押し当てることにより、型３７０の溝３７１をロール３３０に圧力転写する。
【００８６】
このようにして製作したパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂを有するロール３３０を用いて、位相差板１０を製造することができる。
【００８７】
（変形例１０）
変形例１０に係る位相差板の製造方法では、図２１に示した型２１０のパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂを、例えば、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅなどの金属等に、パルス幅が１ピコ秒（１０-12秒）以下の超短パルスレーザ、いわゆるフェムト秒レーザを用いてパターンを描画することにより形成する。
【００８８】
このとき、レーザ波長、繰り返し周波数、パルス幅、ビームスポット形状、偏光、サンプルへ照射するレーザ強度、レーザの走査速度等を適宜設定することにより、所望の凹凸を有するパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂを形成することができる。また、レーザ光の偏光を直線偏光とし、その偏光方向角度を凸（凹）部の延在方向ｄ１，ｄ２とそれぞれ直交する方向に設定する。
【００８９】
レーザ加工に用いるレーザの波長は、例えば８００ｎｍである。ただし、レーザ加工に用いるレーザの波長は、４００ｎｍや２６６ｎｍなどでもかまわない。繰り返し周波数は、加工時間を考慮すると大きいほうが好ましいが、繰り返し周波数が１０００Ｈｚや２０００Ｈｚであっても加工は可能である。パルス幅は短い方が好ましく、２００フェムト秒（１０-15秒）〜１ピコ秒（１０-12秒）程度であることが好ましい。型へ照射されるレーザのビームスポットは、四角形形状であることが好ましい。ビームスポットの整形は、例えば、アパーチャーやシリンドリカルレンズ等によって行うことが可能である（図３３、図３４参照）。
【００９０】
また、ビームスポットの強度分布は、例えば、図３０に示すように、なるべく均一であることが好ましい。これは、型に形成する凹凸の深さなどの面内分布をなるべく均一化したいためである。ビームスポットのサイズを、図３０に示したように、Ｌｘ、Ｌｙとし、レーザの走査方向をｙ方向とすると、Ｌｘは加工したいパターン領域の幅によって決まる。例えば、図３１に示すように、Ｌｘのサイズをパターン領域２１０Ａと同程度にしてもよいし、図３２に示すように、Ｌｘのサイズをパターン領域２１０Ａの半分程度とし、２回の走査により、パターン領域２１０Ａを形成するようにしてもよい。この他にも、Ｌｘのサイズをパターン領域２１０Ａの１／Ｎ（Ｎは自然数）とし、Ｎ回の走査によりパターン領域２１０Ａを形成してもよい。Ｌｙはステージ速度やレーザ強度、繰り返し周波数などにより、適宜決めることができるが、例えば、３０〜５００μｍ程度である。
【００９１】
型２１０の作製手法の詳細について説明する。図３３および図３４は、レーザ加工の際に用いる光学装置の一例を表したものである。図３３は平板の型を作製する場合の光学配置の一例を表したものであり、図３４はロール状の型を作製する場合の光学装置の一例を表したものである。
【００９２】
レーザ本体４００は、サイバーレーザー株式会社製のＩＦＲＩＴ（商品名）である。レーザ波長は８００ｎｍ、繰り返し周波数は１０００Ｈｚ、パルス幅は２２０ｆｓである。レーザ本体４００は、垂直方向に直線偏光したレーザ光を射出するようになっている。そのため、本装置では、波長板４１０（λ／２波長板）を用いて、偏光方向を回転させることで、所望の方向の直線偏光を得るようにしている。また、本装置では、四角形の開口を有するアパーチャー４２０を用いて、レーザ光の一部を取り出すようにしている。これは、レーザ光の強度分布がガウス分布となっているので、その中央付近のみを用いることで、面内強度分布の均一なレーザ光を得るようにしている。また、本装置では、直交させた２枚のシリンドリカルレンズ４３０を用いて、レーザ光を絞ることにより、所望のビームサイズになるようにしている。
【００９３】
平板３５０を加工する時には、リニアステージ４４０を等速で移動させる。例えば、図３５に示すように、まず、パターン領域２１０Ａのみを順番に走査し、その後、パターン領域２１０Ｂを順番に走査することが可能である。図３５に括弧付きで示した数字は、走査する順番を示している。このような走査方法を用いた場合には、パターン領域２１０Ａを走査している間およびパターン領域２１０Ｂを走査している間は、波長板４１０の角度を変える必要がない。そのため、パターン領域２１０Ａの加工が終了し、次に、パターン領域２１０Ｂの加工を開始する際に、波長板４１０の角度を変えるだけで済む。
【００９４】
また、例えば、図３６に示すように、パターン領域２１０Ａとパターン領域２１０Ｂとを交互に走査してもよい。このような走査方法を用いた場合には、パターン領域２１０Ａからパターン領域２１０Ｂに加工が移る際と、パターン領域２１０Ｂからパターン領域２１０Ａに加工が移る際に、偏光の方向を変えるために波長板４１０の角度を変える必要がある。
【００９５】
ロール３３０を加工する際には、リニアステージ４４０を移動させる代わりに、ロール３３０を回転させればよい。ロール３３０を加工する際のレーザ光の走査手順は、平板３５０を加工する際のレーザ光の走査手順と同様である。
【００９６】
続いて、実際に加工した型のレーザ光の条件について述べる。
【００９７】
（１）パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂの幅がそれぞれ、５３０μｍである場合
型の材料としてＳＵＳ３０４を用い、ビームサイズＬｘを５３０μｍとし、ビームサイズＬｙを３０μｍとし、パワーを１５６ｍＷとし、ステージ速度を３ｍｍ／ｓとした。パターン領域２１０Ａを走査する際には、レーザの偏光方向をｄ１の方向にし、パターン領域２１０Ｂを走査する際には、レーザの偏光方向をｄ２の方向とした。ｄ１方向は、パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂの延在方向に対して−４５°とし、ｄ２方向は、パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂの延在方向に対して＋４５°とした。
【００９８】
これにより、＋４５°方向に凹（凸）の延在方向を有する５３０μｍ幅のパターン領域２１０Ａと、−４５°方向に凹（凸）の延在方向を有する５３０μｍ幅のパターン領域２１０Ｂとが交互に配列された型を作製することができた。同様の条件で、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＮｉＰも加工したが、同様に型を作製することができた。なお、ＮｉＰとして、ＳＵＳ上にめっきしたものを用いた。
【００９９】
（２）パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂの幅がそれぞれ、２７０μｍである場合
型の材料としてＳＵＳ３０４を用い、ビームサイズＬｘを２７０μｍとし、ビームサイズＬｙを２２０μｍとし、パワーを２００ｍＷとし、ステージ速度を６ｍｍ／ｓとした。パターン領域２１０Ａを走査する際には、レーザの偏光方向をｄ１の方向にし、パターン領域２１０Ｂを走査する際には、レーザの偏光方向をｄ２の方向とした。ｄ１方向は、パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂの延在方向に対して−４５°とし、ｄ２方向は、パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂの延在方向に対して＋４５°とした。
【０１００】
これにより、＋４５°方向に凹（凸）の延在方向を有する２７０μｍ幅のパターン領域２１０Ａと、−４５°方向に凹（凸）の延在方向を有する２７０μｍ幅のパターン領域２１０Ｂとが交互に配列された型を作製することができた。
【０１０１】
以上の手法にて作製した型の凹凸は、その周期構造のピッチが約７００ｎｍ、深さが５０〜２５０ｎｍ程度であった。
【０１０２】
なお、このフェムト秒レーザを用いて作製した型２１０を用いて転写を行う工程以外の工程は、上記実施の形態と同様である。以下、本変形例の作用・効果について、一般的なリソグラフィを用いた場合と比較しつつ説明する。
【０１０３】
上記実施の形態では、型のパターン形成法として、バイト切削やリソグラフィを挙げたが、リソグラフィとしては一般に、電子線や２光束干渉法などを用いたものが用いられている。これらのうち、電子線を用いたリソグラフィは、型の表面にレジストを塗布したのち、電子線を照射することによりパターンを描画し、現像工程およびエッチング工程等を経て、所望のパターンを形成するものである。また、２光束干渉法を用いたリソグラフィは、２つのレーザ光を干渉させて照射することにより干渉縞を発生させ、この干渉縞を利用したリソグラフィによりパターンを形成するものである。
【０１０４】
ところが、電子線を用いたリソグラフィでは、微細な周期構造を有するパターンを５ｍｍ角の面積で描画するためには、高性能な装置を用いた場合であっても１２時間もの長い時間を要する。他方、２光束干渉法では、１度の描画に要する時間は数十秒程度であるものの、１度に描画できる周期構造の面積は、レーザ光のビーム径によって決定されるため、数ｍｍ角程度と非常に小さくなる。その為、数ｃｍ角の面積を持つ無反射周期構造を形成するためには、照射位置を変えながら、数ｍｍ角のパターンを何度も繋ぎ合わせて描画しなければならない。このため、繋ぎ合わせ部分にパターンのミスマッチが生じ易い。また、２光束干渉法では、干渉縞によって形成される格子の周期が２つの光の入射角度に影響され易いため、この入射角度のブレを抑制する必要がある。このため、光学系を厳密に調整して各レーザ光の光路を精確に設定しなければならず、装置構成が煩雑となってしまう。
【０１０５】
これに対し、本変形例では、型２１０のパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂをフェムト秒レーザを用いて、そのビームスポット形状を制御して描画することにより、一度の照射でパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂをそれぞれ一括して形成することができる。また、フェムト秒レーザを用いた場合には、偏光方向に直交する方向に沿って延在するように凸（凹）部が形成されるため、偏光の制御によって容易に位相差板の溝方向を設定することができる。よって、製造プロセスの簡易化に有利となる。また、型の大面積化にも対応し易くなる。
【０１０６】
ところで、本変形例でのフェムト秒レーザにて形成されたパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂは、図３７（Ａ），（Ｂ）に示したように、ある程度の周期構造を有するが、その周期や凹凸の方向に若干の揺らぎを有している。つまり、本変形例のパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂは、揺らいだ周期構造を有している。一方で、電子線描画など、他の手法で形成されたパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂは、図３８（Ａ），（Ｂ）に示したように、揺らぎを有していない。
【０１０７】
本変形例の揺らぎを有するパターン領域２１０Ａ，２１０Ｂが形成された型を使い、基板に転写を行った場合には、基板にも揺らぎのある凹凸形状が転写されることになる。この表面に、液晶層を形成すると、例えば、図３９（Ａ），（Ｂ）に示したように、揺らぎのある凹凸形状（溝１１１ａ）の上に液晶層が形成される。なお、凹凸形状（溝１１１ａ）において揺らぎの生じていない型を用いた場合を図４０（Ａ），（Ｂ）に示した。
【０１０８】
凹凸に周期構造を有する場合（ある程度の揺らぎがある場合も含む）には、液晶分子１２０と基板１１との屈折率が異なると、入射された光の一部は回折される。以下で、この回折に凹凸形状（溝１１１ａ）に揺らぎがある場合と揺らぎがない場合について比較を行う。図４１（Ｂ）に示したように、凹凸形状（溝１１１ａ）に揺らぎがない場合には、入射光が、揺らぎを有しない周期構造によって、ある特定の一方向のみに回折される。回折は波長依存性を有しており、入射光の波長により回折角が変わるので、回折光が虹色に見えてしまう。これに対し、本変形例では、図４１（Ａ）に示したように、凹凸形状（溝１１１ａ）に揺らぎがあるので、揺らいだ周期構造によって、回折光はある角度範囲にぼやけた形であらわれる。このため、入射光の回折光がはっきりとはあらわれない。
【０１０９】
このことは、位相差板を表示装置に用いた際に、例えば蛍光灯などの外光が入射されたときに、回折光の影響の差が顕著にあらわれる。つまり、凹凸形状（溝１１１ａ）に揺らぎのない場合には、蛍光灯などの外光が映り込んだ際に、表示画面が虹色に見える。それに対して、凹凸形状（溝１１１ａ）に揺らぎがある場合には、蛍光灯などの外光が映りこんでも回折光がぼやけ、表示画面が虹色に色づくことがない。従って、パターン領域２１０Ａ，２１０Ｂの凹凸形状には周期や凹凸の方向に揺らぎがある方が好ましい。
【０１１０】
次に、どの程度の揺らぎがあることが好ましいかについて考察する。ここではパターン領域２１０Ａの写真データをＤＦＴ（離散的フーリエ変換）解析し、その空間周波数領域でどの程度の幅を持っているかで定量化することとした。図４２（Ａ），（Ｂ）は、凹凸形状（溝１１１ａ）に揺らぎがある場合のＤＦＴ解析結果を示す。図４３（Ａ），（Ｂ）は、凹凸形状（溝１１１ａ）に揺らぎがない場合のＤＦＴ解析結果を示す。このＤＦＴ像を定量化するために、ＤＦＴ像のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）が最大となる空間周波数付近において、以下のガウス関数にて、フィッティングすることとした。
【数１】
2010266887.tif 000003
【０１１１】
ここで、ｆは空間周波数であり、θは角度である。ｆ0はＰＳＤが最大となる空間周波数であり、θ0はＰＳＤが最大となる角度である。ｆWおよびθWはピーク付近における広がりを示す量である。このガウス関数をもとに、凹凸のピッチと凹凸の角度の広がりを求めると、揺らぎがある場合は、ピッチの広がりが２〜１０％程度であり、角度の広がりが３〜８°程度であるのに対し、揺らぎがない場合は、ピッチの広がりが０〜２％程度と小さく、角度の広がりも０〜１°程度と小さい。
【０１１２】
次に、上記実施の形態および変形例１〜４に係る位相差板の適用例１、および変形例５に係る位相差板２０の適用例２，３について説明する。なお、適用例１では、図１に示した位相差板１０の構成を例に挙げて説明する。
【０１１３】
（適用例１）
図４４は、適用例１に係る表示装置１の断面構造を表すものである。図４５は、表示装置１の積層構造を表す模式図である。この表示装置１は、例えば、右眼用の画像信号と左眼用の画像信号とのそれぞれに基づいて２次元画像を表示するものであり、これらの２次元画像を偏光めがねを用いて観察することにより、立体視を実現する３Ｄディスプレイである。
【０１１４】
表示装置１は、例えば赤（Ｒ：Red）、緑（Ｇ：Green）、青（Ｂ：Blue）の３原色の画
素がマトリクス状に複数配置され、バックライト２１の側から順に、偏光子２２、駆動基板２３、液晶層２４、対向基板２５、偏光子２６を備えたものである。そして、偏光子２６の光出射側には、上記位相差板１０が、例えば位相差層１２の側が偏光子２６に対向するように貼り付けられている。このような構成において、位相差層１２における位相差領域１２ａ，１２ｂのそれぞれの光学軸方向は、偏光子２６の透過軸に対して４５°の角度をなすように配置されている。また、位相差板１０の溝領域１１Ａ，１１Ｂは、表示画素領域の偶数ラインと奇数ラインとにそれぞれ対応しており、溝領域１１Ａ，１１Ｂのストライプ幅は、画素ピッチに等しくなっている。
【０１１５】
バックライト２１は、例えば、導光板を用いたエッジライト型や、直下型のタイプのものが用いられ、例えば、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent
Lamp：冷陰極蛍光ランプ
）や、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを含んで構成されている。
【０１１６】
駆動基板２３は、例えばガラスなどの透明基板２３ａの表面に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）などの画素駆動素子が形成されたものである。対向基板２５は、例えばガラスなどの透明基板２５ａの表面に、上記３原色に対応したカラーフィルタ層２５ｂが形成されたものである。
【０１１７】
液晶層２４は、例えばネマティック液晶、スメクティック液晶、コレステリック液晶などの液晶材料より構成され、例えばＶＡ（Vertical
Alignment）モードの液晶によって構成されている。液晶層２４と、駆動基板２３および対向基板２５とのそれぞれの間には、液晶層２４の液晶分子の配向を制御するための配向膜（図示せず）、例えばポリイミド配向膜などが設けられている。
【０１１８】
偏光子２２，２６は、特定の方向に振動する偏光を透過させ、それと直交する方向に振動する偏光を吸収もしくは反射するようになっている。これらの偏光子２２，２６は、それぞれの透過軸が、互いに直交するように配置されている。なお、ここでは、偏光子２２は、水平方向の偏光成分を選択的に透過し、偏光子２６は、垂直方向の偏光成分を選択的に透過するようになっている。
【０１１９】
このような表示装置１では、バックライト２１から発せられた光は、偏光子２２へ入射すると、水平方向の偏光成分のみが透過され、駆動基板２３を透過して、液晶層２４へ入射する。この入射光は、液晶層２４において、画像信号に基づいて変調されて透過する。液晶層２４を透過した光は、対向基板２５のカラーフィルタ２５ｂにより、３原色の画素ごとに、それぞれ赤、緑、青の光として取り出されたのち、偏光板２６によって垂直方向の偏光成分のみが透過される。そして、偏光板２６を透過した偏光成分は、位相差板１０における位相差層１２により、位相差領域１２ａ，１２ｂごとに所定の偏光状態に変換されて、基板１１の側から出射する。このようにして位相差板１０を出射した光は、偏光めがねをかけた観察者によって３次元の立体画像として認識される。このとき、上述したように、位相差板１０に配向膜が形成されていないことにより、位相差板１０による光損失の発生が抑制され、光利用効率が高まる。よって、従来よりも明るい表示を実現することができる。
【０１２０】
なお、前述の変形例１に係る位相差板を上記のような表示装置１に適用する場合には、例えば図４６に示したように、透過軸が水平方向と４５°の角度をなすように設定された偏光子２７を用いるようにする。これにより、偏光子２７の透過軸方向と、位相差板の各位相差領域の光学軸方向とが、それぞれ４５°の角度をなすように配置される。
【０１２１】
また、位相差板１０は、表示装置１の前面に貼り合わせられているので、ディスプレイの最表面に配置されることとなる。このため、明所でのコントラスト改善のために、基板１１の裏面に反射防止層やアンチグレア層（いずれも図示せず）を設けることが好ましい。さらに、位相差パターン同士の境界付近を黒色パターンで覆うようにしてもよい。このように構成することで、位相差パターン間でのクロストークの発生を抑制することができる。
【０１２２】
（適用例２）
図４７は、適用例２に係る表示装置２の断面構造を表すものである。図４８は、表示装置２の積層構造を表す模式図である。この表示装置２は、例えば、液晶テレビやパーソナルコンピュータなどの２次元表示用のディスプレイであり、位相差板２０を視野角補償フィルムとして用いたものである。この表示装置２は、バックライト２１の側から順に、偏光子２２、駆動基板２３、液晶層２４、対向基板２５、偏光子２６を備えたものであり、偏光子２２の光出射側に変形例５に係る位相差板２０が配置されたものである。位相差板２０は、上述したように、位相差層１８における重合性液晶を溝の延在方向に一様に配向させたもの（Ａプレート）である。この場合、位相差板２０の溝の延在方向すなわち光学軸方向と偏光子２２の透過軸方向とのなす角が０°となるように配置される。
【０１２３】
ここで、上記のようなディスプレイに使用される視野角補償フィルムとしては、上記Ａプレートの他にも、Ｃプレートなどを用いることができる。また、例えば偏光紫外線を照射することにより、位相差層に二軸性を付与した位相差板を用いることも可能である。但し、液晶層２４にＶＡモードの液晶を用いた場合には、Ａプレート、Ｃプレートまたはこれらの両方を使用することが望ましい。
【０１２４】
なお、上記Ｃプレートとしての位相差板は、位相差層が、例えばカイラルネマチック相（コレステリック相）を有し、その光学軸方向が基板面の法線方向に一致している。このＣプレートは、溝の延在方向に沿って配向した液晶分子が、カイラル剤などの投入により、基板面の法線方向に螺旋軸を有する螺旋構造を形成したものである。このように、位相差層の厚み方向において、液晶分子の配向が変化するような構成であってもよい。言い換えると、溝の延在方向と位相差板の光学軸方向とが互いに異なっていてもよい。最終的には、液晶分子が厚み方向においてどのような配向状態にあるかによって、位相差板としての光学異方性が決まるからである。
【０１２５】
このような表示装置２では、バックライト２１から発せられた光は、偏光子２２へ入射すると、水平方向の偏光成分のみが透過されて、位相差板２０に入射する。位相差板２０を透過した光は、駆動基板２３、液晶層２４、対向基板２５および偏光子２６を順に透過して、偏光子２６から垂直方向の偏光成分として出射する。これにより、２次元表示がなされる。ここで、位相差板２０が配置されていることにより、斜め方向からみた場合の液晶の位相差が補償され、黒表示の際の斜め方向の漏れ光や色づきを低減することができる。すなわち、位相差板２０を視野角補償フィルムとして用いることができる。また、このとき、位相差板２０に配向膜が形成されていないことにより、位相差板２０による光損失の発生が抑制され、光利用効率が高まる。よって、従来よりも明るい表示を実現することができる。
【０１２６】
なお、このような視野角補償フィルムとしての位相差板２０は、上述の適用例１に係る３Ｄ表示用の表示装置１において、偏光子２２と駆動基板２３との間に配置するようにしてもよい。また、位相差板２０の光学軸方向ｄ１と、偏光子２２の透過軸方向とのなす角が、０°となるように配置した構成を例に挙げて説明したが、これらの方向のなす角は０°に限られない。例えば、偏光子２２として円偏光板を用いた場合には、位相差板２０の光学軸方向ｄ１と偏光子２２の透過軸方向とのなす角が４５°となるように配置される。
【０１２７】
（適用例３）
図４９は、適用例３に係る表示装置３の断面構造を表すものである。表示装置３は、例えば半透過型の２次元表示ディスプレイである。この表示装置３では、駆動基板２３と対向基板２５との間に、視野角補償フィルムとしての位相差板２０が表示変調用の液晶層３３Ａ，３３Ｂと共に形成されている。具体的には、駆動基板２３上の選択的な領域に、反射層３４が設けられており、対向基板２５側の反射層３４に対向する領域に位相差板２０が形成されている。駆動基板２３と位相差板２０との間には、液晶層３３Ｂが封止されている。一方、駆動基板２３と対向基板２５との間の他の領域には液晶層３３Ａが封止されている。液晶層３３Ａ，３３Ｂは、電圧印加により光を変調するようになっており、それぞれ位相差がλ／２，λ／４となっている。なお、駆動基板２３の下方にはバックライト２１と偏光子２２、対向基板２５の上方には、偏光子２６（いずれも図４９には図示せず）が配置されている。
【０１２８】
このように、視野角補償フィルムとしての位相差板２０を、液晶セル内部に配置する構成、すなわちインセル構造であってもよい。
【０１２９】
（実施例１）
次に、上記実施の形態の位相差板１０の実施例について説明する。位相差板１０を、以下のような条件下で実際に作製した。まず、シリコン基板上に、溝領域１１Ａ，１１Ｂに対応する形状を、電子線レジストを用いた電子線描画にて、ストライプ幅１ｍｍで形成した。各溝領域における溝のピッチは２００ｎｍとした。このようにして形成したレジストパターンを用いて、電鋳法にてＮｉ原盤を作成した。このＮｉ原盤に離型処理を行い、非晶質シクロオレフィンポリマーフィルムを基板１１として、Ｎｉ原盤と基板１１を１６０℃に加熱しながら、基板１１の表面に溝領域１１Ａ，１１Ｂを転写した。
【０１３０】
こののち、液晶性モノマー（大日本インキ化学工業株式会社製ＵＣＬ−０１７−０３０）を溶媒（ＰＧＭＥＡ）に濃度３０重量％で溶解させ、重合開始剤を添加した溶液を、基板１１の表面に塗布した。続いて、液晶性モノマーを塗布した基板１１の温度を８０℃まで上昇させ、この温度に３分間保持して、液晶性モノマーを等方相状態に変化させた後、３℃／分程度の速度で徐々に室温まで温度を低下させた。最後に、室温に戻した後、紫外線ＵＶを照射して液晶性モノマーを重合させた。
【０１３１】
偏光顕微鏡観察の結果、液晶分子１２０は、溝方向ｄ１，ｄ２に配向していた。重合した液晶層の位相差は１４０ｎｍであった。さらに、偏光顕微鏡にλ／４板を挿入して、作成した位相差パターンを観察した結果、サンプルを回転させるとシャッター機能を有していた。
【０１３２】
（実施例２）
また、実施例２として、変形例１０で説明したフェムト秒レーザを利用して形成した型２１０を用いて位相差板６０を作製した。このとき、型２１０としては、鏡面加工された厚み１ｍｍのＳＵＳを使用し、基材としてはゼオノアフィルム（ＺＦ１４：日本ゼオン（株）製）を用いた。また、基材に溝パターンを転写する際には、まず、型２１０に離型処理を施した後、ＵＶ硬化アクリル樹脂液（ＴＢ３０４２：スリーボンド（株）製）を展開し、ゼオノアフィルムよりなる基材で封止して、基材側からＵＶ照射してアクリル樹脂を硬化させた。こののち、微細な溝が転写された基材を型２１０から剥離し、形成された溝の表面をＡＦＭ（Atomic
Force Microscope：原子間力顕微鏡）を用いて観察したところ
、サブミクロンオーダーの溝が形成されていることを確認した。図５０に、実際に形成したパターン領域の一部を拡大したものを示す。次いで、この溝が形成された基材上にスピンコート法により液晶モノマー溶液（ＲＭＳ０３−００１Ｃ：メルク（株）製）を塗布した後、５５℃下において２分間加熱し、更に窒素雰囲気下でＵＶ照射することにより位相差板６０を得た。
【０１３３】
（実施例３）
また、実施例３として、実施例２において用いた基材とは異なる基材を用いて位相差板６１を作製した。基材としてはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（ＦＴ−８０ＳＺ、パナック（株）製）を用いた。なお、基材以外の材料や型については、実施例２で使用したものと同一のものを用いた。また、製造製法についても、実施例２で実施した方法と同一の方法を用いた。実施例３において、基材上に形成された溝の表面を、ＡＦＭを用いて観察したところ、サブミクロンオーダーの溝が形成されていることを確認した。
【０１３４】
得られた位相差板６０，６１を偏光顕微鏡観察した結果、両者とも液晶分子は溝方向ｄ１，ｄ２に沿って配向しており、その位相差は共に１３５ｎｍであった。また、偏光顕微鏡にλ／４板を挿入して、作成した位相差パターンを観察した結果、共にサンプルを回転させるとシャッター機能を有していた。
【０１３５】
（実施例４）
実施例４として、変形例１１で説明したフェムト秒レーザを利用して形成した型ロール１１２を用いて図７、図５１のロールプロセスによって位相差板６２を作製した。このとき、型ロール１１２としては、鏡面加工されたΦ１００ｍｍ、幅１５０ｍｍのＳＵＳロールを使用し、基材としては１４０mm幅のゼオノアロールフィルム（ＺＦ１４：日本ゼオン（株）製）を用いた。基材に溝パターンを転写する際には、まず、型ロール１１２に離型処理を施した後、ＵＶ硬化アクリル樹脂液（ＴＢ３０４２：スリーボンド（株）製）を展開した。続いて、成膜速度０．６ｍ／ｍｉｎの速度で、ゼオノアフィルムよりなる基材でＵＶ硬化アクリル樹脂液を封止しながら、基材面より１５００mＪ／ｃｍ2(波長３６５ｎｍ)のエネルギーでＵＶ照射を行った。こののち、微細な溝が転写された基材を型ロール１１２から剥離し、巻きとった。基材上に形成された溝の表面をＡＦＭを用いて観察したところ、サブミクロンオーダーの溝が形成されていることを確認した。次いで、図５１に示したように、この溝が形成された基材（基板１１）を巻き出しロール４００から送り出した。続いて、ロールダイコーティング方式により、基材上に、ドライ膜厚が約０．８μmになるように液晶モノマー溶液４１０（ＲＭＳ０３−００１Ｃ：メルク（株）製、３０
ｗｔ％）を吐出機４２０から吐出し、塗布した。こののち、製膜速度を１．０ｍ／ｍｉｎに保った状態で、基材を乾燥機４３０に通し、乾燥温度１００℃、乾燥ゾーン１ｍの条件で液晶モノマー溶液４１０を乾燥させた。そして、１５００mＪ／ｃｍ2(波長３６５ｎｍ)のエネルギー、窒素雰囲気の条件で紫外線照射機４４０から液晶モノマー溶液４１０に向けてＵＶ照射を行ったのち、基材を巻き取りロール４５０で巻き取る。このようにして、位相差板６２を得た。
【０１３６】
（実施例５）
また、実施例５として、実施例４において用いた基材とは異なる基材を用いて位相差板６３を作製した。基材としてはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（ＦＴ−８０ＳＺ、パナック（株）製）を用いた。なお、基材以外の材料や型については、実施例２で使用したものと同一のものを用いた。また、製造製法についても、実施例４で実施した方法と同一の方法を用いた。実施例５において、基材上に形成された溝の表面を、ＡＦＭを用いて観察したところ、サブミクロンオーダーの溝が形成されていることを確認した。
【０１３７】
得られた位相差板６２，６３を偏光顕微鏡観察した結果、両者とも液晶分子は溝方向ｄ１，ｄ２に沿って配向しており、その位相差は共に１３２ｎｍであった。また、偏光顕微鏡にλ／４板を挿入して、作成した位相差パターンを観察した結果、共にサンプルを回転させるとシャッター機能を有していた。また、実施例４，５では、位相差板をロールプロセスで作製したので、実施例２，３の場合よりも、位相差板を効率良く作製することができた。また、実施例２〜５では、基材として用いたゼオノアフィルムおよびＴＡＣフィルムや、基材上の樹脂層として用いたアクリル樹脂は、上記特許文献３の光配向膜や、ポリイミド配向膜とは異なり、光吸収や色づきのほとんど生じない材料であることから、光利用効率の低下が少ない。
【０１３８】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、上記実施の形態等に限定されず、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、溝の断面形状がＶ字状の場合を例に挙げて説明したが、溝の断面形状はＶ字状に限定されず、他の形状、例えば円形状や多角形状であってもよい。また、各溝同士の形状は必ずしも同一でなくともよく、基板上の領域ごとに、溝の深さや大きさなどを変化させるようにしてもよい。
【０１３９】
また、上記実施の形態等では、溝領域において、複数の溝を隙間なく緻密に配列した構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、各溝同士の間に所定の間隔を設けるようにしてもよい。また、全面に溝を設けた構成を例に挙げて説明したが、必要とされる位相差特性に応じて、基板上の局部的な領域にのみ溝を設けるようにしてもよい。
【０１４０】
あるいは、溶媒などに溶解した樹脂を型上に展開したのち、溶媒などを蒸発させることでパターニングするようにしてもよい。さらに、溝領域の反転パターンを有する型を用いて、プラスチック材料よりなる基板を溶融押し出しで形成するようにしてもよい。また、基板上に、パターン形成用の他の材料を塗布したのち、この上からガラス基板を押し当ててパターニングすることもできる。
【符号の説明】
【０１４１】
１，２，３…表示装置、１０，２０…位相差板、１１…基板、１１Ａ，１１Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１７Ａ…溝領域、１２…位相差層、１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ…位相差領域、２１…バックライト、２２，２６…偏光子、２３…駆動基板、２４…液晶層、２５…対向基板、３１…基材、３２…樹脂層。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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