(57)【要約】【課題】液晶層により所望する光学特性を確保する光学フィルムに関して、簡易な工程により従来に比して光学特性を向上する。【解決手段】賦型用金型３０を作製する賦型用金型の作成工程と、賦型用金型３０を使用した賦型処理により賦型樹脂層の表面形状を形成する賦型樹脂層の作成工程と、賦型樹脂層の表面に液晶層の材料を塗付して硬化させ、液晶層を作製する液晶層の作成工程とを備える。賦型用金型の作成工程は、バイト５４による切削により、賦型用金型３０の表面に高さの異なる帯状による領域を順次循環的に形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示パネルに配置される光学フィルムの製造方法であって、
前記光学フィルムは、
透明フィルム材による基材上に、賦型樹脂層、液晶層が順次設けられ、
前記賦型樹脂層は、
賦型用樹脂による賦型処理により、前記画像表示パネルのカラーフィルタに対応して高さの異なる帯状の領域が順次循環的に形成されて表面形状が形成され、
前記液晶層は、
前記賦型樹脂層の表面形状により、前記画像表示パネルのカラーフィルタに対応して厚みの異なる帯状の領域が順次循環的に形成され、
前記光学フィルムの製造方法は、
賦型用金型を作製する賦型用金型の作成工程と、
前記賦型用金型を使用した賦型処理により前記賦型樹脂層の表面形状を形成する賦型樹脂層の作成工程と、
前記賦型樹脂層の表面に前記液晶層の材料を塗付して硬化させ、前記液晶層を作製する液晶層の作成工程とを備え、
前記賦型用金型の作成工程は、
バイトによる切削により、前記賦型用金型の表面に高さの異なる帯状による領域を順次循環的に形成する切削工程を有する
光学フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記バイトが、
前記賦型樹脂層に係る帯状領域の順次循環的な繰り返しの幅による刃幅であって、各領域の高さに対応する段差が設けられたバイトである
請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記賦型用金型の作成工程は、
前記切削工程の後に、表面にライン状に延長する微細な凹凸形状を一様に作製する凹凸形状作成工程を有する
請求項１又は請求項２に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項４】
画像表示パネルに配置される光学フィルムの製造に使用する賦型用金型の製造方法において、
前記光学フィルムは、
透明フィルム材による基材上に、賦型樹脂層、液晶層が順次設けられ、
前記賦型用金型の使用による賦型処理により、前記画像表示パネルのカラーフィルタに対応して高さの異なる帯状の領域が順次循環的に前記賦型樹脂層の表面に形成され、
前記賦型樹脂層の表面形状により、前記画像表示パネルのカラーフィルタに対応して厚みの異なる帯状の領域が順次循環的に前記液晶層に形成され、
前記賦型用金型の製造方法は、
バイトによる切削により、前記賦型用金型の表面に高さの異なる帯状による領域を順次循環的に形成する切削工程を有する
賦型用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーテレビに配置する１／２位相差板、１／４位相差板等の各種光学フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ装置では、１／２波長位相差板、１／４波長位相差板等の光学フィルムの配置によりコントラスト等を改善する方法が提案されている（特許文献１）。またこれらの光学フィルムに関しては、液晶層により所望する光学特性を確保する方法が提案されている。
【０００３】
しかしながら液晶層により光学特性を確保する光学フィルムにおいては、実用上未だ不十分な問題がある。すなわちλ／４位相差板の例を取って図７に示すように、可視光領域全般で透過光にλ／４位相差を付与する場合、符号Ｌ１により示すように、光学フィルムには逆分散の特性が必要になり、透過光の波長に比例したリタデーションＲｅが必要になる。具体的に、波長４００ｎｍの透過光に対して１００ｎｍのリタデーションＲｅが必要な場合、波長８００ｎｍの透過光に対しては２００ｎｍのリタデーションＲｅが必要になる。しかしながら液晶は、符号Ｌ２により示すように、正の分散特性を備えており、これにより単純に液晶層により位相差板等を構成した場合、その光学特性は正の分散特性となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８３２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、液晶層により所望する光学特性を確保する光学フィルムに関して、簡易な工程により従来に比して光学特性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、賦型処理に供する金型にバイトにより、賦型処理に供する金型の表面に凹凸形状を作製し、透過光の波長に対応するようにこの凹凸形状により液晶層の厚みを設定する、との着想に至り、本発明を完成するに至った。
【０００７】
（１）  画像表示パネルに配置される光学フィルムの製造方法であって、
前記光学フィルムは、
透明フィルム材による基材上に、賦型樹脂層、液晶層が順次設けられ、
前記賦型樹脂層は、
賦型用樹脂による賦型処理により、前記画像表示パネルのカラーフィルタに対応して高さの異なる帯状の領域が順次循環的に形成されて表面形状が形成され、
前記液晶層は、
前記賦型樹脂層の表面形状により、前記画像表示パネルのカラーフィルタに対応して厚みの異なる帯状の領域が順次循環的に形成され、
前記光学フィルムの製造方法は、
賦型用金型を作製する賦型用金型の作成工程と、
前記賦型用金型を使用した賦型処理により前記賦型樹脂層の表面形状を形成する賦型樹脂層の作成工程と、
前記賦型樹脂層の表面に前記液晶層の材料を塗付して硬化させ、前記液晶層を作製する液晶層の作成工程とを備え、
前記賦型用金型の作成工程は、
バイトによる切削により、前記賦型用金型の表面に高さの異なる帯状による領域を順次循環的に形成する切削工程を有する。
【０００８】
（１）によれば、バイトを使用した切削処理により金型に凹凸形状を作製し、この凹凸形状により液晶層の厚みをカラーフィルタに対応して設定することができ、これにより簡易な工程により従来に比して光学特性を向上することができる。
【０００９】
（２）  （１）において、
前記バイトが、
前記賦型樹脂層に係る帯状領域の順次循環的な繰り返しの幅による刃幅であって、各領域の高さに対応する段差が設けられたバイトである。
【００１０】
（２）によれば、カラーフィルタに係る帯状フィルタ毎に高い精度により液晶層の厚みを設定することができる。
【００１１】
（３）  （１）又は（２）において、
前記賦型用金型の作成工程は、
前記切削工程の後に、表面にライン状に延長する微細な凹凸形状を一様に作製する凹凸形状作成工程を有する。
【００１２】
（３）によれば、液晶層の配向に供するライン状の凹凸形状を設けることができ、これにより位相差板の製造工程に適用して、面内リタデーションに関して、簡易な工程により従来に比して光学特性を向上することができる。
【００１３】
（４）  画像表示パネルに配置される光学フィルムの製造に使用する賦型用金型の製造方法において、
前記光学フィルムは、
透明フィルム材による基材上に、賦型樹脂層、液晶層が順次設けられ、
前記賦型用金型の使用による賦型処理により、前記画像表示パネルのカラーフィルタに対応して高さの異なる帯状の領域が順次循環的に前記賦型樹脂層の表面に形成され、
前記賦型樹脂層の表面形状により、前記画像表示パネルのカラーフィルタに対応して厚みの異なる帯状の領域が順次循環的に前記液晶層に形成され、
前記賦型用金型の製造方法は、
バイトによる切削により、前記賦型用金型の表面に高さの異なる帯状による領域を順次循環的に形成する切削工程を有する。
【００１４】
（４）によれば、バイトを使用した切削処理により賦型用金型に凹凸形状を作製し、この凹凸形状により液晶層の厚みをカラーフィルタに対応して設定することができ、これにより簡易な工程により従来に比して光学特性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１５】
簡易な工程により従来に比して光学特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す図である。
【図２】図１の画像表示装置に係る１／４位相差板の光学特性を示す図である。
【図３】図２の１／４位相差板の製造工程を示す図である。
【図４】切削工程の説明に供する図である。
【図５】バイトを示す図である。
【図６】ロール版の製造工程を示す図である。
【図７】光学フィルムの特性の説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔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を示す図である。この画像表示装置１は、液晶表示パネル２のパネル面に順次、１／２波長板３、１／４波長板４を配置し、液晶表示パネル２の視野角特性を改善する。
【００１８】
ここで液晶表示パネル２は、偏光板６を介してバックライト５から照明光を直線偏光により液晶パネル７に入射し、この照明光の偏光面を変調する。また続く偏光板８を介して液晶パネル７の出射光を光強度変調光により出射し、これにより所望の画像を表示する。液晶表示パネル２は、液晶パネル７と偏光板８との間に赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの帯状フィルタを順次循環的に配置してなるカラーフィルタ９が設けられ、このカラーフィルタ９に対応して液晶パネル７にはサブ画素が形成され、これらにより赤色、緑色、青色の３原色によりカラー画像を表示する。なおこれによりこの実施形態において、カラーフィルタ９は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの帯状フィルタにおいて、可視光領域における透過波長帯域の中心波長が、それぞれ４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍに設定される。
【００１９】
この実施形態において、１／２波長板３、１／４波長板４は、液晶表示パネル２のパネル面に配置される偏光板８の透過軸に対して、遅相軸がそれぞれ時計回りに７５度、１５度の角度を成すように配置される。なお１／２波長板４は、後述する液晶層の厚み、遅相軸の方向が異なる点を除いて、この図１に示す１／４波長板と同一に構成されることにより、以下においては、詳細な説明は省略する。
【００２０】
ここで１／４波長板３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１２の一方の面上に、配向膜１３、液晶層１４が順次作製される。液晶層１４は、アクリル系等の重合性液晶材料が、屈折率異方性を保持した状態で固化（硬化）されて形成され、この液晶材料の配向を配向膜１３の配向規制力によりパターンニングし、これにより透過光に対応する位相差を与える。
【００２１】
１／４波長板３は、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賦型樹脂層１５が作成される。賦型樹脂層１５は、この賦型処理により表面に微細な凹凸形状が形成され、この表面の凹凸形状により配向膜１３が形成される。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）の凹凸形状であり、この一方向に延長する方向が、カラーフィルタ９に係る帯状フィルタの延長方向に対して４５度傾いた方向となるように設定される。１／４波長板３は、この微細な凹凸形状による配向規制力により液晶層１４を構成する液晶材料を配向させる。なおこの実施形態では、この賦型用樹脂に紫外線硬化性樹脂が適用される。また紫外線硬化樹脂としては、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使用することができる。
【００２２】
さらに１／４波長板３においては、カラーフィルタ９における帯状フィルタに対応して、高さの異なる帯状の領域が順次循環的に形成されて賦型樹脂層１５の表面形状が形成される。この賦型樹脂層１５の表面の凹凸形状により、液晶層１４は、カラーフィルタ９における帯状フィルタに対応して、順次循環的に、厚みの異なる領域が設けられ、各厚みの領域がそれぞれ対応する帯状フィルタの領域と重なり合うように液晶表示パネル２に配置される。
【００２３】
ここでこの各領域の厚みＴＢ、ＴＧ、ＴＢは、それぞれ重なり合う各帯状フィルタの可視光領域における透過波長帯域の中心波長に応じた厚みであり、液晶層１４における面内リタデーション値Ｒｅが各中心波長の１／４の値となる厚みである。具体的に、液晶層１４における面内リタデーション値Ｒｅは、Ｒｅ［ｎｍ］＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ［ｎｍ］により表される。なおここで面内レターデーション値Ｒｅは、例えば、王子計測機器株式会社製  ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用いて測定することができる。Ｎｘは、面内方向において屈折率が最も大きい遅相軸方向の屈折率であり、Ｎｙは、遅相軸方向に直交する進相軸方向の屈折率である。この実施形態において、カラーフィルタ９は、それぞれ赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの帯状フィルタにおいて、可視光領域における透過波長帯域の中心波長がそれぞれ４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍに設定されていることにより、液晶層１４の各領域においては、リタデーション値が１１２．５ｎｍ、１３７．５ｎｍ、１６２．５ｎｍとなるように、液晶層１４の分散特性に応じて厚みＴＢ、ＴＧ、ＴＢが設定される。
【００２４】
これにより図７との対比により図２に示すように、この１／４位相差板４においては、従来に比して格段的に分散特性を逆分散の特性に近づけ、各波長の透過光に対して精度良く１／４波長に相当する位相差を付与することができる。これにより画像表示装置においては、従来に比して格段的に視野角特性を改善することができる。
【００２５】
図３は、この１／４波長板３の製造工程を示す略線図である。この製造工程２０は、基材１２がロールにより提供され、この基材１２を供給リール２１から供給する。製造工程２０は、ダイ２２によりこの基材１２に紫外線硬化樹脂の塗布液を塗布する。この製造工程２０において、ロール版３０は、１／４波長板３の賦型樹脂層１５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２０は、紫外線硬化樹脂が塗布された基材１２を加圧ローラ２４によりロール版３０の周側面に押圧し、高圧水銀燈からなる紫外線照射装置２５による紫外線の照射により紫外線硬化樹脂を硬化させる。これにより製造工程２０は、ロール版３０の周側面に形成された凹凸形状を基材１２に転写する。その後、硬化した紫外線硬化性樹脂による賦型樹脂層５と一体に基材１２を剥離ローラ２６によりロール版３０から剥離し、ダイ２９により液晶材料を塗布する。またその後、紫外線照射装置２７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２８に巻き取る。１／４波長板１３は、この巻き取りリール２８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１／４波長板３は、ロールにより提供される基材１２を連続して処理して効率良く大量生産される。
【００２６】
〔ロール版製造工程〕
図４は、１／４波長板の製造用金型であるロール版３０の製造工程の説明に供する図である。この製造工程において、ロール版３０は、初めに切削工程により母材４０の周側面を平滑化する。ここで母材４０は、ロール版３０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。この切削工程では、ロール版駆動部４１により矢印Ｂにより示すように母材４０を回転させながら、平滑化用のバイト５２の刃先を周側面に押圧して矢印Ａにより示すように、回転軸方向に移動させることにより、母材４０の周側面を平滑化する。
【００２７】
続いてこの工程は、平滑用のバイト５２を凹凸形状作製用のバイト５４に交換し、このバイト５４により周側面に帯状フィルタに対応する凹凸形状を作製する。ここでこの凹凸形状作製用のバイト５４は、図５により刃先より見た平面図（図５（ａ））、側面図（図５（ｂ））、底面図（図５（ｃ））を示すように、カラーフィルタ９における帯状フィルタの繰り返し周期の幅により刃先の幅Ｗが形成され、さらに各帯状フィルタの幅によりこの刃先が分割されて形成される。この分割された刃先の間には、液晶層１３の厚みに対応する段差ｄ１、ｄ２が設けられる。この工程は、このバイト５４をバイト幅Ｗのピッチにより母材４０の回転軸に沿った方向に間欠送りして母材４０の周側面を切削し、これにより母材４０の周側面に帯状フィルタに対応する凹凸形状を作製する。なおここで液晶層１３における厚みＴＢ、ＴＧ、ＴＢは、液晶材料を塗付した後、乾燥、硬化させた厚みであることにより、段差ｄ１、ｄ２は、液晶層１３の最終膜厚を考慮して、またさらには液晶層１３に適用する液晶材料の分散特性に応じて、例えば２００ｎｍ程度に設定される。しかして２００ｎｍ程度の段差ｄ１、ｄ２においては、この実施形態のよう、１つのバイト５４の刃先に段差を設けて作製する場合には、簡易かつ精度良く作製することができ、これにより１／４位相差板３における厚みＴＢ、ＴＧ、ＴＢにあっても、精度良く作製することができる。
【００２８】
図６に示すように、続いてこの製造工程は、母材４０の周側面に微小なライン状凹凸形状を形成する。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を作製し、ロール版３０を作製する。なお必要に応じて母材４０の周側面には、下地層を介して、又は直接に、ラビング処理用の金属膜等を作製してもよい。なおこのような金属膜としては、例えばニッケル膜、チタン膜等を適用することができる。１／４波長板１３は、このようにしてロール版３０の周側面に形成された帯状フィルタに対応する凹凸形状と、微細なライン状凹凸形状とが賦型樹脂層１５の表面に賦型処理されて配向膜１３が作製されることになる。
【００２９】
以上の構成によれば、バイトを使用した切削によりカラーフィルタを構成する帯状フィルタの幅による段差を賦型用金型に作製することにより、可視光領域における面内リタデーション値を逆分散の特性に近づけることができ、これにより液晶層により所望する光学特性を確保する光学フィルムに関して、簡易な工程により従来に比して光学特性を向上することができる。
【００３０】
またこのバイトが、前記賦型樹脂層に係る帯状領域の順次循環的な繰り返しの幅による刃幅であって、各領域の高さに対応する段差が設けられたバイトであることにより、液晶層の厚みを精度良く設定して、所望する光学特性を確保することができる。
【００３１】
またさらに切削工程の後に、母材の表面にライン状に延長する微細な凹凸形状を一様に作製することにより、１／４位相差板、１／２位相差板に適用して、簡易な工程により従来に比して光学特性を向上することができる。
【００３２】
〔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し、さらには種々の従来構成と組み合わせることができる。
【００３３】
すなわち上述の実施形態では、１／２位相差板、１／４位相差板に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら以外の光学フィルムに適用して面内リタデーション値をカラーフィルタにおける各帯状フィルタに適した値に設定する場合に広く適用することができる。
【００３４】
また上述の実施形態では、面内リタデーション値をカラーフィルタにおける各帯状フィルタに適した値に設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、厚さ方向リタデーション値をカラーフィルタにおける各帯状フィルタに適した値に設定するようにしてもよい。なおこの場合、配向膜は省略されることになる。
【００３５】
また上述の実施形態では、１／２位相差板、１／４位相差板に本発明を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Ｃプレート、Ａプレート等の各種の光学フィルムに広く適用することができる。
【００３６】
また上述の実施形態では、賦型用樹脂に紫外線硬化性樹脂を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら以外の各種の賦型用樹脂を適用する場合、さらには軟化させた基材の押圧により賦型樹脂層を作製する場合に広く適用することができる。
【００３７】
また上述の実施形態では、赤、青、緑による３原色のサブ画素によりカラー画像を表示する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、より多くの種類のサブ画素により色域を拡大してカラー画像を表示する場合、これとは逆に２種類のサブ画素により狭い色域でカラー画像を表示する場合にも広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  画像表示装置
２  液晶表示パネル
３  １／２波長板
４  １／４波長板
５  バックライト
６、８  偏光板
７  液晶パネル
９  カラーフィルタ
１２  基材
１３  配向膜
１４  液晶層
１５  賦型樹脂層
２０  製造工程
２１  供給リール
２２、２９  ダイ
２４、２６  ローラ
２５、２７  紫外線照射装置
２８  巻き取りリール
３０  ロール版
４０  母材
４１  ロール版駆動部
５２、５４  バイト
【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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