(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸フイルムからなる基材フィルムの一方の面に、単位柱状レンズがその稜線を互いに平行に一方向に配列された柱状レンズ群を有し、前記基材フィルムを構成する樹脂の分子主軸の配向方向と前記単位柱状レンズの稜線方向とが、該基材フィルムの一方の面に平行な平面内において成す角度のうち劣角として定義される傾斜角θが、前記基材フィルムの全域において、０°≦θ≦５０°である、画像表示素子の前面に配置される立体画像表示装置用柱状レンズシートを製造する方法であって、
成形型としての型面に前記単位柱状レンズとは逆凹凸形状の単位柱状レンズ成型面が配列し前記柱状レンズ群とは逆凹凸形状の柱状レンズパターンを有する回転している円筒状の成形型に、連続帯状の延伸フィルムからなる基材フィルムを、間に電離放射線硬化性樹脂液を介して供給し、該成形型の型面に重ね合わせて前記柱状レンズパターンに該樹脂液が充填された状態で、電離放射線を照射して該樹脂液を硬化させ、次いで、該基材フィルムを離型することで、該基材フィルムと該基材フィルムの一方の面に密着形成された柱状レンズ群とからなる前記立体画像表示装置用柱状レンズシートを製造するときに、
型面上で、連続帯状の基材フィルムを構成する樹脂の分子主軸の配向方向と、円筒状の成形型の前記単位柱状レンズとは逆凹凸形状の単位柱状レンズ成型面に於ける稜線方向とが成す劣角の傾斜角θを、型面上の柱状レンズパターンの全域において、０°≦θ≦５０°にして、製造する、画像表示素子の前面に配置される立体画像表示装置用柱状レンズシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種立体画像表示装置用途、特に立体視に特殊な眼鏡を必要としない裸眼立体画像表示に好適な、レンチキュラーレンズの様な単位柱状レンズを有する立体画像表示装置用柱状レンズシートを製造する方法に関する。中でも特に、経時的なレンズの寸法変化に起因する左右の視差画像のクロストークが生じ難い立体画像表示装置用レンズシートを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイパネルの高精細化等の技術が進歩したことから、２次元画像を表示する液晶パネル等のフラットパネルディスプレイを用いて、三次元画像を表示できる様にした３Ｄテレビ等の立体画像表示装置が急速に広まってきている。現在普及している立体画像表示装置としては、立体画像表示方式として眼鏡を必要とするものが多いが、眼鏡を必要としない裸眼で立体画像が見られる裸眼立体画像表示装置も実用化されてきている。この、裸眼で立体視を可能とする裸眼立体視の方式の一つとしてレンチキュラーレンズを用いるレンチキュラー方式があり、各種提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−７８３４２号公報
【特許文献２】特開平１０−２３２３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、コスト、製造の容易さ等の観点からは、レンチキュラーレンズは樹脂製のものが好ましい。ここで、ディスプレイパネルが液晶パネル（液晶表示素子）の場合で言えば、この様な樹脂製のレンチキュラーレンズを液晶パネルに組み合わせたときに、樹脂製であるが故に、レンチキュラーレンズの配列周期が、経時的に熱によって微妙に寸法変化を来たす。一方、液晶パネルは表裏の基板がガラス製である為に、樹脂に比べて寸法変化が少ない。このため、液晶パネルの画素とレンチキュラーレンズの配列方向（稜線方向とは直交方向）との相対的位置が経時的にずれることになる。しかし、立体画像を表示するには、レンチキュラーレンズは、液晶パネルの画素と高精度な位置関係で維持されていることが必要である。
【０００５】
そして、液晶パネルの画素とレンチキュラーレンズの相対的位置関係に狂いが生じると、液晶パネルで表示する左用画像と右用画像とを、レンチキュラーレンズによって左目と右目に振り分ける精度が低下し、左右視差画像が混じり合う所謂クロストークが生じ、立体画像の品質が低下してしまう。
左右視差画像のクロストークの問題は画像観察者（以下、単に観察者とも言う）の観察位置の移動によっても生じ、この為、その改善策が種々提案されてきたが、レンチキュラーレンズと液晶パネルの画素との相対的位置関係が正しく維持されている事を前提とするものであり、レンズと画素との相対的位置関係を維持する方策ではなかった。
【０００６】
すなわち、本発明の課題は、裸眼立体視の為にレンチキュラーレンズの様な単位柱状レンズを用いる際に、単位柱状レンズの配列周期の経時的な寸法変化、特に単位柱状レンズの配列方向の寸法変化を少なくして、左右視差画像のクロストークが経時的に発生することを改善した画像表示素子の前面に配置される立体画像表示装置用柱状レンズシートを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、次の構成の立体画像表示装置用柱状レンズシートの製造方法とした。
延伸フイルムからなる基材フィルムの一方の面に、単位柱状レンズがその稜線を互いに平行に一方向に配列された柱状レンズ群を有し、前記基材フィルムを構成する樹脂の分子主軸の配向方向と前記単位柱状レンズの稜線方向とが、該基材フィルムの一方の面に平行な平面内において成す角度のうち劣角として定義される傾斜角θが、前記基材フィルムの全域において、０°≦θ≦５０°である、画像表示素子の前面に配置される立体画像表示装置用柱状レンズシートを製造する方法であって、
成形型としての型面に前記単位柱状レンズとは逆凹凸形状の単位柱状レンズ成型面が配列し前記柱状レンズ群とは逆凹凸形状の柱状レンズパターンを有する回転している円筒状の成形型に、連続帯状の延伸フィルムからなる基材フィルムを、間に電離放射線硬化性樹脂液を介して供給し、該成形型の型面に重ね合わせて前記柱状レンズパターンに該樹脂液が充填された状態で、電離放射線を照射して該樹脂液を硬化させ、次いで、該基材フィルムを離型することで、該基材フィルムと該基材フィルムの一方の面に密着形成された柱状レンズ群とからなる前記立体画像表示装置用柱状レンズシートを製造するときに、
型面上で、連続帯状の基材フィルムを構成する樹脂の分子主軸の配向方向と、円筒状の成形型の前記単位柱状レンズとは逆凹凸形状の単位柱状レンズ成型面に於ける稜線方向とが成す劣角の傾斜角θを、型面上の柱状レンズパターンの全域において、０°≦θ≦５０°にして、製造する、画像表示素子の前面に配置される立体画像表示装置用柱状レンズシートの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製造方法によれば、単位柱状レンズの配列周期の経時的な寸法変化を小さくでき、特に加熱環境下に於ける経時変化によって、左右視差画像のクロストークが経時的に生じるのを防げる画像表示素子の前面に配置される用途に好適な立体画像表示装置用柱状レンズシートを容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による製造方法で得られる立体画像表示装置用柱状レンズシートの一例を説明する斜視図（ａ）と平面図（ｂ）。
【図２】本発明による立体画像表示装置用柱状レンズシートを利用した立体画像表示装置用光学部材の一例を説明する斜視図。
【図３】本発明による立体画像表示装置用柱状レンズシートの製造方法を説明する説明図。
【図４】連続帯状の基材フィルムにおける流れ向ＭＤと分子主軸の配向方向ｄｍとの劣角の配向角γを説明する平面図。
【図５】連続帯状の基材フィルムにおける幅方向ＴＤでの分子主軸の配向方向ｄｍの分布を説明する平面図。
【図６】連続帯状の基材フィルムでの流れ方向ＭＤ及び幅方向ＴＤと、枚葉シートでの長手方向ｄｘとの関係を説明する平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
説明は、本発明の製造方法への理解を容易にする為に、この製造方法で製造される立体画像表示装置用柱状レンズシートがどういうものかを先に説明し、その後で、本発明の製造方法を説明する。また、この後で、構成要素の材料について説明する。
【００１１】
〔Ａ〕立体画像表示装置用柱状レンズシート：
先ず、本発明により製造され得る立体画像表示装置用柱状レンズシートの一例を、図１（ａ）の斜視図、及び、図１（ｂ）の平面図に示す。図１に例示の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、連続帯状シートとして製造した後、これから製品として切り出した長方形の枚葉シートの状態を示す。
なお、通常は、基材フィルム１の平面視（ＸＹ面）での大きさ及び形状は立体画像表示装置用柱状レンズシート１０の大きさ及び形状に等しい。
立体画像表示装置用柱状レンズシート１０を、図２を参照して後述する立体画像表示装置用光学部材２０の様に、ガラス基板５と積層した場合は、基材フィルム１の大きさ及び形状は、ガラス基板５の大きさ及び形状に等しいか、その大きさよりも小さい。
【００１２】
図１では、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０の平面（後述する基材フィルム１の一方の面１ｐに平行な面）がＸＹ平面に平行で、立体画像の画像表示において、Ｘ軸方向が観察者Ｓが見る左右の視差画像を左右に振り分ける水平方向、Ｙ軸方向が鉛直方向乃至は水平方向と直交方向で、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０の前記ＸＹ平面に対して法線ｎの方向をＺ軸としてある。このＺ軸方向を立体画像の観察者Ｓの方向に想定してある。
【００１３】
同図に示す立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、単位柱状レンズ２が基材フィルム１の一方の面１ｐに、その稜線２ｐを互いに平行に一方向ｄａ（図面ではＸ軸方向）に多数配列されている。単位柱状レンズ２の該一方向ｄａでの配列周期Ｐは一定である。なお、配列周期Ｐは、隣接する単位柱状レンズ２の稜線２ｐ間の距離である。或いは、配列周期Ｐは、隣接する単位柱状レンズ２間の谷部２ｖについて、隣接する谷部２ｖ間の距離としても捉えることができる（不図示）。そして、多数の単位柱状レンズ２が周期的に配列したものが柱状レンズ群３を構成する。立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、この柱状レンズ群３と基材フィルム１とから構成される。
【００１４】
（分子主軸の配向方向ｄｍ）
分子主軸の配向は、基材フィルム１には２軸延伸フィルム等の延伸フィルムが使われており、その結果、基材フィルム１を構成する高分子の分子主軸のフィルム面内での方向が、無秩序ではなく配向している。
本発明では、使用する基材フィルム１が延伸フィルムであることから、フィルム面内において、言い換えると、基材フィルム１の一方の面１ｐに平行な面内に於いて、フィルムを構成する高分子の個々の分子の分子軸の方向が完全にランダムではなく、ある程度揃っていることに関係する。この為、個々の分子の分子軸の方向つまり配向方向を、該分子よりも十分大きく且つ適用するディスプレイパネルの画素よりも小さい面積内、例えば１０μｍ四方の領域内にて、全体として平均化すると或る方向性を示す。この個々の分子の分子軸の配向方向を全体として平均化した方向が、分子主軸の配向方向ｄｍである。図１（ｂ）や図３に於いて符号ｄｍで示す両矢印が、この分子主軸の配向方向である。
尚、分子主軸の配向方向ｄｍがある程度揃うと言っても、通常は、完全に全面に亙って該配向方向ｄｍが一方向に揃うことは無く、分子主軸の配向方向ｄｍは図１（ｂ）で言えば、ＸＹ平面（基材フィルム１の一方の面１ｐと平行な面）内の位置座標（Ｘ、Ｙ）の函数ｄｍ（Ｘ、Ｙ）として分布する。即ち、基材フィルム１の（一方の面１ｐと平行な）面内の場所によって、分子主軸の配向方向ｄｍは、ある範囲（傾斜角θが、０°≦θ≦５０°となる範囲）内で異なっている。
【００１５】
（傾斜角θ）
そして、分子主軸の配向方向ｄｍと、単位柱状レンズ２の稜線２ｐが延在する方向である稜線方向ｄｐ（図面ではＹ軸方向）との成す角度のうち小さい方の角度の劣角として定義される傾斜角θもＸＹ平面（基材フィルム１の一方の面１ｐと平行な面）内の位置座標（Ｘ、Ｙ）の函数θ（Ｘ、Ｙ）として分布するが、基材フィルム１の全域において、０°≦θ≦５０°の範囲内に収まるように設定されている。
【００１６】
ところで、傾斜角θは、０°となる領域を、基材フィルム１が少なくとも有する様にするのが好ましい。
傾斜角θが０°である領域は、基材フィルム１の全域であるのが理想的である。従って、偏光板用のフィルムの様に分子主軸の配向方向ｄｍを極度に均一化したフィルムを基材フィルムとして使用しても良い。但し、この様なフィルムは高度な製造技術を要し且つ極めて高価となる点で実用的とは言えない。そこで、或る程度の配向方向ｄｍ（Ｘ、Ｙ）の不均一性が存在することによる配向方向ｄｍの面内分布は許容することにして、少なくとも傾斜角θが０°である領域を部分的にでも有する様にするのが良い。
【００１７】
また、傾斜角θが０°となる領域は、なるべく単位柱状レンズ２の配列方向ｄａに於ける中央近傍とするのが効果的である。ここで中央近傍とは、図１（ｂ）に示す様に、基材フィルム１の単位柱状レンズ２の配列方向ｄａにおける両端間を距離Ｌ、前記基材フィルム１の幅方向両端部のうちの一方の端部から測った距離が、（Ｌ／２）±（Ｌ／４）を満足する領域である。
又、基材フィルム１内に該傾斜角θが０°である領域が含まれない場合は、基材フィルム１の中央近傍に於いて、傾斜角θの値が、傾斜角θの分布範囲の平均値或はそれに近い値となる様に設定すると良い。
【００１８】
以上のように、傾斜角θの面内分布を設定することによって、経時での、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０の単位柱状レンズ２の配列方向ｄａの寸法変化（收縮）を最小限に抑えることが出来、好ましい。
【００１９】
（立体画像表示装置用光学部材への適用）
立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、柱状レンズ群３が形成されていない側の面、或いは、柱状レンズ群３が形成されている側の面、或いはこれら両方の面に、他の光学要素を積層することができる。
例えば、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、柱状レンズ群３が形成されていない側に、ガラス基板５を密着積層して、図２で例示する立体画像表示装置用光学部材２０として使用することができる。
【００２０】
図２の立体画像表示装置用光学部材２０は、図１で例示した立体画像表示装置用柱状レンズシート１０に対して、更に、平板状のガラス基板５を、多数の単位柱状レンズ２からなる柱状レンズ群３を有する一方の面１ｐとは反対側の面、つまり、基材フィルム１の他方の面１ｑに粘着剤層４を介して、積層したものである。
図２の立体画像表示装置用光学部材２０は、光線制御パターン６を、ガラス基板５の粘着剤層４に接する面とは反対側の図面下方の面に有する。この光線制御パターン６は、前記単位柱状レンズ２の配列方向である一方向ｄａ（Ｘ軸方向）において、前記単位柱状レンズ２の配列周期Ｐと対応した（関連付けられた）周期となっている。該光線制御パターン６は、例えば、カラーの液晶パネルにおいては、その前面ガラス基板に形成されたカラーフィルタ内のブラックマトリックスの遮光パターンが対応する。また、この遮光パターンとしての光線制御パターン６は、観察者Ｓの視点位置が左右方向（図面Ｘ軸方向）に僅かにずれた時に、画像表示素子で表示する左右視差画像の隣の画像が見えてしまうこと、即ち、左右視差画像のクロストークが発生し難い様にする機能も有する。
【００２１】
なお、正面のみを立体視の観察可能範囲とする立体画像表示装置の場合、つまり２眼表示の場合は、レンチキュラー方式では単位柱状レンズ２の１配列周期Ｐ（言い換えると一つの単位柱状レンズ２）に対応させて、画像表示素子で表示する二次元画像の視差画像は、左目用画像と右目用画像の２つの画像で足りる。このため、２眼表示の場合は、該配列周期Ｐの方向に該２つの画像を交互に表示すれば、立体視可能となる。したがって、前記光線制御パターン６として左右視差画像間に遮光パターンを設ける場合は、該遮光パターンの前記一方向ｄａにおける周期は、単位柱状レンズ２の配列周期Ｐの細かさが２倍の周期となる。
【００２２】
以上の様な構成にて、使用した立体画像表示装置用柱状レンズシート１０が、単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐと基材フィルム１の分子主軸ｄｍとの成す傾斜角θが規定されており、熱などの存在下に於ける経時的な単位柱状レンズ２の配列方向ｄａの寸法変化が最小化され、左右視差画像のクロストークが経時的に生じるのを防げる寸法安定性を有するので、ガラス基板の光線制御パターン６が遮光パターンである場合に、熱などの存在下に於いて経時的に見えてくることを防げる。その結果、遮光パターンが見えることによる輝度低下を防げることになる。
【００２３】
なお、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０の適用例として、図２で例示した立体画像表示装置用光学部材２０では、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、その柱状レンズ群３側のレンズ面を、観察者Ｓ側に向けて配置した。しかし、図示はしないが、この逆に、基材フィルム１側、つまり他方の面１ｑ側を、観察者Ｓ側に向けて配置することもできる。また、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、ディスプレイパネルの背面の光源側に、光源とディスプレイパネルとの間に配置することもできる。この場合、柱状レンズ群３のレンズ面の向きは、ディスプレイパネル側（観察者Ｓ側）、あるいは光源側の何れもあり得る。
【００２４】
〔Ｂ〕立体画像表示装置用柱状レンズシートの製造方法：
本発明による立体画像表示装置用柱状レンズシートの製造方法は、上記した立体画像表示装置用柱状レンズシート１０を製造し得る方法である。以下、図３を参照しながら説明する。
【００２５】
［基材フィルム］
延伸フィルムからなる基材フィルム１には、連続帯状フィルムを使用して製造する。この基材フィルム１を構成する樹脂の分子主軸の配向方向ｄｍは、同図では、連続帯状の基材フィルム１の流れ方向ＭＤと平行乃至は略平行として描画してある。流れ方向ＭＤ（Machine Direction）は、製造時に連続帯状の基材フィルム１が走行する方向である。また、流れ方向ＭＤに直交する方向が幅方向ＴＤ（Transverse Direction）である。
【００２６】
［成形型］
成形型３０には、円筒状の型を用いる。成形型３０は、その型面に、単位柱状レンズ２がその稜線２ｐを互いに平行に一方向に配列された柱状レンズ群３とは逆凹凸形状の柱状レンズパターン３１を有する。柱状レンズパターン３１は、それを構成する、単位柱状レンズ２とは逆凹凸形状の単位柱状レンズ成型面３２を凹状溝として多数有する。この凹状溝からなる単位柱状レンズ成型面３２の稜線方向は、これから成形されて得られる単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐと常に同一である。
【００２７】
（稜線方向）
この凹状溝からなる単位柱状レンズ成型面３２の稜線方向ｄｐは、同図では、円筒状の成形型３０の円周方向（円筒状の成形型３０の回転方向に平行な方向）に平行乃至は略平行として描画してある。この稜線方向ｄｐは、成形後の単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐと同一方向である。
なお、凹状溝からなる単位柱状レンズ成型面３２の稜線方向ｄｐは、円筒状の成形型３０の円周方向に対して意識的に斜めに形成することも可能である。
【００２８】
（傾斜角θ）
そして、傾斜角θは、成形型３０上では、連続帯状の基材フィルム１上での分子主軸の配向方向ｄｍと、円筒状の成形型３０上の凹状溝からなる単位柱状レンズ成型面３２の稜線方向ｄｐとが、該成形型３０の型面に基材フィルム１が重ね合わされた状態で該型面である円周面に平行な面内において成す角度のうちの劣角となっている。
本発明では、この傾斜角θが、型面上の柱状レンズパターン３１の全域において、０°≦θ≦５０°となる様な、基材フィルム１と成形型３０の組み合わせにして、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０を製造する。
【００２９】
（稜線の意味と、型面上での傾斜角θの意味）
「稜線」とは厳密には山で言えば尾根が成す凸なる部分の線である。一方、凹状溝からなる単位柱状レンズ成型面３２は単位柱状レンズ２とは逆凹凸形状であるから、単位柱状レンズ２で稜線２ｐに該当する部分は、谷底が成す凹なる部分が成す線に該当する。しかし、単位柱状レンズ２に於ける稜線２ｐと、成形型における凹状溝からなる単位柱状レンズ成型面３２の谷底が成す線とは、常に同一方向であるので、本明細書では、これらの線を区別せず、どちらも「稜線」と呼ぶことにする。
但し、「単位柱状レンズ２」に対して、それを成形する成形型３０上での逆凹凸形状の凹状溝は「単位柱状レンズ成型面３２」と区別して呼称することにする。
このため、「傾斜角θ」は、本来、分子主軸の配向方向ｄｍと「単位柱状レンズ２」の稜線方向ｄｐとが成す劣角であるが、これを劣角Ａとすると、分子主軸の配向方向ｄｍと成形型３０の「単位柱状レンズ成型面３２」の稜線方向ｄｐ（厳密には上記の様にその凹状溝の谷底の成す線の方向）と成す劣角Ｂも常に、前記劣角Ａと同一の角度となるために（例えば、これを「ズレ角δ」として区別して呼称しないで）、同じ「θ」を用いて、劣角Ａと共に劣角Ｂも「傾斜角θ」と呼ぶことにする。
【００３０】
［配向角γ］
ここで、配向角γを、図４の平面図で示す様に、連続帯状の基材フィルム１上での分子主軸の配向方向ｄｍと、連続帯状の基材フィルム１の流れ方向ＭＤとが成す角度のうち劣角として定義する。
一方、凹状溝からなる単位柱状レンズ成型面３２の稜線方向ｄｐが、円筒状の成形型３０の円周方向に対して平行であるときは、流れ方向ＭＤは常に成形型３０の円周方向と平行であるので、単位柱状レンズ成型面３２の稜線方向ｄｐは、連続帯状の基材フィルム１の流れ方向ＭＤと平行である。
該稜線方向ｄｐと流れ方向ＭＤとが平行となる条件下での製造では、分子主軸の配向方向ｄｍと該稜線方向ｄｐとが成す傾斜角θは、分子主軸の配向方向ｄｍと連続帯状の基材フィルム１の流れ方向ＭＤとが成す配向角γに等しい。
【００３１】
したがって、連続帯状の基材フィルム１として、成形型３０の型面上の柱状レンズパターン３１の全幅にわたって且つ流れ方向ＭＤの全長において、配向角γが０°≦γ≦５０°となる樹脂フィルムが使用され、前記凹状溝からなる単位柱状レンズ成型面３２の稜線方向ｄｐが円周方向に平行な成形型３０を用いて製造されるときは、分子主軸の配向方向ｄｍと単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐとが成す傾斜角θが、基材フィルム１の全域において、０°≦θ≦５０°となる、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０が製造されることになる。
【００３２】
［基材フィルムの供給と樹脂液の硬化から離型まで］
上記した傾斜角θに関すること以外は、基材フィルム１を成形型３０に、間に電離放射線硬化性樹脂液を介在させる様にして供給し、該樹脂液を硬化させて、単位柱状レンズ２が多数配列した柱状レンズ群３を基材フィルム１の一方の面１ｐに形成するには、従来公知の２Ｐ法（フォト・ポリマー法）と同様である。
【００３３】
すなわち、連続帯状の基材フィルム１は、間に電離放射線硬化性樹脂液を介して、回転している成形型３０に供給し、該成形型３０の円周面である型面に、基材フィルム１を走行させつつ重ね合わせる。基材フィルム１の成形型３０への重ね合わせは、通常、ニップローラ（不図示）と成形型３０との間に基材フィルム１を通すことによって行われる。
電離放射線硬化性樹脂液は、成形型３０の型面、基材フィルム１の面、或いはこれら両方の面に塗布して、基材フィルム１を成形型３０に供給する。これによって、間に該樹脂液を介して基材フィルム１が成形型３０に重ね合わされ、また、該樹脂液は成形型３０の型面の柱状レンズパターン３１に充填された状態となる。この状態で、電離放射線を照射して該樹脂液を硬化させる。成形型３０には、通常、金属製のものを用いるので、照射は基材フィルム１を透して行われる。電離放射線は通常紫外線が使用されるが、電子線、可視光線などその他の光線でも良い。また、成形型３０に石英製など紫外線透過性材料を用いれば、中空とした成形型３０の内側から照射しても良い。
【００３４】
（成形型の温度制御）
成形型３０は、型面上での電離放射線硬化性樹脂液の硬化反応の反応熱などにより、温度上昇することが多い。成形型３０の表面温度（型面の温度）が高過ぎると、離型後に室温まで冷却された立体画像表示装置用柱状レンズシート１０との温度差及びその温度履歴によって、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０の寸法安定性が低下する。
このため、成型時の成形型３０の型面は、２３〜６０℃の範囲内でなるべく一定した表面温度に制御することが好ましい。温度制御は、成形型３０の内部に水等の冷却媒体を循環させて行うことができる。表面温度が、２３℃未満であると、成形型３０が結露し易くなり、６０℃超過であると、仕上がり時に目的とする寸法に収め難くなる。
このように、成形型３０は適切な温度範囲に制御することが好ましいが、この点で、電離放射線としては、紫外線よりは電子線の方が、照射源からの熱線が少なく照射源による温度上昇が低いので、好ましい。
【００３５】
（柱状レンズパターンの事前寸法調整）
成形型３０の型面における柱状レンズパターン３１は、成形型３０の型面の表面温度が特に室温超過となる場合においては、室温（２３℃とする）との温度差により、型面上でのパターンに対する仕上がりパターンの伸縮を見込んで、仕上がりパターンが目的する寸法になる様に、事前に伸縮（縮伸）しておくことが、好ましい。
そこで、下記式［１］を満足するＰｍ、Ｐｓ、及びＴｍの関係とする。ここで、
Ｐｍは型面上における柱状レンズパターン３１での単位柱状レンズ２に対応する単位柱状レンズ成型面３２の配列周期〔μｍ〕である。
Ｐは立体画像表示装置用柱状レンズシート１０における柱状レンズ群３での単位柱状レンズ２の配列周期〔μｍ〕である。
Ｔｍは、成形型３０の型面の表面温度〔℃〕である。
式１中、１．５及び０．５は強度率である。
【００３６】
【数１】
0005699686.tif 000002
【００３７】
式１に従って、室温から成形型３０の表面温度Ｔｍが高くなる場合ほど、目的とする仕上がり寸法に対して、型面上の寸法（配列周期Ｐｍ）は小さ目にしておく。この際、式１の不等式の範囲内の寸法としておくことによって、より正確な仕上がり寸法が得られる。
例えば、仮に成形型３０の表面温度Ｔｍが５３℃となる条件で製造するときは、
室温２３℃との温度差が３０℃であるので、実際の仕上がり寸法の配列周期Ｐに対して、型面上では０．９９９２８倍〜０．９９９７６倍の範囲内の寸法の配列周期Ｐｍの柱状レンズパターン３１としておくと良い。逆に言えば、０．０２７％〜０．０７２％の範囲で縮めた寸法の配列周期Ｐｍとしておくと良い。室温との温度差が大きい場合ほど、縮める度合いを大きくすると良い。
【００３８】
以上の様にして製造することで、単位柱状レンズ２の配列周期の経時的な寸法変化の少ない立体画像表示装置用柱状レンズシート１０が容易に製造される。
【００３９】
〔Ｃ〕立体画像表示装置用柱状レンズシートの材料：
以下、立体画像表示装置用柱状レンズシートの各構成要素の材料面について更に説明する。
【００４０】
〔基材フィルム〕
基材フィルム１としては、透明な延伸フィルムで、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂等の透明樹脂フィルムが挙げられる。なかでも、ポリエステル系樹脂の一種であるポリエチレンテレフタレートは代表的であり、その２軸延伸フィルムは、コスト、透明性、機械的強度等の点で好適な基材フィルムである。但し、延伸による分子配向が生じているので、本発明の様に分子主軸の配向方向ｄｍに関する傾斜角θを規定することで、経時的なクロストーク発生を防止しつつ使用可能となる。
なお、基材フィルム１は「フィルム状」であるが、ここで「フィルム」とは、「シート」、「板」の概念も含むものであり、これらの用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。つまり、厚みや剛性によって区別されるものではない。例えば、基材フィルム１の厚さは、５０μｍ〜１ｍｍ等である。
【００４１】
ところで、基材フィルム１等の各種フィルムとして、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは代表的な延伸フィルムの一種であるが、分子主軸の配向方向ｄｍは一般に帯状フィルムの状態において、特にその幅方向で異なるのが普通である。例えば、図５の平面図で示す様に、一般に幅方向ＴＤの中央の配向方向ｄｍに対して両端部にいく程、配向方向ｄｍが傾いてくる。
【００４２】
図５は、所定の幅に断裁する前の延伸フィルムを製膜直後の広幅の連続帯状フィルムでの、分子主軸の配向方向ｄｍの幅方向ＴＤでの分布の一例を示す。立体画像表示装置用柱状レンズシート１０を製造するときは、この広幅の連続帯状フィルムから、１０００ｍｍ幅等と所定の幅の連続帯状フィルムに断裁されたものを使用する。この断裁のとき、図５で示す様に、幅方向ＴＤでの中央部から切り出したフィルムＣ１と、幅方向ＴＤでの両端近くから切り出したフィルムＣ２とでは、分子主軸の配向方向ｄｍが異なることになる。分子主軸の配向方向ｄｍが、流れ方向ＭＤになるべく平行なもの、言い換えれば、配向角γが０°に近いものが必要なときは、中央部から切り出したフィルムＣ１を使用すれば良い。
なお、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、通常、逐次２軸延伸で先ず横延伸してから縦延伸して製膜されるが、横延伸の度合いに比べて後から行う縦延伸の度合いが大きいと、結果としと、縦延伸の影響が強く残り、分子主軸の配向方向ｄｍは流れ方向ＭＤに平行な度合いが強くなる。
【００４３】
また、基材フィルム１としては、なるべく汎用的でコスト的に有利なフィルムを用いることにして、それによる、相応の分子主軸の配向方向ｄｍの不均一性に基づく面内分布は、許容できる様に使用するのが好ましいことになる。
そこで、既に述べた様に、本発明では更に好ましくは、傾斜角θが０°でない領域を有するとしても、基材フィルム１の全域において、傾斜角θは５０°以下、より好ましくは４５°以下とする。つまり、傾斜角θは、０°≦θ≦５０°とすることが好ましく、０°≦θ≦４５°とすることがより好ましい。
また、傾斜角θが０°となる領域は、なるべく中央近傍とするのが効果的である。
【００４４】
傾斜角θについて以上の様にすることで、より確実に単位柱状レンズ２の配列方向ｄａの寸法変化を小さくできるので、左右視差画像のクロストーク、及び積層するガラス基板の光線制御パターン６が遮光パターンである場合に、それが経時的に見えてくるのをより確実に防げることになる。
以上の様に、分子主軸の配向方向ｄｍと単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐとの傾斜角θを規定すると、それが如何にして単位柱状レンズ２の寸法変化の安定性に好影響しているかは現在のところ不明であるが、とにかく、該寸法変化を少なくできることが判明した。
【００４５】
〔単位柱状レンズ〕
単位柱状レンズ２は、柱状のレンズであり、その主切断面の形状が円、楕円、抛物線、双曲線、正弦（波）曲線、双曲線正弦曲線、楕円函数曲線、又はサイクロイド曲線の一部など曲線からなる、代表的には所謂蒲鉾形状のレンズである。断面蒲鉾形状の単位柱状レンズ２は代表的には、レンチキュラーレンズである。なお、単位柱状レンズ２の寸法は、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０と組み合わせる、二次元画像を表示する画像表示素子の画素の細かさ、光線制御パターン６の配列周期、立体視を可能とする観察可能範囲の設定距離、構成材料の屈折率、２眼式や多眼式等の立体視の方式等に応じて決められる。
【００４６】
なお、「主切断面」とは、基材フィルム１の一方の面１ｐに立てた法線ｎ（図１（ａ）参照）に平行な断面のうち、単位柱状レンズ２の配列方向ｄａにも平行な断面のことを言う。言い換えると、該法線ｎに平行で且つ単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐに直交する断面である。なお、図１（ａ）に於いては、Ｚ軸が該法線ｎと平行方向となっている。
【００４７】
また、単位柱状レンズ２は、ガラス等の無機材料ではなく、コスト的に安価で製造も容易な点で、樹脂から構成される。ガラス等の無機材料で単位柱状レンズ２を構成すれば、寸法変化に起因する左右視差画像のクロストークは発生しない。
単位柱状レンズ２を構成する電離放射線硬化性樹脂としては、紫外線や電子線で硬化する、アクリレート系やエポキシ系等の公知の電離放射線硬化性樹脂を使用する。
電離放射線硬化性樹脂の採用により、基材フィルム１の一方の面１ｐに未硬化の電離放射線硬化性樹脂液を接触させ、且つ該樹脂液を成形型と前記基材フィルム１とで挟んだ状態で、電離放射線照射で樹脂を架橋硬化させる成形法によって容易に単位柱状レンズ２を形成することができる。なお、樹脂液に電離放射線硬化性樹脂を使用して電離放射線で硬化させる場合は、所謂２Ｐ法（フォトポリマー法）と呼ばれている。
２Ｐ法は、電離放射線硬化性樹脂の硬化が迅速で生産性に優れる上、なによりも、立体画像品質に直接的に影響する単位柱状レンズ２の形状を高精度に形成できる点で、熱可塑性樹脂を用いる熱成形法に比べて優れており、高精度が要求される立体視用として、好ましい。
【００４８】
なお、基材フィルム１上に配列された単位柱状レンズ２同士の間の谷部２ｖに於いては、基材フィルム１の一方の面１ｐが露出していても、図１（ａ）の様に単位柱状レンズ２を構成する樹脂で該一方の面１ｐが被覆されていても良い。
【００４９】
〔クロストークの測定〕
なお、左右視差画像のクロストークは、目視で行っても良いが、例えば、左目用画像に白を表示させ、右目用画像に黒を表示させることにより計測することができる。この場合、本来ならば左目の観察位置では白、右目の観察位置では黒にしか見えないが、クロストークが生じると、左目の観察位置では白に黒が混じり、右目の観察位置では黒に白が混じる。これを、カメラ等の光学装置で測定することで、数値化もできる。
【００５０】
〔用途〕
本発明による立体画像表示装置用柱状レンズシート１０の用途は、立体画像の元になる平面画像を表示する画像表示素子と共に使用されて、裸眼立体画像を表示する立体画像表示装置に使用することができる。平面画像を表示する画像表示素子としては、特に限定されるものではなく、液晶パネルなど平面画像表示を行う公知の各種画像表示素子が組み合わせの対象となり得る。
また、上記では、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、画像表示素子の前面に配置されることで該画像表示素子からの左右視差画像を観察者の左右の目に振り分ける所謂レンチキュラー方式の立体画像表示を前提に説明した。しかし、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、立体画像表示装置用の光学部材として、更に好ましくはその経時的な寸法安定性を活かせる立体画像表示装置用途であれば、その使用法は特に制限はない。また、この意味において、本発明の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、その単位柱状レンズ２がレンチキュラーレンズの様な主切断面形状が曲線のみからなる柱状レンズの他に、主切断面形状が例えば三角形などの直線を含む柱状プリズムの場合でも、寸法安定性の効果が得られる。
【００５１】
尚、本発明の立体画像表示装置用レンズシート１０を画像表示素子の前面に配置して用いた画像表示素子を組み込んだ画像表示装置の用途は、立体画像を表示する用途であれば、特に限定されない。例えば、立体ディスプレイ、立体テレビジョン等である。立体ディスプレイは、携帯電話、携帯情報端末、携帯乃至は固定式遊戯機器、パーソナルコンピュータの表示部、電子看板、デジタルフォトフレーム、医療用ディスプレイ等である。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例及び比較例によって、本発明を更に説明する。
【００５３】
〔実施例１〕
図１（ａ）の様な、単位柱状レンズ２として蒲鉾型のレンチキュラーレンズを多数周期配列した柱状レンズ群３を基材フィルム１上に有する立体画像表示装置用柱状レンズシート１０を図３の如き装置を用いて作製した。
先ず、成形型として、図３の如く多数の単位柱状レンズ２からなる柱状レンズ群３とは逆凹凸形状の柱状レンズパターン３１を型面に有する金属製のシリンダ状（円筒状）の成形型３０を用意した。柱状レンズパターン３１は、成形型３０の円筒軸（円筒の高さ）方向の幅が９００ｍｍ幅で、単位柱状レンズ２とは逆凹凸形状の凹状溝３２の延在方向が、成形型３０の円周方向と平行なパターンである。
【００５４】
そして、円筒中心軸の周りに図３の→付き円弧の方向に回転している該成形型３０に、透明なアクリル系の紫外線硬化性樹脂液を塗布し、更にその上に、連続帯状の基材フィルム１として、幅１０００ｍｍで厚み１２５μｍの透明な帯状の２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）を供給しニップローラで成形型３０に押し当てて型面に重ね合わせた状態で、高圧水銀灯からの紫外線照射によって該樹脂液を硬化させた。次いで、基材フィルム１を離型して、単位柱状レンズ２がその稜線を互いに平行に、基材フィルム１の一方の面１ｐに、稜線２Ｐが基材フィルム１のＭＤ方向に延在しつつ各単位柱状レンズがＴＤ方向に周期的に配列して成る柱状レンズ群３が形成された、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０を作製した。
【００５５】
この際、連続帯状の基材フィルム１の分子主軸の配向方向ｄｍは、該基材フィルム１を偏光軸を互い直交させたクロスニコルの状態にした２枚の偏光板の間に入れて回転させたときの透過光の状態から確認した。
得られた連続帯状の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０は、連続帯状の該シートの流れ方向ＭＤに直交する幅方向ＴＤの中央の位置に於いて、前記配向方向ｄｍと単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐとの成す傾斜角θが、幅方向ＴＤの中央部に於ける面内での最小値が３°、幅方向ＴＤの側端部に於ける面内での最大値が２６°であった。
【００５６】
なお、上記単位柱状レンズ２の形状は、主切断面形状が高さ６７μｍ（谷部２ｖと稜線２ｐとのＺ軸方向の標高差）、曲率半径５００μｍ、Ｆ値１のレンズとなる、主切断面形状が楕円の一部から形成される蒲鉾型のレンチキュラーレンズである。また、この単位柱状レンズ２の配列方向ｄａでの幅及び配列周期Ｐは５００μｍで、基材フィルム１の一方の面１ｐの全面を完全に被覆している。
【００５７】
次に、この連続帯状の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０から、長方形形状（縦横比９：１６で長手方向ｄｘが７１８ｍｍ）の枚葉形状の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａを切り出した。切り出しは、図６の平面図で示す様に、枚葉形状の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａの長方形形状の長手方向ｄｘが連続帯状シートの幅方向ＴＤに平行で、かつ長手方向ｄｘの中央が、連続帯状シートの幅方向ＴＤの中央となる様に切り出した。枚葉形状の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａに於ける単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐは、基材フィルム１の長方形形状の長手方向ｄｘに直交する方向である。
したがって、枚葉形状の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａにおいても、その長手方向ｄｘでの中央での位置において、傾斜角θも、連続帯状シートでの傾斜角θと同じ３°である。言い換えれば、枚葉形状での基材フィルム１の長手方向ｄｘの幅Ｌに対して、該長方形形状の長手方向ｄｘの両端部のうちの一方の端部から測った長さがＬ／２となる、長手方向ｄｘでの幅方向中央の位置に於いて、前記配向方向ｄｍと単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐとの成す傾斜角θが３°となる。
また、該長方形形状の長手方向ｄｘでの中央部に於ける分子主軸の配向方向ｄｍは、基材フィルム１の長方形形状の長手方向ｄｘに８７°（＝９０°−３°）傾斜した略直交する方向である。
【００５８】
〔実施例２〜４〕
実施例１に於いて、連続帯状の基材フィルム１の幅方向ＴＤの中央部（枚葉化後はその基材フィルム１の長手方向ｄｘでの幅方向中央部一方の端部からの距離がＬ／２となる部分）の位置での分子主軸の配向方向ｄｍと、単位柱状レンズ２の稜線とが成す傾斜角θを、面内に於ける最小値３°及び最大値が２６°に代えて、実施例２は面内に於ける最小値３２°及び最大値が４４°、実施例３は面内に於ける最小値４１°及び最大値が４５°、実施例４は面内に於ける最小値４７°及び最大値が５０°にした以外は、実施例１と同様にして、連続帯状シートを経て枚葉シートの立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａを作製した。なお、単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐは基材フィルム１の長方形形状の長手方向ｄｘに直交する方向である。
【００５９】
〔比較例１〜２〕
実施例１に於いて、連続帯状の基材フィルム１の幅方向ＴＤの中央部（枚葉化後はその基材フィルム１の長手方向ｄｘでの幅方向中央部一方の端部からの距離がＬ／２となる部分）の位置での分子主軸の配向方向ｄｍと、単位柱状レンズ２の稜線とが成す傾斜角θを、面内に於ける最小値３°及び最大値が２６°に代えて、比較例１は面内に於ける最小値５６°及び最大値が６８°、比較例２は６３°及び最大値が７２°にした以外は、実施例１と同様にして、立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａを作製した。なお、単位柱状レンズ２の稜線方向ｄｐは基材フィルム１の長方形形状の長手方向ｄｘに直交する方向である。
【００６０】
〔性能評価〕
性能評価は、図２で説明した様な、上記枚葉形態の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａの裏側に、粘着剤層４を介してガラス基板５を積層した、立体画像表示装置用光学部材２０によって評価した。
この為、先ず、上記枚葉形態の立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａの裏面側である基材フィルム１の他方の面１ｑに、透明なアクリル系粘着剤を用いた光学材料用粘着フィルム（パナック工業株式会社製、ＰＤ−Ｓ１）を貼り付けて、表面がセパレータフィルムで保護された、厚み２５μｍの粘着剤層４を積層した。
【００６１】
次いで、上記粘着剤層付きの立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａから、上記セパレータフィルムを剥がして、粘着剤層４を介して立体画像表示装置用柱状レンズシート１０ａを透明なガラス基板５の片面に貼り付けて、立体画像表示装置用光学部材２０を作製した。
なお、このガラス基板５の他方の面には、周期的な光線制御パターン６が形成されており、その周期は単位柱状レンズ２の配列方向ｄａにおいて、単位柱状レンズ２の５００μｍの配列周期Ｐと対応した周期となっており、且つ柱状単位レンズ２の稜線２ｐと同方向に延在した黒色パターンとなっている。なお、この光線制御パターン６は、液晶パネルの前面ガラス基板に形成されたカラーフィルタ内の遮光パターンであるブラックマトリックスである。
上記液晶パネルは、赤、緑、青のサブ画素で１画素が構成され、サブ画素の周囲にブラックマトリックスが形成される。
【００６２】
上記の立体画像表示装置用光学部材２０を、８０℃の環境下に１０００時間放置する信頼性試験を行い、単位柱状レンズ２の配列周期Ｐの変化の度合いを測定、評価した。
なお、寸法変化は、立体表示方式が２眼式の場合１００ｐｐｍ以下であればクロストークが問題となる様な寸法変化にはならず許容範囲内であるとされている。ただ、２眼式は原理的に観察可能範囲が正面など限定されるために主要な用途は小型表示装置になるが、小型の為に実質的に単位柱状レンズ２の配列周期Ｐの累積誤差は大型よりも小さく、観察可能範囲も正面など限られた方向である為に、さほど問題とはならない。テレビジョンの様な大型で多人数で見ることを前提とする場合は、１０程度の多眼式を採用することが多く、１０眼式の場合は、寸法変化は３００ｐｐｍまで許容できるとされている。
そこで、この許容誤差を前記配列周期Ｐの５００μｍの場合に当てはめれば、１００ｐｐｍは０．０５μｍ、３００ｐｐｍは０．１５μｍである。この為、性能評価は、安全を見て、寸法変化が０．１３μｍ以下（２６０ｐｐｍ以下）の場合を良好（表１中○印）、０．１５μｍ以下の場合はやや良好（表１中△印）、０．１５μｍ超過を不良（表１中×印）と評価した。
【００６３】
【表１】
0005699686.tif 000003
【００６４】
表１のとおり、傾斜角θが３°の実施例１、及び傾斜角θが３２°の実施例２、傾斜角θが４１°の実施例３は、いずれも余裕を以って目標とする寸法変化以下であり良好であった。そして、傾斜角θが４７°の実施例４も目標とする寸法変化以下に留まり、やや良好であった。しかし、傾斜角θが５６°の比較例１、傾斜角θが６３°の比較例２は、目標とする寸法変化を超過し、不良であった。
この為、各比較例では、レンチキュラー方式の立体画像表示装置に利用した時に、経時的な、左右視差画像のクロストークや光線制御パターンであるブラックマトリックの視認による輝度低下に繋がる可能性がある。しかし、各実施例では、左右視差画像のクロストークやブラックマトリックの視認による輝度低下に繋がらず、経時的に品質の高い立体画像を表示できることが期待される。
【符号の説明】
【００６５】
１      基材フィルム
１ｐ    一方の面
１ｑ    他方の面
２      単位柱状レンズ
２ｐ    稜線（頂部）
２ｖ    谷部
３      柱状レンズ群
４      粘着剤層
５      ガラス基板
６      光線制御パターン
１０    立体画像表示装置用柱状レンズシート
１０ａ  立体画像表示装置用柱状レンズシート（枚葉形態）
２０    立体画像表示装置用光学部材
３０    成形型
３１    柱状レンズパターン
３２    凹状溝の単位柱状レンズ成型面
Ｃ１    中央部で断裁したフィルム
Ｃ２    端部で断裁したフィルム
ｄａ    一方向（＝配列方向）
ｄｍ    分子主軸の配向方向
ｄｐ    稜線方向
ｄｘ    長手方向（枚葉シート時）
ＭＤ    流れ方向
Ｌ      配列方向に於ける幅
ｎ      法線
Ｐ      配列周期
Ｐ      単位柱状レンズ成型面の配列周期
Ｓ      観察者
ＴＤ    幅方向
Ｔｍ    成形型の表面温度
θ      傾斜角（稜線方向と分子主軸ｄｍの成す劣角）
γ      配向角（流れ方向ＭＤと分子主軸ｄｍの成す劣角）
【図１】
0005699686.tif 000004
【図２】
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【図３】
0005699686.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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