(57)【要約】【課題】高い位相差値を有する位相差板を簡易に製造できる位相差板の製造方法の提供。【解決手段】複数の反応性官能基を有する光硬化性プレポリマーを含有する光硬化性層２２を基板２１に形成する工程と、光硬化性層２２にパターンマスク３１を配置する工程と、第１の光源Ｌ１を用いて第１の領域２２１を硬化させる工程と、パターンマスク３１を除去する工程と、第２の光源Ｌ２を用いて光硬化性層２２の未硬化である第２の領域２２２を硬化させ、第１と第２の領域２２１、２２２の表面高度がそれぞれ異なることで微細構造２２０が基板２１に形成される工程と、微細構造２２０に配向層２３を形成する工程と、配向層２３に液晶層２４を形成し液晶層２４を配向する工程と、液晶層２４を硬化する工程とを備えており、液晶層２４は肉厚部２４１と肉薄部２４２とを有していることを特徴とする位相差板の製造方法を提供する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の反応性官能基を有すると共に官能基当量が７０〜７００ｇ／ｍｏｌの光硬化性プレポリマーを少なくとも一つ含有する光硬化性組成物を含む光硬化性層を基板に形成する光硬化性層形成工程と、
前記光硬化性層の一部を遮蔽するように前記光硬化性層にパターンマスクを配置する配置工程と、
前記パターンマスクを介して第１の光源を用いて前記光硬化性層を露光して、該光硬化性層における第１の領域を硬化させる第１の露光工程と、
前記パターンマスクを除去する除去工程と、
第２の光源を用いて前記パターンマスクが除去された光硬化性層を露光して、該光硬化性層において硬化されていない第２の領域を硬化させ、前記第１の領域と前記第２の領域との表面高度がそれぞれ異なることで表面粗さが付与されることにより微細構造が基板に形成される第２の露光工程と、
前記微細構造に配向層を形成する配向層形成工程と、
前記配向層に液晶層を形成し、該配向層により該液晶層を配向する液晶層形成工程と、
前記液晶層を硬化させる液晶層硬化工程、
とを備えており、
硬化後の前記液晶層は、少なくとも一つの肉厚部と少なくとも一つの肉薄部とを有していることを特徴とする位相差板の製造方法。
【請求項２】
前記反応性官能基としては、アルケニル基またはエポキシ基を用いることを特徴とする、請求項１に記載の位相差板の製造方法。
【請求項３】
前記第１の露光工程および前記第２の露光工程において、前記第１の光源および前記第２の光源としては、紫外線、可視光線、電子ビームあるいはＸ線から選んで用いることを特徴とする、請求項１または２に記載の位相差板の製造方法。
【請求項４】
前記第１の露光工程において、前記第１の光源としては、露光量が７０ｍＪ／ｃｍ２〜４０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を用いることを特徴とする、請求項３に記載の位相差板の製造方法。
【請求項５】
前記微細構造の表面粗さが、Ｒｚ値で１．０５μｍ〜３．５６μｍであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
【請求項６】
硬化後の前記液晶層における前記肉厚部と前記肉薄部との最大厚み差が１μｍ〜３μｍであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
【請求項７】
硬化後の前記液晶層は異なる二つの屈折率を有し、該二つの屈折率の差は０．１〜０．３であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
【請求項８】
前記配向層は、光異性化化合物、光架橋化合物、光分解化合物からなる群より選ばれるものを用いてなるものであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
【請求項９】
前記光異性化化合物はアゾ染料化合物であることを特徴とする、請求項８に記載の位相差板の製造方法。
【請求項１０】
前記光架橋化合物は、ケイ皮酸エステル誘導体(cinnamate derivatives)、カルコン誘導体(chalcone derivative)、マレイミド誘導体(maleimide derivatives)、キノリノン誘導体(quinolinone derivatives)、ジフェニルメチレン誘導体(diphenylmethylene derivatives)、クマリン誘導体(coumarin derivatives)からなる群より選ばれる少なくとも一種からなるものであることを特徴とする、請求項８に記載の位相差板の製造方法。
【請求項１１】
前記光分解化合物は、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタンからなる群より選ばれるものであることを特徴とする、請求項８に記載の位相差板の製造方法。
【請求項１２】
前記配向層は、ラビング配向性の樹脂からなることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
【請求項１３】
前記ラビング配向性の樹脂は、ポリイミド系樹脂またはポリビニルアルコールであることを特徴とする、請求項１２に記載の位相差板の製造方法。
【請求項１４】
前記基板は、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンスルファイド系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、メタクリル酸エステル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種からなるものであることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
【請求項１５】
前記基板は、トリアセチルセルロースからなるものであることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差板の製造方法に関し、特に肉厚部と肉薄部とを有するように形成される位相差板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶は異なる軸向において異なる屈折率を有している。光学的な応用においては、液晶のこのような複屈折性が盛んに利用されており、例を挙げると、液晶を用いて所望の位相差値を有するように製作された位相差板は、ＬＥＤディスプレイにおいてバックライトモジュールと合わせてコントラストを高めたり視野角を広げたりするのに用いられている。また、異なる位相差値を有する位相差板が交互に配置されたディスプレイは、３次元映像、いわゆる３Ｄ動画や３Ｄ写真を映し出すことができるものとして用いられており、視聴方法が眼鏡式と裸眼式とに分けられる３次元ディスプレイの両方にも、位相差板は用いられている。
【０００３】
このように３Ｄディスプレイ等に広く応用されている位相差板の製造方法としては、例えば機械加工によるものが知られている（特許文献１）。これは、位相差フィルムを硬質の支持材に貼り合わせ、カッターで余分な部分を切削除去し、位相差がλ／２となる二つの区域を設けることで、位相差が異なる二つの区域を有する位相差板を製造する方法である。
【０００４】
しかし、この方法では、カッターが変形しやすく、これが歩留まりの低下を招く。また製造工程が非常に複雑であり、切削塵が出るという問題もあるので、量産には向かない。
【０００５】
上記加工方法の欠点を克服するものとしては、液晶ポリマーを用いたものが知られている（特許文献２）。これによれば、まず架橋反応が起きるものと起きないものとの二種類の液晶ポリマーを混ぜ合わせた混合物を作製し、該混合物を支持材の配向層に塗布することで液晶層を形成し、次に露光により該液晶層に含まれている架橋可能な液晶ポリマーに架橋反応を起こさせ、最後に溶剤を用いて該液晶層に含まれている架橋が起きない液晶ポリマーを除去することで、液晶層に所望の位相構造、例えば孔や溝などを有する微細構造が形成され、これにより位相差分布が得られる。
【０００６】
しかし、この方法では、製造工程がやはり複雑であるだけでなく、規則的な配列パターンを形成することが難しい。また加工時の位置決めが精確でないと、ディスプレイに用いた場合、３次元映像にゴーストが現れる可能性があり、表示品質の低下を招く。
【０００７】
またこの他にも、等方相を有する液晶を用いて位相差フィルムを形成する方法も知られている（特許文献３）。これによれば、まず支持材に液晶層を形成し、液晶を等方相に転移するまで加熱する。この時、液晶は未だ位相差を有していない。次にパターンマスクを介して紫外線を該液晶層に照射することで、該液晶層における特定の区域だけを硬化させる。次に液晶を室温に戻し、該液晶層における硬化されていない区域をアレイ化させる。この時、該液晶層において硬化されていない部分は異方性相を呈すようになり、硬化された区域と硬化されていない区域との位相差はλ／２となる。最後に紫外線を該液晶層全体に照射すると、該液晶層の全区域とも硬化され、これにより位相差板が形成される。
【０００８】
しかし、この方法では、加熱により等方相に転移した後に硬化された液晶の区域と、室温に戻され異方位相で硬化された液晶の区域との界面において、液晶配列が無秩序になり、ディスプレイに用いた場合これが光漏れの原因となり、同じく表示品質低下を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開第２００１−１００１５０号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／００２０４０４号明細書
【特許文献３】米国特許第５９２６２４１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するために提案されたもので、高い位相差値を有することで品質が向上された位相差板を簡易に製造しうる位相差板の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、
複数の反応性官能基を有すると共に官能基当量が７０〜７００ｇ／ｍｏｌの光硬化性プレポリマーを少なくとも一つ含有する光硬化性組成物を含む光硬化性層を基板に形成する光硬化性層形成工程と、
前記光硬化性層の一部を遮蔽するように前記光硬化性層にパターンマスクを配置する配置工程と、
前記パターンマスクを介して第１の光源を用いて前記光硬化性層を露光して、該光硬化性層における第１の領域を硬化させる第１の露光工程と、
前記パターンマスクを除去する除去工程と、
第２の光源を用いて前記パターンマスクが除去された光硬化性層を露光して、該光硬化性層において硬化されていない第２の領域を硬化させ、前記第１の領域と前記第２の領域との表面高度がそれぞれ異なることで表面粗さが付与されることにより微細構造が基板に形成される第２の露光工程と、
前記微細構造に配向層を形成する配向層形成工程と、
前記配向層に液晶層を形成し、該配向層により該液晶層を配向する液晶層形成工程と、
前記液晶層を硬化させる液晶層硬化工程、
とを備えており、
硬化後の前記液晶層は、少なくとも一つの肉厚部と少なくとも一つの肉薄部とを有していることを特徴とする位相差板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
上記方法によれば、表面粗さを有する微細構造上に配向層および液晶層が形成されることから、位相差値の高い位相差板を作成することができるので、品質が向上された位相差板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る位相差板の製造方法の一連の工程を示すフローチャートである。
【図２】図２は、本発明に係る位相差板の製造方法の各工程を示す概略側面図である。
【図３】図３は、本発明に係る位相差板の製造方法の各工程を示す概略側面図である。
【図４】図４は、本発明に係る位相差板の製造方法の各工程を示す概略側面図である。
【図５】図５は、本発明に係る位相差板の製造方法の各工程を示す概略側面図である。
【図６】図６は、本発明に係る位相差板の製造方法の各工程を示す概略側面図である。
【図７】図７は、本発明に係る位相差板の製造方法の各工程を示す概略側面図である。
【図８】図８は、本発明に係る位相差板の製造方法の各工程を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図８は、本発明の方法により製造される位相差板の概略を示す側面図であり、該位相差板は、基板２１と、基板２１に形成され、且つ凸凹状の微細構造２２０をその表面に有する光硬化性層２２と、光硬化性層２２の微細構造２２０上に形成された配向層２３と、配向層２３に形成され且つ平坦な液晶層表面２４０を有する硬化した液晶層２４とを有している。このように、凸凹を交互に有する微細構造が具わるように形成された本発明に係る位相差板は、ディスプレイパネルに貼り合わせることにより、視聴方法が眼鏡式か裸眼式かに関わらず、いわゆる３Ｄ映像などの３Ｄコンテンツを表示することができる３次元ディスプレイに利用することができる。
【００１５】
ここで、微細構造２２０は、３Ｄ効果を有する位相差板の製造に利するためその表面粗さがＲｚ値にして１．０５μｍ〜３．５６μｍであることが好ましい（図６を参照）。なお、ここでＲｚ値とは、隣り合う凸部と凹部との表面高度の差Ｈの十点平均値によって定義されるものであり、本実施形態においてはプロービング方式の表面粗さ計（微細形状測定機、株式会社小坂研究所製、型番：ＥＴ４０００Ａ）を用いて求めた。
【００１６】
硬化した液晶層２４は、交互に列状配置された肉厚部２４１（最大厚みｄ１）と肉薄部２４２（最大厚みｄ２）とを有しており、肉厚部２４１と肉薄部２４２との最大厚み差（ｄ１−ｄ２）は、１μｍ〜３μｍであることが好ましい（図８参照）。これにより、本発明に係る液晶層２４は、一般に用いられている液晶材料の複屈折率と同様に、屈折率の差（即ち複屈折率）が０．１〜０．３となる二つの異なる屈折率を有することができ、３Ｄディスプレイに用いられる位相差板の製造に利することができる。
【００１７】
３Ｄ画像の表示品質は、位相差値（液晶層の厚みに液晶層の複屈折率を掛け合わせた値）の大小に負うところが大きい。そこで、肉厚部２４１と肉薄部２４２との位相差値は、良好な３Ｄ表示品質を得るために少なくとも２００ｎｍを超えることが必要であり、更には２６０ｎｍを超えることが望ましい。
【００１８】
なお、本発明に係る位相差板は、３Ｄディスプレイへの応用に限られるものではなく、例えば光学補償板等にも応用できる。
【００１９】
以下では、図１のフローチャートを参照しながら、本発明に係る位相差板の製造方法の好ましい具体例を説明する。
【００２０】
図１に示すように、本発明に係る位相差板の製造方法は以下の８工程を含んでいる。
（１）複数の反応性官能基を有すると共に官能基当量が７０〜７００ｇ／ｍｏｌの光硬化性プレポリマー（モノマーまたはオリゴマーでも可）を少なくとも一つと、光開始剤とを含有する光硬化性組成物と溶剤とを含んだペーストを、基板２１に塗布した後に、乾燥させ該溶剤を除去することにより基板２１に未硬化の光硬化性層２２ａが形成される光硬化性層形成工程（図２参照）。
（２）光硬化性層２２ａの一部を遮蔽するように光硬化性層２２ａにパターンマスク３１を配置する配置工程（図３参照）。
（３）パターンマスク３１を介して第１の光源Ｌ１を用いて光硬化性層２２ｂを露光して、光硬化性層２２ｂにおける第１の領域２２１を硬化させることにより、未硬化の第２の領域２２２から光硬化性組成物が既に硬化した第１の領域２２１へと拡散することで、厚みが第１の領域２２１において増加し第２の領域２２２において減少した部分硬化の光硬化性層２２ｂが形成される第１の露光工程（図４参照）。
（４）パターンマスク３１を除去する除去工程（図５参照）。
（５）第２の光源Ｌ２を用いて、パターンマスク３１が除去された光硬化性層２２ｂを露光し、光硬化性層２２ｂにおいてまだ硬化されていない凹状の第２の領域２２２を硬化させ、第１の領域２２１と第２の領域２２２との表面高度がそれぞれ異なることで表面粗さが付与されることにより凸凹状の微細構造２２０が基板２１に形成される第２の露光工程（図５および図６参照）。
（６）微細構造２２０の表面に配向層２３を形成することで、配向層２３に微細構造２２０の表面と同様に凸凹状の配向面２３０を有させる配向層形成工程（図７参照）。
（７）液晶を配向面２３０に塗布することで、平坦な液晶層表面２４０を有する液晶層２４を配向層２３に形成し、更に配向層２３により該液晶層２４を配向する液晶層形成工程（図８参照）。
（８）上記液晶層２４を露光により硬化させることで、少なくとも一つの肉厚部２４１と、少なくとも一つの肉薄部２４２とを有した液晶層２４を得る液晶層硬化工程（図８参照）。
【００２１】
なお、上記光硬化性層形成工程における光硬化性プレポリマーの官能基当量とは、該光硬化性プレポリマーの分子量を官能基数で割ることにより定義されるものである。
【００２２】
また、前記光硬化性プレポリマーは、上記のように官能基当量が７０〜７００ｇ／ｍｏｌの範囲内であればよいが、より好ましくは８０〜６００ｇ／ｍｏｌの範囲にあり、更に好ましくは８５〜４００ｇ／ｍｏｌの範囲にあるとよい。
【００２３】
以下では、上記工程において、前記光硬化性プレポリマーが硬化することにより、光硬化性層２２の表面に凹凸状の微細構造２２０が形成される原理を詳しく説明する。
【００２４】
上記の光硬化性プレポリマーを少なくとも一つと光開始剤とを含有する光硬化性組成物と、溶剤とを含んだペーストを、基板２１に塗布することにより、未硬化の光硬化性層２２ａが形成される。次に、パターンマスク３１を介してこの光硬化性層２２ａにおける第１の領域２２１に紫外線を照射すると、紫外線の照射により上記光開始剤から遊離基（free radical）が生成される。この遊離基が第１の領域２２１において光硬化性層２２ａの架橋反応を引き起こし、架橋反応が進行するにつれて、第１の領域２２１における分子の平均分子量及び粘度が徐々に高くなり、第１の領域２２１が所定の粘度以上になったところで反応を中止する。
【００２５】
上記のような架橋反応の進行中には、光硬化性層２２ａにおける第１の領域２２１の未反応の光硬化性組成物の濃度が低くなるので、光硬化性層２２ａにおける第２の領域２２２の未反応の光硬化性組成物の濃度が相対的に高くなる。物質には濃度の高いところから低いところへ拡散するという特性があるので、第２の領域２２２における未反応の光硬化性組成物は露光された第１の領域２２１へ拡散する。このため、図３に示すように、第１の露光工程の後、すでに一部が硬化した光硬化性層２２ｂは第１の領域２２１において凸出すると共に、第２の領域２２２において凹陥するように凹凸状をなし、これにより光硬化性層２２ｂの表面に微細構造２２０が現出する。
【００２６】
また、光硬化性組成物の分子量が小さいほど、第１の領域２２１における未反応の光硬化性組成物がすでに硬化した第２の領域２２２により速く拡散し、第１の領域２２１および第２の領域２２２間での表面高度の差（即ちＲｚ値）が大きくなるので、つまりは形成される微細構造２２０の表面粗さが増す。
【００２７】
また、光硬化性組成物の官能基数が多いほど、言い換えれば官能基当量が少ないほど、光硬化反応がより急激になるので、第１の領域２２１における未反応の光硬化性組成物がすでに硬化した第２の領域２２２により速く拡散し、光硬化反応が持続される。これにより第１の領域２２１および第２の領域２２２間での表面高度の差（即ちＲｚ値）が大きくなるので、つまりは形成される微細構造２２０の表面粗さが増す。
【００２８】
ここで特記すべきは、上記第１の露光工程および第２の露光工程において、光硬化性組成物は完全に硬化されても、あるいはただ部分的に硬化されるだけでもよく、つまりは光硬化性層２２ｂの第１の領域２２１および第２の領域２２２における光硬化性組成物が流動性を持たないようにさえできれば、該工程における硬化の度合いは問われない。
【００２９】
上記工程において、パターンマスク３１は、第１の光源Ｌ１からの光が透過できる一つもしくは複数の光透過領域３１１と、第１の光源Ｌ１からの光を遮断、吸収または反射するための一つもしくは複数の光不透過領域３１２とが設けられているものを用いればよい。
【００３０】
前記光硬化性組成物は、複数の反応性官能基を有する光硬化性プレポリマーを少なくとも一つ含んでいる。ここで上記反応性官能基としては、光を照射されることにより光重合反応が起こるものであればよく、例えばアルケニル基（alkenyl group）やエポキシ基（epoxy group）でもよい。アルケニル基を有する光硬化性プレポリマーとしては、例えばアクリル系化合物（acrylic-based compound）、ビニル基を有するエーテル系化合物（ether-based compound including a vinyl group）、スチレン系化合物（styrene-based compound）、チオールエン系化合物（thiolene-based compound）などが挙げられる。
【００３１】
上記光硬化性層形成工程において光硬化性層２２ａ即ちペーストに使用される溶剤としては、光硬化性組成物と光開始剤を十分に溶解することができるものであればよく、例えばアルコール、ケトン、エステル、ハロゲン溶剤、炭化水素などの群から選択されたものを用いる。より具体的には、アセトン、アセトニトリル、クロロホルム、クロロフェノール、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジクロロメタン、酢酸ジエチル、炭酸ジメチル、エタノール、酢酸エチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１，２−プロパンジオール、２−ヘキサノン、メタノール、酢酸メチル、酢酸ブチル、トルエン及びテトラヒドロフランおよびこれらの組み合わせなどが挙げられる。
【００３２】
また、同じく光硬化性層２２ａ即ちペーストに使用される光開始剤としては、光硬化性組成物の光硬化性を促進するものであればよく、例えば、ビニルフェノン誘導体（vinyl phenone derivatives）、ベンゾフェノン誘導体、ミヒラーケトン、ベンザイン、ベンジル誘導体、ベンゾイン誘導体、ベンゾインメチルエーテル誘導体、α−アシルオキシエステル、チオキサントン誘導体及びアントラキノン誘導体の群から選択されたものを用いることができる。ペーストに使用される光開始剤の量は特に限定されないが、ペーストの全質量に対して０．０１質量％以上であることが好ましい。
【００３３】
基板２１は透明な絶縁材料からなるとよく、より好ましくはポリマーからなるとよい。ここで該ポリマーとしては、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンスルファイド系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、メタクリル酸エステル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種を用いるとよく、更に好ましくはトリアセチルセルロースを用いるとよい。
【００３４】
上記第１の露光工程において、第１の光源Ｌ１としては、紫外線、可視光線、電子ビームあるいはＸ線から選んで用いることができるが、紫外線はより好ましい。第１の光源Ｌ１の露光量は、７０ｍＪ／ｃｍ２以上が好ましく、更には７０ｍＪ／ｃｍ２〜４０００ｍＪ／ｃｍ２であると尚よい。これは、露光量が７０ｍＪ／ｃｍ２に満たないと、微細構造が形成されにくくなり、逆に４０００ｍＪ／ｃｍ２を超えると、基板２１が変形してしまう虞があるためである。そこで、更に突き詰めれば、第１の光源Ｌ１の露光量は１００ｍＪ／ｃｍ２〜３５００ｍＪ／ｃｍ２であるとよく、より好ましくは４００ｍＪ／ｃｍ２〜１５００ｍＪ／ｃｍ２であるとよい。
【００３５】
また、上記第２の露光工程における第２の光源Ｌ２としても、紫外線、可視光線、電子ビームあるいはＸ線から選んで用いることが好ましいが、特に紫外線はより好ましい。第２の光源Ｌ２の露光量は、特に限定されないが、光硬化性層２２ａ（特に第２の領域２２２）を完全に硬化することができるものであればよい。また、第１の光源Ｌ１と第２の光源Ｌ２は、同じものであってもよく、異なるものであってもよい。
【００３６】
上記配向層形成工程において、配向層２３は例えば以下に挙げた２種の方法により形成することができる。即ち、光配向法と、ラビング配向法である。
【００３７】
光配向法では、光配向性の樹脂を微細構造２２０上に塗布し、乾燥させ、更に直線偏光紫外線を該樹脂に照射することで、該樹脂を硬化させると共に液晶に対する配向規制力を付与する。これにより配向層２３が微細構造２２０上に形成される。
【００３８】
ラビング法では、ラビング配向性の樹脂、つまりラビングされることによって液晶分子を配向させることができる配向機能が具わる性質を有す樹脂を微細構造２２０上に塗布し、乾燥させ、更にラビング法にて該樹脂を摩擦し所定の配向方向の溝を設ける。これにより配向層２３が微細構造２２０上に形成される。
【００３９】
ここで、上記ラビング配向性の樹脂としては、ポリイミド系樹脂またはポリビニルアルコールを用いることが好ましい。
【００４０】
また、上記光配向性の樹脂としては、光異性化化合物、光架橋化合物、光分解化合物からなる群より選ばれるものを用いることが好ましい。
【００４１】
更に具体的に言うと、上記光異性化化合物はアゾ染料化合物であるとよい。
また、上記光架橋化合物は、ケイ皮酸エステル誘導体(cinnamate derivatives)、カルコン誘導体(chalcone derivative)、マレイミド誘導体(maleimide derivatives)、キノリノン誘導体(quinolinone derivatives)、ジフェニルメチレン誘導体(diphenylmethylene derivatives)、クマリン誘導体(coumarin derivatives)からなる群より選ばれるとよい。
【００４２】
また、上記光分解化合物は、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタンからなる群より選ばれるものであるとよい。
【実施例】
【００４３】
以下には、具体的な実施例を示して、本発明の実施方法と効果を更に詳しく説明する。なお、以下の実施例は説明に更なる具体性を供すために示すものであり、本発明を限定する意図を示すものではない。
【００４４】
＜微細構造を有する光硬化性層の形成＞
以下では、微細構造を有する光硬化性層の形成実験例1〜１０を説明する。
【００４５】
（光硬化性層形成実験例１）
光反応性官能基を有する未硬化な光硬化性材料（共栄社化学株式会社製、商品名：ライトアクリレートＰＥ−４Ａ、アクリル系樹脂、官能基当量８８ｇ／ｍｏｌ）０．４ｇを、トルエン０．６ｇと光開始剤（米国Ｃｉｂａ社製、商品名：Ｉ−１８４）０．０２ｇとを混合して、固形分４０％であるペースト（１．０２ｇ）を得た。
【００４６】
該ペーストをアセテート系樹脂製の基板（コニカミノルタ社製ＴＡＣ、５ｃｍ×５ｃｍ×８０μｍ）に滴下し、スピンコーティング法により回転数５００ｒｐｍ、４０秒の条件で該ペーストを該基板上に均一に塗布した。次に、ペーストが塗布された基板を、８０℃の温度に維持されたオーブンに３分間放置して溶剤（即ちトルエン）を除去し、そして１００℃の温度に維持された他のオーブンに移して２分間の加熱乾燥処理を施した。その後、該基板を室温に冷ますことで未硬化の光硬化性層を該基板に形成した（図２参照）。該光硬化性層の厚みは４．６５μｍである。
【００４７】
光硬化性層が形成された該基板上に、スペース幅およびライン幅が共に１１０μｍの線形パターンを有するフォトマスク配置し、次いて、窒素雰囲気でＵＶ露光装置（米国Ｆｕｓｉｏｎ社製）によって第１のＵＶ光源（第１の光源）を６５０ｍＪ／ｃｍ２の露光量で光硬化性層を露光した（図３および図４参照）。したがって、光硬化性層は露光された第１の領域において硬化されて突出すると共に、露光されていない第２の領域において硬化されなくて凹むように凹凸状に形成される。そしてパターンマスクを除去した後に、窒素雰囲気にて更に４５０ｍＪ／ｃｍ２の第２のＵＶ光源（第２の光源）を用いて光硬化性層を露光した（図５参照）。これにより第１の領域と第２の領域との表面高度が異なるように硬化され、その表面粗さがＲｚ値にして３．５６μｍとなる微細構造が得られた。
【００４８】
（光硬化性層形成実験例２〜６）
実験例２〜６において、光硬化性層の形成方法は、前記実験例１とほぼ同様であり、前記実験例１との相違点は、形成される光硬化性層の厚みが異なる点であり、また実験例６においては使用する溶剤が実験例１〜５と異なる。実験例１〜６における各形成条件およびそれにより得られた微細構造の表面粗さは下記の表１および２にまとめた。なお、実験例２〜６で用いた反応性官能基を有する未硬化な光硬化性材料はそれぞれ以下の通りである。
【００４９】
実験例２：ドイツＣｏｇｎｉｓ社製、型番：４６００、アクリル系樹脂、官能基当量９６．３ｇ／ｍｏｌ
実験例３：米国Ｓａｒｔｏｍｅｒ社製、型番：ＳＲ４４４、アクリル系樹脂、官能基当量９９．３ｇ／ｍｏｌ
実験例４：ドイツＣｏｇｎｉｓ社製、型番：４１７２Ｆ、アクリル系樹脂、官能基当量１３２ｇ／ｍｏｌ
実験例５：米国Ｓａｒｔｏｍｅｒ社製、型番：ＣＮ-９００６、アクリル系樹脂、官能基当量４００ｇ／ｍｏｌ
実験例６：台湾Ｄｏｕｂｌｅ  Ｂｏｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製、型番：１７６、アクリル系樹脂、官能基当量７５０ｇ／ｍｏｌ
【００５０】
【表１】
2013171286.tif 000003
【００５１】
【表２】
2013171286.tif 000004
【００５２】
表１および２から読み取れるように、光硬化性層に用いる材料の官能基当量が大きいほど、得られる微細構造のＲｚ値は小さくなる。特に光硬化性層に用いる材料の官能基当量が７５０ｇ／ｍｏｌに達すると、微細構造のＲｚ値は急速に小さくなった。
【００５３】
（光硬化性層形成実験例７〜９）
実験例７〜９において、光硬化性層の形成方法は、前記実験例１とほぼ同様であり、前記実験例１との相違点は、第１の露光工程における露光量が異なる点である。実験例７〜９における各形成条件およびそれらにより得られた微細構造の表面粗さは下記の表３にまとめた。
【００５４】
【表３】
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【００５５】
表３から読み取れるように、第１の露光工程における第１の光源の露光量が小さいほど、得られる微細構造のＲｚ値も小さくなる。特に第１の光源の露光量が５０ｍＪ／ｃｍ２に達すると、微細構造のＲｚ値は急速に小さくなった。
【００５６】
＜位相差板の作成＞
以下では、位相差板の作成例１〜６および比較例１〜２を説明する。
【００５７】
（位相差板の作成例１）
メチルエチルケトン（methylethylketone）とシクロペンタノン（cyclopentanone）とを１：１の質量比率で混合し、混合溶剤３．５ｇを得た。次に光配向性の樹脂（スイスＲｏｌｉｃ社製、型番：ＲＯＰ１０３、ケイ皮酸エステル系樹脂、固形分１０％）０．５ｇを該混合溶剤に加えて、該樹脂の固形分が１．２５％となるよう該樹脂を希釈した。
【００５８】
このように配合された光配向性の樹脂を、上記実験例５において形成された微細構造の表面に、スピンコーティング法により回転数３０００ｒｐｍ、４０秒の条件で塗布した。次に、該樹脂が塗布された基板を、１００℃の温度に維持されたオーブンに２分間放置して溶剤を除去し、その後、該基板を室温に冷ました。このように塗布された光配向性の樹脂に、直線偏光紫外線を露光量２０ｍＪ／ｃｍ２にて照射し、該樹脂を硬化させると共に液晶に対する配向規制力を付与した。これにより厚み５０ｎｍの配向層が微細構造上に形成された（図７参照）。
【００５９】
続いて、固体液晶１ｇ（複屈折率０．２６）をシクロペンタノン４ｇに分散させ、固形分２０％の液晶塗布液を得た後に、これを、配向層に、スピンコーティング法により回転数３０００ｒｐｍ、４０秒の条件で塗布した。次に、該液晶塗布液が塗布された基板を、６０℃の温度に維持されたオーブンに５分間放置して溶剤を除去し、その後、該基板を室温に冷ました。このように塗布されてなった液晶塗布層に、窒素雰囲気で紫外線を露光量１２０ｍＪ／ｃｍ２にて照射し、該液晶塗布層を硬化させることで、配向層上に液晶層が形成され、これにより位相差板が完成した。なお、該液晶層は、最大厚み（ｄ１）が２．２４μｍ、最大厚み差（ｄ１−ｄ２）が、１．０４μｍであった（図８参照）。作成例１で作製された位相差板を位相差測定装置（王子計測機器株式会社製、商品名：ＫＯＢＲＡ−ＣＣＤ）にて測定した結果、位相差値は２７１ｎｍであった。
【００６０】
（位相差板の作成例２）
作成例２における位相差板の作成方法は、前記作成例１とほぼ同様であるが、前記作成例１との相違点は、前記作成例１では微細構造として上記光硬化性層形成実験例５にて形成されたものを用いたが、本作成例２では上記光硬化性層形成実験例１にて形成されたものを用いた点である。また作成例２においては使用する固体液晶が作成例１と異なり、複屈折率が０．１０３のものを使用した。本作成例により作成された位相差板を、上記位相差測定装置で測定した結果、位相差値は２１３ｎｍであった。
【００６１】
（位相差板の作成例３）
重合度が２６００であり且つ鹸化度が９８ｍｏｌ％のペレット状のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を、温度が８０℃〜９５℃の水中に分散させ混合物を得た。該混合物にメタノールを水との比率がメタノール１：水５となるように加えて、ＰＶＡ溶液を得た。この時ＰＶＡの固形分は８〜１０％となる。このように得られたＰＶＡ溶液を、上記光硬化性層形成実験例５で形成された微細構造に、スピンコーティング法により回転数３０００ｒｐｍ、４０秒の条件で塗布した。次に、該ＰＶＡ溶液が塗布された基板を、１００℃の温度に維持されたオーブンに２分間放置して溶剤を除去し、その後、該基板を室温に冷ますことで、ＰＶＡ樹脂層を前記微細構造上に形成した。このように形成されたＰＶＡ樹脂層を、ラビング法を用いて配向機能を具えさせるように摩擦することで、ＰＶＡ配向層を作成した（図７参照）。
【００６２】
続いて、固体液晶１ｇ（複屈折率０．２６）をシクロペンタノン４ｇに分散させ、固形分２０％の液晶塗布液を得た後に、これを、ＰＶＡ配向層に、スピンコーティング法により回転数３０００ｒｐｍ、４０秒の条件で塗布した。次に、該液晶塗布液が塗布された基板を、６０℃の温度に維持されたオーブンに５分間放置して溶剤を除去し、その後、該基板を室温に冷ました。このように塗布されてなった液晶塗布層に、窒素雰囲気で紫外線を露光量１２０ｍＪ／ｃｍ２にて照射し、該液晶塗布層を硬化させることで、配向層上に液晶層が形成され、これにより位相差板が完成した（図８参照）。本作成例により作成された位相差板を、上記位相差測定装置で測定した結果、位相差値は２７２ｎｍであった。
【００６３】
（位相差板の作成例４）
作成例４における位相差板の作成方法は、前記作成例３とほぼ同様であるが、前記作成例３との相違点は、前記作成例３では微細構造として上記光硬化性層形成実験例５にて形成されたものを用いたが、作成例４では上記光硬化性層形成実験例３にて形成されたものを用いた点である。本作成例により作成された位相差板を、上記位相差測定装置で測定した結果、位相差値は２１０ｎｍであった。
【００６４】
（位相差板の作成例５）
作成例５における位相差板の作成方法は、前記作成例１とほぼ同様であるが、前記作成例１との相違点は、前記作成例１では微細構造として上記光硬化性層形成実験例５にて形成されたものを用いたが、作成例５では上記光硬化性層形成実験例６にて形成されたものを用いた点である。本作成例により作成された位相差板を、上記位相差測定装置で測定した結果、位相差値は１２ｎｍであった。
【００６５】
（位相差板の作成例６）
作成例６における位相差板の作成方法は、前記作成例３とほぼ同様であるが、前記作成例３との相違点は、前記作成例３では微細構造として上記光硬化性層形成実験例５にて形成されたものを用いたが、作成例６では上記光硬化性層形成実験例６にて形成されたものを用いた点である。本作成例により作成された位相差板を、上記位相差測定装置で測定した結果、位相差値は１１ｎｍであった。
【００６６】
（位相差板の作成比較例１）
本比較例は、特表２００６−５１８８８１号特許公報に開示されている方法に則って形成された微細構造を用いて、その上に配向層および液晶層を設けたものである。
【００６７】
まず、導体フィルムにコートされた熱硬化性前駆体層を、予めパターン形成された雄型によってエンボス加工し、続いて、該前駆体層を放射、冷却、溶剤蒸発もしくは他の方法によって硬化する間または後で雄型をリリースすることで微細構造を形成した。
【００６８】
続いて、位相差板の作成例１での方法と同様に、メチルエチルケトン（methylethylketone）とシクロペンタノン（cyclopentanone）とを１：１の質量比率で混合し、混合溶剤３．５ｇを得た。次に光配向性の樹脂（スイスＲｏｌｉｃ社製、型番：ＲＯＰ１０３、ケイ皮酸エステル系樹脂、固形分１０％）０．５ｇを該混合溶剤に加えて、該樹脂の固形分が１．２５％となるよう該樹脂を希釈した。
【００６９】
このように配合された光配向性の樹脂を、本比較例の方法で形成された微細構造の表面に、スピンコーティング法により回転数３０００ｒｐｍ、４０秒の条件で塗布した。次に、該樹脂が塗布された基板を、１００℃の温度に維持されたオーブンに２分間放置して溶剤を除去し、その後、該基板を室温に冷ました。このように塗布された光配向性の樹脂に、直線偏光紫外線を露光量２０ｍＪ／ｃｍ２にて照射し、該樹脂を硬化させると共に液晶に対する配向規制力を付与した。
【００７０】
続いて、固体液晶１ｇ（複屈折率０．２６）をシクロペンタノン４ｇに分散させ、固形分２０％の液晶塗布液を得た後に、これを、配向層に、スピンコーティング法により回転数３０００ｒｐｍ、４０秒の条件で塗布した。次に、該液晶塗布液が塗布された基板を、６０℃の温度に維持されたオーブンに５分間放置して溶剤を除去し、その後、該基板を室温に冷ました。このように塗布されてなった液晶塗布層に、窒素雰囲気で紫外線を露光量１２０ｍＪ／ｃｍ２にて照射し、該液晶塗布層を硬化させることで、配向層上に液晶層が形成され、これにより位相差板が完成した。本比較例で作製された位相差板を上記位相差測定装置にて測定した結果、位相差値は小さすぎて測定不能であった。つまり、このような方法で作成された位相差板においては、液晶塗布層は配向されることができない。
【００７１】
（位相差板の作成比較例２）
上記位相差板の作成比較例１と同じ方法で微細構造を形成した。
続いて、位相差板の作成例３での方法と同様に、重合度が２６００であり且つ鹸化度が９８ｍｏｌ％のペレット状のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を、温度が８０℃〜９５℃の水中に分散させ混合物を得た。該混合物にメタノールを水との比率がメタノール１：水５となるように加えて、ＰＶＡ溶液を得た。この時ＰＶＡの固形分は８〜１０％となる。このように得られたＰＶＡ溶液を、上記位相差板の作成比較例１と同じ方法で形成された微細構造に、スピンコーティング法により回転数３０００ｒｐｍ、４０秒の条件で塗布した。次に、該ＰＶＡ溶液が塗布された基板を、１００℃の温度に維持されたオーブンに２分間放置して溶剤を除去し、その後、該基板を室温に冷ますことで、ＰＶＡ樹脂層を前記微細構造上に形成した。このように形成されたＰＶＡ樹脂層を、ラビング法を用いて配向機能を具えさせるように摩擦することで、ＰＶＡ配向層を作成した。
【００７２】
続いて、固体液晶１ｇ（複屈折率０．２６）をシクロペンタノン４ｇに分散させ、固形分２０％の液晶塗布液を得た後に、これを、ＰＶＡ配向層に、スピンコーティング法により回転数３０００ｒｐｍ、４０秒の条件で塗布した。次に、該液晶塗布液が塗布された基板を、６０℃の温度に維持されたオーブンに５分間放置して溶剤を除去し、その後、該基板を室温に冷ました。このように塗布されてなった液晶塗布層に、窒素雰囲気で紫外線を露光量１２０ｍＪ／ｃｍ２にて照射し、該液晶塗布層を硬化させることで、配向層上に液晶層が形成され、これにより位相差板が完成した。本比較例で作製された位相差板を上記位相差測定装置にて測定した結果、位相差値は小さすぎて測定不能であった。つまり、このような方法で作成された位相差板においては、液晶塗布層は配向されることができない。
【００７３】
上記各比較例においては、離型の際に微細構造の表面が損傷を受け平面性が損なわれるという問題が生じる。加えて、離型前に、エンボス、放射、冷却、溶剤蒸発等の方法を用いるので、微細構造表面が配向層を均等に塗布するのに向かなくなる。これにより光配向法を用いるかラビング配向法を用いるかに関わらず、配向層に配向機能が具わらなくなり、よってこのような配向層に液晶層を設けても液晶層が配向されないので、位相差板が製作できない。
【００７４】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかる位相差板の製造方法によれば、高い位相差値を具える液晶層を有する位相差板が製造されるので、例えば３Ｄ映像を表示するディスプレイの製造に用いることができる。
【符号の説明】
【００７６】
２１    基板
２２、２２ａ、２２ｂ    光硬化性層
２２０    微細構造
２２１    第１の領域
２２２    第２の領域
２３    配向層
２３０    配向面
２４    液晶層
２４０    液晶層表面
２４１    肉厚部
２４２    肉薄部
３１    パターンマスク
３１１    光透過領域
３１２    光不透過領域
Ｌ１    第１の光源
Ｌ２    第２の光源
【図１】
2013171286.tif 000006
【図２】
2013171286.tif 000007
【図３】
2013171286.tif 000008
【図４】
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【図５】
2013171286.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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