JP2013015753A - パターン位相差フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パッシブ方式による３次元画像表示に適用するパターン位相差フィルムを容易かつ大量に作製することができるパターン位相差フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】右目用透過光に対応する第１の位相差を与えるために、液晶が配向されて第１の膜厚（ｔ１）を有する右目用領域（Ａ）と、左目用透過光に対応する第２の位相差を与えるために、液晶が配向されて第２の膜厚（ｔ２）を有する左目用領域（Ｂ）とが、帯状に交互にパターンニングされたパターン位相差フィルム（１）の製造方法であって、フィルム基材（２）上にコートされた賦型用樹脂（３）に、帯状に交互にパターンニングされ、１方向を向いた微小キズが形成された微小キズ付き凹凸部（３ａ）を転写する微小キズ付き凹凸転写工程（＃１０２）と、前記賦型用樹脂の微小キズ付き凹凸部に液晶材料（４）をコートする液晶コート工程（＃１０５）とを備えた。
【選択図】図５

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パターン位相差フィルムの製造方法に関するものである。

従来、フラットパネルディスプレイは、２次元表示のものが主流であった。しかし、近年、３次元表示可能なフラットパネルディスプレイが注目を集めており、一部市販もされている。そして、今後のフラットパネルディスプレイは、３次元表示可能であることが当然に求められる傾向にあり、３次元表示可能なフラットパネルディスプレイの検討が幅広い分野において進められている。

フラットパネルディスプレイにおいて３次元表示をするには、通常、何らかの方式で右目用の映像と、左目用の映像とを、それぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供することが必要である。右目用の映像と左目用の映像とを選択的に提供する方法としては、例えば、パッシブ方式が知られている。

このパッシブ方式の３次元表示方式について図を参照しながら説明する。図７は、液晶表示パネルを使用したパッシブ方式の３次元表示の一例を示す概略図である。この図７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、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映像と左目用の映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るメガネを装着して、右目用の映像と左目用の映像とをそれぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供する。

このパッシブ方式は、応答速度の低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。このようなことから、パッシブ方式の液晶表示装置は、今後の３次元表示装置の中心的存在となるものとして非常に注目されている。

ところで、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は、まだ広く研究、開発が行われておらず、標準的な技術としても確立されているものがないのが現状である。

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ニングする製造方法が開示されている。しかし、この特許文献１に開示の方法は、ガラス基板を使用することが必要であることから、パターン位相差フィルムが高価になり、大面積のものを大量生産し難い問題がある。

また、パターン位相差フィルムに関して、特許文献２には、レーザーの照射によりロール版の周囲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。この特許文献２に開示の方法では、レーザーの走査によりロール版の全周に漏れ無くレーザーを照射することが必要である。従って、ロール版の作製に時間を要する問題がある。また、高価なレーザー加工装置を使用しなければならない問題もある。

特開２００５−４９８６５号公報 特開２０１０−１５２２９６号公報

本発明の課題は、パッシブ方式による３次元画像表示に適用するパターン位相差フィルムを容易かつ大量に作製することができるパターン位相差フィルムの製造方法を提供することである。

前記課題を解決するために、請求項１の発明は、右目用透過光に対応する第１の位相差を与えるために、液晶が配向されて第１の膜厚（ｔ１）を有する右目用領域（Ａ）と、左目用透過光に対応する第２の位相差を与えるために、液晶が配向されて第２の膜厚（ｔ２）を有する左目用領域（Ｂ）とが、帯状に交互にパターンニングされたパターン位相差フィルム（１）の製造方法であって、フィルム基材（１）上にコートされた賦型用樹脂（３）に、帯状に交互にパターンニングされ、１方向を向いた微小キズが形成された微小キズ付き凹凸部（３ａ）を転写する微小キズ付き凹凸転写工程（＃１０２）と、前記賦型用樹脂の微小キズ付き凹凸部に液晶材料（４）をコートする液晶コート工程（＃１０５）と、を備えたパターン位相差フィルムの製造方法を提供する。
請求項２は、請求項１に記載のパターン位相差フィルムの製造方法において、前記第１の膜厚（ｔ１）と前記第２の膜厚（ｔ２）とは、一方が他方の略３倍であること、を特徴とするパターン位相差フィルムの製造方法を提供する。
以上、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明したが、これに限定されるものではない。なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替してもよい。

本発明によれば、パッシブ方式による３次元画像表示に適用するパターン位相差フィルムを容易かつ大量に作製することができる、という効果がある。

本発明の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。 本実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造方法（賦型用樹脂塗布工程＃１０１）を示す模式図である。 本実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造方法（賦型工程＃１０２、ＵＶ硬化工程＃１０３）を示す模式図である。 本実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造方法（離型工程＃１０４）を示す模式図である。 本実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造方法（液晶コート工程＃１０５、液晶硬化工程＃１０６）を示す模式図である。 本実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造装置を示す略線図である。 液晶表示パネルを使用したパッシブ方式の３次元表示の一例を示す概略図である。

（実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明の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。
本実施形態のパターン位相差フィルム１は、液晶の膜厚で位相差を制御しようというものであり、透明フィルムによる基材２に賦型樹脂層３、位相差層４が順次積層されている。
このパターン位相差フィルム１は、位相差層４が液晶材料により形成され、この液晶材料の配向を賦型樹脂層３のパターン状の微小キズ付き凹凸部３ａの配向規制力により規制し、賦型樹脂層３の凹凸部に対応した位相差層４の厚みｔ１，ｔ２により、右目用領域Ａと左目用領域Ｂの位相差を付与する。このパターン位相差フィルム１は、上記パターニングにより、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、右目用領域Ａと、左目用領域Ｂとが順次交互に帯状にパターンニングされ、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。

図２〜図５は、本実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造方法を示す模式図である。
本実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造方法は、賦型用樹脂コート工程＃１０１と、賦型工程＃１０２と、賦型用樹脂硬化工程＃１０３と、離型工程＃１０４と、液晶コート工程＃１０５と、液晶硬化工程＃１０６などとを備えている。

賦型用樹脂塗布工程＃１０１は、図２に示すように、ＴＡＣ等の透明フィルムからなる基材２に、硬化してないアクリル系などのＵＶ硬化型の賦型用樹脂を塗布する工程である。

賦型工程＃１０２は、図２に示すように、成形型２０によって、基材２にコートされた賦型用樹脂３に、微小キズ付き凹凸部３ａを賦型する工程（微小キズ付き凹凸転写工程）である。この成形型２０は、右目用透過光に対応する位相差を与える右目用領域２０Ａと、左目用透過光に対応する位相差を与える左目用領域２０Ｂとが、帯状の凹凸部２１として交互に形成され、凹凸部２１の表面に、研磨又はラビング等で配向用の微小キズ２２が同一方向（凹凸部４ａの長手方向から４５度の方向）に形成されものである。成形型２０は、凹凸部２１が形成されているのは、液晶の膜厚を変えるための段差を賦型用樹脂３に付与するためである。この実施形態では、成形型２０の凹凸部の段差は、２μｍとしてある。また、微小キズ２２は、ほぼ５ｎｍ〜５００μｍの範囲内でランダムに形成されている。

賦型用樹脂硬化工程＃１０３は、図３に示すように、成形型１０で、未硬化のＵＶ硬化型の賦型樹脂３に型押ししながら、ＵＶ（紫外線）を照射して硬化させる工程である。

離型工程＃１０４は、成形型１０を離型する工程であり、図４に示すように、賦型樹脂層３には、賦型用樹脂に賦型された微小キズ付き凹凸部３ａが形成される。

液晶コート工程＃１０５は、賦型樹脂層３の微小キズ付き凹凸部３ａに、液晶材料をコートする工程である。この液晶コート工程＃１０５は、賦型樹脂層３に賦型された微小キズ付き凹凸部３ａに液晶材料をコートし、液晶表面から凹部の底部までの液晶の膜厚ｔ１と、液晶表面から凸部の頂部までの液晶の膜厚ｔ２によって、右目用領域Ａと左目用領域Ｂの位相差を付与する。コーティング方法は、ダイコート、グラビア、スピンコート、バーコート等を用いることができる。
液晶硬化工程＃１０６は、ＵＶの照射により、液晶材料を硬化させる工程である。

以上説明したように、本実施形態によれば、成形型２０は、２μｍの段差のある凹凸部２１の表面にラビング等で微小キズ２２を付けている。この微小キズ２２の方向（配向方向）は、１方向に揃っている。
この成形型２０で、賦型層３にキズ付き凹凸部を賦型し、そこに液晶材料をコートすることにより、液晶が配向された位相差層４は、液晶表面から凹部の底部までの液晶の膜厚ｔ１と、液晶表面から凸部の頂部までの液晶の膜厚ｔ２によって、右目用領域Ａと左目用領域Ｂの位相差を付与する。この液晶表面は、凸部の頂部から１μｍの厚さに均一にコートされている。
右目用領域Ａは、膜厚ｔ１＝３μｍで、厚み方向のリタデーション値Ｒｅ１＝３７５ｎｍとなり、偏光の振動方向が３λ／４となる。
左目用領域Ｂは、膜厚ｔ２＝１μｍで、厚み方向のリタデーション値Ｒｅ２＝１２５ｎｍとなり、偏光の振動方向がλ／４となる。
従って、右目用領域Ａと左目用領域Ｂで、λ／２の位相差が付与される。
このように、膜厚を一方が他方の３倍となるようにすれば、厚みに比例したリタデーション値を付与できる。これは、液晶の性質であり、材料に関係なく３倍の厚み差があれば、それに比例したリタデーション値が得られる。

図６は、本実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造装置を示す略線図である。
本実施形態の製造装置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。この製造装置１０は、ダイ１２によりこの基材２にＵＶ硬化型の賦型用樹脂をコートする（賦型用樹脂コート工程＃１０１）。

この製造装置１０において、ロール版１３は、図２で説明した成形型２０と同様な型が周囲に形成された円筒形状の金型である。製造装置１０は、賦型用樹脂が塗布された基材２を加圧ローラ１４によりロール版１３に押圧し（賦型工程＃１０２）、紫外線照射装置１５による紫外線の照射により賦型用樹脂を硬化させる（ＵＶ硬化工程＃１０３）。
これにより、製造装置１０は、ロール版１３に形成された微小キズ付き凹凸部を基材２に塗布された賦型用樹脂に転写する。その後、剥離ローラ１６によりロール版１３から基材２を剥離し（離型工程＃１０４）、ダイ１９により液晶材料を塗布する（液晶コート工程＃１０５）。さらに、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（液晶硬化工程＃１０６）、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に巻き取ったフィルム材に、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、ロール版１３を用いた微小キズ付き凹凸部３ａの転写により、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よく製造される。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）微小キズの方向は、４５度に限らず、９０度、１３５度、１８０度等であってもよい。

１：パターン位相差フィルム，２：基材、３：賦型樹脂層、４：位相差層、
＃１０１：賦型用樹脂コート工程、＃１０２：賦型工程、＃１０３：賦型用樹脂硬化工程、＃１０４：離型工程。＃１０５：液晶コート工程、＃１０６：液晶硬化工程

Claims (2)

1. 右目用透過光に対応する第１の位相差を与えるために、液晶が配向されて第１の膜厚を有する右目用領域と、左目用透過光に対応する第２の位相差を与えるために、液晶が配向されて第２の膜厚を有する左目用領域とが、帯状に交互にパターンニングされたパターン位相差フィルムの製造方法であって、
   フィルム基材上にコートされた賦型用樹脂に、帯状に交互にパターンニングされ、１方向を向いた微小キズが形成された微小キズ付き凹凸部を転写する微小キズ付き凹凸転写工程と、
   前記賦型用樹脂の微小キズ付き凹凸部に液晶材料をコートする液晶コート工程と、
   を備えたパターン位相差フィルムの製造方法。
2. 請求項１に記載のパターン位相差フィルムの製造方法において、
   前記第１の膜厚と前記第２の膜厚とは、一方が他方の略３倍であること、
   を特徴とするパターン位相差フィルムの製造方法。

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