JP2013097277A - フィルム露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムが移動してフィルム露光工程が進行している時に、既に露光された部分の偏光部の幅及び位置と、偏光部の偏光方向とを検査することができ、薄いフィルムの上下振動による検査精度の低下が防止された検査部を有するフィルム露光装置を提供する。
【解決手段】露光後のフィルム１１は、そのまま、検査部のロール２０に送給され、このロール２０に巻き架けられる。ロール２０には、その周面に、ロール軸方向に延びる溝２０ａが形成されており、この溝２０ａ内に、ロール軸方向に延びる棒状の検査用照明光源２１と偏光板２２が配置されている。このロール２０のロール軸の直上域には、照明光を検知する検査用カメラ２５と、λ／４板２３と、偏光板２４とが配置されている。ロール２０の溝２０ａがロール上端に回動してきたときに、光源２１とカメラ２５とが鉛直の光軸上にて正対し、フィルム１１の偏光部の検査が可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＦＰＲ（Film Patterned Retarder（フィルム・パターンド・リターダー））方式、即ちフィルム偏光方式の３次元（３Ｄ）映像表示装置に使用される偏光フィルム又は光配向膜等の形成に使用されるフィルム露光装置に関し、特に、露光後の偏光部又は配向部の線幅及び特性等を、露光直後に検査する検査部を備えたフィルム露光装置に関する。

ＦＰＲ方式の３Ｄ技術においては、液晶表示装置等の表示装置の画面に、走査線１ライン毎に光線の方向を変える偏光フィルムを張り、表示装置が、走査線１ライン毎に右目用と左目用の画像を表示すると共に、偏光メガネに張られた偏光フィルムが右目用のものが右目に入射させるべき光のみを通過させ、左目用のものが左目に入射させるべき光のみを通過させることにより、右目及び左目に入射した画像に視差を生じさせて、立体表示を可能とする。

図１８は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム１を示す模式図である。この偏光フィルム１は、表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の左目用の偏光部１ａと、同じく表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の右目用の偏光部１ｂとが、垂直方向に交互に配置されるようにして、透明の基材上に塗布されている。左目用の偏光部１ａは−４５°の直線偏光を有するか、又は時計方向に偏光するＣＷ(clockwise)円方向偏光を有する。一方、右目用の偏光部１ｂは＋４５°の直線偏光を有するか、又は反時計方向に偏光するＣＣＷ(counter clockwise)円方向偏光を有するものである。そして、この偏光フィルム１を、その偏光部１ａ及び偏光部１ｂを夫々液晶表示装置の走査線に対応させ、左目用偏光部１ａが液晶表示装置の左目用信号の走査線に一致し、右目用偏光部１ｂが液晶表示装置の右目用信号の走査線に一致するようにして、液晶表示装置の画面に貼り付ける。そうすると、液晶表示装置の画面の左目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の左目用偏光部１ａを透過し、偏光メガネの左目用レンズに張られた左目用偏光フィルムを透過して左目に入射し、液晶表示装置の画面の右目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の右目用偏光部１ｂを透過し、偏光メガネの右目用レンズに張られた右目用偏光フィルムを透過して右目に入射する。これにより、右目と左目とは、視差をもつ画像を見ることができ、立体的な画像を視認することができる。

図１９は、この従来の偏光フィルム１の露光装置を示す模式図である。透明のフィルム基材の表面に配向材料が塗布されたフィルム１０が、ロール１００から巻き解かれ、ロール１０２，１０３を介してその移動軌跡が規制されて露光光源１０４，１０５の配設位置の近傍を通過し、ロール１０１に巻き取られる。このロール１０２，１０３間において、フィルム１０は水平に進行し、このフィルム１０の水平移動域の上方に、この移動方向に沿ってスリットマスク１０６，１０７が配置され、これらのスリットマスク１０６，１０７の上方に露光光源１０４，１０５が配置されていて、露光光源１０４，１０５からの露光光がスリットマスク１０６，１０７を介してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射される。スリットマスク１０６，１０７の一端部の上方、即ち、露光光源１０４，１０５の側方には、アライメントマークを観察するためのカメラ１０８，１０９が設置されている。フィルム移動方向におけるスリットマスク１０６の上流側には、フィルム１０の側部にアライメントマークを形成するためのレーザマーカ１１０が設置されている。

この従来の露光装置においては、図２０に示すように、ロール１０２，１０３間を移動するフィルム１０に対して、レーザマーカ１１０により、フィルム１０の側部にアライメント用のマーク１１１を形成し、カメラ１０８がスリットマスク１０６の一端部に設けられた開口１０６ｂからマーク１１１を観察し、このマーク１１１に対するスリットマスク１０６のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。また、スリットマスク１０７においても、カメラ１０９がスリットマスク１０７の一端部に設けられた開口１０７ｂからマーク１１１を観察し、スリットマスク１０７のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。その上で、露光光源１０４からの露光光がスリットマスク１０６のスリット１０６ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、フィルム１０は白抜き矢印にて示す方向に連続的に搬送されているので、配向膜に同一の方向に配向した帯状の偏光部１ａが形成される。また、露光光源１０５からの露光光がスリットマスク１０７のスリット１０７ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、偏光部１ａ間に偏光部１ｂが形成される。この帯状の偏光部１ａ、１ｂは、走査線１ライン分に相当する間隔を有して相互に離隔しており、相互に異なる方向に配向した偏光部を形成している。これにより、図１８に示すように、隣接する帯状の偏光部間で配向方向が９０°異なる偏光フィルム１を製造することができる。

なお、液晶表示装置に使用される光学フィルム等の製造方法に関し、特許文献１及び２がある。

従来、上述のようにして、フィルムに露光して、偏光膜又は配向膜を形成するフィルム露光装置において、従来、フィルム製造時の露光品質の検査は、フィルム完成後に行われている。図２０に示すように、２個のスリットマスク１０６，１０７を使用したフィルム露光においては、帯状の偏光部１ａ、１ｂの露光線幅と、偏光方向との確認は、フィルム１０の全長に対する露光処理が終了して、一連のフィルム露光工程が終了した後、製品に対する検査として、露光線幅及び偏光方向を検査している。

また、図２１に示すように、例えば、偏光部１ａを形成するためのスリットマスク１０６が２個の小型のスリットマスク６−１，６−２をつなぎ合わせることにより構成されている場合、スリットマスク６−１，６−２間の継ぎ部の確認も必要であるが、これも、製品に対する検査として実施している。

特開２０１０−２５０１７２号公報 特開２００７−１１４５６３号公報

しかしながら、上述の従来技術においては、偏光フィルム及び配向フィルムの完成後に、製品検査で、露光線幅、偏光方向の確認及びマスク継ぎ部の確認を行っているので、仮に、それらの品質に問題が発見された場合には、その製品ロット全体が不良品となり、製品ロット全体を廃棄せざるを得ず、歩留が悪いという問題点がある、

従来の図１９に示すフィルム露光装置において、露光直後に露光線幅等の検査を実施しようとすると、図２２に示すように、ロール１０２，１０３間に掛け渡され、矢印方向に移動する露光後のフィルム１１に対し、例えば、その下方に配置された検査用照明光源１２３から照明光を出射し、この照明光を、例えば、水平方向の偏光板１２２を介してフィルム１１に照射し、フィルム１１を透過した照明光を、λ／４板１２２及び垂直方向の偏光板１２１を介して検査用カメラ１２０に入射させる。これにより、検査用カメラ１２０が偏光部１ａ、１ｂを撮像し、偏光部１ａ、１ｂの幅（線幅）及び位置（継ぎ位置）と、偏光方向とを確認することができる。

しかし、この場合は、露光後のフィルム１１は、ロール１０２，１０３間に掛け渡されて移動している間に、偏光方向を持つ照明光により検査されるので、フィルム１１には上下方向の振動があり、このため、偏光部１ａ、１ｂの幅及び位置（継ぎ位置）と、その偏光方向を高精度で検知することは困難である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、フィルムが移動してフィルム露光工程が進行している時に、既に露光された部分の偏光部の幅及び位置と、偏光部の偏光方向とを検査することができ、薄いフィルムの上下振動による検査精度の低下が防止された検査部を有するフィルム露光装置を提供することを目的とする。

本発明に係るフィルム露光装置は、
フィルムを一方向に移動させている間に、前記フィルムに露光するフィルム露光装置において、前記フィルムに露光光を照射する露光部と、前記フィルムの移動方向における前記露光部の下流側に配置され前記フィルムにおける露光光の照射部を検査する検査部と、を有し、
前記検査部は、露光後の前記フィルムを巻きかけると共に前記フィルムと共に回転するロールと、前記ロールの周面又は前記ロールの内部に設置され検査用の照明光を出射する光源と、前記ロールに対向するように設置され前記フィルムを透過後の照明光を検出する受光部と、を有することを特徴とする。

この場合に、例えば、前記露光部は、前記フィルムの上の配向膜に露光することにより、帯状の第１の偏光部と、帯状の第２の偏光部とを、フィルムの幅方向に交互に形成して、偏光フィルムを形成するものであり、
前記検査部は、前記ロールに設置され、前記光源からの照明光に対して第１の方向に偏光を付与する第１の偏光板と、前記ロールに対向するように設置され、前記受光部に入射する光に対して前記第１の方向に直交する方向に偏光を付与する第２の偏光板と、前記照明光の光軸に設けられたλ／４板と、を有することを特徴とする。

そして、例えば、前記露光部は、ＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射する露光光源により前記第１の偏光部を形成し、ＣＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射する露光光源により前記第２の偏光部を形成するものである。

又は、例えば、前記露光部は、前記フィルム上の配向膜に露光することにより、帯状の第１の配向部と、帯状の第２の配向部とを、フィルムの幅方向に交互に形成して、配向フィルムを形成するものであり、
前記検査部の前記受光部は、前記フィルムを透過した照明光の第１の配向部による第１の配向方向に設けられた第１の受光部と、前記フィルムを透過した照明光の第２の配向部による第２の配向方向に設けられた第２の受光部とから構成されていることを特徴とする。

そして、例えば、前記露光部は、フィルムに対してフィルム移動方向に４０°傾斜するように露光光を入射する露光光源により前記第１の配向部を形成し、フィルムに対してフィルム移動方向に−４０°傾斜するように露光光を入射する露光光源により前記第２の配向部を形成するものである。

本発明のフィルム露光装置において、例えば、前記ロールには、その周面に軸方向に延びる溝が形成されており、前記光源は、前記溝内に配置されているか、又は前記ロールは、透明材料により形成されており、前記光源は、前記ロール内に埋設されているように構成することができる。

本発明の露光装置において、例えば、
前記フィルムの幅方向に延び、前記フィルム上の前記第１の偏光部又は第２の偏光部の幅方向にスケールが形成された透明のスケール部材を、
前記受光部の光軸上に配置することができる。
これにより、前記第１の偏光部又は第２の偏光部の幅を前記スケール部材により測定することができる。

また、本発明において、前記検査部による検査前又は検査後の前記フィルムの搬送域に配置された第２の検査部を設けることができる。
この第２の検査部は、
検査光を出射する第２の光源と、前記第２の光源からの検査光に対して第１の方向の直線偏光を付与する第３の偏光板と、前記第２の偏光板を透過し更に前記フィルムを透過して第１の方向の円偏光を付与された検査光を第２の方向の直線偏光に変える第２のλ／４板と、前記第２の方向の直線偏光の検査光を透過する第４の偏光板と、前記第４の偏光板を透過した検査光を検出する第２の受光部と、
検査光を出射する第３の光源と、前記第３の光源からの検査光に対して第１又は第２の方向の直線偏光を付与する第５の偏光板と、前記第３の偏光板を透過し更に前記フィルムを透過して第２の方向の円偏光を付与された検査光を第２又は第１の方向の直線偏光に変える第３のλ／４板と、前記第２又は第１の方向の直線偏光の検査光を透過する第６の偏光板と、前記第６の偏光板を透過した検査光を検出する第３の受光部と、
を有する。

本発明によれば、フィルムが移動している間に、このフィルムに露光がされると共に、このフィルムの移動の間に露光後のフィルムがロールに巻きかけられ、ロールの内部に配置された光源から、検査用の照明光が出射され、露光後のフィルムはロールに巻きかけられた状態で照明光の照射を受ける。そして、フィルムを透過した照明光は、ロール外部に配置された受光部に受光され、フィルムが検査される。これにより、ロールの回転と共に、光源が受光部に回動してきたときに、フィルムを透過した照明光が受光部に検知されて、露光品質が検査され、露光後のフィルムは、移動している間に、ロールの周長と同一の間隔で、露光品質が検査される。その結果、露光品質上、問題があれば、問題検出後、直ちに、フィルム露光を中止し、マスク位置の調整等を行った後、フィルム露光を再開することができるので、無駄な露光を回避でき、フィルムの歩留まりを向上させることができる。しかも、本発明においては、ロールに巻きかけられたフィルムに対して、検査を行うので、中空状態のフィルムの振動に起因して検査精度が低下することがなく、高精度で検査することができる。

本発明の第１実施形態のフィルム露光装置の検査部を示す平面図である。 同じくその正面断面図である。 同じく本発明の第１実施形態のフィルム露光装置の露光部を示す模式図である。 同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。 本発明の第２実施形態のフィルム露光装置の検査部を示す正面断面図である。 本発明の第３実施形態のフィルム露光装置の露光部を示す模式図である。 同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。 本発明の第４実施形態のフィルム露光装置の露光部を示す模式図である。 同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。 本発明の第５実施形態のフィルム露光装置の露光部を示す模式図である。 同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。 本発明の第６実施形態のフィルム露光装置の検査部を示す平面図である。 同じく、その正面断面図である。 本発明の第７実施形態のフィルム露光装置の検査部を示す平面図である。 同じく、その正面断面図である。 同じく、その動作説明図である。 偏光方向を示す模式図である。 ＦＰＲ方式の偏光フィルムを示す模式図である。 従来の偏光フィルムの露光方法を示す模式図である。 同じく、そのスリットマスクによる露光方法を示す平面図である。 同じく小型のスリットマスクを継ぎ合わせたフィルム露光方法を示す平面図である。 露光検査部を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係るフィルム露光装置の検査部を示す平面図、図２は同じくその正面断面図、図３は同じく本発明の実施形態に係るフィルム露光装置の露光部を示す模式図、図４はバックロール近傍のフィルム１０を展開して示す図である。

先ず、図３及び図４を参照して、露光部について説明する。フィルム基材の表面上に、適宜の塗布装置において配向材料が塗布され、この配向材料膜が塗布されたフィルムは、そのまま、バックロール５の配設位置に送給され、又は、図１９に示すように一旦ロール１００として巻き取られた後、このロール１００から巻き解かれて、バックロール５まで送給される。

バックロール５においては、その周面の略半分（下半分）だけフィルム１０が巻き架けられ、フィルム１０の裏面がバックロール５に接触すると共に、フィルム１０の表面、即ち、配向材料膜が外方を向く。このバックロール５を間に挟んで対向するようにして、マスク７、１７が配向材料膜に面してフィルム１０から若干の距離（２００μｍ程度）をおいて設置されており、更に、このスリットマスク７、１７の背後には、露光光源６、１６が設置されている。これにより、表面に配向膜が塗布されたフィルム１０は、バックロール５の周面に接触し、フィルム１０の搬送時の若干の張力によりシワが伸ばされた状態で、バックロール５により支持される。そして、フィルム１０を白抜き矢印方向に連続的に搬送し、露光光源６、１６から露光光を連続的に照射することにより、この露光光はマスク７、１７の開口７ａ及びスリット１７ｂを透過してフィルム１０に照射される。これにより、偏光部が形成された偏光フィルムは、後述する検査部に送られる。

バックロール５は内部を水冷された水冷ロールであり、その中心軸の周りに回転可能になっている。そして、このバックロール５は、自由に回転することができ、フィルム１０の移動とともに、その周速度がフィルム１０の移動速度と同一になるように回転する。これにより、フィルム１０はバックロール５の周面に相対的速度差が存在しない状態で支持される。従って、適宜の張力を印加されて搬送されるフィルム１０は、バックロール５の周面上で、シワが発生することが防止される。

バックロール５の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の始端部の近傍には、このバックロール５に対向するようにして、マスク７が配置されており、このマスク７の背後には、マスク７を介してフィルム１０を露光する露光光の光源６が配置されている。また、バックロール５の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の後端部の近傍には、このバックロール５に対向するようにして、スリットマスク１７が配置されており、このスリットマスク１７の背後には、スリットマスク１７を介してフィルム１０を露光する露光光の光源１６が配置されている。マスク７は、フィルム１０の幅方向に延びてこのフィルム１０の幅方向のほぼ全域で開口する開口７ａを有し、スリットマスク１７には、フィルム１０の移動方向に若干長い矩形の複数個のスリット１７ａが、フィルム１０の幅方向に配列されている。このスリット１７ａの配列ピッチは、ＦＰＲ方式の３Ｄ液晶表示装置に対応して、走査線２ライン分に相当する。

そして、例えば、露光光源６からの露光光は、時計方向に偏光する円偏光（ＣＷ(clockwise)円偏光）の光であり、露光光源１６からの露光光は、反時計方向に偏光する円偏光（ＣＣＷ(counter clockwise)円偏光）の光である。白抜き矢印にて示すように、一方向に移動するフィルム１０に対して、マスク７の開口７ａから露光光源６の露光光をフィルム１０に照射することにより、フィルム１０にはその両側部の部分を除いて、一面に露光光が照射される。また、スリットマスク１７のスリット１７ａから露光光源１６の露光光をフィルム１０に照射することにより、このスリット１７ａに対応するフィルム上の部分が、露光光源１６からの露光光により、上書き露光される。

フィルム１０の表面上に、露光光の照射により硬化量が変化する露光材料からなる配向材料膜が形成されており、先ず、マスク７の開口７ａを介するＣＷ円偏光の露光光により、フィルム１０の表面の配向材料膜の全域が所定の第１の硬化量（例えば、５０％）になるまで露光される。次いで、スリットマスク１７のスリット１７ａからのＣＣＷ円偏光の露光光により、スリット１７ａに対応する帯状の領域を第１の硬化量より大きな第２の硬化量（例えば、１００％）になるまで露光する。そうすると、スリット１７ａに対応する帯状の露光部分（ＣＣＷ円偏光）は、配向方向が固定され、偏光部１ｂとなる。一方、スリット１７ａ間の部分に対応する帯状の部分（ＣＷ円偏光）は、硬化量が５０％で配向方向が固定されていないが、この部分はその後のポストベーク（乾燥温度より高い温度での熱硬化）により硬化量を１００％にすれば、配向方向を固定することができる。

次に、検査部について、図１及び図２を参照して説明する。露光後のフィルム１１は、そのまま、検査部のロール２０に送給され、このロール２０に巻き架けられた後、巻取ローラ１０１（図１９参照）等に巻き取られる。検査部のロール２０には、その周面に、ロール軸方向に延びる溝２０ａが形成されており、この溝２０ａ内に、ロール軸方向に延びる棒状の検査用照明光源２１が配置されている。更に、この溝２０ａ内には、この光源２１の上方に、ロール軸方向に延びる水平方向の偏光板２２が配置されている。フィルム１１は、ロール２０に対し、少なくともその上部に接触して移動するように巻き架けられており、このロール２０のロール軸の直上域には、照明光を検知する検査用カメラ２５が配置されている。この検査用カメラ２５は、ロール２０の軸方向に延びる棒状のラインセンサであるか、又は同じくロール２０の軸方向の横長の矩形の２次元領域にて光を検出するエリアセンサである。そして、この検査用カメラと、ロール軸との間には、下方のλ／４板２３と上方の垂直方向の偏光板２４とが配置されている。ロール２０は、その軸の周りに自由に回転可能になっており、フィルム１１がロール２０に巻き架けられて移動することにより、フィルム１１との間の摩擦力により、ロール２０はその周速度がフィルム１１の移動速度と同一の状態で回転する。そして、ロール２０の溝２０ａがロール上端に回動してきたときに、光源２１とカメラ２５とが鉛直の光軸上にて正対する。

図１７は、直線偏光板２２，２４と円偏光部１ａ、１ｂとλ／４板２３とによる光の偏光状態を示す模式図である。図１７の上図に示すように、光源６０から出射された照明光は、水平方向の偏光板６１により水平偏光の光に変換される。この水平偏光の光は、ＣＷ円偏光の第１偏光部１ａに相当するフィルム部分６２ａを透過して、ＣＷ円偏光に変換される。このＣＷ円偏光光はＣＷ円偏光のλ／４板６３を透過すると、垂直偏光の光に変換される。一方、図１７の下図に示すように、光源６０から出射された照明光が、水平方向の偏光板６１により水平偏光の光に変換された後、ＣＣＷ円偏光の第２偏光部１ｂに相当するフィルム部分６２ｂを透過すると、ＣＣＷ円偏光に変換される。このＣＣＷ円偏光光は、ＣＷ円偏光のλ／４板６３を透過すると、水平偏光の光に変換される。

このようにして、フィルム１１の第１偏光部１ａ（ＣＷ円偏光部）を透過した光は、垂直偏光光としてλ／４板を出射し、フィルム１１の第２偏光部１ｂ（ＣＣＷ円偏光部）を透過した光は、水平偏光光としてλ／４板を出射する。このため、λ／４板とカメラとの間に、垂直偏光の偏光板を設置すると、フィルム１１のＣＷ円偏光部を透過した光がカメラに入射して白色として検出され、フィルム１１のＣＣＷ円偏光部を透過した光がカメラに入射せず、黒色として検出される。一方、λ／４板とカメラとの間に、水平偏光の偏光板を設置すると、フィルム１１のＣＣＷ円偏光部を透過した光がカメラに入射して白色として検出され、フィルム１１のＣＷ円偏光部を透過した光がカメラに入射せず、黒色として検出される。よって、直線偏光板とλ／４板とを組み合わせることにより、フィルム１１上の帯状の偏光部を検出することができる。

次に、上述のごとく構成された本実施形態のフィルム露光装置の動作について説明する。フィルム１０は、その表面に配向材料が塗布され、例えば、幅が１５００ｍｍ、厚さが１００μｍ、１個のロール１００のフィルム長は例えば２ｋｍであり、通常、２〜１０ｍ/分の速度で搬送される。また、例えば、このフィルム１０の材質は、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）又はＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムである。このフィルム１０は、バックロール５の配設位置まで送給され、バックロール５に巻き架けられて支持される。そして、フィルム１０の配向材料膜は、露光光源６から、マスク７の開口７ａを介して、ＣＷ円偏光の露光光をフィルム１０のほぼ全域に照射され、その後、露光光源１６から、スリットマスク１７のスリット１７ａを介して、ＣＣＷ円偏光の露光光を帯状に照射され、このスリット１７ａに対応するフィルム１０の部分が、ＣＷ円偏光の露光部から、ＣＣＷ円偏光の露光部に上書き露光される。このとき、フィルム１０の配向材料膜は、可逆性の配向材料であり、ＣＷ円偏光の露光光のほぼフィルム全面の照射により、フィルム１０のほぼ全面が例えば５０％硬化し、更に、ＣＣＷ円偏光の露光光の帯状の照射により、このフィルム１０における帯状の部分が例えば１００％に硬化する。これにより、フィルム１０のスリット１７ａに対応する部分は、ＣＣＷ円偏光として配向方向が固定され、偏光部１ｂ（図１８参照）が形成される。一方、この偏光部１ｂ間の帯状の部分は配向方向が固定されていないが、後工程にて、ポストベークすることにより、１００％硬化し、配向方向がＣＷ円偏光として固定され、偏光部１ａが形成される。このようにして、偏光部１ａ、１ｂが交互に形成され、偏光部１ａ、１ｂが走査線１ラインに対応して形成されたＦＰＲ方式の偏光フィルムを製造することができる。

この場合に、薄いフィルム１０は、バックロール５に支持され、またシワが伸ばされた状態で、スリットマスク１７のスリット１７ａを介して露光がなされるので、フィルムのシワ及び振動が防止されて、高精度で、偏光部１ａ、１ｂを形成することができる。また、マスク７を介しての露光は、フィルム幅方向の全域に対してなされるので、マスク７と、スリットマスク１７との間の位置合わせが不要であり、位置合わせの不良が存在せず、この点でも、偏光部１ａ、１ｂを高精度で形成することができる。そして、本発明においては、１個のバックロール５に対して、２回の露光を行うので、各露光毎に高価なバックロールを使用する必要がなく、ＦＰＲ偏光フィルムの製造コストを低減できる。

そして、露光後のフィルム１１は、そのまま、検査部のロール２０に搬送され、このロール２０に巻き架けられた後、巻取ロール１０１（図１９参照）等に巻き取られる。そして、この検査部において、露光後のフィルム１１は、ロール２０の回転と共に、ロール２０の周速度と同一の移動速度で移動する。そして、ロール２０の溝２０ａ内の光源２１が上方に回動してきたときに、光源２１と、カメラ２５とが正対し、光源２１からの照明光が、カメラ２５に入射する。このとき、光源２１とカメラ２５との光軸が一致し、この光軸上に、水平偏光板２２，λ／４板２３及び垂直偏光板２４が位置する。そして、光源２１からの照明光は、偏光板２２により水平方向の偏光軸を付与され、この照明光が、フィルム１１を透過してＣＷ円方向偏光又はＣＣＷ円方向偏光の光となってλ／４板２３に入射し、このλ／４板２３により、フィルム透過光の円偏光が直線偏光に変換され、その後、偏光板２４により垂直方向の偏光軸を持つ光のみが検査用カメラ２５に入射する。この場合に、フィルム１１上の偏光部１ａがＣＷ円方向偏光を有し、フィルム１１上の偏光部１ｂがＣＣＷ円方向偏光を有する場合、λ／４板２３により直線偏光に変換された透過光は、垂直方向の偏光軸を有する透過光のみがカメラ２５に入射し、水平方向の偏光軸を有する透過光はカメラ２５に入射しない。これにより、カメラ２５においては、偏光部１ａ又は偏光部１ｂのいずれかを透過した光のみが明るく検出され、偏光部１ａ又は偏光部１ｂの幅（線幅）を検出することができる。そして、偏光部１ａ、１ｂの偏光方向が不正である場合は、カメラ２５に検出される透過光のコントラストが小さいものとなり、偏光方向の不正を検出することができる。小型のマスクを使用した場合の継ぎの部分における偏光の異常が存在する場合は、偏光部の幅の異常又は偏光方向の不正として、検知することができる。

このようにして、本実施形態においては、ロール２０が１回転する都度、偏光フィルムの線幅、偏光方向、継ぎの部分の状態等を検査することができる。つまり、フィルム１１に対し、ロール２０の周長毎に、偏光部の検査を実施することができる。よって、この偏光部の検査により異常が発見された場合には、露光を中止し、以後の無駄なフィルム露光を回避することができ、歩留が向上する。この場合に、露光後のフィルム１１はロール２０の周面に支持されているので、中空状態で薄いフィルム１１が振動することはなく、高精度で、フィルム１１の検査を実施することができる。なお、フィルム１１はロール２０の溝２０ａの縁部で、水平姿勢に屈曲するが、この溝２０ａの縁部をなめらかに加工しておけば、この縁部でフィルム１１にキズがつくことはない。

次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態においては、検査部のロール２６が透明ガラス等の透明材料で形成されており、光源２１及び水平偏光板２２がこのロール２６内に埋設されているものである。即ち、透明のロール２６の周面に溝２６ａを形成し、光源２１及び偏光板２２をこの溝２６ａ内に設置した後、溝２６ａの上部を透明の蓋２６ｂで閉塞する。この蓋２６ｂの上面は、ロール２６の周面と同一曲率で湾曲しており、蓋２６ｂが設置された状態で、ロール２６はなめらかな円柱の周面を有するものとなる。よって、本実施形態においては、この溝２６ａの部分で、フィルム１１が屈曲することはない。本実施形態においては、ロール２６及び蓋２６ｂが透明材料で形成されているので、照明光はロール外部に出射され、フィルム１１を透過した後、最終的にカメラ２５に入射する。

更に、溝の数は上記各実施形態のように、１個に限らず、複数個設けることもできる。これにより、フィルム１１における検査箇所のピッチを短くし、頻繁に検査することができる。また、λ／４板２３は、ロール上方に設置する場合に限らず、ロール２０、２６の溝２０ａ、２６ａの内部に設置することもできる。更に、水平偏光板２２と垂直偏光板２４とは、上下逆に配置してもよい。

次に、図６及び図７を参照して、本発明の第３実施形態の露光部について説明する。本実施形態は、フィルム１０が先ずスリット１７ａを有するスリットマスク１７を介して、露光光源６からＣＷ円偏光の露光光の照射を受け、次いで、開口７ａを有するマスク７を介して、露光光源１６からＣＣＷ円偏光の露光光の照射を受ける点が、第１実施形態と異なり、その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。図４に示すように、露光光源６からのＣＷ円偏光の露光光を、スリット１７ａを介してフィルム１０上の配向材料膜に露光することにより、帯状の偏光部１ａを形成する。このとき、フィルム１０上の配向材料膜は、非可逆性の材料であり、このＣＷ円偏光の露光光の照射により、照射を受けた帯状の部分が１００％硬化し、この部分の配向材料膜の配向方向が固定される。次いで、露光光源１６からのＣＣＷ円偏光の露光光を、開口７ａを介してフィルム１０上の配向材料膜に露光することにより、フィルム１０のほぼ全面にＣＣＷ円偏光の露光光を照射する。このとき、偏光部１ａはＣＷ円偏光で偏光方向が固定されているので、ＣＣＷ円偏光の露光光の照射を受けても、偏光方向は変化しない。そして、偏光部１ａ間の露光光源６の未露光部が、露光光源１６からのＣＣＷ円偏光の露光光の照射を受けて、この部分がＣＣＷ円偏光に対応する偏光部１ｂとなる。これにより、図９に示すように、偏光部１ａと偏光部１ｂとが走査線の１ラインに対応して交互に位置する偏光フィルム１を製造することができる。

このようにして、本実施形態は、ＣＷ円偏光により帯状の偏光部１ａを形成した後、ＣＣＷ円偏光の露光光の全面露光により、偏光部１ａ間に偏光部１ｂを形成するので、第１実施形態と同様に、マスク７とスリットマスク１７との位置合わせは不要である。また、本実施形態も第１実施形態と同様に、フィルムの振動及びシワが防止され、高精度で偏光部１ａ、１ｂを形成することができる。これにより、走査線１ラインに高精度で整合した偏光部１ａ、１ｂを有するＦＰＲ偏光フィルム１を製造することができる。

次に、図８及び図９（ａ）、（ｂ）を参照して本発明の第４実施形態について説明する。前述の第１及び第２実施形態は、ＦＰＲ偏光フィルムの形成に関するものであるが、本実施形態は、光配向膜の形成に関するものである。本実施形態においては、第１実施形態と同様に、フィルム１０がバックロール５に接触してバックロール５の従動回転とともに移動するフィルム１０の移動域の始端部、即ち、バックロール５の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の始端部の近傍に、開口７ａを有するマスク７が配置され、前記移動域の後端部にスリット１７ａを有するマスク１７が配置されている。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、露光光源６からの露光光が、マスク７に対して、例えば、４０°の傾斜角度で入射し、露光光源１６からの露光光が、スリットマスク１７に対して、例えば、−４０°の傾斜角度で入射することである。

本実施形態においては、可逆性の配向材料膜が形成されたフィルム１０に対して、フィルム１０の搬送方向に４０°傾斜する露光光をフィルム１０のほぼ全域に照射し、その後、フィルム１０の搬送方向に−４０°傾斜する露光光をスリット１７ａに対応する帯状の領域（配向部１ｄ）に照射して、この領域については、−４０°傾斜露光光により上書き露光する。本実施形態においても、最初の露光においては、配向材料膜は例えば５０％硬化し、次順の露光により、帯状の照射領域は配向材料膜が例えば１００％硬化する。このため、２回の露光により、配向部１ｄにおいては、２回目の露光による−４０°傾斜入射の露光光により配向方向が決まり、配向部１ｃにおいては、１回目の露光による４０°傾斜入射の露光光により配向方向が揃えられた後、その後のポストベークによりその配向方向が固定されたものとなる。これにより、光配向方向が交互に異なる配向部１ｃ、１ｄを有する光配向膜を得ることができ、液晶表示装置の光配向膜として、視野角を拡大するために使用することができる。また、本実施形態においても、フィルムの振動及びシワがなく、高精度で配向部１ｃ、１ｄを形成することができる。しかも、マスク７とスリットマスク１７との間の位置合わせが不要である。

次に、図１０及び図１１（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第４実施形態と同様に、光配向膜の形成に関するものであるが、第３実施形態と異なる点は、フィルム１０上の配向材料膜は非可逆の配向材料であり、フィルム１０に対する最初の露光は、スリット１７ａを有するスリットマスク１７を使用して、露光光源６から４０°傾斜の入射角度を有する露光光によりフィルム１０を照射し、次順の露光は、開口７ａを有するマスク７を使用して、露光光源１６から−４０°傾斜の入射角度を有する露光光によりフィルム１０を照射することである。

本実施形態においては、先ず、スリット１７ａを介して、フィルム１０の進行方向に対して４０°で傾斜する露光光をフィルム１０に入射させ、フィルム１０に対して、帯状の配向部１ｃを形成する。この４０°傾斜入射の露光光は、帯状の配向部１ｃを１００％硬化させ、従って、この配向部１ｃは配向方向が４０°傾斜に固定される。次に、開口７ａを介して、フィルム１０の進行方向に対して−４０°で傾斜する露光光をフィルム１０に入射させ、全面を−４０°傾斜入射の露光光で照射する。このとき、配向部１ｃは配向方向が既に固定されているので、−４０°傾斜露光光の照射を受けても、その配向方向は変化せず、露光光源６からの露光光の未露光部が、−４０°傾斜露光光の照射を受けて、この方向に配向方向が揃う。これにより、４０°傾斜の配向部１ｃと−４０°傾斜の配向部１ｄとが交互に形成された光配向膜を得ることができる。本実施形態においても、フィルムの振動及びシワがなく、高精度で配向部１ｃ、１ｄを形成することができる。しかも、マスク７とスリットマスク１７との間の位置合わせが不要である。

なお、本発明は、上記各実施形態に限らず、種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態においては、スリット１７ａを有するスリットマスク１７と、開口７ａを有するマスク７とを使用して、マスク７とスリットマスク１７との位置合わせを不要としたが、図２０に示すように、レーザマーカ１１０を使用して、フィルム１０にマーク１１１を形成し、マスク７とスリットマスク１７との配設位置で、このマーク１１１をカメラ等により観察してその位置を検出し、このマーク１１１を指標として、マスク７とスリットマスク１７とを位置合わせすれば、図２０に示すように、双方とも、スリットを有するスリットマスクを使用することができる。即ち、偏光部１ａ、１ｂ又は配向部１ｃ、１ｄを夫々２個のスリットマスクにより形成することができる。この場合に、一方のスリットマスクのスリットは、他方のスリットマスクのスリットの配列ピッチと同一のピッチで形成され、一方のスリットマスクは、他方のスリットマスクに対して、スリットの配列ピッチの１／２のピッチだけ、フィルム１０の幅方向に偏倚して配置される。また、上記第３実施形態及び第４実施形態において、露光光の入射傾斜角度が４０°及び−４０°であったが、この露光光の入射傾斜角度はこれに限らず、種々の角度を採用することができる。

次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の第６実施形態について説明する。第６実施形態の露光部は、図１及び図２に示す第１実施形態の露光部に対し、λ／４板２３とロール２０との間のロール２０の近傍に、露光後のフィルム１１の幅方向に延びるスケール部材３０が設けられている点が異なる。このスケール部材３０は、その長手方向（フィルム１１の幅方向）に目盛りとしてのスケールが設けられており、カメラ２５は、フィルム１１上の第１偏光部１ａ又は第２偏光部１ｂと共に、このスケール部材３０のスケール（目盛り）を検出する。

本実施形態においては、第１の偏光板２２、第２の偏光板２４及びλ／４板２３により、カメラ２５に入射した第１偏光部１ａの像と、第２偏光部１ｂの像とに重なって、スケール部材３０のスケールの像もカメラ２５に入射するので、第１実施形態と異なり、第１偏光部１ａ及び第２偏光部１ｂの線幅をスケールにより直接測定することができる。

次に、図１４乃至図１６を参照して、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、図１２及び図１３に示す第６実施形態に加えて、フィルム１１の表面上の異物又は傷を検査するものである。本実施形態においては、ロール２０に巻き架けられたフィルム１１は、更に、ロール４０に巻き架けられて巻き取りロール（図示せず）に巻き取られる。フィルム１１はロール２０とロール４０との間を、例えば、水平に移動するが、このロール２０，４０間のフィルム１１の移動域に、光源３１ａ、第３の偏光板３２ａ、第２のλ／４板３３ａ、第４の偏光板３４ａ、及びカメラ３５ａが、第３の偏光板３２ａと第２のλ／４板３３ａとの間にフィルム１１を挟んで配置されており、更に、光源３１ｂ、第５の偏光板３２ｂ、第３のλ／４板３３ｂ、第６の偏光板３４ｂ、及びカメラ３５ｂが、第５の偏光板３２ｂと第３のλ／４板３３ｂとの間にフィルム１１を挟んで配置されている。

本実施形態においては、第６実施形態と同様に、スケール部材３０により第１偏光部１ａ、第２偏光部１ｂの線幅を直接測定した後、フィルム１１は、カメラ３５ａとカメラ３５ｂの配設位置に到達する。そうすると、図１６に示すように、光源３１ａからの検査光は、第３偏光板３２ａにより水平方向の直線偏光光となり、フィルム１１のＣＷ円偏光（第１の円偏光）の第１偏光部１ａを透過して、ＣＷ円偏光光に変換された後、ＣＷ円偏光の第２のλ／４板３３ａにより、垂直偏光に変換され（図１７上図参照）、水平偏光の第４偏光板３４ａを透過せず、カメラ３５ａに入射しない。よって、第１の偏光部１ａの部分がカメラ３５ａに黒色として検出される。一方、ＣＣＷ円偏光の第２偏光部１ｂを透過した光は、第２のλ／４板３３ａにより水平偏光に変換され（図１７の下図参照）、第４偏光板３４ａを透過して、カメラ３５ａに入射するため、カメラ３５ａはこの部分を白色として検出する。この場合に、第１偏光部１ａ上に、疵（又は剥がれ）が存在する場合、この部分は白く抜けてくるため、黒色の帯の中に白い部分として検出される。また、第２偏光部１ｂ上に、異物が存在する場合、この異物の部分は光を透過させないため、カメラ３５ａに白く検出されている第２偏光部１ｂの帯の部分に、黒い部分として検出される。

光源３１ｂ及びカメラ３５ｂが配置された検査部においては、上述と逆に、ＣＣＷ円偏光（第２の円偏光）の第２偏光部１ｂの部分を透過した検査光は、ＣＣＷ円偏光の第３のλ／４板３３ｂにより、垂直偏光に変換され、水平偏光の第６偏光板３４ｂを透過せず、カメラ３５ｂに入射しないため、この部分はカメラ３５ｂに黒く検出される。ＣＷ円偏光（第１の円偏光）の第１偏光部１ａの部分を透過した検査光は、ＣＷ円偏光に変換された後、ＣＣＷ円偏光の第３のλ／４板３３ｂにより、水平偏光に変換され、水平偏光の第６偏光板３４ｂを透過して、カメラ３５ｂに入射するため、カメラ３５ｂはこの部分を白色として検出する。従って、カメラ３５ｂには、第２偏光部１ｂ上の疵（又は剥がれ）が黒色の帯の中に白く検出され、第１偏光部１ａ上の異物は白色の帯の中に黒く検出される。このようにして、フィルム１１上の異物又は疵等の欠陥は、カメラ３５ａ、３５ｂのいずれかに検出される。即ち、第１偏光部１ａ上の疵はカメラ３５ａにより検出され、異物はカメラ３５ｂにより検出される。第２偏光部１ｂ上の疵はカメラ３５ｂにより検出され、異物はカメラ３５ａにより検出される。

本発明は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム及び光配向膜等を高精度で製造することができ、３Ｄ方式又は２Ｄ方式の液晶表示装置の高精細化に寄与する。

１：偏光フィルム
１ａ、１ｂ：偏光部
１ｃ、１ｄ：配向部
５：バックロール
６，１６：露光光源
７：マスク
７ａ：開口
１０：フィルム
１１：（露光後の）フィルム
１７：スリットマスク
１７ａ：スリット
２０，２６：ロール
２０ａ、２６ａ：溝
２１、３１ａ、３１ｂ：検査用光源
２２、２４、３２ａ、３２ｂ、２４ａ、３４ｂ：偏光板
２３、３３ａ、３３ｂ：λ／４板
２５、３５ａ、３５ｂ：検査用カメラ
２６ｂ：蓋
３０：スケール部材

Claims (7)

1. フィルムを一方向に移動させている間に、前記フィルムに露光するフィルム露光装置において、前記フィルムに露光光を照射する露光部と、前記フィルムの移動方向における前記露光部の下流側に配置され前記フィルムにおける露光光の照射部を検査する検査部と、を有し、
   前記検査部は、露光後の前記フィルムを巻きかけると共に前記フィルムと共に回転するロールと、前記ロールの周面又は前記ロールの内部に設置され検査用の照明光を出射する光源と、前記ロールに対向するように設置され前記フィルムを透過後の照明光を検出する受光部と、を有することを特徴とするフィルム露光装置。
2. 前記露光部は、前記フィルムの上の配向膜に露光することにより、帯状の第１の偏光部と、帯状の第２の偏光部とを、フィルムの幅方向に交互に形成して、偏光フィルムを形成するものであり、
   前記検査部は、前記ロールに設置され、前記光源からの照明光に対して第１の方向に偏光を付与する第１の偏光板と、前記ロールに対向するように設置され、前記受光部に入射する光に対して前記第１の方向に直交する方向に偏光を付与する第２の偏光板と、前記照明光の光軸に設けられたλ／４板と、を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルム露光装置。
3. 前記露光部は、ＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射する露光光源により前記第１の偏光部を形成し、ＣＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射する露光光源により前記第２の偏光部を形成するものであることを特徴とする請求項２に記載のフィルム露光装置。
4. 前記露光部は、前記フィルム上の配向膜に露光することにより、帯状の第１の配向部と、帯状の第２の配向部とを、フィルムの幅方向に交互に形成して、配向フィルムを形成するものであり、
   前記検査部の前記受光部は、前記フィルムを透過した照明光の第１の配向部による第１の配向方向に設けられた第１の受光部と、前記フィルムを透過した照明光の第２の配向部による第２の配向方向に設けられた第２の受光部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルム露光装置。
5. 前記露光部は、フィルムに対してフィルム移動方向に４０°傾斜するように露光光を入射する露光光源により前記第１の配向部を形成し、フィルムに対してフィルム移動方向に−４０°傾斜するように露光光を入射する露光光源により前記第２の配向部を形成するものであることを特徴とする請求項４に記載のフィルム露光装置。
6. 前記受光部の光軸上に配置され、前記フィルムの幅方向に延び、前記フィルム上の前記第１の偏光部又は第２の偏光部の幅方向にスケールが形成された透明のスケール部材を有することを特徴とする請求項２又は４に記載のフィルム露光装置。
7. 前記検査部による検査前又は検査後の前記フィルムの搬送域に配置された第２の検査部を有し、
   前記第２の検査部は、
   検査光を出射する第２の光源と、前記第２の光源からの検査光に対して第１の方向の直線偏光を付与する第３の偏光板と、前記第３の偏光板を透過し更に前記フィルムを透過して第１の方向の円偏光を付与された検査光を第２の方向の直線偏光に変える第２のλ／４板と、前記第２の方向の直線偏光の検査光を透過する第４の偏光板と、前記第４の偏光板を透過した検査光を検出する第２の受光部と、
   検査光を出射する第３の光源と、前記第３の光源からの検査光に対して第１又は第２の方向の直線偏光を付与する第５の偏光板と、前記第３の偏光板を透過し更に前記フィルムを透過して第２の方向の円偏光を付与された検査光を第２又は第１の方向の直線偏光に変える第３のλ／４板と、前記第２又は第１の方向の直線偏光の検査光を透過する第６の偏光板と、前記第６の偏光板を透過した検査光を検出する第３の受光部と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフィルム露光装置。

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