JP2016188961A - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位相差層、配向層の作成に係る紫外線の照射による種々の問題点を一挙に解決し、不良品の発生確率を低減する。【解決手段】透明フィルム材２に、位相差層４に係る塗工液を塗工して位相差層４の塗工層を作製する位相差層の塗工工程と、位相差層４の塗工層を露光機１０により露光して位相差層４を作製する位相差層の露光工程とを備え、位相差層の露光工程は、露光機１０の排出側、露光機１０により露光された基材の位相差層が最初にガイドローラに接触するまでの間に冷却機構１１が設けられ、冷却機構１１により基材２を冷却する。【選択図】図３

Description

本発明は、パッシブ方式による３次元画像表示に係るパターン位相差フィルム等の光学フィルムに関する。

近年、パッシブ方式により３次元画像を表示する画像表示装置が提供されている。ここで図４は、液晶表示パネルを使用したパッシブ方式の画像表示装置を示す概略図である。パッシブ方式の画像表示装置は、垂直方向又は水平方向（この図４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画像と左目用の画像とを同時に表示する。また液晶表示パネルのパネル面（視聴者側面）にパターン位相差フィルムを配置し、右目用の画素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てなる眼鏡を装着して、右目用の画像と左目用の画像とをそれぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供し、３次元画像を表示する。

このためパターン位相差フィルムは、液晶表示パネルにおける画素の設定に対応して、遅相軸方向（屈折率が最大となる方向）が直交する２種類の帯状領域が順次交互に形成される。ここでこの隣接する帯状領域の遅相軸方向は、通常、水平方向に対して、＋４５度と−４５度、又は０度と＋９０度の組み合わせが採用される。なおこの図４の例では、通常の画像表示装置における呼称に習って画面の長辺方向を水平方向として示す。

従来、パターン位相差フィルムは、光学異方性の小さな透明フィルム材であるＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等のフィルム材による基材を搬送しながら、配向膜、位相差層を順次作製することにより作製される。

この位相差層は、液晶材料による塗工液を塗工した後、乾燥し、紫外線の照射により硬化して作製されている。また配向層は、光配向層により作製される場合があり、この光配向層では、対応する塗工液を塗工、乾燥させた後、直線偏光の紫外線によるマスク露光により作製される。

このような位相差層、配向層の作成に係る紫外線の照射においては、温度が高温になることにより、種々の問題が発生する恐れがある。具体的に、高温になることにより、基材が変形して製品にオレ、シワ、カール等が発生する恐れがある。また位相差層において、塗工膜のレベリング性が低下して膜厚が不均一になる恐れがある。また製品を搬送するガイドローラに塗膜が貼り付き、この貼り付いた部位で塗膜が製品からはぎ取られてしまう恐れがある。これらの問題点を解決することができれば、不良品の発生確率を低減することができる。またさらに製造工程における搬送速度をさらに高速度化して生産性を向上できると考えられ、さらに材料選択の幅を一段と拡大できると考えられる。

特開２０１３−１５５６３号公報 特開２０１３−１５５６４号公報

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、位相差層、配向層の作成に係る紫外線の照射による種々の問題点を一挙に解決し、不良品の発生確率を低減することを目的とする。

本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、紫外線による露光の直後、エアーナイフ等による冷却機構により基材を冷却する、との着想により、本発明を完成させた。

具体的に、本発明では、以下のものを提供する。

（１） 透明フィルム材に、位相差層に係る塗工液を塗工して位相差層の塗工層を作製する位相差層の塗工工程と、
前記位相差層の塗工層を露光機により露光して前記位相差層を作製する位相差層の露光工程とを備え、
前記位相差層の露光工程は、
露光機の排出側、露光機により露光された基材の位相差層が最初にガイドローラに接触するまでの間に冷却機構が設けられ、
前記冷却機構により基材を冷却する光学フィルムの製造方法。

（１）によれば、ガイドローラに接触するまでの間で、露光により温度上昇した基材を速やかに冷却でき、温度上昇による基材の変形を防止してオレ、シワ、カール等の発生を防止することができ、またガイドローラへの塗膜の貼り付きを防止することができ、これらにより不良品の発生確率を低減することができる。

（２） （１）において、
前記冷却機構が、空気を送風するエアーナイフである光学フィルムの製造方法。

（２）によれば、より具体的構成により柔軟かつ簡易に冷却機構を構成することができる。

（３） 透明フィルム材に、光配向層に係る塗工液を塗工して光配向層の塗工層を作製する配向層の塗工工程と、
前記光配向層の塗工層を露光機により露光して配向層を作製する配向層の露光工程と、
前記配向層の上に、位相差層に係る塗工液を塗工して位相差層の塗工層を作製する位相差層の塗工工程と、
前記位相差層の塗工層を露光機により露光して前記位相差層を作製する位相差層の露光工程とを備え、
前記配向層の露光工程は、
露光機の排出側、露光機により露光された基材の配向層が最初にガイドローラに接触するまでの間に冷却機構が設けられ、
前記冷却機構により基材を冷却する光学フィルムの製造方法。

（３）によれば、光配向層を備えた光学フィルムの製造方法に適用して、ガイドローラに接触するまでの間で、光配向層に係る露光により温度上昇した基材を速やかに冷却でき、温度上昇による基材の変形を防止してオレ、シワ、カール等の発生を防止することができる。またガイドローラへの塗膜の貼り付きを防止することができ、さらには位相差層のレベリング性を向上することができる。これらにより不良品の発生確率を低減することができる。

（４） （３）において、
前記冷却機構が、空気を送風するエアーナイフである光学フィルムの製造方法。

（４）によれば、より具体的構成により、柔軟かつ簡易に冷却機構を構成することができる。

本発明によれば、位相差層、配向層の作成に係る紫外線の照射による種々の問題点を一挙に解決し、不良品の発生確率を低減することができる。

本発明の第１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。 図１のパターン位相差フィルムの製造工程を示す図である。 露光工程の説明に供する図である。 パターン位相差フィルムの説明に供する図である。

〔第１実施形態〕
〔画像表示装置〕
図１は、本発明の第１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。この実施形態に係る画像表示装置は、垂直方向（図１においては左右方向）に連続する液晶表示パネルの画素が、順次交互に、右目用の画像を表示する右目用画素、左目用の画像を表示する左目用画素に振り分けられて、それぞれ右目用及び左目用の画像データで駆動される。これにより画像表示装置は、右目用の画像を表示する帯状の領域と、左目用の画像を表示する帯状の領域とに表示画面が交互に区分され、右目用の画像と左目用の画像とを同時に表示する。この画像表示装置は、この液晶表示パネルのパネル面に、この図１に示すパターン位相差フィルム１が配置され、このパターン位相差フィルム１により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。これによりこの画像表示装置は、パッシブ方式により所望の立体画像を表示する。

〔パターン位相差フィルム〕
パターン位相差フィルム１は、例えばトリアセチルセルロースの透明フィルム材（ＴＡＣフィルム）による基材２の片面に配向層３、位相差層４、粘着層５、セパレータフィルム６が順次設けられる。パターン位相差フィルム１は、セパレータフィルム６を剥離することにより粘着層５を露出させて、この粘着層５により画像表示パネルのパネル面に配置される。なお液晶表示パネルに設けられる直線偏光板と貼り合せて一体化した後、この直線偏光板と一体に液晶セルに配置するようにしてもよく、この場合、粘着層５、セパレータフィルム６が省略される。

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配向層３の配向規制力によりパターンニングする。なおこの液晶分子の配向を図１では細長い楕円により示す。このパターンニングにより、パターン位相差フィルム１は、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、右目用の領域Ａと、左目用の領域Ｂとが順次交互に帯状に形成され、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。

パターン位相差フィルム１は、光配向材料による光配向材料層が作製された後、いわゆる光配向の手法によりこの光配向材料層に直線偏光による紫外線を照射して配向層３が作製される。ここでこの光配向材料層に照射する紫外線は、その偏光の方向が右目用の領域Ａと左目用の領域Ｂとで９０度異なるように設定される。位相差層４は、この配向層３の配向規制力により液晶材料が配向した状態で固化（硬化）して作製され、これによりパターン位相差フィルム１は、右目用の領域Ａ及び左目用の領域Ｂとで、透過光に対応する位相差を与える。

〔製造工程〕
図２は、このパターン位相差フィルム１の製造工程を示すフローチャートである。パターン位相差フィルム１の製造工程は、ロールに巻き取った長尺透明フィルム材により基材２が提供され、この基材２をロールより送り出して搬送しながら配向層材料層が順次作製される（ステップＳＰ１−ＳＰ２）。ここで配向層材料層は、各種の製造方法を適用することができるものの、この実施の形態では、光配向材料をベンゼン等の溶媒に分散させた塗工液をダイにより塗布した後、乾燥して作製される。なお光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を適用することができ、また塗工方法も種々の手法を適用することができる。

続いてこの製造工程は、露光工程により紫外線を照射して配向層が作製される（ステップＳＰ３）。なおこの露光工程は、１回目の露光処理において、マスクを使用して直線偏光の紫外線により露光処理した後、２回目の露光処理において、１回目の露光処理に対して偏光方向が直交する直線偏光の紫外線を全面に照射して実行される。なお露光方法は、始めに全面に紫外線を照射した後、マスク露光により露光し直す場合、マスク露光の繰り返しにより露光する場合等、種々の手法を適用することができる。

続いてこの製造工程は、位相差層作製工程（ステップＳＰ４）において、ダイ等により位相差層に係る塗工液を塗工した後、乾燥する。また続いて位相差層の塗工層に紫外線を照射し、これにより配向層３の配向規制力により液晶材料を配向させた状態で固化（硬化）し、位相差層４を作製する。続いてこの製造工程は、粘着層作製工程ＳＰ５において、粘着層５の塗工液を塗工して粘着層５を作製する。また続くセパレータフィルム配置工程ＳＰ６において、セパレータフィルム６を配置する。これによりこの製造工程は、長尺フィルム形状によりパターン位相差フィルムを作製する。

この製造工程は、続く切断工程ＳＰ７において、このようにして作製した長尺フィルム形状によるパターン位相差フィルムを対応する画像表示パネルのパネル面に貼り付ける大きさに切断する。

〔露光工程〕
図３は、配向層３に係る露光工程ＳＰ３の１回目の露光処理の説明に供する図である。露光工程ＳＰ３は、露光機１０により１回目の露光処理を実行し、続く露光機により２回目の露光処理を実行する。なおこの図３においては、この２回目の露光処理に供する露光機については、記載を省略して示す。

ここで露光機１０は、配向層材料層の露光に供する紫外線を出射する光源、この光源からの出射光を直線偏光に変換する偏光子、露光用のマスク等が設けられる。露光工程ＳＰ３は、露光機１０の排出側、露光機１０により露光された基材２が最初に配向層３側のガイドローラに接触するまでの間に、冷却機構１１が設けられ、この冷却機構１１により露光により温度上昇した基材２を冷却する。具体的に、冷却機構１１は、搬送される基材２に対して空気を送風するエアーナイフにより形成され、これにより露光工程ＳＰ３は、簡易に既存設備に冷却機構を追加したり、設置個所を変更したりできるように構成される。これによりこの実施形態では、簡易かつ柔軟に冷却機構を設けることができる。なお２回目の露光処理に係る露光機も、同様に、冷却機構が設けられる。これらによりこの実施形態においては、少なくとも露光機１０により露光された基材２が最初に、配向層３側のガイドローラに接触する時点では、基材２の温度が５０℃以下４０℃以上となるように基材２を冷却する。なお冷却により基材２の温度が４０℃未満に低下する場合には、急冷によるオレやシワが発生することから、配向層３側のガイドローラに接触する時点の基材２の温度は４０℃以上とすることが必要である。なおこの図３においては、配向層が作製された側から送風して基材２を冷却しているものの、基材２側から送風して基材２を冷却するようにしてもよい。

またさらにこの製造工程では、続く位相差層に係る露光工程に、同様に、冷却機構が設けられ、これにより露光機による露光により温度上昇した基材を、位相差層が最初にガイドローラに接触するまでに、充分に冷却する。

これによりこの実施形態では、基材の変形によるオレ、シワ、カール等の発生を確実に防止し、さらには位相差層に係る塗工膜のレベリング性を向上する。またガイドローラへの塗膜の貼り付きを防止し、これらにより不良品の発生確率を低減する。またこのように冷却機構１１を設けることにより、この実施形態では、露光機１０における光量を増大して基材２の搬送速度を高速度化することができ、生産性を向上することができる。またさらに基材２に係る材料選択の幅を拡大することができる。実際上、この種の光学フィルムに適用する基材は、露光処理における温度に対して充分にガラス転位点温度Ｔｇの高い材料を選択することが必要であり、これによりパターン位相差フィルムでは基材２にＴＡＣフィルムが適用されるものの、この実施形態のように、冷却機構１１を設ける場合には、ＴＡＣフィルムよりガラス転位点温度Ｔｇの低い例えばポリカーボネート、アクリル等を基材に適用することが可能となる。

〔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することができる。

すなわち上述の実施形態では、配向層に係る２回の露光処理、位相差層に係る露光処理にそれぞれ冷却機構を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばこれらの露光処理のうちの何れかの露光処理にのみ冷却機構を設けるようにしてもよい。

また上述の実施形態では、光配向層により配向層を作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ラビング処理により配向層を作製する場合、微細なライン状凹凸形状を賦型処理により転写して配向層を作製する場合、光配向機能を有する光配向性液晶ポリマーにより位相差層を作製して配向層を省略する場合等に適用して、位相差層に係る露光工程に冷却機構を設けるようにしてもよい。

また上述の実施形態では、パターン位相差フィルムの製造工程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、要は、光配向層、液晶材料による位相差層を備えた種々の光学フィルムの製造工程、液晶材料による位相差層を備えた種々の光学フィルムの製造工程に広く適用することができる。

１ パターン位相差フィルム
２ 基材
３ 配向層
４ 位相差層
６ セパレータフィルム
１０ 露光機
１１ 冷却機構

Claims (4)

1. 透明フィルム材に、位相差層に係る塗工液を塗工して位相差層の塗工層を作製する位相差層の塗工工程と、
   前記位相差層の塗工層を露光機により露光して前記位相差層を作製する位相差層の露光工程とを備え、
   前記位相差層の露光工程は、
   露光機の排出側、露光機により露光された基材の前記位相差層が最初にガイドローラに接触するまでの間に冷却機構が設けられ、
   前記冷却機構により基材を冷却する
   光学フィルムの製造方法。
2. 前記冷却機構が、空気を送風するエアーナイフである
   請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
3. 透明フィルム材に、光配向層に係る塗工液を塗工して光配向層の塗工層を作製する配向層の塗工工程と、
   前記光配向層の塗工層を露光機により露光して配向層を作製する配向層の露光工程と、
   前記配向層の上に、位相差層に係る塗工液を塗工して位相差層の塗工層を作製する位相差層の塗工工程と、
   前記位相差層の塗工層を露光機により露光して前記位相差層を作製する位相差層の露光工程とを備え、
   前記配向層の露光工程は、
   露光機の排出側、露光機により露光された基材の配向層が最初にガイドローラに接触するまでの間に冷却機構が設けられ、
   前記冷却機構により基材を冷却する
   光学フィルムの製造方法。
4. 前記冷却機構が、空気を送風するエアーナイフである
   請求項３に記載の光学フィルムの製造方法。

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