JP5827335B2 - パターン位相差フィルムの製造方法、パターン位相差フィルム及び画像表示装置 - Google Patents

パターン位相差フィルムの製造方法、パターン位相差フィルム及び画像表示装置 Download PDF

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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等に関するものである。
フラットパネルディスプレイは、従来、２次元表示のものが主流であった。しかしながら、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１４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１４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てなるめがねを装着して、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ンニングする作製方法が開示されている。しかしながらこの特許文献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
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、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に関して、高い精度により簡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を目的とする。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、露光処理する領域幅に比してスリット幅を幅狭にして、露光処理に供するマスクを作製する、との着想に至り、本発明を完成するに至った。
（１） 長尺による透明フィルム材を搬送しながら順次処理してパターン位相差フィルムを作製するパターン位相差フィルムの製造方法において、
前記透明フィルム材に、光配向材料膜を作製する光配向材料膜作製工程と、
マスクを用いた前記光配向材料膜の露光処理により、光配向の手法を適用して配向膜を作製する露光工程と、
前記配向膜の上に、右目用の透過光に対応する位相差を与える右目用の領域と、左目用の透過光に対応する位相差を与える左目用の領域とによる位相差層を作製する位相差層作製工程とを備え、
前記露光工程は、
１回目の露光処理において、前記マスクを用いて前記光配向材料膜を選択的に露光処理した後、２回目の露光処理において、全面に光を照射して、前記１回目の露光処理で未露光の領域を露光処理することにより、
前記右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させた後、前記左目用の領域又は右目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させて前記配向膜を作製し、
前記マスクは、
１回目の露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭に作製された
ことを特徴とするパターン位相差フィルムの製造方法。
（１）では、長尺透明フィルム材の連続した処理によりパターン位相差フィルムを作製することができ、これにより簡易かつ大量にパターン位相差フィルムを作製することができる。しかしながらこのようにすると、マスクを対象物に密着させて露光処理することが困難になり、連続した露光処理における精度が劣化することになるものの、１回目の露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭であることにより、右目用の領域幅と左目用の領域幅とが大きく異ならないようにして、精度の高いパターン位相差フィルムを作製することができる。
（２） 長尺による透明フィルム材を搬送しながら順次処理してパターン位相差フィルムを作製するパターン位相差フィルムの製造方法において、
前記透明フィルム材に、光配向材料膜を作製する光配向材料膜作製工程と、
マスクを用いた前記光配向材料膜の露光処理により、光配向の手法を適用して配向膜を作製する露光工程と、
前記配向膜の上に、右目用の透過光に対応する位相差を与える右目用の領域と、左目用の透過光に対応する位相差を与える左目用の領域とによる位相差層を作製する位相差層作製工程とを備え、
前記露光工程は、
１回目の露光処理において、前記光配向材料膜の全面を露光処理した後、２回目の露光処理において、前記マスクを使用して前記光配向材料膜を選択的に露光処理することにより、
前記右目用の領域及び左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させた後、前記右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向し直して前記配向膜を作製し、
前記マスクは、
２回目の露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭に作製された
ことを特徴とするパターン位相差フィルムの製造方法。
（２）によれば、長尺透明フィルム材の連続した処理によりパターン位相差フィルムを作製することができ、これにより簡易かつ大量にパターン位相差フィルムを作製することができる。しかしながらこのようにすると、マスクを対象物に密着させて露光処理することが困難になり、連続した露光処理における精度が劣化することになるものの、２回目の露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭であることにより、右目用の領域幅と左目用の領域幅とが大きく異ならないようにして、精度の高いパターン位相差フィルムを作製することができる。
（３） 長尺による透明フィルム材を搬送しながら順次処理してパターン位相差フィルムを作製するパターン位相差フィルムの製造方法において、
前記透明フィルム材に、光配向材料膜を作製する光配向材料膜作製工程と、
マスクを用いた前記光配向材料膜の露光処理により、光配向の手法を適用して配向膜を作製する露光工程と、
前記配向膜の上に、右目用の透過光に対応する位相差を与える右目用の領域と、左目用の透過光に対応する位相差を与える左目用の領域とによる位相差層を作製する位相差層作製工程とを備え、
前記露光工程は、
１回目の露光処理において、マスクを使用した露光処理により、前記右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させた後、
２回目の露光処理において、マスクを使用した露光処理により、前記左目用の領域又は右目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させることにより、
前記配向膜を作製し、
前記光配向材料膜が、一旦配向した後には、露光処理によっては配向が変化しない光配向材料により作製され、
前記１回目の露光処理に供するマスクは、
露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭に作製された
ことを特徴とするパターン位相差フィルムの製造方法。
（３）によれば、長尺透明フィルム材の連続した処理によりパターン位相差フィルムを作製することができ、これにより簡易かつ大量にパターン位相差フィルムを作製することができる。しかしながらこのようにすると、マスクを対象物に密着させて露光処理することが困難になり、連続した露光処理における精度が劣化することになるものの、連続する露光処理のうちの、１回目の露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭であることにより、右目用の領域幅と左目用の領域幅とが大きく異ならないようにして、精度の高いパターン位相差フィルムを作製することができる。
（４） 長尺による透明フィルム材を搬送しながら順次処理してパターン位相差フィルムを作製するパターン位相差フィルムの製造方法において、
前記透明フィルム材に、光配向材料膜を作製する光配向材料膜作製工程と、
マスクを用いた前記光配向材料膜の露光処理により、光配向の手法を適用して配向膜を作製する露光工程と、
前記配向膜の上に、右目用の透過光に対応する位相差を与える右目用の領域と、左目用の透過光に対応する位相差を与える左目用の領域とによる位相差層を作製する位相差層作製工程とを備え、
前記露光工程は、
１回目の露光処理において、マスクを使用した露光処理により、前記右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させた後、
２回目の露光処理において、マスクを使用した露光処理により、前記左目用の領域又は右目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させることにより、
前記配向膜を作製し、
前記光配向材料膜が、繰り返しの露光処理の都度、配向方向が変化する光配向材料により作製され、
前記２回目の露光処理に供するマスクは、
露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭に作製された
ことを特徴とするパターン位相差フィルムの製造方法。
（４）によれば、長尺透明フィルム材の連続した処理によりパターン位相差フィルムを作製することができ、これにより簡易かつ大量にパターン位相差フィルムを作製することができる。しかしながらこのようにすると、マスクを対象物に密着させて露光処理することが困難になり、連続した露光処理における精度が劣化することになるものの、連続する露光処理のうちの、２回目の露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットは幅狭であることにより、右目用の領域幅と左目用の領域幅とが大きく異ならないようにして、精度の高いパターン位相差フィルムを作製することができる。
（５） 透明フィルム材による基材上に光配向膜、位相差層が順次設けられ、前記位相差層により透過光に位相差を与えるパターン位相差フィルムにおいて、
前記位相差層に、透過光に第１及び第２の位相差をそれぞれ与える第１及び第２の領域が順次交互に形成され、
前記第１及び第２の領域の境界に、未配向領域が設けられた
（５）によれば、未配向領域により他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を有効に回避することができる。
（６） （５）において、
前記未配向領域は、
幅が、９μｍ以上２５μｍ以下である。
（６）によれば、実用上充分に、他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を防止することができる。
（７） （５）又は（６）に記載のパターン位相差フィルムを画像表示パネルの表側面に配置して画像表示装置を構成する。
（７）によれば、他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を有効に回避してなる、パッシブ方式による３次元表示可能な画像表示装置を提供することができる。
（８） （１）又は（２）において、
前記露光工程において、前記マスクと前記光配向材料膜との間隔が１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定される。
（８）によれば、（１）又は（２）の製造方法において、前記マスクと前記光配向材料膜との間隔の設定により、実用上充分に他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を防止可能にパターン位相差フィルムを製造することができる。
（９） （３）又は（４）において、
前記露光工程において、１回目及び又は第２回目の露光処理に供するマスクと前記光配向材料膜との間隔が１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定される。
（９）によれば、（３）又は（４）の製造方法において、前記マスクと前記光配向材料膜との間隔の設定により、実用上充分に他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を防止可能にパターン位相差フィルムを製造することができる。
高い精度により簡易かつ大量にパターン位相差フィルムを作製することができる。
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フローチャートである。 図２の露光工程の説明に供する図である。 図２の露光工程に使用するマスクを示す図である。 マスクの補正結果の説明に供する図である。 本発明の第２実施形態に係る露光工程の説明に供する図である。 本発明の第３実施形態に係る露光工程の説明に供する図である。 本発明の第５実施形態に係る露光工程の説明に供する図である。 未配向領域の説明に供する図である。 帯状領域の説明に供する図である。 図８のパターン位相差フィルムに係る露光工程の説明に供する図である。 本発明の第６実施形態に係る露光工程の説明に供する図である。 本発明の第７実施形態に係る露光工程の説明に供する図である。 パッシブ方式による３次元画像表示の説明に供する図である
〔第１実施形態〕
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。パターン位相差フィルム１は、透明フィルム材による基材２に配向膜３、位相差層４が順次作製される。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膜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膜が作製された後、いわゆる光配向の手法によりこの光配向材料膜に直線偏光による紫外線を照射して配向膜３が形成される。ここでこの光配向材料膜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、これにより位相差層４に設けられる液晶材料に関して、右目用の領域Ａ及び左目用の領域Ｂとで対応する向きに液晶分子を配向させ、透過光に対応する位相差を与える。
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フィルムにより基材２が提供され、この基材２をロールより送り出して光配向材料膜が順次作製される（ステップＳＰ１−ＳＰ２）。ここで光配向材料膜は、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成膜用液体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るものの、この実施形態では、一旦配向した後には、紫外線の照射によって配向が変化しない、例えば光２量化型の材料を使用する。なおこの光２量化型の材料については、「M.Schadt, K.Schmitt, V. Kozinkov and V. Chigrinov : Jpn. J. Appl.Phys.,
31, 2155 (1992)」、「M. Schadt, H. Seiberle and A.
Schuster : Nature, 381, 212 (1996)」等に開示されており、例えば「ROP-103」の商品名により既に市販されている。また基材２には、例えばトリアセチルセルロースが適用される。
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光配向膜が作製される（ステップＳＰ３）。続いてこの製造工程は、位相差層作製工程において、ダイ等により液晶材料を塗布した後、紫外線の照射によりこの液晶材料を硬化させ、位相差層４が作製される（ステップＳＰ４）。続いてこの製造工程は、必要に応じて反射防止膜の作製処理等を実行した後、切断工程において、所望の大きさに切り出してパターン位相差フィルム１が作製される（ステップＳＰ５−ＳＰ６）。
図３は、この露光工程の詳細を示す図である。この製造工程は、右目用の領域Ａ又は光目用の領域Ｂに対応する部位を遮光したマスク１６を介して、直線偏光による紫外線（偏光紫外線）を照射することにより、遮光されていない側の、左目用の領域Ｂ又は右目用の領域Ａについて、光配向材料膜を所望の方向に配向させる（図３（Ａ））。これによりこの製造工程は、１回目の露光処理を実行する。続いてこの製造工程は、１回目の露光処理とは偏光方向が９０度異なる直線偏光により紫外線を全面に照射し、１回目の露光処理で未露光の、右目用の領域Ａ又は左目用の領域Ｂについて、光配向材料膜を所望の方向に配向させる（図３（Ｂ））。これによりこの製造工程では、２回の露光処理により、右目用の領域Ａと左目用の領域Ｂとを順次露光処理して配向膜３を作製する。
図４は、１回目の露光処理に供するマスクを示す平面図である。マスク１６は、長尺による基材２の幅により形成され、この基材２の搬送方向に延長する細長い矩形の形状によるスリットが一定の間隔で順次設けられる。これによりこの製造工程では、このスリットの下を基材２が搬送されている期間の間、光源からの光を基材２に照射し、１回目の露光処理を実行する。
このようにパターン位相差フィルム１では、露光工程による紫外線の照射により配向膜３を作製し、この配向膜３の配向規制力により位相差層４をパターンニングすることにより、右目用の領域Ａ及び左目用の領域Ｂに対応するように、精度良く露光処理することが必要である。パッシブ方式では、一般に、液晶表示パネルに設けられた垂直方向に連続する画素が順次交互に右目用及び左目用に割り当てられることにより、パターン位相差フィルム１において、右目用の領域Ａ及び左目用の領域Ｂの領域幅は、等しくなるように、また実装が予定される液晶表示パネルの画素ピッチとなるように設定される。
しかしながら連続した長尺フィルムの露光処理では、マスク１６を基材２に密着させて露光処理することが困難であり、露光に供する光も完全に平行光線に設定できない。これにより製造工程では、1回目の露光処理において、露光処理される領域幅が、マスク１６に形成されたスリット幅より大きくなることが判った。このように1回目の露光処理で露光処理される領域幅が幅広になると、例えば右目用の領域幅と左目用の領域幅とに対応するスリット幅ＷＢ、スリット間の遮光領域幅ＷＡ（図４参照）を等しい幅により作製している場合には、パターン位相差フィルム１において、右目用の領域Ａと左目用の領域Ｂとで領域幅が異なるようになる。
またパターン位相差フィルム１の製造工程では、幅広の基材２を露光処理することが必要であるのに対し、この基材２の幅に対応する大きでは出射光量が充分に均一な光源を確保することは難しく、これにより右目用の領域Ａと左目用の領域Ｂとの領域幅が幅方向で変動する。その結果、右目用の領域Ａと左目用の領域Ｂとの領域幅の差（Ａ−Ｂ）が、パターン位相差フィルム１の各部で変化し、液晶表示パネルに実装した際に、この領域幅の差（Ａ−Ｂ）が大きい部位で、この領域幅の差（Ａ−Ｂ）が、横すじとして見て取られ、画質が劣化することが判った。
そこでこの実施形態では、領域幅の差（Ａ−Ｂ）が低下するように、露光処理する領域幅に比してスリット幅を幅狭に設定して１回目の露光処理に供するマスク１６を作製し、これによりパターン位相差フィルム１の精度を向上し、横すじの発生を防止する。
すなわちこの製造工程では、１回目の露光処理で右目用の領域Ａ又は左目用の領域Ｂを選択的に露光処理し、２回目の露光処理でこの１回目の露光処理で未露光の領域を露光処理していることにより、この１回目の露光処理で露光した各領域と未露光の各領域との幅の差が、パターン位相差フィルム１における領域幅の差（Ａ−Ｂ）となる。従ってこの領域幅の差を実測により計測し、この計測値によりマスク１６におけるスリット幅を補正してマスク１６を作製する。具体的に、この実施形態では、計測用のパターン位相差フィルム１を作製して連続する各領域Ａ又はＢの幅を計測し、この計測値を平均値化して領域Ａ又はＢの幅を計算する。またこの計算した幅に基づいて露光処理する領域幅よりスリット幅ＷＢを狭くしてマスク１６を作製する。
実測した結果によれば、１回目の露光処理で露光処理される領域幅は、スリットの幅ＷＢより平均で７μｍだけ大きく、これによりパターン位相差フィルム１では、平均で領域幅の差（Ａ−Ｂ）が１４μｍ発生していることが判った。なおこのような連続した領域の幅の平均値化に代えて、例えば所定間隔のサンプリングによる測定値を平均値化して計算しても良く、計測方法にあっては、実用上充分な計測制度を確保することができる限り、種々の手法を適用することができる。この計測結果より、この実施形態では、スリットの幅ＷＢを、目標とする領域Ａ又はＢの幅より７μｍだけ狭くしてマスク１６を作製した。
図５は、この結果を示す図である。遮光する部位と遮光しない部位との幅を等しくしてマスク１６を作製した場合、図５（Ａ）に示すように、設計目標（０ｍｍで示す）に対して１回目の露光処理で露光する領域幅が１方向に偏り、これにより領域幅の差が大きくなっていることが判る。しかしながらマスク１６を補正した場合には（図５（Ｂ））、１回目で露光処理される領域幅が、設計目標（０ｍｍで示す）を中心にして変動し、これにより何ら補正しない場合に比して、領域幅の差が全体的に低下し、格段的にパターン位相差フィルム１の精度が向上していることが判る。
この実施形態によれば、マスクを使用して露光処理した後、全面を露光して配向膜を作製する場合に、マスクにおけるスリットの幅を、露光する領域の幅より幅狭とすることにより、高い精度でパターン位相差フィルムを作製することができる。またこの場合連続した長尺透明フィルムの処理により、簡易に大量生産することができる。
〔第２実施形態〕
図６は、図３との対比により本発明の第２実施形態に係る露光工程の説明に供する図である。この実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造工程は、この露光工程に関する構成が異なる点を除いて、第１実施形態と同一に構成される。
ここでこの露光工程では、１回目の露光処理において、直線偏光による紫外線を全面に照射する（図６（Ａ））。続く２回目の露光処理において、マスク１６を用いて直線偏光の紫外線を照射し、右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位を、改めて露光し直す。なおこれによりこの実施形態では、第１実施形態とは異なり、繰り返しの露光処理により配向方向がその都度変化する材料が光配向材料に適用される。このような材料としては、例えば、光異性化反応型の光配向材料を使うことができる。なお光異性化に関しては、「W.M. Gibbons, P.J.Shannon, S.T. Sun and B.J. Swetlin : Nature, 351,
49 (1991)」で報告されている。
これによりこの実施形態では、２回目の露光処理で作製される領域が、マスク１６のスリット幅に比して幅広に作製されることになる。そこでこの実施形態では、事前の計測結果に基づいて、このマスク１６のスリットが、目的とする領域幅に比して幅狭に作製される。
この実施形態では、２回目の露光処理でマスクによりパターンニングする場合でも、マスクのスリットを幅狭とすることにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
〔第３実施形態〕
図７は、図３及び図６との対比により本発明の第３実施形態に係る露光工程の説明に供する図である。この実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造工程は、この露光工程に関する構成が異なる点を除いて、第１実施形態と同一に構成される。
ここでこの露光工程では、一旦配向した後には、紫外線の照射によって配向が変化しない材料が光配向材料に適用される。これに対応して露光工程は、１回目の露光処理において、マスク１６Ａを用いて、右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位を選択的に露光した後（図７（Ａ））、２回目の露光処理において、マスク１６Ｂを用いて、残り領域に対応する部位を露光する。これによりこの実施形態では、第１の露光処理に使用するマスク１６Ａにおいて、スリット幅に比して幅広の領域が露光処理されることになる。また２回目の露光処理では、１回目の露光処理において、未露光であって、さらにマスク１６Ｂにより遮光されない部位が露光処理されることになる。従って1回目の露光処理における精度を確保することにより、パターン位相差フィルムの精度を向上することができ、第２の露光処理におけるマスク１６Ｂにあっては、位決め誤差等を考慮して緩やかな寸法精度で作製することになる。
そこでこの実施形態では、事前の計測結果に基づいて、この１回目の露光処理に供するマスク１６Ａのスリットが、目的とする領域幅より幅狭に作製される。
この実施形態では、それぞれマスクを使用して露光処理を繰り返す場合でも、1回目の露光処理に供するマスクにおいて、目的とする領域幅に比してスリット幅を幅狭とすることにより、第１実施形態、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
〔第４実施形態〕
この実施形態では、第２実施形態について上述したと同様に、繰り返しの露光処理によりその都度配向方向が変化する材料が光配向材料に適用される。この実施形態では、この光配向材料を適用して、第３実施形態と同様に、繰り返しマスク１６Ａ、１６Ｂを用いて露光処理し、配向膜が作製される。なおこの実施形態では、図７を流用して構成を説明する。
従ってこの実施形態では、１回目の露光処理に供するマスク１６Ａは、それ程度、精度を要しないのに対し、２回目の露光処理に供するマスク１６Ｂは精度を要することになる。そこでこの実施形態では、この２回目の露光処理に供するマスク１６Ｂにおいて、事前の計測結果に基づいて、目的とする領域幅に比してスリット幅を幅狭に作製する。
この実施形態では、繰り返しの露光処理によりその都度配向方向が変化する材料を光配向材料に適用して、マスクを使用した露光処理を繰り返す場合でも、２回目の露光処理に供するマスクにおいて、目的とする領域幅に比してスリット幅を幅狭とすることにより、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
〔第５実施形態〕
図８は、図１との対比により本発明の第５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。なおこの図８において、図１について上述したパターン位相差フィルム１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
ここでこの実施形態に係る画像表示装置は、垂直方向（図８においては左右方向が対応する方向である）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８に示すパターン位相差フィルム２１が配置され、このパターン位相差フィルム２１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２１は、右目用及び左目用に対応する透過光にそれぞれ対応する第１及び第２の位相差を与える第１及び第２の領域Ａ及びＢが順次交互に形成され、この第１及び第２の領域Ａ及びＢの境界に、未配向領域Ｃが設けられる。ここで未配向領域は、位相差層４における遅相軸方向が無い領域、又は遅相軸方向がランダムである領域であり、その光学特性が第１及び第２の領域の何れにも属さない領域である。
ここで図９は、この未配向領域Ｃに係る光学特性の説明に特性曲線図である。この図９は、境界を横切る方向にパターン位相差フィルム２１の配向角（又は光軸）を測定したものであり、横軸のｐｉｘｅｌは、測定に供した撮像装置の画素を単位とした座標を示すものである。パターン位相差フィルム２１の各部における光軸の向きを観察すると、領域Ａ及びＢでは配向角が領域Ａ又はＢの延長方向に対して斜め４５度の角度を成すのに対し、境界では、領域Ａから領域Ｂに向かうに従って急激に配向角が変化していることが確認された。
この未配向領域Ｃによりパターン位相差フィルム２１では、他の部位に比して明るさの異なる帯状領域ＯＢの発生を防止することができる。
すなわちパターン位相差フィルムを画像表示パネルに配置して白色画面を表示したところ、図１０に示すように、あたかもモアレ縞のように、他の部位に比して明るさの異なる帯状領域ＯＢが発生し、著しく画質が損なわれる場合があった。
この帯状領域ＯＢは、見る方向を変化させるとその形状が変化するものであった。ここで画像表示パネルでは、マトリックス状に画素が配置され、画素間にはいわゆるブラックマトリックスによる遮光部が設けられる。これに対してパターン位相差フィルムにおいては、位相差層に右目用の領域と左目用の領域とが交互に設けられ、この右目用及び左目用の領域間の境界が、画像表示パネルの遮光部と重なり合うように配置される。しかしながらパターン位相差フィルムでは、右目用領域及び左目用領域の繰り返しピッチが、遮光部の繰り返しピッチと微妙に異なる場合等において、領域間の境界が遮光部に完全に重なり合わない部位も発生することがある。これにより右目用領域及び左目用領域の作製周期と、画像表示パネルにおける遮光部の作製周期との規則性により帯状領域ＯＢが観察されると考えられる。
これに対して未配向領域Ｃは、この実施形態において、マスクを使用した１回目の露光処理において、不十分な光量により露光処理された後、２回目の露光処理に供された領域であり、その結果、境界の延長方向に対して蛇行するように作製される。パターン位相差フィルム２１は、これにより第１及び第２の領域の境界が蛇行するように形成され、その結果、右目用領域及び左目用領域の作製周期と、画像表示パネルにおける遮光部の作製周期との規則性に起因する帯状領域ＯＢの発生を防止することができると考えられる。
なおこの未配向領域Ｃは、余りに幅広の場合、右目用画像と左目用画像との間でいわゆるクロストークを発生させ、画質を著しく劣化させる。しかしながらこの領域幅が極端に小さいと、右目用領域Ａ及び左目用領域Ｂ間の境界を充分に蛇行させることが困難になり、これにより干渉縞の発生を有効に回避することが困難になる。これにより未配向領域Ｃは、幅が、９μｍ以上、２５μｍ以下により作製して、実用上充分に干渉縞の発生を防止することができる。因みに、未配向領域Ｃを幅、９μｍ以上、２５μｍ以下により作製する場合、未配向領域の幅方向の中心により計測される蛇行は、振幅が１μｍ以上、５０μｍ以下であった。
なおこの未配向領域Ｃの幅は、直交ニコル配置による偏光フィルタ間にパターン位相差フィルム２１を配置して透過光の光量を計測して測定することができる。この直交ニコル配置に係る偏光フィルタの透過軸に対して、領域Ａ及びＢの延長方向が斜め４５度となるようにパターン位相差フィルム２１を斜めに配置すると、右目用領域Ａ及び左目用領域Ｂでは、殆ど透過光を検出できないことになる。これに対して未配向領域Ｃでは、透過光が検出される。これにより境界を横切る方向に透過光量を計測すると、未配向領域Ｃの部位で透過光量が立ち上がることになる。これにより未配向領域Ｃは、この透過光量が立ち上がる部位の計測により、より具体的には、境界を横切る方向に走査して透過光量のピーク値を計測し、このピーク値の例えば５％〜１０％を判定基準値に設定して判定基準値以上に透過光量が立ち上がる部位の幅を計測することにより、領域幅を計測することができる。
図１１は、図３との対比により、この実施形態に係る未配向領域Ｃの設定の説明に供する図である。この実施形態では、第１の実施形態について上述した同様に、マスク１６を使用して第１回目の露光処理を実行した後（図１１（ａ））、第２回目の露光処理で全面を露光して光配向膜３を作製する（図１１（ｂ））。さらにこの第１回目の露光処理に供するマスク１８と光配向材料膜との間隔Ｄの設定により、未配向領域Ｃを上述の幅により作製する。なおここでこの間隔Ｄは、マスク１６において、実際に透過光の制御に係る部位からの光配向材料膜側までの距離である。従って例えばマスク１６が、透明部材にクロム等の遮光部材をパターンニングして作製されているものであって、この透明部材が光配向材料膜側となるように配置されている場合、この遮光部材の光配向材料膜側からの距離（光学的光路長）である。
ここでこのように一定の距離Ｄだけ離間してマスク１６を配置した状態で１回目の露光処理を実行する場合、マスク１６の開口を透過した光が発散することにより、第１の実施形態について上述したようにマスクのスリット幅に比して対応する領域Ａ又はＢの幅が拡大することになる。従って目的とする領域幅に比してスリット幅を幅狭とすることにより、目的の領域幅によりパターン位相差フィルム２１を作製することができる。
しかしながらこのように拡大した領域の外側の部位においては、領域幅の拡大には供しないまでも、１回目の露光処理において、露光に供する光が照射される部位が発生する。このような部位にあっては、位相差層に対して充分な配向規制力を発揮できないものの、２回目の露光処理によっても、この２回目の露光処理に対応する領域Ｂ又はＡに係る配向規制力を発揮し得ず、これによりこのような部位により未配向領域Ｃが形成されるものと判断される。
種々に間隔Ｄを調整して検討した場合、この間隔Ｄを１５０μｍに設定すると、未配向領域Ｃを幅９μｍに設定することができ、この間隔Ｄを３００μｍに設定すると、未配向領域Ｃを幅１５μｍに設定することができ、さらにこの間隔Ｄを６５０μｍに設定すると、未配向領域Ｃを幅２５μｍに設定することができた。
この第５の実施形態によれば、位相差層における右目用領域及び左目用領域である第１及び第２の領域Ａ及びＢの境界に、光学特性の急激な変化を緩和する未配向領域Ｃを設けることにより、スリット幅を幅狭にして露光処理に供するマスクを作製する構成を有効に利用して、第１及び第２の領域の作製周期と、画像表示パネルに設けられた遮光部の作製周期との規則性による他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を有効に回避することができる。
またこのときこの未配向領域を幅９μｍ以上、２５μｍ以下により作製することにより、実用上充分に、他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を防止することができる。
またマスク露光の後、全面を露光して光配向膜を作製するようにして、露光工程において、マスクと光配向材料膜との間隔を１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定することにより、パターン位相差フィルムの生産に使用される一般的な露光装置において、実用上充分に他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を防止可能にパターン位相差フィルムを製造することができる。
〔第６実施形態〕
図１２は、図６との対比により本発明の第６実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造工程の説明に供する図である。この実施形態では、この図１２に係る構成が異なる点を除いて、上述の第２、第５実施形態と同一に構成される。この実施形態では、全面を露光処理した後（図１２（ａ））、マスク１６を使用した露光処理により光配向膜３を作製する。この実施形態では、この２回目の露光処理である、マスク１６を使用した露光処理において、マスク１６から光配向材料膜との間隔Ｄの設定により上述したと同様に、未配向領域Ｃを作製する。
すなわちこの場合、全面を露光した後、マスクを使用して露光し直すようにして光配向膜を作製することより、第２実施形態について上述したように、２回目の露光処理で作製される領域が、マスク１６のスリット幅に比して幅広に作製されることになる。そこでマスク１６のスリット幅が、目的とする領域幅に比して幅狭に作製される。このように全面を露光した後、マスクを使用して露光し直す場合であっても、未配向領域Ｃを作製することができる。
またこの間隔Ｄについても、第５の実施形態について上述したと同様に、１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定することにより、未配向領域を幅９μｍ以上、２５μｍ以下により作製する。
この実施形態によれば、全面を露光した後、マスクを使用して露光し直すようにして、光配向膜を作製する場合でも、未配向領域を設けることにより、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
またこのように全面を露光した後、マスクを使用して露光し直すようにして、光配向膜を作製する場合でも、露光工程において、マスクと光配向材料膜との間隔を１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定することにより、パターン位相差フィルムの生産に使用される一般的な露光装置において、実用上充分に他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を防止可能にパターン位相差フィルムを製造することができる。
〔第７実施形態〕
図１３は、図７との対比により本発明の第７実施形態に係るパターン位相差フィルムの製造工程の説明に供する図である。この実施形態では、この図１３に係る構成が異なる点を除いて、上述の第３〜第５実施形態と同一に構成される。この実施形態では、第３実施形態、又は第４実施形態について上述したと同様に、マスク１６Ａを使用して１回目の露光処理を実行した後（図１３（ａ））、マスク１６Ｂを使用して２回目の露光処理を実行し（図１３（ｂ））、光配向膜３を作製する。この実施形態では、この１回目の露光処理である、マスク１６Ａを使用した露光処理、２回目の露光処理であるマスク１６Ｂを使用した露光処理の、何れか一方、又は双方において、マスク１６Ａ及び又は１６Ｂから光配向材料膜との間隔Ｄ１、Ｄ２の設定により上述したと同様に、未配向領域Ｃを作製する。
またこの間隔Ｄ１及び又はＤ２についても、第５の実施形態について上述したと同様に、１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定することにより、未配向領域を幅９μｍ以上、２５μｍ以下により作製する。
この実施形態によれば、マスクを使用した露光処理の繰り返しにより光配向膜を作製する場合でも、未配向領域を設けることにより、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
またこのようにマスクを使用した露光処理の繰り返しにより光配向膜を作製する場合でも、マスクと光配向材料膜との間隔を１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定することにより、パターン位相差フィルムの生産に使用される一般的な露光装置において、実用上充分に他の部位に比して明るさの異なる帯状領域の発生を防止可能にパターン位相差フィルムを製造することができる。
〔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、上述の実施形態を種々に組み合わることができ、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、光源からの露光に供する光を完全には平行光線に設定できないことを前提に、光配向材料膜とマスクとを一定の間隔だけ隔てる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光源からの光が平行光線である場合にも広く適用することができる。
また上述の実施形態では、光配向材料膜からマスクを一定の間隔だけ隔てて露光処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、マスクを密着させて露光する場合にも広く適用することができる。なおこの場合、例えば透明樹脂等による透明基材の表面にクロム等により遮光部を作製してマスクを作製し、この透明基材を光配向材料膜側に設定して光配向材料膜に密着露光するようにして、この透明基材の厚みの制御により、及び又はこの透明基材に光拡散性を付与してその強度を制御することにより、上述の第５〜第７の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また上述の実施形態では、液晶表示パネルの使用を前提としたパターン位相差フィルム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、有機ＥＬパネル、プラズマディスプレイパネルの使用を前提に、偏光フィルタを一体に設ける場合にも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 配向膜
４ 位相差層
１６、１６Ａ、１６Ｂ マスク

Claims (4)

  1. 長尺による透明フィルム材を搬送しながら順次処理してパターン位相差フィルムを作製するパターン位相差フィルムの製造方法において、
    前記透明フィルム材に、光配向材料膜を作製する光配向材料膜作製工程と、
    マスクを用いた前記光配向材料膜の露光処理により、光配向の手法を適用して配向膜を作製する露光工程と、
    前記配向膜の上に、右目用の透過光に対応する位相差を与える右目用の領域と、左目用の透過光に対応する位相差を与える左目用の領域とによる位相差層を作製する位相差層作製工程とを備え、
    前記露光工程は、
    １回目の露光処理において、前記マスクを用いて前記光配向材料膜を選択的に露光処理した後、２回目の露光処理において、全面に光を照射して、前記１回目の露光処理で未露光の領域を露光処理することにより、
    前記右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させた後、前記左目用の領域又は右目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させて前記配向膜を作製し、
    前記マスクは、
    １回目の露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭に作製され、
    前記露光工程は、
    前記マスクと前記光配向材料膜との間隔が１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定された
    ことを特徴とするパターン位相差フィルムの製造方法。
  2. 長尺による透明フィルム材を搬送しながら順次処理してパターン位相差フィルムを作製するパターン位相差フィルムの製造方法において、
    前記透明フィルム材に、光配向材料膜を作製する光配向材料膜作製工程と、
    マスクを用いた前記光配向材料膜の露光処理により、光配向の手法を適用して配向膜を作製する露光工程と、
    前記配向膜の上に、右目用の透過光に対応する位相差を与える右目用の領域と、左目用の透過光に対応する位相差を与える左目用の領域とによる位相差層を作製する位相差層作製工程とを備え、
    前記露光工程は、
    １回目の露光処理において、前記光配向材料膜の全面を露光処理した後、２回目の露光処理において、前記マスクを使用して前記光配向材料膜を選択的に露光処理することにより、
    前記右目用の領域及び左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させた後、前記右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向し直して前記配向膜を作製し、
    前記マスクは、
    ２回目の露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭に作製され、
    前記露光工程は、
    前記マスクと前記光配向材料膜との間隔が１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定された
    ことを特徴とするパターン位相差フィルムの製造方法。
  3. 長尺による透明フィルム材を搬送しながら順次処理してパターン位相差フィルムを作製するパターン位相差フィルムの製造方法において、
    前記透明フィルム材に、光配向材料膜を作製する光配向材料膜作製工程と、
    マスクを用いた前記光配向材料膜の露光処理により、光配向の手法を適用して配向膜を作製する露光工程と、
    前記配向膜の上に、右目用の透過光に対応する位相差を与える右目用の領域と、左目用の透過光に対応する位相差を与える左目用の領域とによる位相差層を作製する位相差層作製工程とを備え、
    前記露光工程は、
    １回目の露光処理において、マスクを使用した露光処理により、前記右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させた後、
    ２回目の露光処理において、マスクを使用した露光処理により、前記左目用の領域又は右目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させることにより、
    前記配向膜を作製し、
    前記光配向材料膜が、一旦配向した後には、露光処理によっては配向が変化しない光配向材料により作製され、
    前記１回目の露光処理に供するマスクは、
    露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットがスリット幅狭に作製され、
    前記露光工程は、
    １回目及び又は２回目の露光処理に供するマスクと前記光配向材料膜との間隔が１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定された
    ことを特徴とするパターン位相差フィルムの製造方法。
  4. 長尺による透明フィルム材を搬送しながら順次処理してパターン位相差フィルムを作製するパターン位相差フィルムの製造方法において、
    前記透明フィルム材に、光配向材料膜を作製する光配向材料膜作製工程と、
    マスクを用いた前記光配向材料膜の露光処理により、光配向の手法を適用して配向膜を作製する露光工程と、
    前記配向膜の上に、右目用の透過光に対応する位相差を与える右目用の領域と、左目用の透過光に対応する位相差を与える左目用の領域とによる位相差層を作製する位相差層作製工程とを備え、
    前記露光工程は、
    １回目の露光処理において、マスクを使用した露光処理により、前記右目用の領域又は左目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させた後、
    ２回目の露光処理において、マスクを使用した露光処理により、前記左目用の領域又は右目用の領域に対応する部位の、前記光配向材料膜を配向させることにより、
    前記配向膜を作製し、
    前記光配向材料膜が、繰り返しの露光処理の都度、配向方向が変化する光配向材料により作製され、
    前記２回目の露光処理に供するマスクは、
    露光処理に供する領域幅に比して対応するスリットが幅狭に作製され、
    前記露光工程は、
    １回目及び又は２回目の露光処理に供するマスクと前記光配向材料膜との間隔が１５０μｍ以上、６５０μｍ以下に設定された
    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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