(57)【要約】【課題】視野角が安定し映像に違和感のないパターン位相差フィルムを連続的に製造することが可能なパターン位相差フィルムの製造装置を提供する。【解決手段】透明基材及び前記透明基材上に形成され、光配向材料を含む配向膜形成用層を有する長尺配向膜形成用フィルムを連続的に搬送する搬送機構と、連続的に搬送される前記長尺配向膜形成用フィルムの前記配向膜形成用層に偏向光をマスクを介してパターン状に照射するパターン照射機構と、前記パターン照射機構を用いて形成されたパターン配向膜上にパターン位相差層を形成する位相差層形成機構と、を少なくとも備え、前記パターン照射機構が、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離をモニターするモニター機構と、前記モニター機構がモニターした距離に基づいて、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離を初期値±５０μｍ以内に保つように調整する調整機構とを備えることを特徴とする、パターン位相差フィルムの製造装置。【選択図】図４
2014191308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材及び前記透明基材上に形成され、光配向材料を含む配向膜形成用層を有する長尺配向膜形成用フィルムを連続的に搬送する搬送機構と、
連続的に搬送される前記長尺配向膜形成用フィルムの前記配向膜形成用層に偏向光をマスクを介してパターン状に照射するパターン照射機構と、
前記パターン照射機構を用いて形成されたパターン配向膜上にパターン位相差層を形成する位相差層形成機構と、を少なくとも備え、
前記パターン照射機構が、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離をモニターするモニター機構と、前記モニター機構がモニターした距離に基づいて、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離を初期値±５０μｍ以内に保つように調整する調整機構とを備えることを特徴とする、パターン位相差フィルムの製造装置。
【請求項２】
透明基材及び前記透明基材上に形成され、光配向材料を含む配向膜形成用層を有する長尺配向膜形成用フィルムを連続的に搬送しながら、前記配向膜形成用層に偏向光をマスクを介してパターン状に照射するパターン照射工程と、
前記パターン照射工程により形成されたパターン配向膜上にパターン位相差層を形成する位相差層形成工程と、を少なくとも有し、
前記パターン照射工程において、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離が初期値±５０μｍ以内となるように調整する工程を含むことを特徴とする、パターン位相差フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン位相差フィルムの製造装置及び製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイとしては、従来、２次元表示のものが主流であったが、近年においては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始めている。そして、今後のフラットパネルディスプレイにおいては３次元表示可能であることが、その性能として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。
【０００３】
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、視聴者に対して何らかの方式で右目用の映像と、左目用の映像とを別個に表示することが必要とされる。右目用の映像と左目用の映像とを別個に表示する方法としては、例えば、パッシブ方式というものが知られている。このようなパッシブ方式の３次元表示方式について図を参照しながら説明する。図８はパッシブ方式で３次元映像を表示可能な液晶表示装置の一例を示す概略図である。図８に示すように、この方式では、まず、フラットパネルディスプレイを構成する画素を、右目用映像表示画素と左目用映像表示画素の２種類の画素に分類し、ディスプレイ表示領域に右目用の画素と左目用の画素が隣接し合うようなパターン状に配列する。一方のグループの画素では右目用の映像を表示させ、他方のグループの画素では左目用の映像を表示させる。また、直線偏光板と当該画素の配列パターンに対応した、パターン状の位相差層が形成されたパターン位相差フィルム（以下、単にパターン位相差フィルムということがある。）とを用い、右目用の映像と、左目用の映像とをそれぞれ円偏光に変換する。さらに、視聴者には右目用レンズと左目用レンズを採用した円偏光メガネを装着させ、右目用の映像が右目用レンズのみを通過し、かつ左目用の映像が左目用のレンズのみを通過するようにする。このようにして右目用の映像が右目のみに届き、左目用の映像が左目のみに届くようにすることによって３次元表示が可能となる。
このようなパッシブ方式では、上記パターン位相差フィルムと、対応する円偏光メガネとを用いることにより容易に３次元表示が可能なものにできるという利点がある。
【０００４】
ここで上記パターン位相差フィルムを、図を参照しながら説明する。図３はパターン位相差フィルムの一例を示す模式断面図である。パターン位相差フィルム１０は、透明基材１の一面側に、第一配向領域２Ａと、第一配向領域２Ａとは異なる配向性を有する第二配向領域２Ｂをパターン状に有するパターン配向膜２を有し、当該パターン配向膜２上に、第一位相差領域３Ａと第一位相差領域とは異なる方向に液晶化合物が配列された第二位相差領域３Ｂを有するパターン位相差層３を有し、第一位相差領域３Ａと第二位相差領域３Ｂとが互いに異なる位相差を有するものである。
【０００５】
上記パターン位相差フィルムとして、例えば、特許文献１には、ガラス基板上に配向規制力がパターン状に制御された光配向層と、当該光配向層上に形成され、液晶化合物の配列が上記光配向層のパターンに対応するようにパターニングされた位相差層（液晶層）とを有するパターン位相差板が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、パターン位相差フィルムを容易に大量に製造することが可能なパターン配向膜の製造方法が開示されている。特許文献２の手法によれば、長尺状のパターン配向膜を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−４９８６５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９８５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、特許文献２の手法により長尺状のパターン配向膜を製造した場合、得られたパターン配向膜の長尺方向で、パターンのピッチに変動がある場合、即ち、パターン配向膜２における第一配向領域２Ａの幅と第二配向領域２Ｂの幅が、長尺方向で一定とならないことがあるとの知見を得た。このようなパターン配向膜２を用いてパターン位相差フィルム１０を製造すると、パターン位相差層３中の液晶化合物がパターン配向膜２のパターンに応じて配列されるため、得られたパターン位相差層３の第一位相差領域３Ａや第二位相差領域３Ｂのピッチもパターン配向膜２と同様の変動が生じてしまう。そのため、パターン位相差フィルムのピッチの変動が大きくなると、例えば右目用の映像が左目用の位相差領域を通過する場合等が生じ、映像に違和感を生じるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、視野角が安定し映像に違和感のないパターン位相差フィルムを連続的に製造することが可能なパターン位相差フィルムの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るパターン位相差フィルムの製造装置は、透明基材及び前記透明基材上に形成され、光配向材料を含む配向膜形成用層を有する長尺配向膜形成用フィルムを連続的に搬送する搬送機構と、
連続的に搬送される前記長尺配向膜形成用フィルムの前記配向膜形成用層に偏向光をマスクを介してパターン状に照射するパターン照射機構と、
前記パターン照射機構を用いて形成されたパターン配向膜上にパターン位相差層を形成する位相差層形成機構と、を少なくとも備え、
前記パターン照射機構が、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離をモニターするモニター機構と、前記モニター機構がモニターした距離に基づいて、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離を初期値±５０μｍ以内に保つように調整する調整機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るパターン位相差フィルムの製造方法は、透明基材及び前記透明基材上に形成され、光配向材料を含む配向膜形成用層を有する長尺配向膜形成用フィルムを連続的に搬送しながら、前記配向膜形成用層に偏向光をマスクを介してパターン状に照射するパターン照射工程と、
前記パターン照射工程により形成されたパターン配向膜上にパターン位相差層を形成する位相差層形成工程と、を少なくとも有し、
前記パターン照射工程において、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離が初期値±５０μｍ以内となるように調整する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、視野角が安定し映像に違和感のないパターン位相差フィルムを連続的に製造することが可能なパターン位相差フィルムの製造装置及び製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、パターン位相差フィルム製造用のパターン配向膜の一例を示す、模式断面図である。
【図２】図２は、図１の例で示されるパターン配向膜を、当該配向膜表面方向から見た模式平面図である。
【図３】図３は、本発明の製造装置及び製造方法により製造されるパターン位相差フィルムの一例を示す、模式断面図である。
【図４】図４は、本発明に係るパターン位相差フィルムの製造装置の一例を示す概略模式図である。
【図５】図５は、本発明に係るパターン位相差フィルムの製造装置の一部分の一例を示す概略図である。
【図６】図６は、配向膜形成用層表面とマスクとの距離と、第一配向領域のピッチと、第二配向領域のピッチとの関係の一例を示す模式断面図である。
【図７】図７は、配向膜形成用層表面とマスクとの距離と、第一配向領域のピッチと、第二配向領域のピッチとの関係の別の一例を示す模式断面図である。
【図８】図８は、パッシブ方式で３次元映像を表示可能な液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るパターン配向膜の製造装置、及び製造方法、並びに、本発明に係るパターン位相差フィルムの製造装置、及び製造方法について、順に詳細に説明する。
なお、本発明において、光軸とは、遅相軸を意味する。
本発明において、配向規制力とは、位相差層中の液晶材料を特定方向に配列させる相互作用を意味する。
また、本発明において、（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの各々を表す。
【００１５】
本発明に係るパターン位相差フィルムの製造装置は、透明基材及び前記透明基材上に形成され、光配向材料を含む配向膜形成用層を有する長尺配向膜形成用フィルムを連続的に搬送する搬送機構と、
連続的に搬送される前記長尺配向膜形成用フィルムの前記配向膜形成用層に偏向光をマスクを介してパターン状に照射するパターン照射機構と、
前記パターン照射機構を用いて形成されたパターン配向膜上にパターン位相差層を形成する位相差層形成機構と、を少なくとも備え、
前記パターン照射機構が、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離をモニターするモニター機構と、前記モニター機構がモニターした距離に基づいて、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離を初期値±５０μｍ以内に保つように調整する調整機構とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るパターン位相差フィルムの製造方法は、透明基材及び前記透明基材上に形成され、光配向材料を含む配向膜形成用層を有する長尺配向膜形成用フィルムを連続的に搬送しながら、前記配向膜形成用層に偏向光をマスクを介してパターン状に照射するパターン照射工程と、
前記パターン照射工程により形成されたパターン配向膜上にパターン位相差層を形成する位相差層形成工程と、を少なくとも有し、
前記パターン照射工程において、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離が初期値±５０μｍ以内となるように調整する工程（以下、調整工程ということがある）を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の製造装置を、図を参照して説明する。図４は、本発明のパターン位相差フィルムの製造装置の一例を示す概略模式図である。図４の例に示されるように、本発明のパターン位相差フィルムの製造装置４０は、少なくとも、長尺配向膜形成用フィルム１１を連続的に搬送する搬送ロール１４等の搬送機構と、当該搬送経路上に、偏光子１８とマスク１９を備え、偏向光２１をマスク１９を介してパターン状に照射可能なパターン照射機構（第一照射機構）２３と、前記パターン照射機構２３を用いて形成されたパターン配向膜上にパターン位相差層を形成する位相差層形成機構３５を備え、前記パターン照射機構２３が、前記長尺配向膜形成用フィルム１１上の配向膜形成用層表面と、前記マスク１９との距離２９をモニター２８するモニター機構２６と、モニター機構２６がモニター２８した距離２９に基づいて（３０）、前記配向膜形成用層表面と前記マスク１９との距離２９を初期値±５０μｍ以内に保つ（３１）調整機構２７を備えている。本発明の製造装置は、必要に応じて、例えば、配向膜形成用組成物を塗布する塗布機構１５や、当該配向膜形成用組成物の塗膜を乾燥する乾燥機構１６、偏向光２２を全面照射可能な全面照射機構（第二照射機構）２４等の機構を更に備えていてもよい。本発明の製造装置が必要に応じて更に備えていてもよい機構については、従来公知の各機構を適宜選択して用いることができる。
なお、図４の例では、第一照射機構がパターン状に照射可能なパターン照射機構２３、第二照射機構が全面照射可能な全面照射機構２４としているが、第一照射機構が全面照射機構２４で、第二照射機構がパターン照射機構２３であってもよく、第一照射機構及び第二照射機構がともにパターン照射機構２３であってもよい。
パターン照射機構を少なくとも一つ備えることにより、配向膜形成用層に偏向光をパターン状に照射して、パターン配向膜とすることができる。
【００１８】
図６及び図７に、配向膜形成用層表面とマスクとの距離と、第一配向領域のピッチ（幅）と、第二配向領域のピッチとの関係の一例を示す模式断面図を示す。長尺配向膜形成用フィルム１１に、マスク７を用いて偏向光６をパターン状に照射する場合、マスク７を接触させると傷が付く恐れがあるため、通常、配向膜形成用層５とマスク７との間にはギャップ１０３を設ける。そのため、マスク７を通過した光は拡散し、配向膜形成用層５の照射部位５Ａのピッチは、通常、マスク７の開口部のピッチ１０４Ａよりも大きくなる。このようなことから、第一配向領域２Ａの幅と第二配向領域２Ｂの幅とを揃えるためには、マスク７の開口部のピッチ１０４Ａと遮光部のピッチ１０４Ｂは、配向膜形成用層５とマスク７とのギャップ１０３を考慮して設計する必要がある。
しかしながら、このことを考慮して設計されたマスク７を用いて、パターン配向膜を製造した場合には、図６のように、得られたパターン配向膜の第一配向領域２Ａの幅１０２Ａと第二配向領域２Ｂの幅１０２Ｂを揃えることができる。
しかしながら、長尺状のパターン配向膜を連続的に製造する場合に、得られたパターン配向膜が、長尺方向でピッチに変動が見られることがあった。本発明者は、このようなピッチの変動が、配向膜形成用層５とマスク７とのギャップ１０３の変動によるものであるとの知見を得た。例えば、ギャップ１０３が初期値よりも大きくなった場合には、図７のように、配向膜形成用層５の照射部位５Ａのピッチが大きくなってしまう。ギャップ１０３の変動は、例えば装置内の熱などによるマスク７や、マスク７を固定する部材の変形などによるものと考えられる。
本発明の製造装置は、前記パターン照射機構２３が、前記モニター機構２６がモニター２８した距離２９に基づいて、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離２９を初期値±５０μｍ以内に保つ調整機構２７を有する。そのため製造されたパターン配向膜は、長尺方向で、パターン配向膜２における第一配向領域２Ａのピッチと第二配向領域２Ｂのピッチの変動が抑制される。このようなパターン配向膜を用いて製造されたパターン位相差フィルムは、第一位相差領域３Ａや第二位相差領域３Ｂのピッチも変動が小さいものとすることができ、視野角が安定し映像に違和感のないパターン位相差フィルムを連続的に製造することができる。
以下、本発明のパターン位相差フィルムの製造方法を説明し、各工程において製造装置の各構成についても説明する。
【００１９】
［パターン照射工程］
本工程は、透明基材及び前記透明基材上に形成され、光配向材料を含む配向膜形成用層を有する長尺配向膜形成用フィルムを連続的に搬送しながら、前記配向膜形成用層に偏向光をマスクを介してパターン状に照射するパターン照射工程である。当該パターン照射工程には、本発明の製造装置における搬送機構とパターン照射機構を用いることができる。以下、各構成について説明する。
【００２０】
＜長尺配向膜形成用フィルム＞
本発明に用いられる長尺配向膜形成用フィルムは、長尺透明基材及び当該長尺透明基材上に形成された配向膜形成用層を少なくとも有するものである。
【００２１】
１．長尺透明基材
長尺透明基材は、配向膜や位相差層を支える機能を有するものである。ここで長尺とは、ロール状に巻き取ることができる程度の長さを有することをいい、製造装置に設置可能な範囲で、適宜設定すればよい。具体的には、例えば、長さ１０ｍ以上とすることが好ましく、中でも、５０〜５０００ｍの範囲内とすることがより好ましく、更に１００〜４０００ｍとすることがより好ましい。
また、長さは幅に対して１０倍以上であることが好ましく、中でも５０倍〜５０００倍の範囲内であることが好ましく、更に、１００倍〜４０００倍の範囲内であることがより好ましい。上記範囲内であれば、長尺透明基材の取扱い性に優れている。
【００２２】
上記長尺透明基材は、ロール状に巻き取ることができる可撓性を有するフレキシブル材であることが好ましい。
このようなフレキシブル材としては、セルロース誘導体、ノルボルネン系ポリマー、シクロオレフィン系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、アモルファスポリオレフィン、変性アクリル系ポリマー、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル類などを例示することができる。なかでも本工程においてはセルロース誘導体を用いることが好ましい。セルロース誘導体は特に光学的等方性に優れるため、光学的特性に優れた位相差フィルムを製造することができるからである。
【００２３】
上記長尺透明基材は、可視光領域における透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。ここで、長尺透明基材の透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１（プラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。
【００２４】
前記長尺透明基材の中でも、レターデーションが低いものであることが好ましい。より具体的には、長尺透明基材の面内レターデーション値（Ｒｅ値）が、０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましく、０ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましく、０ｎｍ〜３ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。面内レターデーションをゼロに近付けやすいことから、長尺透明基材としては、アセチルセルロース系樹脂、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂、アクリル系樹脂を用いて形成されたものが好ましい。
【００２５】
透明樹脂基材の厚みは、本発明により製造される位相差フィルムの用途等に応じて、当該位相差フィルムに必要な自己支持性を付与できる範囲内であれば特に限定されないが、通常、２５μｍ〜１２５μｍの範囲内が好ましく、なかでも４０μｍ〜１００μｍの範囲内が好ましく、特に６０μｍ〜８０μｍの範囲内であることが好ましい。上記下限値以上であれば、位相差フィルムの自己支持性に優れている。また上記上限値以下であれば、裁断等の加工が容易である。
【００２６】
２．配向膜形成用層
配向膜形成用層は、偏光紫外線の照射により配向規制力を発現する、光配向材料を含む層である。
光配向材料は、従来公知のものの中から適宜選択して用いることができる。光配向材料としては、例えば、偏光紫外線の照射によりシス−トランス変化する光異性化材料や、偏光紫外線の照射により化学反応をする光反応材料等が挙げられる。中でも、配向規制力の経時安定性の点から、不可逆反応を生じる光反応材料が好ましい。光反応材料としては、例えば、光二量化型光配向性材料、光分解型配向性材料、光結合型配向性材料、光分解−結合型配向性材料等が挙げられ、中でも、安定性及び反応性の点から、光二量化型光配向性材料を用いることが好ましい。
【００２７】
前記光二量化型光配向性材料は、光二量化反応により配向規制力を発現できる材料であればよく、従来公知のものの中から適宜選択して用いることができる。中でも、光二量化反応を生じる光の波長が２８０ｎｍ以上であることが好ましく、２８０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、更に３００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００２８】
このような光二量化型光配向性材料としては、例えば、シンナメート、クマリン、ベンジリデンフタルイミジン、ベンジリデンアセトフェノン、ジフェニルアセチレン、スチルバゾール、ウラシル、キノリノン、マレインイミド、シンナミリデン酢酸、及びこれらの誘導体よりなる群から１種以上の構造を有する化合物が挙げられ、中でもポリマーが好適に用いられる。中でも、シンナメート、クマリン及びこれらの誘導体よりなる群から１種以上の構造を有するポリマーが好ましく、シンナメート及びこれらの誘導体よりなる群から１種以上の構造を有する、シンナメート系ポリマーがより好ましい。光二量化型光配向性材料の具体例としては、例えば特開平９−１１８７１７号公報、特表平１０−５０６４２０号公報、特表２００３−５０５５６１号公報、および、ＷＯ２００８／０３１２４３号公報、ＷＯ２００８／１３０５５５号公報、ＷＯ２０１０／１５０７４８号公報、ＷＯ２０１１／１２６０１９号公報、ＷＯ２０１１／１２６０２１号公報、ＷＯ２０１１／１２６０２２号公報に記載された化合物を挙げることができる。
光二量化型光配向性材料は、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２９】
配向膜形成用層中の光二量化型光配向性材料の含有割合は、配向膜形成用組成物の固形分１００質量部に対して、５０〜８０質量部であることが好ましく、６０〜７０質量部であることがより好ましい。上記範囲内であれば、後述する液晶化合物の配向性に優れている。
【００３０】
上記配向層形成用層は、少なくとも光配向材料を含むものであるが、必要に応じて、更に他の化合物を含有してもよい。
他の化合物としては、後述する配向膜の配向規制力を損なわないものであれば特に限定されない。このような他の化合物として、一つ以上の官能基を持つモノマー又はオリゴマーが好適に用いられる。このようなモノマー又はオリゴマーを含むことにより、位相差フィルムの配向層と位相差層との密着性が向上する。
【００３１】
一つ以上の官能基を持つモノマー又はオリゴマーの具体例としては、例えば、アクリレート系の官能基を有する単官能モノマー（例えば、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン）及び多官能モノマー（例えば、ポリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリエチレン（ポリプロピレン）グリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸ポリ(メタ）アクリレート（例えば、イソシアヌル酸ＥＯジアクリレート等））や、ビスフェノールフルオレン誘導体（例えば、ビスフェノキシエタノールフルオレンジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールフルオレンジエポキシ（メタ）アクリレート）等を単体もしくは混合したものとして用いることができる。
上記一つ以上の官能基を持つモノマー又はオリゴマーを用いる場合、その含有割合は、配向膜形成用組成物の固形分１００質量部に対して２０〜５０質量部であることが好ましく、３０〜４０質量部であることがより好ましい。上記範囲内であれば、後述する液晶化合物の配向性を確保しながら、透明基材や位相差層との密着性が向上する。
【００３２】
３．配向膜形成用層の形成方法
配向膜形成用層を後述する塗布機構により形成する場合には、塗工性の点から、上記光配向材料と所望により用いられる各成分と、溶剤とを含む配向膜形成用組成物が用いられる。
配向膜形成用組成物に用いられる溶剤は、当該配向膜形成用組成物中の各成分を溶解乃至分散することができ、前記透明基材を溶解しない溶剤の中から適宜選択して用いることができる。
このような溶剤の具体例としては、例えば、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＭＥ）等のエーテル系溶剤、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶剤、およびジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤、シクロヘキサン等のアノン系溶剤、メタノール、エタノール、およびプロパノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。溶剤は１種単独で用いてもよく、２種類以上の混合溶剤としてもよい。
配向膜形成用組成物中の溶剤の含有量は特に限定されないが、塗工性、及び薄膜化の点から、配向膜形成用組成物全体に対して、９０〜９５質量％であることが好ましい。
【００３３】
配向膜形成用組成物の塗布機構としては、長尺透明基材上に上記配向膜形成用組成物を均一に塗布することができるものであればよく、従来公知の方法の中から適宜選択すればよい。具体例としては、例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ブレードコート法、マイクログラビアコート法、スプレーコート法、スピンコート法等が用いられる。
【００３４】
上記塗布機構により配向膜形成用組成物の塗膜を形成する場合には、更に、乾燥機構により塗膜を乾燥してもよい。乾燥機構としては、公知の乾燥方法を用いることができ、例えば、熱乾燥方法、減圧乾燥方法、ギャップ乾燥方法等が挙げられる。
【００３５】
なお、長尺配向膜形成用フィルムは、図４のように上記塗布機構及び上記乾燥機構を備えた、本発明の製造装置内で製造されるものであってもよく、本発明の製造装置とは別の、上記塗布機構及び上記乾燥機構を備えた長尺配向膜形成用フィルムの製造装置により製造されたものであってもよい。
【００３６】
＜搬送機構＞
本発明の製造装置においては、長尺配向膜形成用フィルムを連続的に搬送可能な搬送装置が用いられる。当該搬送装置は、従来公知のものの中から適宜選択して用いることができる。搬送装置の具体例としては、例えば、ロール状の長尺配向膜形成用フィルムを供給する巻き出し機および長尺配向膜形成用フィルムまたは長尺パターン配向膜を巻き取る巻き取り機等を用いる方法、ベルトコンベア、搬送用ロール等を用いる方法を挙げることができる。また、エアの吐出と吸引とを行うことにより、長尺配向膜形成用フィルムを浮上させた状態で搬送する浮上式搬送台を用いる方法であっても良い。
また、搬送時の長尺配向膜形成用フィルムへのテンション付与の有無については、長尺配向膜形成用フィルムを安定的に連続搬送できる方法であれば特に限定されるものではないが、所定のテンションを加えた状態で搬送されることが好ましい。より安定的に連続搬送することができるからである。
【００３７】
＜パターン照射機構＞
パターン照射機構は、連続的に搬送される前記長尺配向膜形成用フィルムの前記配向膜形成用層に偏向光をマスクを介してパターン状に照射する機構であって、本発明においては、更に、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離をモニターするモニター機構と、前記モニター機構がモニターした距離に基づいて、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離を初期値±５０μｍ以内に保つように調整する調整機構とを備えている。
本発明の製造装置が照射機構を２つ以上有する場合には、少なくとも一つの照射機構がパターン照射機構であればよい。前記配向膜形成用層の光配向材料として好ましい、不可逆反応を生じる光反応材料を用いる場合には、第一照射機構をパターン照射機構とし、第二照射機構を全面照射可能な照射機構とすることが好ましい。
パターン照射機構を少なくとも一つ備えることにより、配向膜形成用層に偏向光をパターン状に照射して、パターン配向膜を形成することができる。
【００３８】
偏光紫外線は、集光されていても良いし、集光されていないものであっても良いが、搬送用ロール上の長尺配向膜形成用基材に対して照射する場合、すなわち、偏光紫外線が照射される領域内で、偏光紫外線の光源からの距離の差が生じる場合には、搬送方向に対して集光されていることが好ましい。光源からの距離による影響を低減し、パターン精度良く配向領域を形成することができるからである。
なお、このような集光方法としては、一般的に用いられる方法、例えば、所望の形状を有する集光リフレクターや集光レンズを用いる方法を挙げることができる。本発明においては、偏光紫外線が搬送方向と直交する方向（幅方向）に対して平行光となるものであることが好ましく、平行化方法としては一般的に用いられる方法、例えば、所望の形状を有する集光リフレクターや集光レンズを用いる方法を挙げることができる。
【００３９】
偏光紫外線の波長は、前記光配向材料が配向し得る波長の中から適宜設定すればよい。具体的な波長は、用いる光配向材料により異なるが、一般的な光二量化型光配向性材料の場合、波長２１０ｎｍ〜３８０ｎｍの偏光紫外線を用いることができ、波長２３０ｎｍ〜３８０ｎｍの偏光紫外線が好ましく、波長２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの偏光紫外線がより好ましい。
【００４０】
偏光紫外線の光源としては、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、ショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）などが例示できる。中でも、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ灯等を好ましく用いることができる。
【００４１】
偏光紫外線の生成方法としては、偏光紫外線を安定的に照射できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、一定方向の偏光のみが通過できる偏光子を介して紫外線照射する方法が挙げられる。
前記偏光子は、従来公知のものの中から適宜選択して用いることができる。例えば、スリット状の開口部を有するワイヤーグリッド型偏光子や、石英板を複数枚積層してブリュースター角を利用して偏光分離する方法や、屈折率の異なる蒸着多層膜のブリュースター角を利用して偏光分離する方法を用いるもの等を挙げることができる。
【００４２】
偏光紫外線の照射量は、前記光配向材料の種類や、偏光紫外線の波長等に応じて適宜調整すればよい。例えば、波長３１０ｎｍの偏光紫外線の場合、５ｍＪ／ｃｍ２〜５００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましく、７ｍＪ／ｃｍ２〜３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましく、更に１０ｍＪ／ｃｍ２〜１００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましい。上記範囲内であれば光配向材料の配向を十分に促進することができる。
上記照射量は、照射時間の他、照射距離や照射回数によっても調整することができる。
【００４３】
偏光紫外線を照射する際には、長尺配向膜形成用フィルムの温度が一定となるように温度調節することが、配向規制力の精度の点から好ましい。偏光紫外線照射時における長尺配向膜形成用基材の温度は、１５℃〜９０℃の範囲内で適宜設定することができ、中でも、１５℃〜６０℃の範囲内とすることが好ましい。
【００４４】
［調整工程］
本工程は、前記パターン照射工程において、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離が初期値±５０μｍ以内となるように調整する工程である。当該調整工程には、本発明の製造装置におけるパターン照射機構が備える、モニター機構と調整機構を用いることができる。
後述する実施例で示した通り、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離を初期値から５０μｍ以内の範囲とすることにより、右目用の視野角と左目用の視野角との差を２°以内抑えることができ、視野角が安定し映像に違和感のないパターン位相差フィルムの製造が可能となる。
【００４５】
＜モニター機構＞
本発明においてパターン照射機構は、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離をモニターするモニター機構を備えている。本発明の製造装置は、当該モニター機構により、配向膜形成用層表面とマスクとの距離をモニターし、後述する調整機構によりその距離を初期値±５０μｍに保つことにより、ピッチの変動が少ないパターン配向膜を製造することができる。
【００４６】
モニター機構は、配向膜形成用層表面とマスクとの距離を、常時又は一定時間毎にモニター可能なものの中から適宜選択して用いることができる。モニター機構としては、非接触で当該距離を測定する変位センサであることが好ましく、例えば、渦電流式、静電容量式、超音波式、光学式等の各種ギャップセンサーや、分光干渉レーザ変位計等が挙げられる。
【００４７】
＜調整機構＞
本発明においてパターン照射機構は、前記モニター機構がモニターした距離に基づいて、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離を初期値±５０μｍ以内に保つように調整する調整機構を備える。
当該調整機構としては、前記モニター機構がモニターした距離に基づいて制御信号を発する、コンピュータ等の制御機構と、当該制御信号を受領して、配向膜形成用層表面とマスクとの距離を初期値±５０μｍ以内に保つ距離可変機構とを備えることが好ましい。
【００４８】
図５は、本発明に係るパターン位相差フィルムの製造装置の一部分の一例を示す概略図である。図５の例では、距離可変機構３３がマスク１９の固定部材３２を介してマスク１９を固定している。距離可変機構３３は、前記モニター機構がモニターした距離データを受信可能な制御機構と接続されており、前記距離可変機構３３は、当該制御機構が発した制御信号に基づいて、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離を調整する。
例えば、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離が初期値よりも大きい場合には、前記距離可変機構は、当該距離が短くなるように調整する。図５では、距離可変機構としてコッターを用いた例を示している。図５の例において、前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離が初期値よりも大きくなった場合には、制御機構から、コッター３３が図の左方向へスライドするように制御信号が発せられる。
【００４９】
距離可変機構としては、従来公知の距離可変機構を適宜選択して用いることができ、例えばコッターをステッピングモーターや、アクチュエータ等の駆動機構を用いて駆動する方法等が挙げられる。
【００５０】
＜初期値の設定＞
前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離の初期値の設定方法は、特に限定されない。例えば、作製されたマスクの表面と配向膜形成用層表面を前記ギャップセンサーなどで測定し、目標の値になるように距離可変機構で調整する方法が挙げられる。
【００５１】
前記配向膜形成用層表面と前記マスクとの距離は、小さ過ぎると配向膜形成用層表面にマスクと接触して傷が生じる恐れがあり、大き過ぎるとマスクを通過した光の拡散幅が大きくなりすぎるため、マスクの開口部側のラインのピッチが大きくなり過ぎる恐れがあり、その結果、第一配向領域と第二配向領域のピッチに大きな差が生まれることがある。通常は、ギャップ初期値を２００μｍとした場合、パターン配向膜のパターンの幅の設計値に対して、マスクの開口部の幅は１０μｍ程度小さめに作製する。
【００５２】
［位相差層形成工程］
本工程は、前記パターン照射工程により形成されたパターン配向膜上にパターン位相差層を形成する工程である。当該位相差層形成工程には、本発明の製造装置における位相差層形成機構を用いることができる。以下、各構成について説明する。
【００５３】
パターン位相差層は、通常、前記パターン配向膜上に位相差層用組成物を塗布し、位相差層用組成物中に含まれる液晶化合物をパターン状に配向させることにより形成される。
【００５４】
＜位相差層用組成物＞
位相差層用組成物は、少なくとも、液晶化合物を含有するものであり、通常は、更に溶剤を含有する。また、液晶化合物の配向を阻害しない範囲で、更に他の成分を含むものであってもよい。
【００５５】
液晶化合物としては、例えば、ネマチック液晶性分子、コレステリック液晶性分子、カイラルネマチック液晶性分子、スメクチック液晶性分子、ディスコチック液晶性分子等が挙げられ、当該液晶性分子は少なくとも１つの重合性官能基を有する重合性液晶化合物であることが好ましい。重合性液晶化合物を用いる場合には、当該重合性液晶化合物同士を架橋することができ、位相差フィルムの安定性が向上する。
【００５６】
本工程に用いられる液晶化合物の具体例としては、下記式（１）〜（１７）で表される化合物を例示することができる。
【００５７】
【化１】
2014191308.tif 000003
【００５８】
位相差層用組成物は、通常、更に溶剤を含有する。位相差層用組成物に用いられる溶剤としては、位相差層用組成物に用いられる各成分とは反応せず、当該各成分を溶解乃至分散できる溶剤の中から適宜選択して用いることができる。
【００５９】
位相差層用組成物中の前記液晶化合物の含有量は、塗布性を損なわない範囲で適宜調整すればよい。中でも、上記位相差層用組成物全体に対する液晶化合物の含有割合が、５質量％〜４０質量％の範囲内であることが好ましく、１０質量％〜３０質量％の範囲内であることがより好ましい。
【００６０】
位相差層用組成物は、必要に応じて、更に他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、重合開始剤、重合禁止剤、可塑剤、界面活性剤、シランカップリング剤等を挙げることができる。
【００６１】
位相差層用組成物を塗布する方法は、所望の厚みの配向層を精度良く塗布できる方法であればよく、前記配向層形成用組成物を塗布する方法と同様の方法とすることができる。得られた位相差層用組成物の塗膜は、公知の方法により乾燥する。
【００６２】
次いで、位相差層用層性物中の液晶化合物を、前記配向膜の配向規制力の方向に配向することにより位相差層を形成する。当該配向方法は、従来公知の方法の中から適宜選択することができ、例えば、上記塗膜を液晶化合物の液晶相形成温度以上に加温する方法が挙げられる。
重合性液晶化合物を用いる場合には、更に紫外線を照射することにより硬化してもよい。
【００６３】
形成された位相差層の厚みは、所定の位相差性を達成できる範囲内とするものであれば特に限定されるものではなく、位相差フィルムの用途等に応じて適宜決定されるものである。例えば、位相差層の厚みが、位相差層の面内レターデーションがλ／４分に相当するような範囲内となるように塗布することが挙げられる。これにより、例えば図３のようなパターン位相差フィルムを製造する場合、第一位相差領域３Ａと第二位相差領域３Ｂを通過する直線偏光がそれぞれ互いに直交関係にある円偏光にすることができるため、より精度良く３次元映像を表示できるものとすることができる。
【００６４】
位相差層の厚みを位相差層の面内レターデーションがλ／４分に相当するような範囲内にする場合、具体的にどの程度の厚みにするかは、液晶化合物の種類により適宜決定されることになる。一般的に用いられる液晶化合物の場合、通常、０．５μｍ〜２μｍの範囲内となるがこれに限られるものではない。
【００６５】
＜位相差層形成機構＞
位相差層形成機構は、通常、位相差層用組成物の塗布機構と、乾燥機構とを備えるものである。通常、乾燥機構により液晶化合物を配向させることも可能であるが、別途液晶化合物を配向させる配向機構を備えていても良い。当該塗布機構及び乾燥機構は、前記配向膜形成用組成物の塗布機構及び乾燥機構と同様のものとすることができる。別途備える配向機構は従来公知と同様のものであってよい。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００６７】
（製造例１  マスクの製造）
合成石英板の片面にパターン状にクロム蒸着して、遮光部のピッチが５１０μｍ、開口部のピッチが４９０μｍのストライプパターンを有するマスクを製造した。
【００６８】
（試験例１  試験用パターン位相差フィルムの製造）
厚み８０μｍのＴＡＣ（セルローストリアセテート）フィルム（富士フイルム株式会社製富士タック）に透明な微粒子を透明な樹脂に分散させてコーティングしたヘーズ値が１〜２のアンチグレアフィルム（大日本印刷株式会社製）を幅１．３ｍ、長さ２０００ｍのロール状透明基材として準備した。図４に示した装置で、光二量化型光配向性材料（商品名：ＲＯＰ−１３、ロリック社製）を含む配向層形成用組成物を上記アンチグレアフィルム上に塗布し、乾燥して、厚み０．１μｍの配向層形成用層を成膜した長尺配向膜形成用フィルムを得た。次いで、ワイヤーグリッドを通した偏光紫外線（偏光軸がフィルムの搬送方向に対して４５度の方向）を前記製造例１のマスクを介して長尺配向膜形成用フィルムに照射し第一配向領域を形成した。当該照射開始時点における配向膜形成用層表面とマスクとのギャップを２００μｍとした。
次いで、別の偏光紫外線（偏光軸がフィルムの搬送方向に対して−４５度の方向）を全面照射して第二配向領域を形成し、長尺状のパターン配向膜を得た。
上記パターン配向膜上に、溶剤に溶かした液晶化合物（メルク株式会社製  ｌｉｃｒｉｖｕｅ（登録商標）ＲＭＳ０３−０１３Ｃ（商品名））を塗布し、乾燥させ、室温近傍まで冷却し、紫外線硬化させて位相差層の厚みが１μｍで長尺状のパターン位相差フィルムを得た。当該長尺状のパターン位相差フィルムから、製造開始直後に製造された部分を裁断し、試験例１のパターン位相差フィルムとした。
【００６９】
（試験例２〜５  試験用パターン位相差フィルムの製造）
試験例１において、配向膜形成用層表面とマスクとのギャップを１００μｍ、１５０μｍ、２５０μｍ、３００μｍにそれぞれ変更した以外は、試験例１と同様にして、試験例２〜５のパターン位相差フィルムを得た。
【００７０】
（ピッチの測定）
試験例１〜５のパターン位相差フィルムについて、それぞれ第一位相差領域のピッチと第二位相差領域のピッチを測定した。結果を表１に示す。なお、試験例１〜５のパターン位相差フィルムは、製造開始直後に製造された部分を用いているため、第一位相差領域及び第二位相差領域のピッチの変動はないものとみなされる。
【００７１】
（視野角評価）
試験例１〜５のパターン位相差フィルムを、第一位相差領域と左目用の映像とが、第二位相差領域と右目用の映像とがそれぞれ対応するように、表示装置に配置した。当該表示装置の高さの２倍の位置から３Ｄ用メガネで、上下方向に角度をつけて観察したときに映像が２重になり始める角度を測定し、視野角とした。なお、上側から見た視野角と下側から見た視野角は一致した。右目だけで見たときの視野角をＲメガネ視野角、左目だけで見たときの視野角をＬメガネ視野角として、結果を表１に示す。Ｌメガネ視野角とＲメガネ視野角の差が２度以内であれば、視野角が安定し映像に違和感のないパターン位相差フィルムと評価される。
【００７２】
【表１】
2014191308.tif 000004
【００７３】
表１の結果から、試験例１、３及び４のパターン位相差フィルムは、Ｌメガネ視野角とＲメガネ視野角の差が２度以内となり、ギャップを２００μｍに設定した試験例１のパターン位相差フィルムはＬメガネ視野角とＲメガネ視野角の値が一致した。従って、ギャップを２００±５０μｍの範囲内に調整すれば、視野角の広い３Ｄ表示装置とすることができることが明らかとなった。
【００７４】
（実施例１  パターン位相差フィルムの製造）
厚み８０μｍのＴＡＣ（セルローストリアセテート）フィルム（富士フイルム株式会社製富士タック）に透明な微粒子を透明な樹脂に分散させてコーティングしたヘーズ値が１〜２のアンチグレアフィルム（大日本印刷株式会社製）を幅１．３ｍ、長さ２０００ｍのロール状透明基材として準備した。図４に示した装置で、光二量化型光配向性材料（商品名：ＲＯＰ−１３、ロリック社製）を含む配向層形成用組成物を上記アンチグレアフィルム上に塗布し、乾燥して、厚み０．１μｍの配向層形成用層を成膜した長尺配向膜形成用フィルムを得た。次いで、ワイヤーグリッドを通した偏光紫外線（偏光軸がフィルムの搬送方向に対して４５度の方向）を前記製造例１のマスクを介して長尺配向膜形成用フィルムに照射し第一配向領域を形成した。当該照射開始時点における配向膜形成用層表面とマスクとのギャップを２００μｍとした。ギャップは、キーエンス製カメラＣＶ−０３５Ｍと、レンズＶＳ−ＴＣ１−３００ＣＯ−ＤＥ１を用いてモニターし、コッターを含む調整機構を用いて初期値（２００μｍ）から５０μｍ以内になるようにギャップを調整しながらマスクを介した露光を行った。
次いで、別の偏光紫外線（偏光軸がフィルムの搬送方向に対して−４５度の方向）を全面照射して第二配向領域を形成し、長尺状のパターン配向膜を得た。
上記パターン配向膜上に、溶剤に溶かした液晶化合物（メルク株式会社製  ｌｉｃｒｉｖｕｅ（登録商標）ＲＭＳ０３−０１３Ｃ（商品名））を塗布し、乾燥させ、室温近傍まで冷却し、紫外線硬化させて位相差層の厚みが１μｍで長尺状のパターン位相差フィルムを得た。
【００７５】
（比較例１  パターン位相差フィルムの製造）
実施例１において、ギャップの調整を行わずに連続生産した以外は実施例１と同様にして、比較例１のパターン位相差フィルムを得た。
【００７６】
（ピッチの評価）
実施例１及び比較例１で得られた長尺状御パターン位相差フィルムについて、それぞれ第一位相差領域のピッチと第二位相差領域のピッチの差を測定した。
実施例１のパターン位相差フィルムはロール内全体で、ピッチの差が±４μｍ以内であることが確認された。
一方、比較例１のパターン位相差フィルムは、ロールの一部でピッチの差が±４μｍを超える部分があった。
【００７７】
（視野角評価）
実施例１、及び比較例１で得られた長尺状のパターン位相差フィルムを表示装置に合わせて裁断し、上記試験例と同様の方法で視野角の測定を行った。
実施例１のパターン位相差フィルムは、ロール内のいずれの部分を用いても、Ｌメガネ視野角とＲメガネ視野角の差が２度以上の部分が存在せず、３Ｄ映像に違和感が無かった。
比較例１のパターン位相差フィルムは、Ｌメガネ視野角とＲメガネ視野角の差が２度以上の部分が存在して、３Ｄ映像に違和感を生ずるものがあった。
【符号の説明】
【００７８】
１      透明基材
２      パターン配向膜
２Ａ    第一配向領域
２Ｂ    第二配向領域
３      パターン位相差層
３Ａ    第一位相差領域
３Ｂ    第二位相差領域
４      長手方向
５      配向膜形成用層
５Ａ    照射部位
６      偏光紫外線
７      マスク
８      露光領域
１０    パターン位相差フィルム
１１    長尺配向膜形成用フィルム
１２    巻き出しロール
１３    巻き取りロール
１４    搬送用ロール
１５    塗布機構
１６    乾燥機構
１７    光源
１８    偏光子
１９    マスク
２１    第一偏向光
２２    第二偏向光
２３    パターン照射機構（第一照射機構）
２４    全面照射機構（第二照射機構）
２５    搬送方向
２６    モニター機構
２７    調整機構
２８    モニター
２９    配向膜形成用層表面とマスクとの距離（ギャップ）
３０    距離データ
３１    調整
３２    固定部材
３３    距離可変機構（コッター）
３４    距離可変機構固定部材
３５    位相差層形成機構
４０    パターン位相差フィルムの製造装置
１０１    長手方向
１０２Ａ  第一配向領域のピッチ
１０２Ｂ  第二配向領域のピッチ
１０３    配向膜形成用層表面とマスクとの距離（ギャップ）
１０４Ａ  開口部のピッチ
１０４Ｂ  遮光部のピッチ
【図１】
2014191308.tif 000005
【図２】
2014191308.tif 000006
【図３】
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【図４】
2014191308.tif 000008
【図５】
2014191308.tif 000009
【図６】
2014191308.tif 000010
【図７】
2014191308.tif 000011
【図８】
2014191308.tif 000012