(57)【要約】【課題】個々のライン幅及びライン相互間の間隔が高精度なストライプパターンをもつパターンフィルムを効率的に製造する。【解決手段】製造装置は、パターン位相差フィルムを製造する。製造装置に設けた露光装置は、連続搬送中のフィルムに、光源部からの照明光をマスクユニット３１を介して照射する。マスクユニット３１は、互いに間隔Ｄをあけて配された第１マスク４１ａ、第２マスク４２ａを有し、それぞれフィルム１８の幅方向に並んだ複数のスリット４１ｓ，４２ｓが形成されている。第１マスク４１ａ、第２マスク４２ａは、各スリット４１ｓ，４２ｓが照明光の光路内で完全に重なり合うように組み合わされている。【選択図】図５
2014095845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定波長の光に反応する反応膜を表面に形成したフィルムを連続搬送する搬送手段と、
前記特定波長の光を非平行で放射する光源装置と、
前記光源装置と前記フィルムとの間に配され、前記フィルムの搬送方向に長手方向を一致させた複数のスリットが前記フィルムの幅方向に一定ピッチで並んだマスクパターンを有し、前記光源装置から放射された光のうち、前記複数のスリットによって複数本のライン状に整形された光を前記フィルムへと通過させる第１のマスクと、
前記第１のマスクと前記光源装置との間に配され、前記フィルムの搬送方向に長手方向を一致させた複数のスリットが前記フィルムの幅方向に一定ピッチで並んだマスクパターンを有し、前記光源装置から放射され前記第１のマスクのスリットを通ってから、スリット相互間の遮光部の下方に斜めに入り込む光を遮断する第２のマスクと、
前記第１及び第２のマスクを通してパターン露光された前記反応膜の露光領域と非露光領域に、互いに光学透過特性が異なる機能を付与する光学特性付与手段と、
を備えたことを特徴とするパターンフィルムの製造装置。
【請求項２】
前記第１のマスク及び第２のマスクは、透明な石英ガラス製のマスク基材の表面に設けられ、前記光を通過させる各々のスリットパターンが形成された遮光膜で構成されたことを特徴とする請求項１記載のパターンフィルムの製造装置。
【請求項３】
前記遮光膜は耐熱性の無機材料で形成されていることを特徴とする請求項２記載のパターンフィルムの製造装置。
【請求項４】
前記フィルムの一部が巻き掛けられ、前記フィルムの裏面を外周面で支持するバックアップローラを備え、前記第１及び第２のマスクを通過した光が前記パックアップローラで支持された前記フィルムの表面に照射されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のパターンフィルムの製造装置。
【請求項５】
前記光学特性付与手段は、前記第１及び第２のマスクを通してパターン露光された前記反応膜に液晶を含む塗布液を塗布して液晶層を形成する液晶層形成手段を含むことを特徴とする請求項４記載のパターンフィルムの製造装置。
【請求項６】
特定波長の光に反応する反応膜を表面に形成したフィルムを連続搬送する搬送ステップと、
光源装置から放射された前記特定波長の光を、前記フィルムの搬送方向に細長いスリットを前記フィルムの幅方向に一定ピッチで形成した一対のマスクを通してライン状に整形してから連続搬送中の前記フィルムの表面に照射する照射ステップと、
を有することを特徴とするパターンフィルムの製造方法。
【請求項７】
前記照射ステップでは、バックアップローラへの巻き掛けにより裏面が支持された前記フィルムの表面に、ライン状に整形された前記特定波長の光が照射されることを特徴とする請求項６記載のパターンフィルムの製造方法。
【請求項８】
前記搬送ステップの前に、フィルムの表面に前記反応膜を形成する光反応膜形成ステップを含むことを特徴とする請求項６又は７記載のパターンフィルムの製造方法。
【請求項９】
前記照射ステップよりも前又は後の段階に、前記フィルムの表面にラビング処理を行うことを特徴とする請求項８記載のパターンフィルムの製造方法。
【請求項１０】
前記照射ステップと前記ラビング処理との両方を行った後の前記フィルムの表面に、液晶を含む塗布液を塗布して液晶層を形成する液晶層形成ステップを有することを特徴とする請求項９記載のパターン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、個々のライン幅及びライン相互の間隔に高い精度が要求されるストライプ状のパターンをもったパターン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】
表面に感光性の膜を形成したフィルムを連続搬送しながら、マスクプレートを通して露光を与えることによって、フィルムの搬送方向に延びたストライプパターンを形成する手法が知られている。例えば特許文献１，２で知られるマスクプレートは、透明なガラス基板の一方の面に、フィルムの搬送方向に細長い光透過用のスリットがフィルムの幅方向に一定ピッチで並んだマスク層を形成したものである。マスクプレートは、マスク層がフィルムの表面に接触しない程度に近接して配置され、フィルムの表面にいわゆるプロキシミティ方式でストライプパターンの露光を与える。
【０００３】
特許文献２で知られるパターン位相差フィルム（Film  Patterned  Retarder：以下、ＦＰＲという）は、左右で円偏光の向きが異なる偏光メガネを併用する立体画像表示装置の光学フィルタとして用いられ、ライン幅が２５０〜７００μｍの第１，第２位相差領域を交互に横長に配列したストライプパターンをもつ。第１位相差領域と第２位相差領域には、互いに光学軸が直交するように配向した棒状液晶層が形成され、これらのライン幅は立体画像表示装置の表示画面の横ラインを構成する画素ピッチに高い精度で一致させている。そして、横画素ラインごとに偏光方向が変調された表示光を、それぞれ対応する第１，第２位相差領域及び偏光メガネを通して観察することにより立体画像が観察される。
【０００４】
特許文献２には、上記ＦＲＰを製造するにあたり、スリットと遮光部とを幅方向に関して入れ替えて配列した２種類のマスクプレートを用い、これらのマスクプレートをフィルムの搬送方向に並べるとともに、フィルムを搬送しながら各々のマスクプレートを通して互いに偏光方向が異なる紫外線を順次に照射している。これによりポリマー層は、照射された紫外線の偏光方向に応じたストライプ状の配向特性をもつ配向膜となる。こうして得られた配向膜上に、棒状液晶（ネマチック液晶）を含む液晶層（位相層）を形成し、配向膜の各領域に対応して棒状液晶を配向させることにより、互いに光学軸が直交するストライプ状の第１，第２位相差領域を交互に配列したＦＰＲを得るようにしている。この文献においても、紫外線の照射時には複数のスリットを形成したマスクプレートを用いたプロキシミティ方式で露光が行われている。
【０００５】
特許文献２に記載されたＦＲＰの製造方法では、互いに偏光方向の異なる２種類の紫外線を用い、フィルムの搬送経路上の２箇所でそれぞれパターン露光しなければならないが、単に紫外線などの照明光の照射の有無に応じて配向特性を異ならせることが可能な配向膜を用いてＦＲＰをより効率的に製造する試みがなされている。この製造方法にあっては、フィルム上にストライプパターンで一回の露光を行えば、第１，第２位相差領域に対応した露光領域と非露光領域とが得られるが、やはりマスクプレートを利用したプロキシミティ方式で高精度の露光を行う必要がある。
【０００６】
搬送中のフィルムにプロキシミティ方式で露光を行う際の露光パターンの精度を高めるには、光源からマスクプレートに向かう照明光を平行光にすることである。特に、ＦＰＲの製造に用いられるように、フィルムの搬送方向に細長くしたスリットを、フィルムの幅方向に一定ピッチで配列したマスクプレートを用いる場合には、フィルムの幅方向に関して照明光が斜めに入射してスリットを通過すると、照明光の傾きの方向によってはスリットのエッジ部分で遮られストライプパターンのライン幅が狭くなり、あるいはスリットを斜めに通過した照明光が遮光すべき領域にまで入り込んで遮光帯の幅が狭くなる。
【０００７】
このように、露光領域と非露光領域との境界部分では中間レベルの露光量（以下、ボケ領域）となり、露光後の後処理で液晶層を形成しても液晶の配向がいずれの方向にも配向しない無配向領域になる。こうして第１，第２位相差領域の境界部分に生じる無配向領域のライン幅が十分に細ければ、液晶カラーフィルターのブラックマトリクスで隠されるなどの理由から実用上問題ないが、無配向領域が太くなると大きな問題となる。
【０００８】
また、連続搬送するフィルムに照明光を照射する場合には、搬送速度に応じて照射時間が制約されるため、十分な照射光量が得られるようにフィルムの幅方向に複数の光源を並べるのが通常である。さらに、前述したようにマスクプレートに向かって平行光に近い照明光が得られるように、点光源に近い発光源と、反射面を放物面にしたリフレクタとを組み合わせた光源装置をフィルムの幅方向に並べることも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２７４３２３号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０９０４２９号Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、点光源に近い発光源と放物反射面をもつリフレクタとを組み合わせた複数の光源装置をフィルムの幅方向に配列したとしても、一の光源装置からの照明光を完全な平行光にすることは極めて困難である。このため、例えば平行に並んだ複数のスリットを通過させたときには露光領域と非露光領域との境界部分では中間レベルの露光量になり、パターン露光の精度が損なわれる結果となる。また、隣り合う光源装置からの照明光が重なり合ってマスクプレートに達する領域では、露光領域と非露光領域との境界部分に露光量が不安定となる範囲が広がりやすく、改善が必要となっている。
【００１１】
この問題を軽減するには、フィルムの幅方向に配列される光源装置の数を増やし、しかも十分に点光源とみなせる発光源を用い、さらに高精度に加工された放物面鏡あるいはコリメートレンズを組み合わせることで対応可能ではあるが、いずれも設備コストを大幅に引き上げる原因になる。
【００１２】
本発明は、以上の背景を考慮してなされたもので、その目的は、パターン露光部に高いコストをかけることなく、個々のライン幅及びライン相互間の間隔に高精度が要求されるストライプパターンをもつパターンフィルムを効率的に製造することができるパターンフィルムの製造装置及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のパターンフィルムの製造装置は、特定波長の光に反応する反応膜を表面に形成したフィルムを連続搬送する搬送手段と、前記特定波長の光を非平行で放射する光源装置と、前記光源装置と前記フィルムとの間に配され、前記フィルムの搬送方向に長手方向を一致させた複数のスリットが前記フィルムの幅方向に一定ピッチで並んだマスクパターンを有し、前記光源装置から放射された光のうち、前記複数のスリットによって複数本のライン状に整形された光を前記フィルムへと通過させる第１のマスクと、第１のマスクと光源装置との間に配され、フィルムの搬送方向に長手方向を一致させた複数のスリットがフィルムの幅方向に一定ピッチで並んだマスクパターンを有し、光源装置から放射され第１のマスクのスリットを通ってから、スリット相互間の遮光部の下方に斜めに入り込む光を遮断する第２のマスクと、前記第１及び第２のマスクを通してパターン露光された前記反応膜の露光領域と非露光領域に互いに光学透過特性が異なる機能を付与する光学特性付与手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
第１のマスク及び第２のマスクは、透明な石英ガラス製のマスク基材の表面に設けられ、前記光を通過させる各々のスリットパターンが形成された遮光膜で構成するのが好ましい。また、遮光膜は耐熱性の無機材料で形成するのがよい。さらに、フィルムの一部が巻き掛けられ、フィルムの裏面を外周面で支持するパックアップローラを設け、第１及び第２マスクを通過した光がバックアップローラで支持されたフィルムの表面に照射されることが望ましい。光学特性付与手段としては、パターン露光後の反応膜に液晶を含む塗布液を塗布して液晶層を形成する液晶層形成手段を含めることができる。
【００１５】
また、本発明のパターンフィルムの製造方法にあっては、特定波長の光に反応する反応膜を表面に形成したフィルムを連続搬送する搬送ステップと、光源装置から非平行のまま放射された特定波長の光を、フィルムの搬送方向に細長いスリットをフィルムの幅方向に一定ピッチで形成した一対のマスクを通してライン状に整形してから連続搬送中のフィルムの表面に照射する照射ステップと、一対のマスクを通してパターン露光された前記反応膜の露光領域と非露光領域に互いに光学透過特性が異なる機能を付与する光学特性付与ステップとを有する。
【００１６】
照射ステップでは、バックアップローラへの巻き掛けにより裏面が支持されたフィルムの表面に、ライン状に整形された特定波長の光が照射される。搬送ステップの前に、フィルムの表面に反応膜を形成する光反応膜形成ステップがあってもよい。さらに、照射ステップよりも前又は後の段階に、フィルムの表面にラビング処理を行っておくことも好ましい態様である。光学特性付与ステップとして、照射ステップとラビング処理との両方を行った後のフィルム表面の反応膜に液晶を含む塗布液を塗布して液晶層を形成する液晶層形成ステップを効果的に行うことができる。  
【発明の効果】
【００１７】
第１のマスクよりも光源側に所定の間隔をあけて第２のマスクを設けたことにより、光源装置から非平行のままで放射される照明光を用いながらも、第１のマスクで遮光されるべき部分に大きく入り込むフィルムの幅方向に傾きをもつ光を第２のマスクで遮光することができ、遮光されるべき部分に照射される領域を狭めてライン幅の均一化を図る上で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】パターン位相差フィルムの製造装置の構成を示す説明図である。
【図２】パターン位相差フィルムを示す説明図である。
【図３】ランプアレイの各ランプの配列を示す説明図である。
【図４】各マスク板の構成を示す斜視図である。
【図５】各マスク板及びフィルムへの光線の入射状態を示す説明図である。
【図６】ラビング処理部を露光装置の前に設けたパターン位相差フィルムの製造装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１において、本発明の製造装置１０は、搬送機構部１２，配向膜形成部１４，露光装置１５，ラビング処理部１６、及び液晶層形成部１７などで構成され、供給されるフィルム１８に各種処理を行ってパターン位相差フィルム（以下、ＦＰＲと称する）１９を製造する。フィルム１８は透明で可撓性を有し、例えばフィルムロール（図示省略）から引き出されて製造装置１０に供給される。フィルム１８は、搬送機構部１２によって一定の速度で連続搬送される。
【００２０】
この製造装置１０によって製造されるＦＰＲ１９は、図２に示すように、製造時にフィルム１８が搬送された方向にストライプ状に延びた第１位相差領域２１と第２位相差領域２２がフィルム１８の幅方向に交互配列されている。第１，第２位相差領域２１，２２は、図中に矢印Ａ１，Ａ２で示すように、光学軸、例えば遅相軸が互いに直交している。これらの第１，第２位相差領域２１，２２は、フィルム１８の表面に形成された液晶層の配向方向を変えることによって位相差特性を発現させている。符号２３は、第１，第２位相差領域２１，２２の各境界部分に形成された無配向領域であり、搬送方向に伸びている。
【００２１】
第１位相差領域２１は幅Ｗ１、第２位相差領域２２は幅Ｗ２で形成されている。位相差領域２１，２２の幅方向における配列ピッチはＰ１である。配列ピッチはＰ１は、「幅Ｗ１」である。幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも無配向領域２３の「幅Ｗａ×２」分だけ小さく、「幅Ｗ１−幅Ｗａ×２」である。幅Ｗ１は、種々の値を選択することができるが通常３００〜７００μｍに設定される。また、無配向領域２３の幅Ｗａは均一で小さいほどよいが、１５μｍ以下にしている。なお、図２では、各位相差領域２１，２２に対して無配向領域２３の幅方向を誇張して描いてある。
【００２２】
配向膜形成部１４では、紫外線の照射により分解して酸を発生する光酸発生剤を含む塗布液がフィルム１８の表面に塗布され、さらに乾燥処理が施されて一定膜厚の配向膜２４（図５参照）が形成される。この配向膜２４が特定波長の光に反応する反応膜となるが、紫外線以外の特定波長の光に反応して硬化する硬化剤や光酸発生剤を反応膜として用いてもよい。また、反応膜２４の形成に関しても、塗布以外の、例えば吹付けなどの手法を用いてもよい。配向膜２４が形成されたフィルム１８は配向膜形成部１４から露光装置１５に送られる。
【００２３】
露光装置１５は、形成すべき第１，第２位相差領域２１，２２のパターンに対応したストライプ状の露光パターンで連続搬送中のフィルム１８に照明光を照射する。照明光としては配向膜２４の光化学反応の種類に応じた光が用いられるが、この例では紫外線が用いられる。そして、フィルム１８の表面に形成された配向膜２４のうち、例えば第１位相差領域２１となる部分がライン状の露光域、それ以外の部分が非露光域となるストライプ状のパターン露光が行われる。
【００２４】
露光装置１５は、バックアップローラ２７，光源部２８、マスクユニット３１及びこのマスクユニット３１を保持するマスクホルダ３２などで構成される。バックアップローラ２７は、フィルム１８が巻き掛けられて、その周面２７ａでフィルム１８の裏面側を支持する。このバックアップローラ２７は回動自在でフィルム１８の搬送に従動して回転する。なお、バックアップローラ２７をフィルム１８の搬送に同期してモータ等で回転させてもよい。
【００２５】
光源部２８は、フィルム１８の幅方向に複数の光源装置３０をピッチＰ２で配列した光源装置アレイ３３を備えている。光源装置３０の各々は、照明光として紫外線を放射する紫外線ランプ３０ａと、紫外線ランプ３０ａから放射される照明光をバックアップローラ２７に向けて反射するリフレクタ３０ｂを含む照明光学系（図示省略）とを有する。照明光学系は紫外線ランプ３０ａからの照明光の利用効率を高める周知のものであるが、例えばリフレクタ３０ｂの反射面を放物面鏡に近い形状にしておけばバックアップローラ２７に向かう照明光の平行度を高めておくことができる。ただし、一般に紫外線ランプ３０ａは点光源とはみなせず、そして光源装置３０の各々に放物面鏡を組み込んで平行度を高めたとしても、７〜８°以上の放射角で放射される照明光になるのが通常で、照明光は光学的には非平行のままバックアップローラ２７に向けて照射される。
【００２６】
光源部２８からの照明によるフィルム１８上の照度は、例えば２００ｍＷ／ｃｍ２以上が好ましく、５００ｍＷ／ｃｍ２以上がさらに好ましい。照明光の利用効率を高め、かつパターン露光の精度を高めるには、各々の光源装置３０から放射される照明光の放射角を少なくともフィルム１８の幅方向に関しては１０°以下に抑えておくことが望ましい。放射角を小さく抑えるには、上述したリフレクタ４４ｂに代え、あるいは併用してレンズを用いることも可能である。
【００２７】
マスクホルダ３２は、第１マスク板４１と第２マスク板４２とが重ねられたマスクユニット３１を保持し、第１マスク板４１がフィルム１８に近接するようにマスクユニット３１を位置決めしている。第１マスク板４１は、光源部２８からの照明光を第１，第２位相差領域２１，２２に対応するストライプ状の露光パターンに整形してフィルム１８へと通過させ、プロキシミティ方式で露光を行う。この第１マスク板４１と光源部２８との間に位置決めされた第２マスク板４２は、図２に示す無配向領域２３の幅Ｗａを一律に、しかもできるだけ狭く制限する目的で用いられている。
【００２８】
図４に示すように、第１マスク板４１は、透明なマスク基材４１ｂの表面に、クロムなどの耐熱性、遮光性に優れた無機材料製の１マスク４１ａを蒸着などにより形成したもので、第１マクス４１ａがフィルム１８の表面に間隔３００μｍで対面するように配置される。なお、マスク基材４１ｂとしては、照明光に対する分光透過率が高いこと、耐熱性が高いこと、熱膨張率が低いことの各条件を満たす材料、例えば石英ガラスで作製されることが好ましい。石英ガラスのうちでも、紫外線の透過率に優れ、紫外線光源からの熱に安定なオゾンレス石英ガラス、合成石英ガラス、天然石英ガラスが好ましい。
【００２９】
第１マスク４１ａは、開口幅Ｗｓ１，長さＬのスリット４１ｓをピッチＰ３でフィルム１８の幅方向に多数本配列したパターンをもち、隣接するスリット４１ｓ相互間の遮光幅Ｗｓ２も開口幅Ｗｓ１と同じにしてある。第２マスク板４２も第１マスク板４１と同様に構成され、第２マスク４２ａを光源部２に対面させて用いられる。第２マスク４２ａのパターンを構成するスリット４２ｓの開口幅Ｗｓ１、遮光幅Ｗｓ２，ピッチＰ３も第１マスク板４１と同一にしている。なお、図の煩雑化を避けるためにスリット４１ｓ，４２ｓの本数は少なく表している。
【００３０】
スリット４１ｓの配列ピッチＰ３は、図２に示す位相差領域２１，２２の配列ピッチＰ１の２倍であり、スリット４１ｓの開口幅Ｗｓ１は第１位相差領域２１の幅Ｗ１と同じにしている。また、スリット相互間の遮光幅Ｗｓ２も第１移送差領域２１の幅Ｗ１と同じにしている。したがって、これに対応する第２位相差領域２２の幅Ｗ２も幅Ｗ１に等しくなるはずであるが、実際には第２位相差領域２２の幅Ｗ２は無配向領域２３の「幅Ｗａ×２」分だけ小さくなる。
【００３１】
スリット４１ｓの長さＬは、露光を受けて化学反応する反応膜２４に含まれる光酸化剤の光感度、フィルム１８の搬送速度、光源部２８から放射される紫外線の強度などを考慮して決められ、例えば長さＬを２０ｍｍに設定することができる。長さＬを長くし過ぎると、バックアップローラ２７で湾曲して支持されたフィルム１８の表面がスリット４１ｓの両端側で第１マスク４１ａから離れ、スリット４１ｓを通過した照明光が幅方向で広がりやすくなるので、バックアップローラ２７の外径なども予め考慮しておくとよい。長さＬを短くし過ぎると露光時間が短くなるから、光源部２８からの照明光の強度やフィルム１８の搬送速度などを考慮しておく必要がある。
【００３２】
図５に示すように、上述した第１，第２マスク板４１，４２は、第１，第２マスク４１ａ，４２ａが形成された面とは反対側の面を互い密着させてマスクユニット３１を構成し、マスクホルダ３２によって保持されている。各マスク４１ａ，４２ａの面は互いに平行にそろえられ、光源部２８とフィルム１８との間の光路を垂直に横切るように配置される。そして、第１マスク４１ａと第２マスク４２ａは、それぞれのマスク基材４１ｂ，４２ｂの厚みを合わせた間隔Ｄだけ離される。この例では、マスク基材４１ｂ，４２ｂの厚みがそれぞれ３０００μｍであるから間隔Ｄは６０００μｍとなる。
【００３３】
第１，第２マスク板４１，４２は、図５に示すように、それぞれのマスク４１ａ，４２ａに形成されたスリット４１ｓ，４２ｓが照明光の光路内で完全に重なり合うように組み合わされている。したがって、光源部２８からほぼ平行に放射され、第１マスク板４１のスリット４１ａのエッジ近傍を通過してフィルム１８の表面の反応膜２４に垂直に入射する光線Ｌ０は、第２マスク板４２のスリット４２ａを通過する際も同じようにエッジ近傍を通過する。
【００３４】
上記光線Ｌ０に対し、光源部２８から７〜８°以上の放射角をもって放射された照明光  に含まれる光線Ｌ１〜Ｌ３のうち、放射角θが１０°を越えないような光線Ｌ１は第１マスク４１ａのスリット４１ｓを通って反応膜２４に達して中間レベルの露光を与え、ボケ領域４６を発生させる原因になるが、放射角θが小さい範囲内であればボケ領域４６を狭幅にすることができる。また、光線Ｌ２のように、それ以上の放射角で第１マスク４１ａのスリット４１ｓに向かうような光線Ｌ２は第２マスク４２ａで遮断され、ボケ領域４６の幅を広げることはない。第１マスク４１ａと第２マスク４２ａとで、異なる位置のスリット４１ｓ，４２ｓを通過して反応膜２４に達する光線Ｌ３は、第１位相差領域２１に対応する露光領域に照射されるから不都合はない。
【００３５】
間隔Ｄを変えることにより、第１マスク４１ａの各スリット４１ｓを通って反応膜２４に達することが許容される光線の角度を調整することができる。間隔Ｄを大きくすれば、第２マスク４２ａのスリット４２ｓを通って対応する第１マスク４１ａのスリット４１ｓに入射が許容される照明光の放射角θをより小さく制限することができる。間隔Ｄを大きくし過ぎると、逆に、放射角θの大きい照明光が第２マスク４２ａの特定位置のスリット４２ｓを通過した後、その真下にある第１マスク４１ａのスリット４１ｓではなく、それに隣接するスリット４１ｓのエッジ近傍を斜めに通過してスリット相互間直下の遮光域にまで入り込むおそれがあるので、大きくし過ぎない方が好ましい。
【００３６】
なお、図２における第２位相差領域２２の幅Ｗ２が第１位相差領域２１の幅Ｗ１と同じになるように、第１，第２マスク板４１，４２に形成されるスリット４１ｓ，４２ｓの開口幅Ｗｓ１を両側から狭め、遮光幅Ｗｓ２を開口幅Ｗｓ１よりも無配向領域の幅Ｗａ分だけ大きくしてもよい。
【００３７】
ラビング処理部１６には、露光装置１５による露光処理後のフィルム１８が搬送される。ラビング処理部１６には、ラビングローラやその駆動機構などが設けられ、パターン露光済みの配向膜２４に配向処理を施す。ラビング処理部１６は、ラビングローラによりフィルム１８の搬送方向に対して４５°のラビング方向でフィルム１８上の配向膜２４にラビング処理を行う。ラビング処理後のフィルム１８は液晶形成部１７に送られる。
【００３８】
液晶層形成部１７は、配向膜２４上に第１，第２位相差領域２１，２２に応じた位相差特性を発現する液晶層を形成する。この液晶層形成部１７では、ラビング処理後の配向膜２４の表面に垂直配向剤、ディスコティック液晶などを含む塗布液を塗布し、さらに加熱熟成、冷却などの処理が行われ、さらには紫外線の照射により配向膜２４を硬化させて配向状態の固定処理などが行われる。これらの処理によって、第１マスク４１ａと第２マスク４２ａを通してストライプパターンで露光された配向膜２４の露光領域と非露光領域に、互いに光学透過特性が異なる液晶層が形成され、結果的に液晶形成部１７が光学特性付与手段として機能することになる。
【００３９】
上述した垂直配向剤は、配向膜２４の表面に対してディスコティック液晶を垂直に起立させる作用と、ディスコティック液晶をラビング方向に対して直交する方向に配向させる作用とを有している。露光部１５でのパターン露光処理により、配向膜２４には露光領域と非露光領域とがストライプ状に並び露光領域には酸が発生しており、ディスコティック液晶を垂直に起立させる作用は備えているが、ラビング方向に対して直交させる向きにディスコティック液晶を配向させる作用は失われている。このため、ディスコティック液晶は起立してラビング方向に配向する姿勢となる。
【００４０】
また、配向膜２４の非露光領域では依然として垂直配向剤による作用が保存されているため、配向膜２４の非露光領域を界面として接する液晶層内ではディスコティック液晶が垂直に起立し、かつラビング方向に直交する配向姿勢となっている。この結果、フィルム１８の表面に形成された配向膜２４上には、起立してラビング方向に配向した姿勢のディスクティック液晶層による一定幅のラインと、起立してラビング方向と直交した姿勢のディスクティック液晶層による一定幅のラインとが交互に並び、フィルム１８上には遅相軸が互いに直交した第１位相差領域２１と第２位相差領域２２とのストライプ状パターンが得られる。
【００４１】
次に上記構成の作用について説明する。フィルム１８は搬送機構部１２によって一定の速度で連続的に搬送される。この搬送中のフィルム１８の表面に配向膜形成部１４によって順次に配向膜２４が塗布・乾燥されて形成される。表面に配向膜２４が設けられたフィルム１８は露光装置１５に送られる。
【００４２】
露光装置１５では、フィルム１８がバックアップローラ２７で支持された状態で光源部２８からの照明光によりパターン露光される。光源部２８からの照明光は、第１マスク板４１と第２マスク板４２によってストライプ状の露光パターンが付与され、フィルム１８上の配向膜２４に照射される。第１，第２マスク板４１，４２に設けられたスリット４１ｓ，４２ｓは、フィルム１８の搬送方向に細長くフィルム１８の幅方向に一定のピッチＰ３で配列されている。
【００４３】
フィルム１８の搬送にともない、照明光で露光されるフィルム１８の位置が移動する。これにより、照明光の照射による露光領域がフィルム１８の搬送にしたがって搬送方向にライン状に伸びる。また、露光領域と露光領域との間は非露光領域となり、結果的にストライプ状の露光パターンでフィルム１８の全長分に露光を与えることができる。
【００４４】
光源部２８からの照明光は、フィルム１８の幅方向に対して平行光に近づけるようにしているが、それでもなお幅方向に角度をもった光が含まれることは避けられない。しかしながら、露光装置１５では、フィルム１８に近接させてプロキシミティ露光に寄与する第１マスク４１のほかに、第１マスク４１から光源部２８側に間隔Ｄだけ離して配置された第２マスク板４２を併用しているから、図５に示す光線Ｌ２のような傾きの大きな光線は第２マスク４２ａで遮断され第１マスク４１ａのスリット４１ｓに入射することがない。したがって、ボケ領域４６を狭幅にすることができる。
【００４５】
以上のように配向膜２４にパターン露光を行うことにより、露光を受けた領域では光酸発生剤が分解して酸が発生し、非露光領域では酸は発生しない。また、中間レベルで露光されたボケ領域４６では露光量に応じて酸が発生するが、露光量が小さいので発生する酸の量も少ないものとなっている。
【００４６】
パターン露光処理後のフィルム１８は、ラビング処理部１６によって所定のラビング方向にラビングされてから液晶層形成部１７に送られる。そして、液晶層形成部１７によって、配向膜２４上に液晶層が形成され、加熱熟成、冷却される。こうしてフィルム１８上には、ライン状の露光領域と非露光領域とが一定幅で交互に並んだ露光パターンに対応し、垂直に起立したディスコティック液晶がラビング方向に配向したライン状の液晶層と、垂直に起立したディスコティック液晶がラビング方向に直交して配向したライン状の液晶層とがそれぞれ一定幅で交互に配列されたストライプ状のパターンが得られる。
【００４７】
そして、これらの液晶層は、互いに遅相軸が直交した第１位相差領域２１と第２位相差領域２２となる。また、ボケ領域４６では、発生した酸の量が少ないためディスコティック液晶は、ラビング方向に対して特定の方向に配向されることがなく、無配向領域２３となる。この後に、紫外線の照射により配向膜２４の硬化処理が行われ、これとともに液晶層の配向状態が固定されＦＰＲ１９が得られる。
【００４８】
上記実施形態では、露光装置１５による露光の後にラビング処理を行っているが、図６に示すように、露光装置１５よりもフィルム１８の搬送方向上流側にラビング処理部１６を設け、露光を行う前にラビング処理を行ってもよい。
【実施例】
【００４９】
製造装置１０により、ＦＰＲ１９を製造した。露光装置１５に用いた各マスク板４１，４２は、厚み３０００μｍのオゾンレス石英ガラスからなる第１，第２マスク基材４１ｂ，４２ｂのそれぞれの一方の表面に、クロムをスパッタリングによって第１，第２マスク４１ａ，４２ａを形成したものである。
【００５０】
これら第１，第２マスク板４１，４２のマスクと反対側の面を互い密着させた状態にしてマスクユニット３１とし、このマスクユニット３１をマスクホルダ３２に保持しバックアップローラ２７に対向して配した。なお、スリット４１ｓの幅Ｗｓ１、スリット間の間隔Ｗｓ２は、いずれも幅５３０μｍである。また、このときの各マスク基材４１ｂ，４２ｂの厚みを合わせた間隔Ｄは６０００μｍであった。マスクユニット３１は、第１マスク４１ａとフィルム１８の表面との間に間隔３００μｍあけて配した。
【００５１】
鹸化処理した長尺のフィルム１８を製造装置１０へ連続的に案内し、以下のようにしてＦＰＲ１９を連続的に製造した。この製造にあたり、まずセルロースアセテート製のフィルム１８を作製した。
【００５２】
＜フィルム１８の作製＞
フィルム１８を作製するために、セルロースアセテート溶液Ａと添加剤溶液Ｂとをそれぞれ調製した。下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液Ａを調製した。
【００５３】
セルロースアセテート溶液Ａの組成
置換度２．８６のセルロースアセテート                        １００    質量部
トリフェニルホスフェート（可塑剤）                              ７．８質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート（可塑剤）                      ３．９質量部
メチレンクロライド（溶媒の第１成分）                        ３００    質量部
メタノール（溶媒の第２成分）                                  ５４    質量部
１−ブタノール                                                １１    質量部
【００５４】
別のミキシングタンクを用いて添加剤溶液Ｂを調製した。添加剤溶液Ｂの組成は以下に示す。添加剤溶液Ｂの下記の各成分をそれぞれミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、添加剤溶液Ｂを調製した。
【００５５】
添加剤溶液Ｂの組成
下記化合物Ｂ１（Ｒｅ低下剤）                                  ４０    質量部
下記化合物Ｂ２（波長分散制御剤）                                ４    質量部
メチレンクロライド（溶媒の第１成分）                          ８０    質量部
メタノール（溶媒の第２成分）                                  ２０    質量部
【００５６】
【化１】
2014095845.tif 000003
【００５７】
＜＜セルロースアセテート製のフィルム１８の作製＞＞
４７７質量部のセルロースアセテート溶液Ａに、４０質量部の添加剤溶液Ｂを添加し、充分に攪拌して、ドープを調製した。ドープを流延ダイ（図示無し）に供給し、この流延ダイの流延口から、０℃に冷却した回転中のドラムの周面にドープを流出した。この流出によりドラムの周面で流延されて形成された流延膜を溶媒含有率７０質量％の状態でドラムから剥ぎ取った。剥ぎ取られた流延膜、すなわち湿潤フィルムをピンテンター（特開平４−１００９号の図３に記載のピンテンター）に案内した。湿潤フィルムの幅方向の両端をピンテンターの複数のピンで固定し、溶媒含有率が３乃至５質量％の状態で、幅方向（機械方向に垂直な方向）の延伸率が３％となるように湿潤フィルムの幅を変化させながら乾燥した。その後、複数のローラが湿潤フィルムの搬送路に沿って並べて配されている熱処理装置に、湿潤フィルムを案内した。この熱処理装置の内部をローラで搬送して通過させることにより、湿潤フィルムをさらに乾燥し、厚み６０μｍのフィルム１８を得た。このフィルム１８は紫外線吸収剤を含有しておらず、Ｒｅ（測定波長は５５０ｎｍ）は０ｎｍであり、Ｒｔｈ（測定波長は５５０ｎｍ）は１２．３ｎｍであった。
【００５８】
＜＜アルカリ鹸化処理＞＞
得られたフィルム１８を、温度６０℃の誘電式加熱ローラに接触しながら通過させ、フィルム１８の表面温度を４０℃に昇温した。この後、フィルム１８の片面に、下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量１４ｍｌ／ｍ２で塗布した。アルカリ溶液が塗布されたフィルム１８を、１１０℃に加熱し、（株）ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下で１０秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を３ｍｌ／ｍ２の塗布量で塗布した。次いで、洗浄工程を３回繰り返した。洗浄工程は、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りとからなる。この洗浄工程の後、７０℃の乾燥ゾーンを１０秒間かけて搬送することによりフィルム１８を乾燥し、アルカリ鹸化処理したフィルム１８を得た。
【００５９】
アルカリ溶液の組成
水酸化カリウム                                                  ４．７質量部
水                                                            １５．８質量部
イソプロパノール                                              ６３．７質量部
界面活性剤（ＳＦ−１：Ｃ１４Ｈ２９Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）２０Ｈ）        １．０質量部
プロピレングリコール                                          １４．８質量部
【００６０】
＜ＦＰＲ１９の製造＞
上記のように鹸化処理を経たフィルム１８を配向膜形成部１４へ送り、フィルム１８の鹸化処理を施した面に、配向膜２４を形成する塗布液を連続的に塗布した。塗布液は下記の組成である。また、塗布は＃８のワイヤーバーで行った。フィルム１８上に塗布された塗布液を、６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥することにより、配向膜２４を形成した。
【００６１】
配向膜２４を形成する塗布液の組成
配向膜２４を形成するポリマー材料                                ３．９質量部
（ＰＶＡ１０３、クラレ（株）製ポリビニルアルコール）
光酸発生剤（Ｓ−２）                                            ０．１質量部
メタノール                                                    ３６    質量部
水                                                            ６０    質量部
【００６２】
【化２】
2014095845.tif 000004
【００６３】
次に、マスクユニット３１を介して、光源部２８からフィルム１８に紫外線を照射した。光源部２８からは、室温空気下にて、ＵＶ−Ａ領域におけるフィルム上の照度２００ｍＷ／ｃｍ２の空冷水銀ランプ（ＨＯＹＡ（株）製：ＵＬ７５０）を２台用いて、ランプの間隔Ｐ２を６０ｍｍに配置して紫外線を５０ｍＪ／ｃｍ２となるように照射した。紫外線照射により配向膜形成部１４の光酸発生剤を分解し酸性化合物を発生させることにより第１位相差領域用配向層を形成した。
【００６４】
光源部２８から出力される照明光の平行度（フイルム１８の幅方向のもの）は、１０°であった。スリット間の間隔Ｗｓ２が５３０μｍ、各マスク４１ａ，４２ａの間隔Ｄが６０００μｍなので、マスクユニット３１は、条件式「０°＜ｔａｎ−１（Ｗｓ２／Ｄ）≦θ」を満たしている。
【００６５】
その後に、このフィルム１８に対して、ラビング処理部１６でラビング処理を行った。ラビング処理では、搬送方向に４５°の角度を保持して５００ｒｐｍで一方向にラビングを行った。こうして配向膜２４に一方向に配向処理されたフィルム１８を得た。なお、配向膜２４の膜厚は、０．５μｍであった。
【００６６】
ラビング処理後、液晶層形成部１７により、下記の液晶層用塗布液を、バーコーターを用いて塗布量４ｍｌ／ｍ２で塗布した。次いで、膜面温度１１０℃で２分間加熱熟成した後、８０℃まで冷却し空気下にて２００ｍＷ／ｃｍ２の空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて紫外線を５０ｍＪ／ｃｍ２照射して、その配向状態を固定化した。これにより、遅相軸が互いに直交している第１，第２位相差領域２１，２２が幅方向に並んだＦＰＲ１９とした。各位相差領域２１，２２は、いずれもディスコティック液晶が垂直配向しているが、紫外線が照射された第１位相差領域２１の遅相軸がラビング方向に対し平行に、また未照射の第２位相差領域２２遅相軸がラビング方向に直交していた。なお、液晶層層の膜厚は、０．９μｍであった。
【００６７】
光学異方性層用塗布液の組成
ディスコティック液晶Ｅ−１                                  １００    質量部
配向膜界面配向剤（ＩＩ−１）                                    ３．０質量部
空気界面配向剤（Ｐ−１）                                        ０．４質量部
光重合開始剤                                                    ３．０質量部
（イルガキュア９０７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）
増感剤（カヤキュア−ＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）                １．０質量部
メチルエチルケトン                                          ４００    質量部
【化３】
2014095845.tif 000005
【化４】
2014095845.tif 000006
【化５】
2014095845.tif 000007
【００６８】
上記のように作成されたＦＰＲ１９の、光源部２８の隣り合うランプからの各照明光が重なり合う領域においても、実用上支障が生じる幅広な無配向領域２３は発生せず、それが分布する故障エリアはなかった。無配向領域２３の幅Ｗａは、最大でも８μｍと十分細いものであった。
【００６９】
以上、本発明のパターンフィルムの製造装置及び製造方法について、図示の実施形態及び具体的な実施例にしたがって説明してきたが、光源部からの非平行な照明光を用い、互いに対面させて組み合わせた２枚のマスク板を通してプロキシミティ方式でストライプ状のパターン露光を行うパターンフィルムの製造装置あるいは製造方法であれば、露光領域と非露光領域に遅相軸の向きを互いに直交させた液晶層を形成するものに限られない。例えば反応層として光硬化性の膜を用い、ストライプ状のパターン露光を行うことによって硬化が進んだ部分と未硬化の部分とが交互にライン状に並んだストライプパターンを得ることができる。そして、未硬化の部分を除去した後に、全体的に特定の光学透過特性をもつカラーフィルター層あるいは遮光層を形成してから硬化が進んだ部分を除去すれば、ストライプ状のカラーフィルター層あるいは遮光層と、ストライプ状の素通し領域とが交互に並んだパターンフィルムを製造することも可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
１５  露光装置
１８  フィルム
１９  パターン位相差フィルム
２４  配向膜
２７  バックアップローラ
２８  光源部
３０  光源装置
３０ａ  紫外線ランプ
３０ｂ  リフレクタ
３１  マスクユニット
３３  光源装置アレイ
４１，４２  マスク板
４１ａ，４２ａ  マスク
４１ｂ，４２ｂ  マスク基材
４１ｓ，４２ｓ  スリット
【図１】
2014095845.tif 000008
【図２】
2014095845.tif 000009
【図３】
2014095845.tif 000010
【図４】
2014095845.tif 000011
【図５】
2014095845.tif 000012
【図６】
2014095845.tif 000013