(57)【要約】  配向膜に隙間なく配向領域を整列することが困難である。  光学フィルムの製造方法は、第１配向方向に配向された複数の第１配向領域と、前記第１配向方向と交差する第２配向方向に配向された複数の第２配向領域とが交互に配列された配向膜を有する光学フィルムの製造方法であって、第１偏光を透過する複数の第１透過領域と、前記第１偏光を遮光する複数の第１遮光領域とが配列方向に交互に配列された第１マスク領域を介して、前記配向膜に前記第１偏光を照射して前記複数の第１配向領域を形成する第１配向段階と、前記複数の第２配向領域、及び、前記配列方向において第２配向領域と連続する第１配向領域の少なくとも一部に、前記第１偏光と偏光方向が異なる第２偏光を照射して前記複数の第２配向領域を形成する第２配向段階とを備える。
2013114514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１配向方向に配向された複数の第１配向領域と、前記第１配向方向と交差する第２配向方向に配向された複数の第２配向領域とが交互に配列された配向膜を有する光学フィルムの製造方法であって、
第１偏光を透過する複数の第１透過領域と、前記第１偏光を遮光する複数の第１遮光領域とが配列方向に交互に配列された第１マスク領域を介して、前記配向膜に前記第１偏光を照射して前記複数の第１配向領域を形成する第１配向段階と、
前記複数の第２配向領域、及び、前記配列方向において第２配向領域と連続する第１配向領域の少なくとも一部に、前記第１偏光と偏光方向が異なる第２偏光を照射して前記複数の第２配向領域を形成する第２配向段階と
を備える光学フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記第２配向段階では、前記配列方向における一端の第１透過領域の内側の辺から他端の第１透過領域の内側の辺までの全幅にわたって少なくとも前記第２偏光を照射する
請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記配向膜を搬送する搬送段階を更に備え、
前記搬送段階とともに、前記第１配向段階及び前記第２配向段階を実行する
請求項１または２に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記第２配向段階では、
前記配列方向において、一端の第１透過領域の内側の辺から他端の第１透過領域の内側の辺まで少なくとも延びる第２透過領域であって、
前記搬送方向において、前記複数の第１透過領域及び前記複数の第１遮光領域と重ならない位置に配置された前記第２透過領域が形成された第２マスク領域を介して、第２偏光を照射する
請求項３に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記第２マスク領域は前記第１マスク領域よりも搬送方向の下流側に配置されている
請求項４に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記第２マスク領域は前記第１マスク領域よりも搬送方向の上流側に配置されている
請求項４に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項７】
前記第２透過領域の搬送方向の長さは、前記第１透過領域の前記搬送方向の長さよりも短い
請求項４から６のいずれか１項に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項８】
前記配向膜に照射される第２偏光の単位面積当たりの露光量は、前記配向膜に照射される第１偏光の単位面積当たりの露光量よりも小さい
請求項１から７のいずれか１項に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項９】
第１偏光の単位面積当たりの露光量Ｘと、第２偏光の単位面積当たりの露光量Ｙの関係が、
０．２８１Ｘ＋１．４８≦Ｙ≦１．１０Ｘ−６．８４
２７．８≦Ｘ≦６９．４
である請求項１から８のいずれか１項に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項１０】
第１偏光の単位面積当たりの露光量Ｘと、第２偏光の単位面積当たりの露光量Ｙの関係が、
０．２８１Ｘ＋１．４８≦Ｙ≦０．８８５Ｘ−８．０９
２７．８≦Ｘ≦６９．４
である請求項１から８のいずれか１項に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項１１】
前記第２偏光は、前記第１偏光よりも照度が小さい
請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項１２】
第１透過領域の前記配列方向の幅は、前記第１配向領域の前記配列方向の幅よりも小さい
請求項１から１１のいずれか１項に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された前記光学フィルムの製造方法によって製造された光学フィルムであって、
前記第１配向領域と隣接する全ての前記第２配向領域が接している光学フィルム。
【請求項１４】
第１偏光を透過する複数の第１透過領域と、前記第１偏光を遮光する複数の第１遮光領域とが配列方向に沿って交互に配列された第１マスク領域と、
前記第１偏光と偏光方向の異なる偏光方向を有する第２偏光を透過する第２透過領域が形成された第２マスク領域と
を備え、
前記第２透過領域は、
前記配列方向において、第１透過領域の一部から少なくとも隣接する第１透過領域の一部まで延び、
前記配列方向と直交する方向において、前記複数の第１透過領域及び前記複数の第１遮光領域と重ならない位置に形成されているマスク。
【請求項１５】
請求項１４に記載の前記マスクと、
前記マスクの一方側で前記配列方向と交差する方向に配向膜を搬送する搬送部と、
前記第１透過領域を介して前記第１偏光を前記配向膜に照射する第１偏光出力部と、
前記第２透過領域を介して前記第２偏光を前記配向膜に照射する第２偏光出力部と
を備える光学フィルムの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムの製造方法、光学フィルム、マスク及び光学フィルムの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに配向方向が異なる２つの配向領域が形成された配向膜を備える光学フィルムの製造方法が知られている（例えば、特許文献１）。光学フィルムの製造方法では、フィルムの幅方向において、互いに異なる透過領域を介して偏光方向の異なる偏光を配向膜に照射することによって、２つの配向領域が形成された光学フィルムを製造している。
［特許文献１］  米国特許出願公開第２０１１／０２１７６３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の製造方法では、配向膜が形成された搬送中のフィルムの蛇行等が生じる。これにより、異なる偏光方向の偏光が配向膜の同じ領域に照射されるとともに、配向膜の一部の領域に偏光が照射されない。これにより、配向膜に隙間なく配向領域を整列することが困難であるといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、第１配向方向に配向された複数の第１配向領域と、前記第１配向方向と交差する第２配向方向に配向された複数の第２配向領域とが交互に配列された配向膜を有する光学フィルムの製造方法であって、第１偏光を透過する複数の第１透過領域と、前記第１偏光を遮光する複数の第１遮光領域とが配列方向に交互に配列された第１マスク領域を介して、前記配向膜に前記第１偏光を照射して前記複数の第１配向領域を形成する第１配向段階と、前記複数の第２配向領域、及び、前記配列方向において第２配向領域と連続する第１配向領域の少なくとも一部に、前記第１偏光と偏光方向が異なる第２偏光を照射して前記複数の第２配向領域を形成する第２配向段階とを備える光学フィルムの製造方法を提供する。【０００５】
本発明の第２の態様においては、上述の前記光学フィルムの製造方法によって製造された光学フィルムであって、前記第１配向領域と隣接する全ての前記第２配向領域が接している光学フィルムを提供する。【０００６】
本発明の第３の態様においては、第１偏光を透過する複数の第１透過領域と、前記第１偏光を遮光する複数の第１遮光領域とが配列方向に沿って交互に配列された第１マスク領域と、前記第１偏光と偏光方向の異なる偏光方向を有する第２偏光を透過する第２透過領域が形成された第２マスク領域とを備え、前記第２透過領域は、前記配列方向において、第１透過領域の一部から少なくとも隣接する第１透過領域の一部まで延び、前記配列方向と直交する方向において、前記複数の第１透過領域及び前記複数の第１遮光領域と重ならない位置に形成されているマスクを提供する。【０００７】
本発明の第４の態様においては、上述のマスクと、前記マスクの一方側で前記配列方向と交差する方向に配向膜を搬送する搬送部と、前記第１透過領域を介して前記第１偏光を前記配向膜に照射する第１偏光出力部と、前記第２透過領域を介して前記第２偏光を前記配向膜に照射する第２偏光出力部とを備える光学フィルムの製造装置を提供する。【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態による光学フィルム１００の全体平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図３】立体画像表示装置の分解斜視図である。
【図４】本実施形態による光学フィルム製造装置１０の全体構成図である。
【図５】露光部の全体斜視図である。
【図６】マスク３８の平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ったマスク３８の縦断面図である。
【図８】別のマスク１３８の平面図である。
【図９】別のマスク２３８の平面図である。
【図１０】別のマスク３３８の平面図である。
【図１１】別のマスク４３８の平面図である。
【図１２】比較例用のマスク９３８の平面図である。
【図１３】配向膜１２０に第１配向領域１２４と、第２配向領域１２６との他に第１及び第２未露光領域が形成された比較例１の写真である。
【図１４】配向膜１２０に未露光領域がほとんど形成されなかった比較例２の写真である。
【図１５】実施例８の光学フィルム１００の写真である。
【図１６】比較例及び実施例の配向度の計算結果である。
【図１７】実施例１から１９の配向状態の総合判定の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本実施形態による光学フィルム１００の全体平面図である。光学フィルム１００は、本実施形態による光学フィルムの製造方法によって製造される。光学フィルム１００は、立体画像表示装置の画像生成部の画像の出力側に設けられ、右目用画像及び左目用画像を出力する。
【００１２】
光学フィルム１００は、一辺が数ｃｍ〜数ｍの長方形状に形成されている。図１に示すように、光学フィルム１００は、樹脂基材１０２と、第１偏光変調部１０４と、第２偏光変調部１０６とを有する。
【００１３】
樹脂基材１０２は、後述する樹脂製の長尺状のフィルムが一定の長さに切断されて形成される。樹脂基材１０２は、光を透過する。樹脂基材１０２の厚みの一例は、５０μｍ〜１００μｍである。樹脂基材１０２は、第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６を支持する。樹脂基材１０２は、シクロオレフィン系のフィルムによって構成することができる。シクロオレフィン系フィルムとして、シクロオレフィンポリマー（＝ＣＯＰ）、より好ましくは、シクロオレフィンポリマーの共重合体であるシクロオレフィンコポリマー（＝ＣＯＣ）を使用することができる。ＣＯＰフィルムとして、日本ゼオン社製のゼオノアフィルムＺＦ１４を挙げることができる。また、樹脂基材１０２は、トリアセチルセルロース（＝ＴＡＣ）を含む材料によって構成してもよい。ＴＡＣフィルムは、富士写真フィルム社製のフジタックＴ８０ＳＺ及びＴＤ８０ＵＬ等を挙げることができる。尚、シクロオレフィン系フィルムを使用する場合は、脆弱性の観点から高靭性タイプのフィルムを使用することが好ましい。
【００１４】
第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６は、平面視において、同じ形状に形成されている。第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６は、樹脂基材１０２の長辺方向に沿って延びる長方形状である。ここでいう樹脂基材１０２の長辺方向は、立体画像表示に組み込まれた光学フィルム１００においては、水平方向となる。従って、樹脂基材１０２の短辺方向は、立体画像表示に組み込まれた光学フィルム１００においては、鉛直方向となる。第１偏光変調部１０４と第２偏光変調部１０６は、互いに一辺を接触させた状態で、鉛直方向に沿って交互に配置されている。尚、第１偏光変調部１０４と第２偏光変調部１０６は、水平方向に沿って交互に配置してもよい。
【００１５】
第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６は、透過する偏光の偏光状態を変調させる。第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６は、例えば、１／４波長板の位相差機能を有する。尚、第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６は、１／２波長板の位相差機能を有してもよい。第１偏光変調部１０４は、例えば、図１の第１偏光変調部１０４の右端に記載の矢印１１０と平行な光学軸を有する。これにより、第１偏光変調部１０４は、例えば、矢印１１０から４５°回転した偏光方向を有する直線偏光が入力すると、その偏光を隣の矢印１１２に示す右回りの偏光方向を有する円偏光に変調して出力する。第２偏光変調部１０６は、例えば、図１の第２偏光変調部１０６の右端に記載の矢印１１４と平行な光学軸であって、第１偏光変調部１０４の光学軸と直交する光学軸を有する。これにより、第２偏光変調部１０６は、例えば、矢印１１０から４５°回転した偏光方向を有する直線偏光が入力すると、その偏光を隣の矢印１１６に示す左回りの偏光方向を有する円偏光に変調して出力する。尚、光学軸の一例は、進相軸または遅相軸である。
【００１６】
この結果、同じ偏光方向を有する直線偏光が、第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６に入力しても、第２偏光変調部１０６が出力する偏光の偏光方向と、第１偏光変調部１０４が出力する偏光の偏光方向とは、異なる。例えば、第２偏光変調部１０６が出力する偏光の偏光方向は、第１偏光変調部１０４が出力する偏光の偏光方向の逆回りの円偏光である。
【００１７】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。図２に示すように、各第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６は、配向膜１２０と、液晶膜１２２とを有する。
【００１８】
配向膜１２０は、樹脂基材１０２の面上に形成されている。配向膜１２０は、公知の光配向性化合物を適用できる。光配向性化合物は、紫外線等の直線偏光が照射されると、その直線偏光の偏光方向に分子が規則的に配向される材料である。更に、光配向性化合物は、自己の上に形成された液晶膜１２２の分子を自己の配向に沿って並ばせる機能を有する。光配向性化合物の例として、光分解型、光二量化型、光異性化型等の化合物をあげることができる。配向膜１２０は、複数の第１配向領域１２４と、複数の第２配向領域１２６とを有する。複数の第１配向領域１２４と複数の第２配向領域１２６は、配列方向に沿って交互に配列されている。ここでいう配列方向は、鉛直方向と平行である。第１配向領域１２４と隣接する全ての第２配向領域１２６は、互いに接している。第１配向領域１２４は、第１偏光変調部１０４の一部を構成する。第１配向領域１２４は、第１偏光変調部１０４の光学軸に対応した方向に配向している。第２配向領域１２６は、第２偏光変調部１０６の一部を構成する。第２配向領域１２６は、第１配向領域１２４の配向方向と直交する方向であって、第２偏光変調部１０６の光学軸に対応した方向に配向している。
【００１９】
液晶膜１２２は、配向膜１２０上に形成される。液晶膜１２２は、紫外線または加熱等によって硬化可能な液晶ポリマーによって構成することができる。液晶膜１２２は、第１液晶領域１２８と、第２液晶領域１３０とを有する。第１液晶領域１２８は、第１偏光変調部１０４の一部を構成する。第１液晶領域１２８は、第１配向領域１２４上に形成される。第１液晶領域１２８の分子は、第１配向領域１２４の配向に沿って、配向される。第２液晶領域１３０は、第２偏光変調部１０６の一部を構成する。第２液晶領域１３０は、第２配向領域１２６上に形成される。第２液晶領域１３０の分子は、第２配向領域１２６の配向に沿って、配向される。
【００２０】
図３は、立体画像表示装置の分解斜視図である。図３の矢印で示すように、ユーザが位置する方向であって、画像を出力する方向を立体画像表示装置の前方とする。図３に示すように、立体画像表示装置１５０は、光源１５２と、画像出力部１５４と、光学フィルム１００と、光学機能膜１５８とを備えている。
【００２１】
光源１５２は、面内において略均一な強度で、白色の無偏光を照射する。光源１５２は、ユーザから見て、立体画像表示装置１５０の最後方に配置される。光源１５２には、拡散板と冷陰極管（CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp）とを組み合わせた光源、または、プリズムレンズと発光ダイオード（LED：Light Emitting Diode）とを組み合わせた光源、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）を含む面光源等を適用できる。
【００２２】
画像出力部１５４は、光源１５２の前方に配置されている。画像出力部１５４は、光源１５２からの光によって、画像を出力する。画像出力部１５４は、偏光板１６４と、保持基板１６６と、画像生成部１６８と、保持基板１７０と、偏光板１７４とを備える。
【００２３】
偏光板１６４は、光源１５２と、保持基板１６６との間に配置される。偏光板１６４を構成する材料の一例は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を含む樹脂である。偏光板１６４は、水平方向から４５°傾斜した透過軸と、透過軸と直交する吸収軸とを有する。これにより、光源１５２から出力されて、偏光板１６４に入射した無偏光のうち、振動方向が偏光板１６４の透過軸と平行な成分は透過するとともに、吸収軸と平行な成分は吸収されて遮断される。このため偏光板１６４から出力される光は、偏光板１６４の透過軸を偏光方向とする直線偏光となる。
【００２４】
保持基板１６６は、偏光板１６４と画像生成部１６８との間に配置されている。保持基板１６６は、透明なガラス板を適用できる。尚、保持基板１６６は、ガラス板以外に透明な樹脂とガラスクロスとを含む透明な複合材料を用いた透明複合シートを適用することができる。これにより、立体画像表示装置１５０の軽量化かつ柔軟性を達成することができる。保持基板１６６の後面は、接着剤を介して、偏光板１６４を保持する。
【００２５】
画像生成部１６８は、保持基板１６６と保持基板１７０との間に配置されて保持されている。画像生成部１６８は、画像を生成する複数の画素（＝ピクセル）を有する。複数の画素は、鉛直方向及び水平方向に一定のピッチで二次元に配列されている。画素は画像を扱うときの単位をいい、色調及び階調の色情報を出力する。各画素は、３個の副画素（＝サブピクセル）を有する。各副画素は、液晶部と、液晶部の前後面に形成された透明電極とを有する。透明電極は液晶部に電圧を印加する。電圧が印加された副画素の液晶部は直線偏光の偏光方向を９０°回転させる。各画素に含まれる３個の副画素は、それぞれ赤色のカラーフィルターと、緑色のカラーフィルターと、青色のカラーフィルターとを有する。副画素の透明電極の電圧印加を制御することにより、副画素から出力される赤色、緑色、青色の光を強めまたは弱めて、画像を形成する。
【００２６】
画像生成部１６８は、図３に「Ｒ」及び「Ｌ」で示すように、右目用の画像を生成する右目用画像生成部１７８と、左目用の画像を生成する左目用画像生成部１８０とを有する。右目用画像生成部１７８及び左目用画像生成部１８０は、水平方向に延びる矩形状に形成されている。右目用画像生成部１７８及び左目用画像生成部１８０は、鉛直方向に沿って交互に配置されている。
【００２７】
保持基板１７０は、画像生成部１６８と偏光板１７４との間に配置されている。保持基板１６６及び保持基板１７０は、画像生成部１６８を挟持する。保持基板１７０は、保持基板１６６と同じ材料によって構成されている。保持基板１７０の前面は、接着剤を介して、偏光板１７４を保持する。
【００２８】
偏光板１７４は、保持基板１７０と、光学フィルム１００との間に配置されている。偏光板１７４は、保持基板１７０における画像生成部１６８が保持される側の反対側に接着剤により貼り付けられている。偏光板１７４は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を含む樹脂によって構成されている。偏光板１７４の厚みは、薄い方が好ましい。偏光板１７４の厚みは、例えば、１００μｍ〜２００μｍである。偏光板１７４は、透過軸と、透過軸と直交する吸収軸とを有する。偏光板１７４の透過軸は、偏光板１６４の透過軸と直交する。これにより、画像生成部１６８によって偏光方向が、９０°回転された直線偏光は、偏光板１７４を透過して画像光となり画像を形成する。一方、画像生成部１６８によって偏光方向が回転されなかった直線偏光は、偏光板１７４によって遮蔽される。これにより、画像出力部１５４は、偏光板１７４の透過軸と平行な偏光方向の偏光からなる画像光を出力する。
【００２９】
光学フィルム１００は、接着剤によって画像出力部１５４の偏光板１７４の前方に貼り付けられている。光学フィルム１００の厚みは、光学フィルム１００の寸法変化を抑制するために、薄い方が好ましい。例えば、光学フィルム１００の厚みは、５０μｍ〜２００μｍであることが好ましい。
【００３０】
光学フィルム１００の第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６は、樹脂基材１０２の後面上に配されている。第１偏光変調部１０４は、画像生成部１６８の右目用画像生成部１７８と略同形状である。第１偏光変調部１０４は、右目用画像生成部１７８の前方に配置されている。これにより、第１偏光変調部１０４には、右目用画像生成部１７８から出力されて、偏光板１７４を透過した直線偏光からなる右目用の画像光が入射する。第１偏光変調部１０４は、入射した右目用の画像光を右回りの円偏光に変調して出力する。第２偏光変調部１０６は、画像生成部１６８の左目用画像生成部１８０と略同形状である。第２偏光変調部１０６は、左目用画像生成部１８０の前方に配置されている。これにより、第２偏光変調部１０６には、左目用画像生成部１８０から出力されて、偏光板１７４を透過した直線偏光からなる左目用の画像光が入射する。第２偏光変調部１０６は、入射した左目用の画像光を左回りの円偏光に変調して出力する。従って、第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６は、右目用画像及び左目用画像を構成する同じ偏光方向の直線偏光を、偏光方向が互いに異なる円偏光へと変換して出力する。
【００３１】
光学機能膜１５８は、光学フィルム１００の前面に配置されている。光学機能膜１５８の一例は、外部の照明等から出力された光の反射を低減または抑制する反射低減膜または反射防止膜である。これにより、光学機能膜１５８は、外部の光の混入の少ない画像をユーザに提供する。光学機能膜１５８の他の例は、眩しさを抑制する防眩膜、表面の傷を防止するハードコート膜等である。尚、光学機能膜１５８は、省略してもよい。
【００３２】
ユーザが立体画像を見る場合に使用する偏光眼鏡１９０は、右目用レンズ１９２と左目用レンズ１９４とを有する。右目用レンズ１９２は、右回りの円偏光のみを透過する。左目用レンズ１９４は、左回りの円偏光のみを透過する。これにより、ユーザの右目は、第１偏光変調部１０４から出力された右目用の画像のみを視認して、ユーザの左目は、第２偏光変調部１０６から出力された左目用の画像のみを視認する。この結果、ユーザは、立体画像を見ることができる。
【００３３】
図４は、本実施形態による光学フィルム製造装置１０の全体構成図である。図４に矢印で示す上下を光学フィルム製造装置１０の上下方向とする。また、上流及び下流は、搬送方向における上流及び下流とする。尚、搬送方向は、フィルム９０の長手方向と同方向であって、配列方向及び幅方向と直交する。
【００３４】
図４に示すように、光学フィルム製造装置１０は、送り出しロール１２と、配向膜塗布部１４と、配向膜乾燥部１６と、露光部１８と、液晶膜塗布部２０と、液晶膜配向部２２と、液晶膜硬化部２４と、セパレートフィルム供給部２６と、巻き取りロール２８とを備える。
【００３５】
送り出しロール１２は、フィルム９０の搬送経路の最も上流側に配置されている。送り出しロール１２の外周には、供給用のフィルム９０が巻かれている。送り出しロール１２は、回転可能に支持されている。これにより、送り出しロール１２は、フィルム９０を送り出し可能に保持できる。送り出しロール１２は、モータ等の駆動機構によって回転可能に構成してもよく、巻き取りロール２８の回転に伴って、従動可能に構成してもよい。あるいは、搬送経路の途中にフィルム９０を駆動させる機構を設けてもよい。
【００３６】
配向膜塗布部１４は、送り出しロール１２の下流側であって、露光部１８の上流側に配置されている。配向膜塗布部１４は、搬送されるフィルム９０の搬送経路の上方に配置されている。配向膜塗布部１４は、フィルム９０の上面に、露光材料の一例である液状の配向膜１２０を供給して塗布する。
【００３７】
配向膜乾燥部１６は、配向膜塗布部１４の下流側に配置されている。配向膜乾燥部１６は、加熱、光照射、または送風等によって、内部を通過するフィルム９０上に塗布された配向膜１２０を乾燥させる。
【００３８】
露光部１８は、配向膜乾燥部１６の下流側に配置されている。露光部１８は、上流側従動ロール３２と、偏光光源３４と、マスク３８と、マスク保持部４０と、下流側従動ロール４２と、一対の上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６とを有する。露光部１８は、偏光光源３４から出力された偏光を、マスク３８を介して、フィルム９０上に塗布された配向膜１２０に照射する。これにより、露光部１８は、配向膜１２０を配向させて、パターンを形成する。偏光光源３４から出力される偏光の一例は、２８０ｎｍから３４０ｎｍの波長の紫外線である。
【００３９】
液晶膜塗布部２０は、露光部１８の下流側に配置されている。液晶膜塗布部２０は、フィルム９０の搬送経路の上方に配置されている。液晶膜塗布部２０は、フィルム９０に形成された配向膜１２０上に液晶膜１２２を供給して、塗布する。
【００４０】
液晶膜配向部２２は、液晶膜塗布部２０の下流側に配置されている。液晶膜配向部２２は、加熱、光照射、または、送風等によって、内部を通過する配向膜１２０上に形成された液晶膜１２２を、配向膜１２０の配向方向に沿って配向させつつ、乾燥させる。
【００４１】
液晶膜硬化部２４は、液晶膜配向部２２の下流側に配置されている。液晶膜硬化部２４は、紫外線を照射することにより、液晶膜１２２を硬化させる。これにより、配向膜１２０の配向に沿って配向された液晶膜１２２の分子の配向が、固定される。
【００４２】
セパレートフィルム供給部２６は、液晶膜硬化部２４と巻き取りロール２８との間に配置されている。セパレートフィルム供給部２６は、フィルム９０の液晶膜１２２上にセパレートフィルム９２を供給して、貼り合わせる。セパレートフィルム９２は、巻き取られたフィルム９０間の離脱を容易にする。尚、セパレートフィルム供給部２６は、省略してもよい。
【００４３】
巻き取りロール２８は、搬送部の一例である。巻き取りロール２８は、液晶膜硬化部２４の下流側であって、搬送経路の最も下流側に配置されている。巻き取りロール２８は、回転駆動可能に支持されている。巻き取りロール２８は、配向膜１２０及び液晶膜１２２が形成されてパターニングされたフィルム９０を巻き取る。これにより、巻き取りロール２８は、配向膜１２０及び液晶膜１２２が形成されたフィルム９０を搬送方向に搬送する。
【００４４】
図５は、露光部１８の全体斜視図である。図５に示すように、上流側従動ロール３２は、配向膜乾燥部１６の下流側であって、上流側張力ロール４４の上流側に配置されている。上流側従動ロール３２は、フィルム９０の搬送経路の上方に配置されている。上流側従動ロール３２は、下方を搬送されるフィルム９０に合わせて回転する。また、上流側従動ロール３２は、搬送中のフィルム９０を下方へと押圧する。
【００４５】
偏光光源３４は、フィルム９０の搬送経路の上方に配置されている。偏光光源３４は、第１偏光出力部５０と、第２偏光出力部５２とを有する。第１偏光出力部５０及び第２偏光出力部５２は、上流側張力ロール４４と下流側張力ロール４６との間に配置されている。第２偏光出力部５２は、第１偏光出力部５０の下流側に配置されている。第１偏光出力部５０は、第１偏光を下流側且つ下方へと出力する。第１偏光は、第１配向領域１２４の配向に対応した偏光方向を有する。第１偏光は、上下方向から４５°上流側に傾斜して、フィルム９０に入射する。第２偏光出力部５２は、第２偏光を上流側且つ下方へと出力する。第２偏光は、第２配向領域１２６の配向に対応した偏光方向を有する。第２偏光は、上下方向から４５°下流側に傾斜して、フィルム９０に入射する。これにより、第１偏光及び第２偏光は、フィルム９０、周辺設備等によって反射された場合であっても、フィルム９０に塗布された配向膜１２０に戻る確率が低くなる。この結果、反射された第１偏光及び第２偏光が、フィルム９０上の予定しない個所に照射されることを抑制できる。第１偏光出力部５０から出力される第１偏光の照度と、第２偏光出力部５２から出力される第２偏光の照度は、等しい。ここでいう、照度とは、出力される偏光の単位面積当たり且つ単位時間当たりのエネルギーのことをいい、単位は、ｍＷ／ｃｍ２である。出力される偏光が紫外線の場合、照度はＵＶ照度となる。第１偏光及び第２偏光の照度の一例は、７８ｍＷ／ｃｍ２である。
【００４６】
第２偏光出力部５２が出力する第２偏光の偏光方向は、第１偏光出力部５０が出力する第１偏光の偏光方向と直交する。尚、第２偏光出力部５２が出力する第２偏光の偏光方向と、第１偏光出力部５０が出力する第１偏光の偏光方向は、任意の角度で交差させてもよい。第１偏光出力部５０と第２偏光出力部５２との間には、マスク３８まで鉛直方向に延びる遮光壁を設けることが好ましい。これにより、遮光壁が、互いの偏光を遮光する。この場合、遮光壁は、第１偏光及び第２偏光の反射を抑制するために黒色が好ましい。
【００４７】
マスク３８は、偏光光源３４から出力された偏光の一部を透過して、残りを遮光する。これにより、フィルム９０が、所定のパターンに露光される。マスク３８は、偏光光源３４とフィルム９０との間に配置される。一例として、マスク３８は、フィルム９０の数百μｍ上方に配置される。マスク３８は、マスク基材５６と、遮光層５８とを有する。遮光層５８には、第１透過領域６２として機能する開口と、第２透過領域６６として機能する開口とが形成されている。
【００４８】
マスク保持部４０は、フィルム９０に対して、搬送方向と直交する幅方向に相対移動可能に保持されている。マスク保持部４０は、マスク３８を保持する。これにより、マスク３８は、モータまたはアクチュエータ等によってマスク保持部４０とともに移動できる。
【００４９】
下流側従動ロール４２は、下流側張力ロール４６の下流側に配置されている。下流側従動ロール４２は、フィルム９０の搬送経路の上方に配置されている。下流側従動ロール４２は、下方を搬送されるフィルム９０に合わせて回転する。また、下流側従動ロール４２は、搬送中のフィルム９０を下方へと押圧する。
【００５０】
上流側張力ロール４４は、偏光光源３４及びマスク３８の上流側であって、上流側従動ロール３２の下流側に配置されている。下流側張力ロール４６は、偏光光源３４及びマスク３８の下流側であって、下流側従動ロール４２の上流側に配置されている。上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６は、回転可能に支持されている。上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６は、駆動モータ等によって自転可能に構成してもよく、巻き取りロール２８等の駆動力によって従動可能に構成してもよい。
【００５１】
上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６は、搬送経路の下に配置されている。これにより、上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６は、フィルム９０の面のうち、フィルム９０の配向膜１２０が形成されていない面である下面と接触して押圧する。上述したように、フィルム９０は、上流側従動ロール３２及び下流側従動ロール４２によって下方へ押圧されている。従って、上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６は、下方に押圧されているフィルム９０に搬送方向の張力を付与することになる。
【００５２】
上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６は、マスク３８を挟んで配置されている。上流側張力ロール４４は、第１透過領域６２の上流側端部よりも上流側に配置され、下流側張力ロール４６は、第２透過領域６６の下流側端部よりも下流側に配置されている。これにより、第１偏光出力部５０及び第２偏光出力部５２から出力された第１偏光及び第２偏光が、フィルム９０を透過した後、上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６によって反射されてフィルム９０を露光することを、低減する。上流側張力ロール４４と下流側張力ロール４６との間の距離は、一般的な液晶表示装置に設けられる数ｃｍ以上の光学フィルム１００の長辺方向の長さよりも短くすることができる。これにより、上流側張力ロール４４と下流側張力ロール４６との間のフィルム９０に搬送方向の張力を十分に付与することができる。
【００５３】
図６は、マスク３８の平面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ったマスク３８の縦断面図である。図６の透過領域内に示す矢印は、透過領域を透過する偏光の偏光方向の一例である。図６及び図７において、搬送方向とは、フィルム９０の搬送方向のことであり、幅方向とは搬送方向と直交する方向のことである。
【００５４】
図６及び図７に示すように、マスク３８のマスク基材５６は、矩形の板状に形成されている。マスク基材５６は、石英ガラス等の材料からなる。フィルム９０の搬送方向におけるマスク基材５６の長さの一例は、約３００ｍｍである。尚、マスク基材５６の長さは、フィルム９０の幅に応じて適宜変更することができる。遮光層５８は、マスク基材５６の下面に形成されている。遮光層５８は、クロム等の光を遮蔽可能な材料からなる。上述したように遮光層５８には、複数の第１透過領域６２及び第２透過領域６６として機能する開口が形成されている。複数の第１透過領域６２が形成されている領域が、第１マスク領域８２である。第２透過領域６６が形成されている領域が、第２マスク領域８４である。第２マスク領域８４は、第１マスク領域８２よりも搬送方向の下流側に配置されている。
【００５５】
第１透過領域６２は、第１偏光出力部５０とフィルム９０との間に配置されている。第１透過領域６２は、少なくとも第１偏光を透過する。これにより、第１偏光出力部５０から出力された第１偏光が、第１透過領域６２を透過して、フィルム９０に形成された配向膜１２０を露光する。複数の第１透過領域６２は、幅方向に沿って配列されている。第１透過領域６２の搬送方向の長さの一例は、４０ｍｍである。第１透過領域６２の幅方向の長さの一例は、０．２ｍｍである。第１透過領域６２と隣接する第１透過領域６２との間隔の一例は、０．２ｍｍである。第１透過領域６２と隣接する第１透過領域６２との間が、第１偏光を遮光する複数の第１遮光領域の一例である。即ち、第１マスク領域８２では、第１透過領域６２と第１遮光領域とが、配列方向の一例である幅方向に沿って交互に配列されている。
【００５６】
第２透過領域６６は、少なくとも第２偏光を透過する。第２透過領域６６は、第２偏光出力部５２とフィルム９０との間に配置されている。これにより、第２偏光出力部５２から出力された第２偏光が、第２透過領域６６を透過して、フィルム９０に形成された配向膜１２０に照射される。
【００５７】
第２透過領域６６は、幅方向に延びるように形成されている。幅方向において、第２透過領域６６の一端は、複数の第１透過領域６２のうち一端の第１透過領域６２まで達する。第２透過領域６６の他端は、複数の第１透過領域６２のうち他端の第１透過領域６２の外側、即ち、他端の第１透過領域６２よりもマスク基材５６の側面近傍まで延びる。即ち、第２透過領域６６の幅方向の長さは、一端の第１透過領域６２から他端の第１透過領域６２までの長さよりも長い。第２透過領域６６の幅方向の長さの一例は、２９０ｍｍである。従って、第２透過領域６６は、幅方向において、第１透過領域６２と重なる位置に形成されている。これにより、第２透過領域６６を透過した第２偏光は、第１透過領域６２を透過した第１偏光によって露光されていない領域のみならず、第１偏光によって露光された領域も露光する。この結果、第１透過領域６２を透過した第１偏光によって露光されていない領域が、第２透過領域６６を透過した第２偏光によって隙間なく露光される。
【００５８】
第２透過領域６６の上流側の端部は、第１透過領域６２の下流側の端部よりも下流側に配置されている。即ち、第２透過領域６６は、搬送方向において、第１透過領域６２及び第１遮光領域と重ならない位置に形成されている。第２透過領域６６の搬送方向の長さは、第１透過領域６２の搬送方向の長さよりも短い。第２透過領域６６の搬送方向の長さは、例えば、１３ｍｍから４３ｍｍである。これにより、第１偏光の照度と第２偏光の照度は等しくても、配向膜１２０に照射される第２偏光の単位面積当たりの露光量は、第１偏光の単位面積当たりの露光量よりも小さくなる。これにより、第２偏光が、先に配向された第１配向領域１２４の配向方向を乱すことが少ないので、設計通りの第１配向領域１２４及び第２配向領域１２６を得ることができる。ここでいう、露光量は、各単位面積当たりの領域の照射時間で照度を積分した値であって、単位は、ｍＪ／ｃｍ２となる。尚、露光量の式は次の通りである。
露光量［ｍＪ／ｃｍ２］＝照度［ｍＷ／ｃｍ２］×照射時間［ｓｅｃ］
【００５９】
尚、第１透過領域６２を、第１偏光のみを透過可能な偏光板によって構成してもよい。また、第２透過領域６６を、第２偏光のみを透過可能な偏光板によって構成してもよい。これにより、第２透過領域６６が第１偏光の透過を抑制するとともに、第１透過領域６２が第２偏光の透過を抑制することができる。この場合、偏光光源３４は、非偏光を出力してもよい。
【００６０】
次に、光学フィルム１００の製造方法について説明する。まず、送り出しロール１２に巻かれた長尺状のフィルム９０を準備する。ここで、フィルム９０の全長の一例は、約１０００ｍである。フィルム９０の幅の一例は、約１ｍである。この後、フィルム９０の一端を巻き取りロール２８に固定する。この状態で、フィルム９０は、上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６の上面を通して配置されている。
【００６１】
次に、巻き取りロール２８の回転駆動が開始する。この結果、フィルム９０が送り出しロール１２から送り出されて、フィルム９０が、搬送方向に沿って搬送される搬送段階となる。フィルム９０の搬送速度の一例は、２ｍ／分〜１０ｍ／分である。
【００６２】
送り出されたフィルム９０は、配向膜塗布部１４の下方を通過する。これにより、フィルム９０の上面には、配向膜塗布部１４によって、幅方向の略全域にわたって配向膜１２０が塗布される。配向膜１２０の塗布は、フィルム９０の搬送中、連続して実行される。従って、フィルム９０の上面には、両端の一部を除いて、搬送方向における全長にわたって連続して配向膜１２０が塗布される。
【００６３】
配向膜１２０が塗布されたフィルム９０は、搬送されて、配向膜乾燥部１６の内部を通過する。これにより、フィルム９０の上面に塗布された配向膜１２０が、乾燥される。この後、フィルム９０は、上流側従動ロール３２の下方、及び、上流側張力ロール４４の上面を通過する。
【００６４】
配向膜１２０が塗布された領域のフィルム９０が第１透過領域６２の下方を通過することにより第１配向段階となる。第１配向段階では、搬送段階が継続した状態で、第１偏光が、第１マスク領域８２を介して、配向膜１２０に照射されて、複数の第１配向領域１２４が形成される。詳細には、第１透過領域６２の下方を通過する領域に形成されたフィルム９０の配向膜１２０が、第１偏光出力部５０から出力されてマスク３８の第１透過領域６２を透過した第１偏光によって、露光される。ここで、フィルム９０は、巻き取りロール２８によって連続して一定の速度で搬送が継続されつつ、露光される。従って、第１透過領域６２の下方を通過する配向膜１２０は、搬送方向に沿って、連続して、第１偏光出力部５０から出力される第１偏光によって露光される。これにより、第１透過領域６２の下方を通過した領域の配向膜１２０は、第１透過領域６２と同じ幅であって搬送方向に延びる帯状に露光される。これにより、露光部１８の偏光光源３４の照射領域における搬送方向の長さよりも長く、切れ目なくフィルム９０が露光されることになる。また、当該領域の配向膜１２０は、第１偏光出力部５０から出力される第１偏光によって露光されるので、当該領域の配向膜１２０は、露光される第１偏光に対応して配向される。
【００６５】
この後、配向膜１２０が塗布された領域のフィルム９０は搬送されて、第２透過領域６６の下方を通過することにより第２配向段階となる。第２配向段階では、搬送段階が継続した状態で、第２偏光が、第２マスク領域８４を介して、配向膜１２０に照射されて、複数の第２配向領域１２６が形成される。詳細には、第２偏光出力部５２から出力されてマスク３８の第２透過領域６６を透過した第２偏光が、第２透過領域６６の下方を通過する領域に形成されたフィルム９０の配向膜１２０に照射される。フィルム９０の搬送は継続されているので、当該領域の配向膜１２０も第２透過領域６６と同じ幅の搬送方向に延びる帯状に第２偏光が照射される。
【００６６】
ここで、第２透過領域６６は、幅方向において、幅方向における一端の第１透過領域６２の紙面左側の辺の外側から他端の第１透過領域６２の紙面右側の辺まで延びる。これにより、第２偏光が、一端の第１透過領域６２よりも幅方向の外側から他端の第１透過領域６２までの全幅にわたって配向膜１２０に照射される。従って、第２偏光は、第１偏光によって露光されなかった領域のみならず、第１偏光によって露光された領域にも照射される。これによって、第１偏光によって配向された第１配向領域１２４と隣接する第１配向領域１２４との間において、第２偏光が照射されない領域がなくなる。
【００６７】
第２透過領域６６の搬送方向の長さは、第１透過領域６２の搬送方向の長さよりも短い。従って、フィルム９０の単位面積当たりに照射される第２偏光の露光量は、単位面積当たりに照射される第１偏光の露光量よりも小さい。これにより、第１偏光によって配向された分子は、第２偏光によっては配向方向が変更され難い。従って、第２偏光が照射された領域のうち、第１偏光が照射されなかった領域の配向膜１２０が、照射される第２偏光に対応して配向される。ここで、第２偏光出力部５２から出力される第２偏光の偏光方向は、第１偏光出力部５０から出力される第１偏光の偏光方向と直交する。これにより、第１偏光によって配向される領域の配向方向と、第２偏光によって配向される領域の配向方向は、互いに直交する。この結果、第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６に対応する異なる配向を含む２つの領域が交互に配列されたパターンが配向膜１２０に形成される。
【００６８】
ここで、フィルム９０は、上流側従動ロール３２及び下流側従動ロール４２によって、下方へと押圧されている。これにより、フィルム９０には、上流側張力ロール４４及び下流側張力ロール４６の間で、搬送方向の張力が付与される。また、上流側張力ロール４４は、円柱状に形成されているので、フィルム９０の幅方向の移動が小さい。
【００６９】
この後、配向膜１２０が露光されたフィルム９０は、下流側従動ロール４２の下方を通過して、液晶膜塗布部２０の下方へと達する。これにより、液晶膜１２２が、配向膜１２０の上面に塗布される。液晶膜１２２は搬送中のフィルム９０の配向膜１２０の上面に連続して塗布されるので、液晶膜１２２はフィルム９０の搬送方向の全長にわたって、塗布されることになる。この後、液晶膜１２２が塗布されたフィルム９０は、搬送されて、液晶膜配向部２２を通過する。これにより、液晶膜１２２が液晶膜配向部２２により加熱されて、液晶膜１２２の分子が、下面に形成された配向膜１２０の配向に沿って配向されつつ、乾燥される。
【００７０】
次に、塗布された液晶膜１２２が配向されたフィルム９０は、液晶膜硬化部２４を通過する。これにより、紫外線が液晶膜１２２に照射されて、液晶膜１２２が配向された状態で硬化する。この結果、第１透過領域６２の下方を通過した領域の配向膜１２０、及び、第２透過領域６６の下方を通過した領域の配向膜１２０のそれぞれに対応して、液晶膜１２２の分子が配向される。図１及び図２に示すように、配向膜１２０及び液晶膜１２２によって形成される第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６が、フィルム９０の幅方向に交互に形成される。次に、液晶膜１２２の上面にセパレートフィルム９２が上面に供給されて貼りあわされる。そして、セパレートフィルム９２が上面に貼られたフィルム９０が、巻き取りロール２８によって巻き取られる。
【００７１】
この後、送り出しロール１２に巻かれたフィルム９０の供給が終了するまで、巻き取りロール２８によってフィルム９０が搬送されつつ、フィルム９０の露光が継続される。そして、送り出しロール１２に巻かれたフィルム９０が全て供給されると、光学フィルム１００の製造工程が終了する。尚、終了したフィルム９０の後端に、次の新たなフィルム９０の前端を繋いで、連続してフィルム９０を露光してもよい。最後に、フィルム９０は、規定の長さに切断されて、図１及び図２に示す光学フィルム１００となって完成する。
【００７２】
上述したように、本実施形態では、第２透過領域６６が、幅方向において、各第１透過領域６２と重なるように形成されている。これにより、例えば、配向膜１２０が形成されたフィルム９０が蛇行またはカールした場合であっても、第１配向領域１２４間に隙間なく、第２配向領域１２６を形成して、第１配向領域１２４及び第２配向領域１２６を配向膜１２０に整列させることができる。
【００７３】
本実施形態では、第２透過領域６６の搬送方向の長さが、第１透過領域６２の搬送方向の長さよりも短い。これにより、第１偏光出力部５０が出力する第１偏光の照度と、第２偏光出力部５２が出力する第２偏光の照度とが、同じであっても、配向膜１２０に照射される第２偏光の単位面積当たりの露光量が、第１偏光の単位面積当たりの露光量よりも少なくなる。従って、第１偏光によって配向された第１配向領域１２４の配向が、第２偏光によって乱されることを抑制できる。
【００７４】
本実施形態では、配向膜１２０が塗布されたフィルム９０を搬送しつつ、第１偏光及び第２偏光によって露光する。これにより、光学フィルム１００の第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６の長さよりも、マスク３８の搬送方向の長さを短くすることができる。
【００７５】
本実施形態では、第２透過領域６６が第１透過領域６２よりも下流側に配置されている。これにより、配向されていない配向膜１２０に第１配向領域１２４を形成することができるので、第１偏光のエネルギーを小さくすることができる。
【００７６】
本実施形態では、第１透過領域６２の幅が、第１配向領域１２４の幅よりも短い。これにより、第１透過領域６２を透過した第１偏光が広がっても、第１配向領域１２４以外の領域が第１偏光によって配向されることを抑制できる。
【００７７】
図８は、別のマスク１３８の平面図である。図８に示すマスク１３８では、第１マスク領域１８２と、第２マスク領域１８４とが別々に構成されている。これにより、第１マスク領域１８２または第２マスク領域１８４のいずれか一方が破損しても、その破損した領域のみを交換または修理すればよいので、マスク１３８の維持費を低減できる。また、第１配向領域１２４及び第２配向領域１２６のパターンを変更する場合、第１マスク領域１８２のみを交換して、第１配向領域１２４及び第２配向領域１２６のパターンを変更することができる。
【００７８】
図９は、別のマスク２３８の平面図である。図９に示すマスク２３８は、第２マスク領域が省略されて、第１マスク領域２８２のみを有する。従って、第２偏光は、マスク２３８を介さずに、直接フィルム９０に照射される。この場合、第２偏光の照度は、第１偏光の照度よりも小さくする。第２偏光の照度の一例は、配向された第１配向領域１２４の配向を乱さない程度である。
【００７９】
図１０は、別のマスク３３８の平面図である。図１０に示すマスク３３８では、第２マスク領域３８４の第２透過領域３６６が複数に分割されている。幅方向において、各第２透過領域３６６は、第１透過領域６２の端部の一部から隣接する第１透過領域６２の端部の一部まで延びる。換言すれば、幅方向において、各第２透過領域３６６は、第１透過領域６２間の遮光層５８を中心として、その遮光層５８と隣接する第１透過領域６２の端部の一部まで延びる。また、幅方向において、各第２透過領域３６６は、第１透過領域６２の一辺を跨ぐとともに、隣接する第１透過領域６２の一辺を跨ぐ。これにより、幅方向において、各第２透過領域３６６の両端部は、隣接する第１透過領域６２の端部と重なる。従って、第２偏光は、第２配向領域１２６が形成される領域のみならず、第２配向領域１２６と連続する第１配向領域１２４の一部に照射される。換言すれば、第２偏光は、第１配向領域１２４と第２配向領域１２６との境界を跨いで、第２配向領域１２６及び両側の第１配向領域１２４の端部の一部まで連続する領域を照射する。この結果、フィルム９０が搬送中に蛇行しても、第１偏光によって露光されなかった領域を、第２透過領域３６６を透過した第２偏光によって隙間なく露光することができる。
【００８０】
図１１は、別のマスク４３８の平面図である。図１１に示すマスク４３８では、第２マスク領域４８４が、搬送方向において、第１マスク領域４８２よりも上流側に配置されている。これにより、第１偏光が第２偏光よりも後に照射されるので、第２偏光によって配向された配向を変更できる程度に第１偏光の照度を強くすることによって、第１配向領域１２４の配向状態を向上させることができる。
【００８１】
上述した各実施形態の構成の形状、数値、個数等は適宜変更してよい。また、複数の実施形態を組み合わせてもよい。例えば、第１偏光及び第２偏光の照度及び露光量は適宜偏光してよい。また、第１配向領域１２４の配向方向と第２配向領域１２６の配向方向は、直交していなくても、交差していればよい。更に、第１透過領域６２及び第２透過領域６６、３６６の形状、面積、配置、個数は適宜変更してよい。例えば、図６の第１透過領域６２の形態において、第２透過領域６６は、配列方向における紙面左端の第１透過領域６２の内側の辺である右辺から紙面右端の第１透過領域６２の内側の辺である左辺まで少なくとも延びるように形成してもよい。これにより、第２偏光は、配列方向における紙面左端の第１透過領域６２の内側の辺である右辺から紙面右端の第１透過領域６２の内側の辺である左辺までの全幅にわたって少なくとも配向膜１２０に照射される。
【００８２】
上述の実施形態では、フィルム９０の搬送と、第１偏光及び第２偏光の露光とを同時に進行させたが、搬送と露光とを別々に実行する間欠露光としてもよい。例えば、マスクの第１透過領域６２及び第２透過領域６６、３６６の搬送方向の長さよりも短い距離のフィルム９０の搬送と停止を交互に複数回繰り返し、停止中に、マスクを介して、第１偏光及び第２偏光による配向膜１２０の露光を断続的に実行してもよい。また、上述の実施形態では、長尺状のフィルム９０から光学フィルム１００を製造したが、光学フィルム１００と同じ長さのフィルムから１枚ずつ光学フィルム１００を製造してもよい。
【００８３】
図９に示す実施形態以外では、第１偏光及び第２偏光の照度を同じにしたが、第１偏光及び第２偏光の照度を異ならせてもよい。この場合、配向膜１２０に照射される第１偏光の露光量と、第２偏光の露光量は、第１透過領域６２及び第２透過領域６６、３６６の面積と、第１偏光及び第２偏光の照度とによって、調整することができる。または、配向膜１２０に照射される第１偏光の露光量と、第２偏光の露光量は、第１透過領域６２及び第２透過領域６６、３６６の開口長を等しくして、第１偏光及び第２偏光の照度によって、調整してもよい。
【００８４】
上述の実施形態では、第１透過領域６２の幅方向の長さと、第１透過領域６２と隣接する第１透過領域６２との間の間隔とを同じにしたが、異ならせてもよい。例えば、第１透過領域６２を透過した第１偏光が広がることを考慮して、第１透過領域６２の配列方向の長さは、第１配向領域１２４よりの配列方向の長さよりも短くすることが好ましい。この場合、第１透過領域６２の幅方向の長さが、第１透過領域６２と隣接する第１透過領域６２との間隔よりも短くなる。
【００８５】
上述の実施形態では、第１透過領域と第２透過領域が、搬送方向において、異なる位置に配置されているが、同じ位置に形成してもよい。換言すれば、第１透過領域と第２透過領域が、搬送方向において、連続していてもよい。この場合、第１偏光及び第２偏光は、分離して照射する。
【００８６】
次に、上述した実施形態の効果を証明するための実験について説明する。まず、当該実験において、実施形態と比較する比較例の光学フィルムを製造する比較例用のマスクについて説明する。図１２は、比較例用のマスク９３８の平面図である。図１２に示すように、マスク９３８は、第１透過領域９６２が形成された第１マスク領域９８２と、第２透過領域９６６が形成された第２マスク領域９８４とを有する。第１マスク領域９８２は、実施形態の第１マスク領域８２と同じである。第２マスク領域９８４は、複数の第２透過領域９６６を有する。第２透過領域９６６は、第１透過領域９６２と同じ形状である。幅方向において、第２透過領域９６６は、第１透過領域９６２と隣接する第１透過領域９６２との間に配置されている。即ち、第１透過領域９６２の搬送方向に延びる一辺の延長線上に、第２透過領域９６６の搬送方向に延びる一辺が配置されている。比較例用のマスク９３８を使用して、２個の比較例１及び比較例２の光学フィルムを作成した。実施例の光学フィルム１００は、図６及び図７に示すマスク３８を使用して製造した。
【００８７】
比較例１、２及び実施例において、配向膜１２０は、乾燥後の厚みが１０ｎｍから５０ｎｍとなるように光配向性樹脂によって形成した。比較例１、２及び実施例において、液晶膜１２２は、乾燥後の厚みが１．０μｍから１．２μｍとなるように紫外線硬化型ネマティック液晶によって形成した。比較例１、２及び実施例において、第１偏光及び第２偏光の照度は、ともに７８ｍＷ／ｃｍ２である。実施例に照射された単位面積当たりの第１露光量は、２７．８ｍＪ／ｃｍ２であって、単位面積当たりの第２露光量は、９．３ｍＪ／ｃｍ２である。実施例の第２露光量は、第２透過領域６６の搬送方向の長さである開口長を１３．８ｍｍとすることによって調整した。第１露光量は、配向膜１２０に照射された第１偏光の照度を照射時間で積分した値である。第２露光量は、配向膜１２０に照射された第２偏光の照度を照射時間で積分した値である。
【００８８】
これらの比較例及び実施例について、写真を撮影した。写真は、比較例及び実施例を直線偏光板と円偏光板との間に挟んだ試料を１００倍の倍率で光学顕微鏡により撮影した。
【００８９】
図１３は、配向膜１２０に第１配向領域１２４と、第２配向領域１２６との他に第１及び第２未露光領域が形成された比較例１の写真である。未露光領域が形成される理由は、例えば、マスク９３８の面に対して垂直な鉛直方向の周りでのマスク９３８の回転に起因する第１透過領域９６２及び第２透過領域９６６の搬送方向からの傾斜、及び、搬送途中におけるフィルム９０の蛇行等である。図１４は、配向膜１２０に未露光領域がほとんど形成されなかった比較例２の写真である。図１５は、後述する実施例８の光学フィルム１００の写真である。
【００９０】
図１３の写真からわかるように、比較用のマスク９３８により露光すると、未露光領域が形成される可能性があることがわかる。尚、図１４のように、比較用のマスク９３８によって未露光領域が形成されない可能性は約９５％以下である。一方、図１５の写真及び製造方法からわかるように、本実施形態では、略１００％の確率で未露光領域が形成されず、第１配向領域１２４及び第２配向領域１２６が隙間なく形成されることがわかる。更に、図１４と図１５を比較した場合、比較例２では第１配向領域と第２配向領域との境界が荒れているが、実施例では第１配向領域１２４と第２配向領域１２６との境界が略直線となっていることがわかる。
【００９１】
次に、比較例及び実施例の液晶の配向度を調べた。図１６は、比較例及び実施例の配向度の計算結果の表である。液晶の配向度は、一定の面積による第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６の配向角データから、配向角分布の標準偏差を算出した値のことである。配向度の値が小さいほど、液晶の配向性、即ち、配向方向に沿った液晶の分子の配向が良いことを示す。特に、配向度が１°以下であれば、立体画像を見ることができ、配向度が０．５°以下であれば、クロストークがほとんどなく、鮮明な立体画像を見ることができる。一定の面積における第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６の配向角の測定は、王子計測機器株式会社製のＫＯＢＲＡ−ＣＣＤを用いて、以下のように行った。まず、実施例及び比較例の光学フィルムを約４０ｍｍ×約４０ｍｍの正方形状に切断してサンプルとする。次に、サンプルをＫＯＢＲＡ−ＣＣＤの試料台に載置する。エリア設定画面において、第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６のうちいずれか一方の領域のみを測定するように測定エリアを設定する。次に、５９０ｎｍの測定用の波長を用いて、設定した測定エリアの配向角を測定する。測定で得られた測定エリアの配向角データから配向角分布の標準偏差を算出する。この配向角分布の標準偏差を液晶の配向度とした。尚、比較例１については、図１３に示す未露光領域の配向度も記載した。図１６には、各実施例を製造した工程における第１及び第２露光量を合わせて記載した。
【００９２】
図１６に示すように、比較例１では、第１及び第２未露光領域の配向度が、極めて悪いことがわかる。これにより、比較例１では、右目用画像と左目用画像のクロストークが起こることがわかる。一方、実施例１から実施例１９のいずれにおいても、比較例１のような未露光領域は形成されていない。実施例１から実施例１９のいずれの配向度においても、比較例１の第１未露光領域の配向度よりも極めて優秀な数値を示している。また、実施例１から実施例１９では、実施例５、１１、１４を除き、配向度が、１°以下となっており、立体画像を十分に見れることがわかる。更に、実施例２から４、実施例７から１０、実施例１３及び実施例１６から１９では、配向度が０．５°以下となっている。これにより、実施例２から４、実施例７から１０、実施例１３及び実施例１６から１９では、鮮明な立体画像を見れることがわかる。また、実施例２から４、実施例７から１０、実施例１３及び実施例１６から１９では、第１配向領域１２４及び第２配向領域１２６のいずれにおいても、比較例２より優秀な数値を示している。
【００９３】
図１７は、実施例１から１９の配向度の判定結果を示すグラフである。配向度の判定は、第１偏光変調部１０４及び第２偏光変調部１０６の配向度のうち、大きい数値に基づいて判定した。図１７にプロットした「○」は、配向度が０．５°以下の実施例である。「△」は、配向度が０．５°以上、１°以下の実施例である。「×」は、配向度が１°より大きい場合の実施例である。
【００９４】
図１７に示すように、配向度によって、光学フィルム１００を判定する場合、実施例１、実施例４、実施例８、実施例６で囲まれる領域が好ましい。この領域は、Ｘを第１露光量［ｍＪ／ｃｍ２］として、Ｙを第２露光量［ｍＪ／ｃｍ２］とすると下記の条件となる。
０．２８１Ｘ＋１．４８≦Ｙ≦１．１０Ｘ−６．８４
２７．８≦Ｘ≦６９．４
【００９５】
更に、配向度によって、光学フィルム１００を判定する場合、より好ましくは、実施例２、実施例４、実施例８、実施例７で囲まれる領域が好ましい。この領域は、Ｘを第１露光量［ｍＪ／ｃｍ２］として、Ｙを第２露光量［ｍＪ／ｃｍ２］とすると下記の条件となる。
０．２８１Ｘ＋１．４８≦Ｙ≦０．８８５Ｘ−８．０９
２７．８≦Ｘ≦６９．４
【００９６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【００９７】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９８】
１０  光学フィルム製造装置、      １２  ロール、      １４  配向膜塗布部、      １６  配向膜乾燥部、      １８  露光部、      ２０  液晶膜塗布部、      ２２  液晶膜配向部、      ２４  液晶膜硬化部、      ２６  セパレートフィルム供給部、      ２８  ロール、      ３２  上流側従動ロール、      ３４  偏光光源、      ３８  マスク、      ４０  マスク保持部、      ４２  下流側従動ロール、      ４４  上流側張力ロール、      ４６  下流側張力ロール、      ５０  第１偏光出力部、      ５２  第２偏光出力部、      ５６  マスク基材、      ５８  遮光層、      ６２  第１透過領域、      ６６  第２透過領域、      ８２  第１マスク領域、      ８４  第２マスク領域、      ９０  フィルム、      ９２  セパレートフィルム、      １００  光学フィルム、      １０２  樹脂基材、      １０４  第１偏光変調部、      １０６  第２偏光変調部、      １１０  矢印、      １１２  矢印、      １１４  矢印、      １１６  矢印、      １２０  配向膜、      １２２  液晶膜、      １２４  第１配向領域、      １２６  第２配向領域、      １２８  第１液晶領域、      １３０  第２液晶領域、      １３８  マスク、      １５０  立体画像表示装置、      １５２  光源、      １５４  画像出力部、      １５８  光学機能膜、      １６４  偏光板、      １６６  保持基板、      １６８  画像生成部、      １７０  保持基板、      １７４  偏光板、      １７８  右目用画像生成部、      １８０  左目用画像生成部、      １８２  第１マスク領域、      １８４  第２マスク領域、      １９０  偏光眼鏡、      １９２  右目用レンズ、      １９４  左目用レンズ、      ２３８  マスク、      ２８２  第１マスク領域、      ３３８  マスク、      ３６６  第２透過領域、      ３８４  第２マスク領域、      ４３８  マスク、      ４８２  第１マスク領域、      ４８４  第２マスク領域、      ９３８  マスク、      ９６２  第１透過領域、      ９６６  第２透過領域、      ９８２  第１マスク領域、      ９８４  第２マスク領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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