(57)【要約】【課題】分割露光を用いて作製した場合でも均一な光拡散特性を有する光制御フィルムを製造できる光制御フィルムの製造装置を提供する。【解決手段】本発明の光制御フィルムの製造装置は、フィルム材に対し、第１基材の第２面に対向して配置された露光量調整部材と、フィルム材と露光量調整部材との間に配置された散乱体と、露光量調整部材と散乱体とを介してフィルム材に光を照射する露光機と、を備える。露光量調整部材は、光を透過させる開口領域と、開口領域の一端側に配置され外側にいくに従って光の透過率が低くなる第１透過率傾斜領域と、開口領域の他端側に配置され外側にいくに従って透過率が低くなる第２透過率傾斜領域と、を有する。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基材と、前記基材の一面における第１領域に設けられた光拡散部と、前記一面のうち前記第１領域を除いた第２領域に設けられた遮光層と、を備え、前記光拡散部が、前記基材の前記一面に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、を有し、前記光拡散部の前記光射出端面から前記光入射端面までの高さが、前記遮光層の層厚よりも大きい光制御フィルムの製造装置であって、
光透過性を有するとともに第１面に前記光制御フィルムの形成領域を複数備えた第１基材と、前記形成領域に設けられた遮光層と、前記遮光層上に形成された感光性レジスト層と、を有するフィルム材に対し、前記第１基材の第２面に対向して配置された露光量調整部材と、
前記フィルム材と前記露光量調整部材との間に配置された散乱体と、
前記露光量調整部材と前記散乱体とを介して前記フィルム材に光を照射する露光機と、を備え、
前記露光量調整部材は、前記光を透過させる開口領域と、前記開口領域の一端側に配置され外側にいくに従って前記光の透過率が低くなる第１透過率傾斜領域と、前記開口領域の他端側に配置され外側にいくに従って前記透過率が低くなる第２透過率傾斜領域と、を有する光制御フィルムの製造装置。
【請求項２】
前記露光量調整部材は、前記開口領域を２等分する中心線に対して、前記第１透過率傾斜領域と前記第２透過率傾斜領域とで透過率の分布が対称となっている請求項１に記載の光制御フィルムの製造装置。
【請求項３】
前記第１透過率傾斜領域の前記透過率と前記第２透過率傾斜領域の前記透過率とを積算した透過率が、前記開口領域における前記透過率と等しい請求項１または請求項２に記載の光制御フィルムの製造装置。
【請求項４】
前記露光量調整部材の前記第１透過率傾斜領域および前記第２透過率傾斜領域に、それぞれ外方に向かって開口率が減少するように形成されたスリットを有する遮光層が設けられている請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光制御フィルムの製造装置。
【請求項５】
前記第１透過率傾斜領域および前記第２透過率傾斜領域に、それぞれ外方に向かって層厚が順次大きくなる半透過層が設けられている請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光制御フィルムの製造装置。
【請求項６】
前記第１透過率傾斜領域および前記第２透過率傾斜領域における前記透過率の分布が線形関数あるいは三角関数で表される請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光制御フィルムの製造装置。
【請求項７】
前記露光量調整部材の周縁部に遮光領域が設けられている請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の光制御フィルムの製造装置。
【請求項８】
前記散乱体と前記露光量調整部材とが一体とされている請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載に光制御フィルムの製造装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の光制御フィルムの製造装置に用いられるフィルム材であって、
第１面に光透過性を有するとともに前記光制御フィルムの形成領域を複数備えた第１基材と、前記形成領域に設けられた遮光層と、
前記遮光層上に形成された感光性レジスト層と、
第１の露光領域を示す第１のアライメントマーク及び第２の露光領域を示す第２のアライメントマークと、を有し、
隣り合う前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークとの間の領域が、前記第１の露光領域と前記第２の露光領域との重複部分であるフィルム材。
【請求項１０】
前記第１のアライメントマークおよび前記第２のアライメントマークが、前記遮光層の一部で形成されている請求項９に記載のフィルム材。
【請求項１１】
前記第１基材の長手方向に沿って前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークとが交互に配置されている請求項９または請求項１０に記載のフィルム材。
【請求項１２】
複数の前記遮光層が複数の繰り返しパターンにより形成され、
前記第１のアライメントマークおよび前記第２のアライメントマークは、前記繰り返しパターンの一つあるいは複数を遮光部としたもので形成されている請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載のフィルム材。
【請求項１３】
複数の前記遮光層が複数の繰り返しパターンにより形成され、
前記第１のアライメントマークおよび前記第２のアライメントマークは、前記繰り返しパターンの一つあるいは複数を透過部としたもので形成されている請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載のフィルム材。
【請求項１４】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の光制御フィルムの製造装置を用い、前記露光量調整部材を介して前記フィルム材に対して第１の露光処理を行う工程と、
露光が行われた第１の前記露光領域と一部が重複するように第２の露光処理を行う工程と、を備え、
前記第１の露光処理と前記第２の露光処理とにより前記感光性レジスト層からなる前記光拡散部を形成する光制御フィルムの製造方法。
【請求項１５】
表示体と、
前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光を拡散させて射出させる光制御部材と、を備え、
前記光制御部材が、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の光制御フィルムの製造装置により製造された光制御フィルムである表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御フィルムの製造装置、フィルム材、光制御フィルムの製造方法および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は、正面からの視認性に優れる反面、視野角が狭く、視野角を広げるための様々な工夫がなされている。その一つとして、液晶パネル等の表示体から射出される光の拡散角度を制御するための部材を表示体の視認側に備える構成が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、透明基材と、透明基材の一面に形成されたテーパ状の反射面を有する光拡散部と、透明基材の一面における光拡散部の形成領域以外の領域に形成された遮光部と、を備えた光制御フィルムが開示されている。光制御フィルムにおいては、入射した光を光拡散部のテーパ状の反射面で反射させることにより、透過光の拡散角度を入射前よりも広げている。
【０００３】
例えば大判の光制御フィルムを作製する場合、光拡散部を形成するための露光工程において、１枚の光制御フィルムを複数の領域に分割し、分割した領域毎に露光を繰り返す方法が採用されることがある。本明細書では、この方式の露光のことを分割露光と称する。液晶表示装置における配向膜の製造プロセスにおいて、ハーフトーン部を有するフォトマスクを用いて分割露光を行う方法が、下記の特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０８１４１０号
【特許文献２】特開２０１０−１８１９１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
分割露光を用いて光制御フィルムを作製する場合、隣り合う露光領域の繋ぎ目で光拡散特性が異なる部位が生じる場合がある。このような光制御フィルムを液晶表示装置に貼付すると、筋状の表示ムラが発生するという問題がある。特許文献１に記載の光制御フィルムの製造プロセスにおいては、透明基材上に形成された遮光部をマスクとしてフォトレジストを露光することにより光拡散部を形成する。すなわち、特許文献１に記載の光制御フィルムの製造プロセスは、フォトマスクを用いることなく光拡散部を形成できる、という利点を有している。したがって、フォトマスクの使用を前提とした特許文献２の分割露光法を、光制御フィルムの製造プロセスに適用することはできない。
【０００６】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、分割露光を用いて作製しても均一な光拡散特性を有する光制御フィルムを製造することが可能な光制御フィルムの製造装置の提供を目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の光制御フィルムの製造装置に用いて好適なフィルム材の提供を目的の一つとする。本発明の一つの態様は、分割露光を用いても均一な光拡散特性を有する光制御フィルムを製造することが可能な光制御フィルムの製造方法の提供を目的の一つとする。本発明の一つの態様は、表示品質に優れた表示装置の提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置は、光透過性を有する基材と、前記基材の一面における第１領域に設けられた光拡散部と、前記一面のうち前記第１領域を除いた第２領域に設けられた遮光層と、を備え、前記光拡散部が、前記基材の前記一面に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、を有し、前記光拡散部の前記光射出端面から前記光入射端面までの高さが、前記遮光層の層厚よりも大きい光制御フィルムの製造装置であり、光透過性を有するとともに第１面に前記光制御フィルムの形成領域を複数備えた第１基材と、前記形成領域に設けられた遮光層と、前記遮光層上に形成された感光性レジスト層と、を有するフィルム材に対し、前記第１基材の第２面に対向して配置された露光量調整部材と、前記フィルム材と前記露光量調整部材との間に配置された散乱体と、前記露光量調整部材と前記散乱体とを介して前記フィルム材に光を照射する露光機と、を備えている。前記露光量調整部材は、前記光を透過させる開口領域と、前記開口領域の一端側に配置され外側にいくに従って前記光の透過率が低くなる第１透過率傾斜領域と、前記開口領域の他端側に配置され外側にいくに従って前記透過率が低くなる第２透過率傾斜領域と、を有する。
【０００８】
本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置において、前記露光量調整部材は、前記開口領域を２等分する中心線に対して、前記第１透過率傾斜領域と前記第２透過率傾斜領域とで透過率の分布が対称となっていてもよい。
【０００９】
本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置において、前記第１透過率傾斜領域の前記透過率と前記第２透過率傾斜領域の前記透過率とを積算した透過率は、前記開口領域における前記透過率と等しくなっていてもよい。
【００１０】
本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置において、前記露光量調整部材の前記第１透過率傾斜領域および前記第２透過率傾斜領域に、それぞれ外方に向かって開口率が減少するように形成されたスリットを有する遮光層が設けられていてもよい。
【００１１】
本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置において、前記第１透過率傾斜領域および前記第２透過率傾斜領域に、それぞれ外方に向かって層厚が順次大きくなる遮光層が設けられていてもよい。
【００１２】
本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置において、前記第１透過率傾斜領域および前記第２透過率傾斜領域における前記透過率の分布は、線形関数あるいは三角関数で表されるものであってもよい。
【００１３】
本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置において、前記露光量調整部材の周縁部に遮光領域が設けられていてもよい。
【００１４】
本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置において、前記散乱体と前記露光量調整部材とが一体であってもよい。
【００１５】
本発明の一つの態様のフィルム材は、本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置に用いられるフィルム材であって、第１面に光透過性を有するとともに前記光制御フィルムの形成領域を複数備えた第１基材と、前記形成領域に設けられた遮光層と、前記遮光層上に形成された感光性レジスト層と、第１の露光領域を示す第１のアライメントマーク及び第２の露光領域を示す第２のアライメントマークと、を有している。隣り合う前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークとの間の領域は、前記第１の露光領域と前記第２の露光領域との重複部分である。
【００１６】
本発明の一つの態様のフィルム材において、前記第１のアライメントマークおよび前記第２のアライメントマークは、前記遮光層の一部で形成されていてもよい。
【００１７】
本発明の一つの態様のフィルム材において、前記第１基材の長手方向に沿って前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークとが交互に配置されていてもよい。
【００１８】
本発明の一つの態様のフィルム材において、複数の前記遮光層が複数の繰り返しパターンにより形成され、前記第１のアライメントマークおよび前記第２のアライメントマークは、前記繰り返しパターンの一つあるいは複数を遮光部としたもので形成されていてもよい。
【００１９】
本発明の一つの態様のフィルム材において、複数の前記遮光層が複数の繰り返しパターンにより形成され、前記第１のアライメントマークおよび前記第２のアライメントマークは、前記繰り返しパターンの一つあるいは複数を透過部としたもので形成されていてもよい。
【００２０】
本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造方法は、本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置を用い、前記露光量調整部材を介して前記フィルム材に対して第１の露光処理を行う工程と、露光が行われた第１の前記露光領域と一部が重複するように第２の露光処理を行う工程と、を備え、前記第１の露光処理と前記第２の露光処理とにより前記感光性レジスト層からなる前記光拡散部を形成する。
【００２１】
本発明の一つの態様の表示装置は、表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光を拡散させて射出させる光制御部材と、を備え、前記光制御部材が、本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置により製造された光制御フィルムで構成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造装置によれば、分割露光を用いて作製しても均一な光拡散特性を有する光制御フィルムを製造することができる。本発明の一つの態様によれば、上記の光制御フィルムの製造装置に用いて好適なフィルム材を提供することができる。本発明の一つの態様の光制御フィルムの製造方法によれば、分割露光を用いても均一な光拡散特性を有する光制御フィルムを製造することができる。本発明の一つの態様によれば、表示品質に優れた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】液晶表示装置の断面図である。
【図３】液晶パネルの縦断面図である。
【図４】光制御フィルムを示す斜視図である。
【図５】光制御フィルムの平面図および断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）液晶パネルの動作を説明するための図である。
【図７】極角と方位角の定義を説明するための図である。
【図８】液晶表示装置の正面図である。
【図９】液晶表示装置の正面図における、光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、偏光板の透過軸との配置関係を示す図である。
【図１０】光制御フィルムの製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）光制御フィルムの製造工程を示す斜視図である。
【図１２】光制御フィルムの製造装置を示す概略構成図である。
【図１３】露光装置を示す概略構成図である。
【図１４】露光量調整部材の斜視図である。
【図１５】露光量調整部材の平面図である。
【図１６】露光量調整部材の変形例を示す断面図である。
【図１７】露光装置における光制御フィルムの搬送動作を説明するための図である。
【図１８】（Ａ）〜（Ｅ）露光量の平準化の原理を説明するための図である。
【図１９】（Ａ）、（Ｂ）露光量調整部材の透過率分布の傾斜領域が線形関数で表される場合の透過率のグラフである。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）露光量調整部材の透過率分布の傾斜領域が三角関数で表される場合の透過率のグラフである。
【図２１】（Ａ）、（Ｂ）露光量調整部材の透過率分布の傾斜領域がない場合の透過率のグラフである。
【図２２】第２実施形態の露光装置を示す概略構成図である。
【図２３】第３実施形態の露光装置を示す概略構成図である。
【図２４】第４実施形態の露光装置を示す概略構成図である。
【図２５】露光装置に適用する基材フィルムの平面図である。
【図２６】アライメントマークを形成する方法を説明するための図である。
【図２７】アライメントマークを形成するための転写ロールの第１の例を示す斜視図である。
【図２８】アライメントマークを形成するための転写ロールの第２の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図２０を用いて説明する。
本実施形態では、表示装置として、透過型の液晶パネル（表示体）を備えた液晶表示装置の例を挙げて説明する。
図１は本実施形態の液晶表示装置を斜め上方（視認側）から見た斜視図である。
図２は液晶表示装置の断面図である。
なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２５】
本実施形態の液晶表示装置（表示装置）１は、図１および図２に示すように、バックライト４と、第１偏光板５と、液晶パネル（表示体）２と、第２偏光板７と、光制御フィルム３と、を備えている。光制御フィルム３は、液晶表示装置１の視野角を改善するための光制御部材として機能する。
図１では、液晶パネル２を模式的に１枚の板状に図示しているが、その詳細な構造については後述する。
【００２６】
観察者は、光制御フィルム３が配置された図１における液晶表示装置１の上側から表示を見ることになる。以下の説明では、光制御フィルム３が配置された側を視認側と称し、バックライト４が配置された側を背面側と称する。以下の説明において、ｘ軸は液晶表示装置１の画面の水平方向、ｙ軸は液晶表示装置１の画面の垂直方向、ｚ軸は液晶表示装置１の厚さ方向、と定義する。
【００２７】
本実施形態の液晶表示装置１においては、バックライト４から射出された光を液晶パネル２で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。液晶パネル２から射出された光が光制御フィルム３を透過すると、射出光の配光分布（拡散角度分布）が光制御フィルム３に入射する前より広がった状態となって、光が光制御フィルム３から射出される。これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認できる。
【００２８】
以下、液晶パネル２の具体的な構成について説明する。
ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明する。ただし、本発明に適用可能な液晶パネルはアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限るものではない。本発明に適用可能な液晶パネルは、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネルであってもよい。さらには、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであってもよい。
【００２９】
図３は、液晶パネル２の縦断面図である。
図３に示すように、液晶パネル２は、ＴＦＴ基板９と、カラーフィルター基板１０と、液晶層１１と、を有している。ＴＦＴ基板９は、スイッチング素子基板として機能する。
カラーフィルター基板１０は、ＴＦＴ基板９に対向して配置されている。液晶層１１は、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間に挟持されている。
【００３０】
液晶層１１は、ＴＦＴ基板９と、カラーフィルター基板１０と、枠状のシール部材（図示せず）と、によって囲まれた空間内に封入されている。シール部材は、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とを所定の間隔をおいて貼り合わせる。
【００３１】
本実施形態の液晶パネル２は、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モードで表示を行う。液晶層１１には誘電率異方性が正の液晶が用いられる。ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間には、スペーサー１２が配置されている。柱状のスペーサー１２を示すが、球状であってもよい。スペーサー１２は、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間の間隔を一定に保持する。
【００３２】
本発明の液晶パネル２の表示モードは上記のＴＮモードに限らない。例えば、ＶＡ（Vertical Alignment, 垂直配向）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード等を用いてもよい。
【００３３】
図示はしないが、ＴＦＴ基板９には、複数の画素がマトリクス状に配置されている。画素は、表示の最小単位領域である。ＴＦＴ基板９には、複数のソースバスラインが、互いに平行に延在するように形成されている。ＴＦＴ基板９には、複数のゲートバスラインが、互いに平行に延在するように形成されている。複数のゲートバスラインは、複数のソースバスラインと直交している。ＴＦＴ基板９上には、複数のソースバスラインと複数のゲートバスラインとが格子状に形成されている。隣接するソースバスラインと隣接するゲートバスラインとによって区画された矩形状の領域が一つの画素となる。ソースバスラインは、ＴＦＴ１９のソース電極１７に接続されている。ゲートバスラインは、ＴＦＴ１９のゲート電極１６に接続されている。
【００３４】
ＴＦＴ基板９を構成する透明基板１４の液晶層１１側の面には、半導体層１５、ゲート電極１６、ソース電極１７、ドレイン電極１８等を有するＴＦＴ１９が形成されている。透明基板１４としては、例えばガラス基板を用いることができる。  透明基板１４上には、半導体層１５が形成されている。半導体層１５の材料としては、例えばＣＧＳ（Continuous Grain Silicon：連続粒界シリコン）、ＬＰＳ（Low-temperature Poly-Silicon：低温多結晶シリコン）、α−Ｓｉ（Amorphous Silicon：非結晶シリコン）等の半導体材料が用いられる。
【００３５】
透明基板１４上には、半導体層１５を覆うようにゲート絶縁膜２０が形成されている。ゲート絶縁膜２０の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。ゲート絶縁膜２０上には、半導体層１５と対向するようにゲート電極１６が形成されている。ゲート電極１６の材料としては、例えばＷ（タングステン）／ＴａＮ（窒化タンタル）の積層膜、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）等が用いられる。
【００３６】
ゲート絶縁膜２０上には、ゲート電極１６を覆うように第１層間絶縁膜２１が形成されている。第１層間絶縁膜２１の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。第１層間絶縁膜２１上には、ソース電極１７およびドレイン電極１８が形成されている。第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とには、コンタクトホール２２およびコンタクトホール２３が、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通して形成されている。ソース電極１７は、コンタクトホール２２を介して半導体層１５のソース領域に接続されている。ドレイン電極１８は、コンタクトホール２３を介して半導体層１５のドレイン領域に接続されている。ソース電極１７およびドレイン電極１８の材料としては、上述のゲート電極１６と同様の導電性材料が用いられる。
【００３７】
第１層間絶縁膜２１上には、ソース電極１７およびドレイン電極１８を覆うように第２層間絶縁膜２４が形成されている。第２層間絶縁膜２４の材料としては、上述の第１層間絶縁膜２１と同様の材料、もしくは有機絶縁性材料が用いられる。  第２層間絶縁膜２４上には、画素電極２５が形成されている。第２層間絶縁膜２４には、コンタクトホール２６が第２層間絶縁膜２４を貫通して形成されている。画素電極２５は、コンタクトホール２６を介してドレイン電極１８に接続されている。画素電極２５は、ドレイン電極１８を中継用電極として半導体層１５のドレイン領域に接続されている。画素電極２５の材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide、インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide、インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電性材料が用いられる。
【００３８】
この構成により、ゲートバスラインを通じて走査信号が供給され、ＴＦＴ１９がオン状態となったときに、ソースバスラインを通じてソース電極１７に供給された画像信号が、半導体層１５、ドレイン電極１８を経て画素電極２５に供給される。また、画素電極２５を覆うように第２層間絶縁膜２４上の全面に配向膜２７が形成されている。この配向膜２７は、液晶層１１を構成する液晶分子を水平配向させる配向規制力を有している。なお、ＴＦＴ１９の形態としては、図３に示したトップゲート型ＴＦＴであってもよいし、ボトムゲート型ＴＦＴであってもよい。
【００３９】
一方、カラーフィルター基板１０を構成する透明基板２９の液晶層１１側の面には、ブラックマトリクス３０、カラーフィルター３１、平坦化層３２、対向電極３３、配向膜３４が順次形成されている。ブラックマトリクス３０は、画素間領域において光の透過を遮断する機能を有する。ブラックマトリクス３０は、例えば、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属、もしくはカーボン粒子を感光性樹脂に分散させたフォトレジストで形成されている。
【００４０】
カラーフィルター３１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の色素が含まれている。ＴＦＴ基板９上の一つの画素電極２５に、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター３１が対向して配置されている。なお、カラーフィルター３１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色以上の多色構成としてもよい。平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１を覆う絶縁膜で構成されている。平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１によってできる段差を緩和して平坦化する機能を有している。
【００４１】
平坦化層３２上には対向電極３３が形成されている。対向電極３３の材料としては、画素電極２５と同様の透明導電性材料が用いられる。対向電極３３上の全面に配向膜３４が形成されている。配向膜３４は、液晶層１１を構成する液晶分子を水平配向させる配向規制力を有している。
【００４２】
図１に戻り、バックライト４は、発光ダイオード、冷陰極管等の光源３６と、光源３６から射出した光を液晶パネル２に導く導光板３７から成る。導光板３７は、液晶パネル２に向けて光を射出する射出面と、射出面に対向する裏面とを有し、裏面には複数のプリズムが形成されている（不図示）。裏面のプリズムは、射出面に対して互いに異なる所定の角度で傾斜した２つの傾斜面を有し、バックライト４から射出する光は、表示面法線方向における強度が強く、高い指向性を有している。
【００４３】
なお、バックライト４は、このように光源３６が導光板３７の端面に配置されたエッジライト型でもよいし、光源が導光体の直下に配置された直下型でもよい。  本実施形態で用いるバックライト４には、光の射出方向を制御して指向性を持たせたバックライト、いわゆる指向性バックライトを用いることが望ましい。光制御フィルム３の光拡散部４１に対してコリメートまたは略コリメートした光を入射させるような指向性バックライトを用いることでボヤケを少なくし、さらに光の利用効率を高めることができる。
【００４４】
バックライト４と液晶パネル２との間には、第１偏光板５が設けられている。第１偏光板５は、偏光子として機能する。ここで、ｘ軸方向の正方向を基準として反時計回りに角度を表す。すると、第１偏光板５の透過軸Ｐ１は１３５°−３１５°方向に設定されている。
【００４５】
光制御フィルム３の液晶パネル２の側、つまり液晶パネル２と光制御フィルム３との間には、第２偏光板７が設けられている。第２偏光板７は、偏光子として機能する。第２偏光板７の透過軸Ｐ２は、第１偏光板５の透過軸Ｐ１と直交するように配置されている。第２偏光板７の透過軸Ｐ２は、４５°−２２５°方向に設定されている。第１偏光板５の透過軸Ｐ１と第２偏光板７の透過軸Ｐ２とは、クロスニコルの配置となっている。
【００４６】
次に、光制御フィルム３について詳細に説明する。
図４は、光制御フィルム３を視認側から見た斜視図である。
光制御フィルム３は、図４に示すように、基材３９と、複数の遮光層４０と、光拡散部４１と、を備えている。複数の遮光層４０は、基材３９の一面（背面側の面）に形成されている。光拡散部４１は、基材３９の一面のうち遮光層４０の形成領域（第２領域）以外の領域（第１領域）に形成されている。
【００４７】
光制御フィルム３は、図２に示すように、光拡散部４１が設けられた側を第２偏光板７に向け、基材３９の側を視認側に向けた姿勢で第２偏光板７上に配置されている。光制御フィルム３は、接着剤層４３を介して第２偏光板７上に固定されている。
【００４８】
基材３９には、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。基材３９は、製造プロセスにおいて、後で遮光層４０や光拡散部４１の材料を塗布する際の下地となる。基材３９は、製造プロセス中の熱処理工程における耐熱性と機械的強度とを備える必要がある。したがって、基材３９には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いてもよい。ただし、基材３９の厚さは耐熱性や機械的強度を損なわない程度に薄い方が好ましい。その理由は、基材３９の厚さが厚くなる程、表示のボヤケが生じる虞があるからである。基材３９の全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１の規定で９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られる。本実施形態では、一例として、厚さが１００μｍの透明樹脂製基材を用いる。
【００４９】
遮光層４０は、基材３９の主面の法線方向から見てランダムに配置されている。遮光層４０は、一例として、ブラックレジスト、黒色インク等の光吸収性および感光性を有する有機材料で構成されている。その他、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属膜を用いても良い。遮光層４０を構成する有機材料は、紫外線を吸収する紫外線吸収物質を含んでいてもよい。
【００５０】
光拡散部４１は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。また、光拡散部４１の全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１の規定で９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られる。
【００５１】
光拡散部４１は、図２に示すように、光射出端面４１ａと、光入射端面４１ｂと、反射面４１ｃと、を有する。光射出端面４１ａは、基材３９に接する面である。光入射端面４１ｂは、光射出端面４１ａと対向する面である。反射面４１ｃは、光拡散部４１のテーパ状の側面である。反射面４１ｃは、光入射端面４１ｂから入射した光を反射する面である。光入射端面４１ｂの面積は、光射出端面４１ａの面積よりも大きい。
【００５２】
光拡散部４１は、光制御フィルム３において光の透過に寄与する部分である。すなわち、光拡散部４１に入射した光は、光拡散部４１の反射面４１ｃで全反射しつつ、光拡散部４１の内部に略閉じこめられた状態で導光し、射出される。光制御フィルム３は、基材３９が視認側に向くように配置されている。そのため、光拡散部４１の２つの対向面のうち、面積の小さい方の面が光射出端面４１ａとなる。一方、面積の大きい方の面が光入射端面４１ｂとなる。
【００５３】
光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度（光入射端面４１ｂと反射面４１ｃとのなす角度）は、７５°以上８５°以下が好ましい。本実施形態では、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度が７５°である。ただし、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は、光制御フィルム３から射出する際に、入射光を十分に拡散することが可能な角度であれば、特に限定されない。本実施形態において、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は一定になっている。
【００５４】
光拡散部４１の光入射端面４１ｂから光射出端面４１ａまでの高さは、遮光層４０の層厚よりも大きく設定されている。本実施形態の場合、遮光層４０の層厚は一例として１５０ｎｍ程度である。光拡散部４１の光入射端面４１ｂから光射出端面４１ａまでの高さは一例として２０μｍ程度である。光拡散部４１の反射面４１ｃと遮光層４０とにより囲まれた部分は、中空部４２となっている。
【００５５】
なお、基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、以下による。例えば、基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とが大きく異なる場合を考える。この場合、光入射端面４１ｂから入射した光が光拡散部４１から射出する際に、光拡散部４１と基材３９との界面で不要な光の屈折や反射が生じることがある。この場合、所望の視野角が得られない、射出光の光量が減少する、等の不具合が生じる虞があるからである。
【００５６】
本実施形態の場合、中空部４２（光拡散部４１の外部）には空気が存在している。そのため、光拡散部４１を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部４１の反射面４１ｃは透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、中空部４２を他の低屈折率材料で充填しても良い。しかしながら、光拡散部４１の内部と外部との界面の屈折率差は、外部にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合が最大となる。したがって、スネルの法則より、本実施形態の構成においては臨界角が最も小さくなり、光拡散部４１の反射面４１ｃで光が全反射する入射角範囲が最も広くなる。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。
【００５７】
なお、本実施形態において、低屈折率材料が存在することは、光を全反射可能にするため、光拡散部４１の周囲を低屈折率状態とすることを示している。そのため、中空部４２には、空気に代えて、窒素等の不活性ガスが充填されていてもよい。もしくは、中空部４２の内部が真空状態や減圧状態であってもよい。
【００５８】
図５は、光制御フィルム３の模式図である。図５において、左側上段は光制御フィルム３の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００５９】
本実施形態の光制御フィルム３は、図５の左側上段に示すように、複数の遮光層４０が、基材３９の一面に点在して設けられている。基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状は細長い楕円形である。遮光層４０は、長軸と短軸とを有している。ここで、長軸とは、基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状において最も長さの長い軸とする。短軸とは、基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状において最も長さの短い軸とする。本実施形態の光制御フィルム３では、それぞれの遮光層４０において長軸の長さに対する短軸の長さの比が概ね等しい。
【００６０】
図５の左側下段、右側上段に示すように、遮光層４０の下方に相当する部分が楕円錐台状の中空部４２となる。光制御フィルム３は複数の中空部４２を有している。複数の中空部４２以外の部分には、光拡散部４１が連なって設けられている。
【００６１】
本実施形態の光制御フィルム３では、それぞれの遮光層４０の平面形状をなす楕円の長軸方向は概ねＸ方向に揃っている。それぞれの遮光層４０の平面形状をなす楕円の短軸方向は概ねＹ方向に揃っている。以下の説明では、楕円の長軸方向を遮光層の長軸方向と称し、楕円の短軸方向を遮光層の短軸方向と称することがある。このことから、光拡散部４１の反射面４１ｃの向きを考えると、光拡散部４１の反射面４１ｃのうち、Ｘ方向に沿った反射面４１ｃの割合はＹ方向に沿った反射面４１ｃの割合よりも多い。そのため、Ｘ方向に沿った反射面４１ｃで反射してＹ方向に拡散する光Ｌｙは、Ｙ方向に沿った反射面４１ｃで反射してＸ方向に拡散する光Ｌｘよりも多くなる。したがって、光制御フィルム３の拡散性が最も強い方位角方向Ｖｓは、遮光層４０の短軸方向であるＹ方向となる。極角方向は任意とする。なお、極角と方位角の定義については後述する。
【００６２】
本実施形態では、平面形状が楕円形状の遮光層４０について述べたが、その他の形状でもよい。例えば、平面形状が長方形、十字型、ひし形の遮光層を設けてもよい。
【００６３】
ただし、遮光層の平面形状が円形の場合には、光拡散部の反射面のうち、Ｘ方向に沿った反射面の割合はＹ方向に沿った反射面の割合と等しい。そのため、Ｘ方向に沿った反射面で反射してＹ方向に拡散する光は、Ｙ方向に沿った反射面で反射してＸ方向に拡散する光と等しくなる。つまり、基材の法線方向から見て、反射面からは光が等方的に反射されることとなる。したがって、光拡散部材の拡散性が最も強い方位角方向は存在しない。
【００６４】
また、ランダムに配置される複数の遮光層４０は、それぞれ同じ大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよい。
【００６５】
図１に戻り、ＴＦＴ基板９の配向膜２７の配向制御方向を矢印Ｈ１（以下、配向制御方向Ｈ１と称す）で示す。一方、カラーフィルター基板１０の配向膜３４の配向制御方向を矢印Ｈ２（以下、配向制御方向Ｈ２と称す）で示す。配向膜２７に、配向制御方向Ｈ１が１３５°−３１５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。一方、配向膜３４に、配向制御方向Ｈ２が４５°−２２５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。
【００６６】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、液晶パネル２の動作を説明するための図である。
図６（Ａ）は、液晶パネル２（図３に示す画素電極２５と対向電極３３との間）に電圧が印加されていないとき（電圧無印加時）の状態を示す図である。図６（Ｂ）は、液晶パネル２に一定の電圧を印加したとき（電圧印加時）の状態を示す図である。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）において、符号Ｍは、液晶層１１を構成する液晶分子である。
【００６７】
電圧無印加時には、図６（Ａ）に示すように、液晶分子Ｍは、配向膜２７と配向膜３４との間で、９０°ツイストした状態となる。このとき、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板５を透過した直線偏光の偏光面が、液晶層１１の持つ旋光性により９０°回転する。これにより、第１偏光板５を透過した直線偏光が、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板７を透過する。その結果、電圧無印加時には白表示となる。
【００６８】
電圧印加時には、図６（Ｂ）に示すように、液晶分子Ｍは、配向膜２７と配向膜３４との間で、電界に沿った方向に立ち上がった状態となる。このとき、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板５を透過した直線偏光の偏光面は回転しない。そのため、第１偏光板５を透過した直線偏光は、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板７を透過しない。その結果、電圧印加時には黒表示となる。
【００６９】
以上のように、画素毎に電圧の印加／無印加を制御することにより白表示と黒表示とを切り替え、画像を表示することができる。
【００７０】
図７は、極角と方位角の定義を説明するための図である。
ここで、図７に示すように、液晶表示装置１の画面の法線方向Ｅを基準とした観察者の視線方向Ｆのなす角度を極角θとする。ｘ軸の正方向（０°方向）を基準とした観察者の視線方向Ｆを画面上に射影したときの線分Ｇの方向のなす角度を方位角φとする。
【００７１】
図８は、液晶表示装置１の正面図である。
図８に示すように、液晶表示装置１の画面において、水平方向（ｘ軸方向）を方位角φ：０°−１８０°方向とする。方位角φ：０°−１８０°方向は、端的にいうと左右方向である。具体的には、方位角φ：０°−１８０°方向は、地面に対して水平な軸に沿った方向である。垂直方向（ｙ軸方向）を方位角φ：９０°−２７０°方向とする。方位角φ：９０°−２７０°方向は、端的にいうと上下方向である。具体的には、方位角φ：９０°−２７０°方向は、地面に対して垂直な軸に沿った方向である。
【００７２】
図９は、本実施形態に係る液晶表示装置１の正面図における、光制御フィルム３の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、偏光板の透過軸（第１偏光板５の透過軸Ｐ１、第２偏光板７の透過軸Ｐ２）との配置関係を示す図である。なお、図９においては、便宜上、複数の遮光層４０がそれぞれ同じサイズで規則的に配置されている。
【００７３】
図９に示すように、本実施形態の液晶表示装置１の正面形状は、左右方向に長い（横長の）長方形である。本実施形態において、光制御フィルム３の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓは、方位角φ：９０°−２７０°方向である。これにより、液晶表示装置１において上下方向の拡散強度が大きくなり、上下方向の視認性がより改善される。
【００７４】
本実施形態では、光制御フィルム３の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、基材３９の短辺とを概ね平行としている。すなわち、本実施形態においては、光制御フィルム３の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２と、を概ね４５度の角度をなすようにしている。光制御フィルム３の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第１偏光板５の透過軸Ｐ１と、を概ね４５度の角度をなすようにしている。
【００７５】
なお、光制御フィルム３の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、基材３９の短辺とは、完全に一致するもしくは平行となる必要はなく、概ね平行となっていればよい。一般に液晶表示装置の組立工程において、液晶パネルと偏光板との位置合わせの回転方向のずれは５°程度以内と考えられる。したがって、光制御フィルム３の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、基材３９の短辺とが５°程度ずれている場合も、本発明の技術範囲に含まれる。
【００７６】
（光制御フィルムの製造方法）
以下、光制御フィルム３の製造方法について説明する。
図１０は、光制御フィルム３の製造方法を示すフローチャートである。図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、光制御フィルムの製造工程を示す斜視図である。図１２は、光制御フィルムの製造装置を示す概略構成図である。
【００７７】
ここでは、ロール状に巻回された長尺の基材フィルムを連続的に搬送しながら製造した後、個々の表示装置のサイズに合わせて切断する方式の製造装置、いわゆるロール・トゥー・ロール方式の製造装置の例を挙げる。
【００７８】
本実施形態の光制御フィルム３の製造プロセスは、図１０に示すように、遮光層が一面に形成された基材フィルムとドライフィルムレジストとをラミネートにより貼り合わせる工程（ステップＳ１）と、ドライフィルムレジストの背面露光を行う工程（ステップＳ２）と、ドライフィルムレジストの現像、水洗、乾燥を行う工程（ステップＳ３）と、ドライフィルムレジストのキュア露光を行う工程（ステップＳ４）と、を有している。
【００７９】
最初に、図１１（Ａ）に示すように、厚さが１００μｍのＰＥＴフィルムからなる基材フィルム（第１基材）１３９を準備し、印刷法を用いて、平面形状が楕円形の複数の遮光層４０を基材フィルム１３９の一面に形成する。本実施形態では、印刷法により遮光層４０を形成したが、この手法に代えて、蒸着法やフォトリソグラフィー法等を用いて遮光層４０を形成してもよい。
【００８０】
次いで、図１１（Ｂ）に示すように、遮光層４０の上面に、光拡散部の材料となるドライフィルムレジスト（感光性レジスト層）９０をラミネート法により積層し、積層体（フィルム材）１１４を得る。ドライフィルムレジスト９０は、ネガ型の透明レジストから構成されている。
【００８１】
次いで、積層体１１４の基材フィルム１３９側から遮光層４０をマスクとしてドライフィルムレジスト９０に拡散光ＬＦを照射し、露光を行う。この露光は、基材フィルム１３９側から見て背面側からの露光となるため、いわゆる背面露光と称する。露光工程では、拡散光を用いる。拡散光ＬＦで露光を行うことにより、ドライフィルムレジスト４８は、遮光層４０の縁から遮光層４０の内側に向かうように放射状に露光される。これにより、順テーパ状の中空部４２（図１１（Ｃ））が形成され、ドライフィルムレジスト９０の中空部４２と面する部分には逆テーパ状の側面が形成される。この側面は、光拡散部４１が光を反射する際の反射面となる。
【００８２】
次いで、専用の現像液を用いて露光済みのドライフィルムレジスト９０の現像、水洗、乾燥を行い、１００℃でポストベークする。これにより、図１１（Ｃ）に示すように、複数の中空部４２を有する光拡散部４１が基材フィルム１３９の一面に形成される。
【００８３】
図１２に示すように、本実施形態の光制御フィルム３の製造装置８１は、複数の処理装置と、複数の処理装置間において製造途中の基材フィルムを搬送する搬送装置８２と、を備えている。複数の処理装置は、ラミネート装置８３、露光装置８４、現像・水洗・乾燥装置８５、キュア露光装置８６を含む。搬送装置８２には、例えばローラーコンベア等の一般の搬送装置が用いられる。製造装置８１は、その他、基材フィルム供給ローラー８７、ドライフィルムレジスト供給ローラー８８等を備える。以下の説明では、説明を簡略化するため、光制御フィルムの製造装置８１のことを、単に製造装置８１と称する。
【００８４】
基材フィルム供給ローラー８７には、一面に遮光層４０を多数備えた基材フィルム１３９が巻回されている。
【００８５】
製造装置８１上での全体的な処理の流れについて説明する。
基材フィルム供給ローラー８７から、複数の遮光層が形成された基材フィルム１３９が供給される。一方、ドライフィルムレジスト供給ローラー８８から、後に光拡散部となるネガ型感光性樹脂からなるドライフィルムレジスト９０が供給される。そして、ラミネート装置８３により、基材フィルム１３９とドライフィルムレジスト９０とが貼り合わされ、積層体（フィルム材）１１４として搬送される。
【００８６】
次に、露光装置８４において、ドライフィルムレジスト９０に対して基材フィルム１３９側から拡散光ＬＦが照射され、基材フィルム１３９を通してドライフィルムレジスト９０の露光が行われる。このとき、基材フィルム１３９に遮光層４０が形成されているため、遮光層４０がマスクとなる。そのため、ドライフィルムレジスト９０のうち、遮光層４０を底面とする円錐台状の部分には光が照射されない。
【００８７】
次に、現像・水洗・乾燥装置８５において、ドライフィルムレジスト９０の現像処理を行うことにより、遮光層４０を底面とする円錐台状の部分が空間となった光拡散部４１が形成される。次いで、現像液を洗い流すための水洗処理、乾燥処理が行われる。次に、キュア露光装置８６により、検査終了後の光制御フィルムに対してドライフィルムレジスト９０を確実に硬化させて光拡散部４１とするためのキュア露光を行う。
【００８８】
その後、視認側となる基材フィルム１３９の裏面側に反射防止加工を施し、基材フィルム１３９を個々の表示装置のサイズに合わせて切断する等の工程を経て、光制御フィルム３が完成する。
【００８９】
なお、光制御フィルム３を液晶ディスプレイに用いる場合には、光制御フィルムを液晶ディスプレイに貼付する前に、光制御フィルム３に対して先に偏光板を貼付する工程を追加してもよい。
【００９０】
上記の製造装置のうち、特に露光装置の構成について詳細に説明する。
図１３は、露光装置８４を示す概略構成図である。
図１３に示すように、露光装置８４は、露光機９１と、露光量調整部材９２と、散乱板９３（散乱体）と、を備えている。露光機９１、露光量調整部材９２および散乱板９３は、処理対象である基材フィルム１３９とドライフィルムレジスト９０との積層体の下方に配置されている。露光機９１は、平行光を射出する。平行光としては、例えば波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いる。露光量は例えば６００ｍＪ／ｃｍ２とする。
【００９１】
図１４、図１５に示すように、露光量調整部材９２は、透明基板９４と、透明基板９４の一面に形成された遮光層９５と、を備えている。透明基板９４には、例えばガラス、石英、樹脂等の材料を用いることができる。遮光層９５には、例えばクロム等の金属、黒色樹脂等の材料を用いることができる。露光量調整部材９２は、露光量調整領域Ｒの両端部における露光量を中央部における露光量に対して調整するための部材である。露光量調整部材９２は、透明基板９４の中央に露光量調整領域Ｒを有し、その外側であって透明基板９４の周縁部９４ｂに額縁状の遮光領域Ｒ２０を有している。遮光領域Ｒ２０では、露光に使われない不要な光は遮断される。一方、露光量調整領域Ｒでは、光は透過する。
【００９２】
露光量調整領域Ｒは、中央に位置する開口領域Ｒ１０と、開口領域Ｒ１０の一端側に位置する第１透過率傾斜領域Ｒ１１と、開口領域Ｒ１０の他端側に位置する第２透過率傾斜領域Ｒ１２と、を有している。図１３において、基材フィルム１３９は、図の左側から右側に向けて搬送されるものとする。
【００９３】
以下の説明では、基材フィルム１３９の搬送方向において上流側（図の左側）に位置する透過率傾斜領域を第１透過率傾斜領域Ｒ１１と称し、下流側（図の右側）に位置する透過率傾斜領域を第２透過率傾斜領域Ｒ１２と称する。第１透過率傾斜領域Ｒ１１における透過率は、開口領域Ｒ１０側から外側（図の左側）に向かうにつれて開口領域Ｒ１０における透過率から順次下がっている。第２透過率傾斜領域Ｒ１２における透過率は、開口領域Ｒ１０側から外側（図の右側）に向かうにつれて開口領域Ｒ１０における透過率から順次下がっている。
【００９４】
上記のような透過率に傾斜（グラデーション）を付ける具体的な手法としては、以下の２通りの方法が挙げられる。
【００９５】
一つは、図１５に示すように、第１透過率傾斜領域Ｒ１１および第２透過率傾斜領域Ｒ１２に、それぞれ外方に向かって開口率が次第に減少するように形成されたスリット９６を有する遮光層９５を設ける方法である。すなわち、第１透過率傾斜領域Ｒ１１および第２透過率傾斜領域Ｒ１２では、外側にいくにつれて遮光層９５の割合が多く、スリット９６の割合が少なくなっている。このとき、スリット９６の幅および遮光層９５の幅が露光機９１の解像度以下となるように、露光量調整部材９２を設計する必要がある。
【００９６】
他の一つは、図１６に示すように、第１透過率傾斜領域Ｒ１１および第２透過率傾斜領域Ｒ１２に、それぞれ外方に向かって層厚が順次大きくなる半透過層９７を設ける方法である。このとき、上記の方法と異なり、遮光層９９のスリット１０１の幅および遮光層１０２の幅は露光機の解像度以下で一定とする。これにより、露光機９１からの光が遮光層９９を透過することで露光量調整領域Ｒの全体で均一になる。
【００９７】
散乱板９３は、露光量調整部材９２を透過した平行光を散乱させ、拡散光に変換するための部材である。散乱板９３には、例えば一面９３ａに凹凸が形成された板体、もしくは内部に母材の屈折率と異なる屈折率を有する粒子が分散された板体を用いることができる。散乱板９３は、例えばヘイズ５０程度のものとする。
【００９８】
上記構成の露光装置８４を用いて基材フィルム１３９上のドライフィルムレジスト９０の露光を行う場合、図１７に示すように、基材フィルム１３９が図の左側から右側に向けて搬送されるとすると、基材フィルム１３９は、１回目の露光時に露光量調整部材９２の第１透過率傾斜領域Ｒ１１を透過した光により露光された領域Ｒ１ｆが、２回目の露光時に露光量調整部材９２の第２透過率傾斜領域Ｒ１２と重なるように搬送される。すなわち、１回目の露光領域（第１の露光領域）Ｒ１の左端と２回目の露光領域（第２の露光領域）Ｒ２の右端とが重なり合うように露光が行われ、重なった領域Ｒ２２では２回の露光が行われる。
【００９９】
図１８（Ａ）〜（Ｅ）を用いて、２回の露光の手順をより詳細に説明する。
図１８（Ａ）に示すように、１回目の露光が行われる。露光機９１から射出された平行光は、散乱板９３を透過することにより拡散光となって基材フィルム１３９に照射される。このとき、光が露光量調整部材９２を透過することにより、１回目の露光領域Ｒ１では、図１８（Ｂ）の実線グラフで示す露光量分布が生じる。すなわち、露光量調整部材９２の開口領域Ｒ１０に相当する領域Ｒ１ｃでは、露光量（透過率）は一定である。
【０１００】
これに対し、第１透過率傾斜領域Ｒ１１および第２透過率傾斜領域Ｒ１２に相当する領域Ｒ１ｆ，Ｒ１ｇでは、露光量（透過率）は領域の外側にいく程低下する。露光量（透過率）の分布曲線は、開口領域Ｒ１０を基材フィルム１３９の長手方向に２等分する中心線に対して、第１透過率傾斜領域Ｒ１１側と第２透過率傾斜領域Ｒ１２側とで対称となっている。
【０１０１】
次に、２回目の露光を行うために、基材フィルム１３９を図における右側に移動させる。このとき、図１８（Ｃ）に示すように、１回目露光時の第１透過率傾斜領域Ｒ１１に対応する領域Ｒ１ｆが、第２透過率傾斜領域Ｒ１２と重なる位置に基材フィルム１３９を移動させる。
【０１０２】
次に、図１８（Ｄ）に示すように、２回目の露光が行われる。このとき、２回目の露光領域Ｒ２では、図１８（Ｅ）の破線グラフで示す露光量分布が生じる。１回目の露光と同様、露光量調整部材９２の開口領域Ｒ１０に相当する領域Ｒ２ｃでは露光量は一定となるが、第１透過率傾斜領域Ｒ１１および第２透過率傾斜領域Ｒ１２に相当する領域Ｒ２ｆ，Ｒ２ｇでは露光量は領域の外側にいく程低下する。ここで、オーバーラップ領域Ｒｏでは、１回目の露光時の第１透過率傾斜領域Ｒ１１に対応する領域Ｒ１ｆの露光量分布と、２回目の露光時の第２透過率傾斜領域Ｒ１２に対応する領域Ｒ２ｇの露光量分布と、が重なる。
【０１０３】
したがって、オーバーラップ領域Ｒｏでは、１回目露光の領域Ｒ１ｆの露光量と２回目露光の領域Ｒ２ｇの露光量とが積算された露光量で露光が行われたことになる。第１透過率傾斜領域Ｒ１１での露光量と第２透過率傾斜領域Ｒ１２での露光量とを積算した露光量は、開口領域Ｒ１０での露光量と略等しくなっている。
【０１０４】
本実施形態の光制御フィルム３の製造装置８１においては、露光機９１の光射出側に第１透過率傾斜領域Ｒ１１および第２透過率傾斜領域Ｒ１２を有する露光量調整部材９２が設けられている。基材フィルム１３９上のドライフィルムレジスト９０の露光を行う際には、１回目の露光時の第１透過率傾斜領域Ｒ１１に対応する領域Ｒ１ｆと２回目の露光時の第２透過率傾斜領域Ｒ１２に対応する領域Ｒ２ｇとを重ね合わせている。
【０１０５】
これにより、オーバーラップ領域Ｒｏの露光量が開口領域Ｒ１０での露光量と略等しくなり、露光量の局所的なムラが生じにくい。そのため、分割露光を用いて作製しても、全面において略均一な光拡散部４１を有する光制御フィルム３を製造することができる。また、光制御フィルム３を液晶パネル２に貼り合わせた際に筋状の表示ムラの発生を抑えることができる。
【０１０６】
本発明者らは、本実施形態の効果を実証するために、１回目露光と２回目露光とでアライメントずれが生じた際に露光量（透過率）が正常な状態からどのように変化するかを調べた。
【０１０７】
図１９（Ａ）、（Ｂ）および図２０（Ａ）、（Ｂ）は、露光量調整部材９２を備えた本実施形態に係る製造装置８１における透過率分布を示している。
図１９（Ａ）、（Ｂ）は、透過率傾斜領域Ｒ１１，Ｒ１２の透過率分布曲線が線形関数（１回目露光：ｙ＝−ｘ、２回目露光：ｙ＝ｘ）で表される場合を示している。
図２０（Ａ）、（Ｂ）は、透過率傾斜領域Ｒ１１，Ｒ１２の透過率分布曲線が三角関数（１回目露光：ｙ＝cos２（２πｘ）、２回目露光：ｙ＝sin２（２πｘ））で表される場合を示している。
【０１０８】
図２１（Ａ）、（Ｂ）は、露光量調整部材を備えていない比較例に係る製造装置における透過率分布を示している。
【０１０９】
各図の（Ａ）はアライメントずれが生じていない場合、各図の（Ｂ）はオーバーラップ領域が大きくなる方向に１ｍｍのアライメントずれが生じた場合を示している。
【０１１０】
図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、露光量調整部材を備えていない比較例の場合、アライメントずれが生じると、透過率が急激に上昇する領域が発生する。これに対し、図１９（Ａ）、（Ｂ）および図２０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、露光量調整部材９２を備えた本実施形態では、アライメントずれが生じた場合、透過率はわずかに上昇するものの、オーバーラップ領域の全体で透過率が平準化され、透過率が急激に上昇する領域は発生しない。このように、本実施形態によれば、分割露光時のアライメントずれが生じたとしても、全面で略均一な光拡散部４１を有する光制御フィルム３を製造することができる。
【０１１１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図２２を用いて説明する。
本実施形態の光制御フィルムの製造装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、露光量調整部材の構成が第１実施形態と異なる。
図２２は、本実施形態の露光装置を示す概略構成図である。
図２２において第１実施形態の図１３と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１２】
第１実施形態の製造装置においては、露光量調整部材と散乱板とは別の部材であった。これに対し、本実施形態の製造装置においては、図２２に示すように、露光量調整部材と散乱板とは一体の部材である。露光量調整部材１１０は、透明基板１１１と、透明基板１１１の一面に形成された遮光層９５と、を備えている。透明基板１１１の露光機９１に対向する面１１１ｂに遮光層９５が設けられ、遮光層９５が設けられた面１１１ｂと反対側の面１１１ａに凹凸が形成されている。露光量調整部材１１０を構成する透明基板１１１の一面１１１ａに凹凸が形成されたことにより、露光量調整部材１１０は散乱板としても機能する。遮光層９５の構成は、第１実施形態と同様である。なお、露光量調整部材１１０は表裏を逆に配置してもよい。
【０１１３】
本実施形態においても、全面において略均一な光拡散部４１を有する光制御フィルム３を、分割露光を用いて製造できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１４】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図２３を用いて説明する。
本実施形態の光制御フィルムの製造装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、露光量調整部材の構成が第１実施形態と異なる。
図２３は、本実施形態の露光装置を示す概略構成図である。
図２３において第１実施形態の図１３と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１５】
本実施形態の製造装置は、図２３に示すように、露光機９１と露光量調整部材９２とを備えており、散乱板を備えていない。ただし、ドライフィルムレジスト９０を備えた基材フィルム１３９の裏面１３９ｂ（ドライフィルムレジスト９０が設けられた面と反対側の面）に散乱層９８が設けられている。散乱層９８は、例えば表面９８ａに凹凸が形成された樹脂層で構成されてもよいし、周囲の樹脂と屈折率が異なる粒子を分散させた樹脂層で構成されてもよい。露光量調整部材９２の構成は第１実施形態と同様である。散乱板を備えていなくても、基材フィルム１３９の裏面１３９ｂに凹凸が形成されたことにより、凹凸で拡散した光が基材フィルム１３９を透過する。
【０１１６】
本実施形態においても、全面において略均一な光拡散部４１を有する光制御フィルム３を、分割露光を用いて製造できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１７】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図２４〜図２８を用いて説明する。
本実施形態の光制御フィルムの製造装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、積層体の構成と露光装置がＣＣＤカメラを備えた点が第１実施形態と異なる。
図２４は、本実施形態の露光装置を示す概略構成図である。
図２５は、本実施形態に用いる積層体の平面図である。
図２４、図２５において第１実施形態の図１３と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１８】
図２５に示すように、本実施形態の積層体１１５は、複数回の露光を行う際に、露光装置８４に対する基材フィルム１３９のアライメントを行うためのアライメントマーク１２０を備えている。図２５に示す４対のアライメントマーク１２０は、隣り合うアライメントマーク１２０間の間隔が相対的に短い間隔Ｋ１と相対的に長い間隔Ｋ２とを有している。
【０１１９】
アライメントマーク１２０は、ブラックレジスト、黒色インク等、遮光層４０と同じ材料で形成されることが好ましい。ただし、必ずしも遮光層４０と同じ材料でなくてもよい。この例では、基材フィルム１３９の搬送方向（矢印Ｈで示す方向）と直交する基材フィルム１３９の短手方向両側の縁部に長手方向に沿ってアライメントマーク１２０が複数設けられている。
【０１２０】
ここで、間隔Ｋで隣り合うアライメントマーク１２０のうち、基材フィルム１３９の搬送方向上流側に位置するアライメントマーク１２０を第１のアライメントマーク１２０Ａとし、搬送方向下流側に位置するアライメントマーク１２０を第２のアライメントマーク１２０Ｂとする。基材フィルム１３９の長手方向において、第１のアライメントマーク１２０Ａと第２のアライメントマーク１２０Ｂが交互に存在する。
【０１２１】
第１のアライメントマーク１２０Ａは、基材フィルム１３９の長手方向及び短手方向で隣り合う４つの第１のアライメントマーク１２０Ａにより、１回目の露光領域Ｒ１を示すものである。
【０１２２】
第２のアライメントマーク１２０Ｂは、基材フィルム１３９の長手方向及び短手方向で隣り合う４つの第２のアライメントマーク１２０Ｂにより、２回目の露光領域Ｒ２を示すものである。
【０１２３】
図２４に示すように、本実施形態の露光装置８４は、積層体１１５の上方にあたる位置にＣＣＤカメラ８９を備えている。これら４個のＣＣＤカメラ８９は、基材フィルム１３９上のアライメントマーク１２０を認識するためのものである。
アライメントマーク１２０Ａ，１２０Ｂは、ＣＣＤカメラ８９によって画像認識が可能な大きさを有している。
【０１２４】
積層体１１５は、４個のＣＣＤカメラ８９により図２５に示す４個のアライメントマーク１２０を捉える位置に搬送される。第１の露光処理を施す場合には、ＣＣＤカメラ８９により、４つの第１のアライメントマーク１２０Ａを捕える位置に積層体１１５が搬送され、第２の露光処理を施す場合には、ＣＣＤカメラ８９により、４つの第２のアライメントマーク１２０Ｂを捕える位置に積層体１１５が搬送されることになる。
【０１２５】
このような位置で露光を繰り返すことにより、図２５の斜線を付した領域がオーバーラップ領域Ｒｏとなった分割露光が行われる。光制御フィルム３の製造プロセスは、上記実施形態と同様である。
【０１２６】
アライメントマークを作製する方法としては、図２６に示すように、転写ロール１１６により基材フィルム１３９上に遮光層４０を形成するのと同時に、アライメントマークを形成する方法が採用できる。
【０１２７】
図２７は、アライメントマークを作製するための転写ロールの第１の例を示す。
転写ロール１１６Ａの表面１１６ａには、複数の遮光層４０が任意の配置で形成された単位パターンＰ１１が繰り返し設けられている。転写ロール１１６Ａの円周に沿って、アライメントマーク形成用パターンＰ１２が複数箇所に設けられている。アライメントマーク形成用パターンＰ１２は、３行３列の計９個分の単位パターンＰ１１の形成領域を遮光部１２１としたもので構成されている。
【０１２８】
アライメントマークは、ＣＣＤカメラ８９により画像認識が可能な大きさで形成する必要がある。本実施形態では、アライメントマーク形成用パターンＰ１２の一辺の長さを１．２ｍｍとする。単位パターンＰ１１の一辺の長さは０．４ｍｍである。
【０１２９】
第１の例の転写ロール１１６Ａでは、アライメントマーク形成用パターンＰ１２の全体に遮光部１２１が設けられたことにより、積層体１１５上に黒色のアライメントマーク１２０が形成される。
【０１３０】
図２８は、アライメントマークを作製するための転写ロールの第２の例を示す。
第２の例の転写ロール１１６Ｂでは、アライメントマーク形成用パターンＰ１２が、３行３列の計９個分の単位パターンＰ１１の形成領域を透過部１２２としたもので構成されている。これにより、基材フィルム１３９上に白抜き（透明）のアライメントマークが形成される。
【０１３１】
本実施形態においても、全面において略均一な光拡散部４１を有する光制御フィルム３を、分割露光を用いて製造できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。また、積層体１１５にアライメントマーク１２０が設けられたことにより、分割露光時のアライメント操作が容易になる。
【０１３２】
本実施形態におけるアライメントマーク１２０は正方形とされているが、アライメントマークの平面視における形状はこれに限らず、その他、円、楕円、多角形などとしてもよい。また、図形ではなく文字や矢印等を用いてもよい。
【０１３３】
本実施形態では、１回目の露光領域Ｒ１を示す第１のアライメントマーク１２０Ａと、２回目の露光領域Ｒ２を示す第２のアライメントマーク１２０Ｂとで同じ大きさ、同じ形状のマークを用いているが、互いに異なる大きさのマークや互いに異なる形状のマークを用いてもよいし、これらを混在させてもよい。
【０１３４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態の光制御フィルムの製造装置においては、露光機側から積層体側に向けて露光量調整部材、散乱板の順に配置されていたが、この配置に代えて、露光機側から積層体側に向けて散乱板、露光量調整部材の順に配置されていてもよい。その他、製造装置や製造工程の詳細な構成については、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、光制御フィルムの製造装置および製造方法、フィルム材、および表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３６】
１…液晶表示装置（表示装置）、２…液晶パネル（表示体）、３…光制御フィルム、３９…基材、４０，９５…遮光層、４１…光拡散部、４１ａ…光射出端面、４１ｂ…光入射端面、４１ｃ…反射面、８１，１０１…製造装置、９０…ドライフィルムレジスト（感光性レジスト層）、９１…露光機、９２，１１０…露光量調整部材、９３ａ，１１１ａ…一面、９４ｂ…周縁部、９６…スリット、９７…半透過層、Ｌｘ，Ｌｙ…光、Ｒ１…１回目の露光領域（第１の露光領域）、Ｒ２…２回目の露光領域（第２の露光領域）、１１４…積層体（フィルム材）、１２０…アライメントマーク（１２０Ａ…第１のアライメントマーク、１２０Ｂ…第２のアライメントマーク）、１２１…遮光層（遮光部）、１２１…遮光部、１２２…透過部、１３９…基材フィルム（第１基材）、Ｒ１０…開口領域、Ｒ１１…透過率傾斜領域、Ｒ１２…第２透過率傾斜領域、Ｒ２０…遮光領域
【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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