(57)【要約】【課題】パッシブ方式に用いる３Ｄ光学フィルターの製造において、極めて効率良くフィルムを露光することができ量産性に優れた３Ｄ光学フィルターの連続製造が実現できる画期手的な３Ｄ光学フィルターの製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】被露光膜を塗工した塗工済フィルム１を搬送する搬送装置２にこのフィルム１を支承するバックロール３を設け、フォトマスク５を介してフィルム１の長さ方向をライン方向とする奇数ライン若しくは偶数ラインに位置させるこのフィルム１の被露光膜のライン状部に、ＰＳ変換ユニット６により偏光した偏光光を照射して、バックロール３に支承されて搬送されているこのフィルム１の被露光膜のライン状部を連続露光する露光用光照射装置７をバックロール３と対向する位置に設けた３Ｄ光学フィルターの製造装置。【選択図】図２
2013148635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左目用の画像と右目用の画像とを奇数ラインと偶数ラインに交互に表示する３Ｄ画像用ディスプレイに設けて、透過することで奇数ラインと偶数ラインの画像を夫々異なる偏光光に偏光させる３Ｄ光学フィルターの製造装置であって、基材となる透明フィルムに被露光膜を塗工した塗工済フィルムを搬送する搬送装置にこのフィルムを支承するバックロールを設け、フォトマスクを介して前記フィルムの長さ方向をライン方向とする前記奇数ライン若しくは前記偶数ラインに位置させるこのフィルムの前記被露光膜のライン状部に、偏光素子として設けたＰＳ変換ユニットにより偏光した偏光光を照射して、前記バックロールに支承されて搬送されているこのフィルムの被露光膜のライン状部を連続露光する露光用光照射装置を前記バックロールと対向する位置に設け、この露光用光照射装置は、紫外線波長領域の光を発する光源と、この光源の光を平行光化する平行光化ユニットと、入射した前記光源の光をＰ偏光とＳ偏光とに分離し、一方の偏光光はそのまま、他方の偏光光は位相差板を通過させて前記一方の偏光光と同じ偏光光に偏光して前記フォトマスクに向けて出射する前記ＰＳ変換ユニットとで構成したことを特徴とする３Ｄ光学フィルターの製造装置。
【請求項２】
前記バックロールの一側対向位置に前記露光用光照射装置を配設し、前記バックロールの他側対向位置に少なくとも前記光源とこの光源の光を偏光する偏光素子とを備えた第二露光用光照射装置を配設し、前記露光用光照射装置と前記第二露光用光照射装置とを前記バックロールを挟んで対向状態に配設したことを特徴とする請求項１記載の３Ｄ光学フィルターの製造装置。
【請求項３】
前記光源は、ロングアークランプで構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の３Ｄ光学フィルターの製造装置。
【請求項４】
前記露光用光照射装置は、前記ＰＳ変換ユニットと前記フォトマスクとの間に、偏光フィルターとして更に偏光子を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の３Ｄ光学フィルターの製造装置。
【請求項５】
前記露光用光照射装置は、前記光源が発した光が前記平行光化ユニットを通過して平行光化され、この平行光化された光が前記ＰＳ変換ユニットに入射するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の３Ｄ光学フィルターの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッシブ型３Ｄ画像用ディスプレイに設ける３Ｄ光学フィルターの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ映像の表示方式は、専用のメガネを用いるものとしては、大別するとアクティブ方式とパッシブ方式の二つに分けられる。
【０００３】
いずれも左目用の映像と右目用の映像を特殊なカメラで夫々撮影し、専用のメガネを用いて左右の目に別々の映像を送り届けて立体的に見せるもので、アクティブ方式では、左目用と右目用の映像を画面上で高速で交互に表示し、同時にこれと同期させてメガネの左右のレンズのシャッターを高速で開閉させて立体的に見せる仕組みとなっている。
【０００４】
一方、パッシブ方式は、偏光を利用するもので、画面上に左目用と右目用の映像を夫々ストライプ状にして夫々が交互に配列するようにして同時に表示し、画面に３Ｄ光学フィルターとしての偏光フィルターを取り付け、併せて偏光メガネを用いて、左目用と右目用の映像を同時に夫々の目に分けて送り届けることで立体的に見せる仕組みとなっている。
【０００５】
このパッシブ方式は、映像の解像度が半分になってしまうが、アクティブ方式の専用メガネのように電子的なシャッターによる左右一方の目への画像遮断の切り替えが不要なため、専用メガネは電気回路を特に必要とせず、電池なども不要で、安価で軽量となり、ふらつきの無い鮮明なフルカラー映像を見せることができる。
【０００６】
具体的には、例えば図６に示すように、ディスプレイ34上の奇数ラインと偶数ラインに、左目用と右目用の画素を交互に割り付ける水平インターリーブ画像を採用する。
【０００７】
例えば、１９２０×１０８０画素のフルハイビジョンの場合、この水平インターリーブ画像は、左目用が１９２０×５４０画素，右目用が１９２０×５４０画素となり、水平解像度は維持されるが、垂直解像度は半分になる水平インターリーブ画像を表示する。
【０００８】
このような画像（映像）を表示するディスプレイ34に３Ｄ光学フィルター35を付設して、交互に配列した左目用画像と右目用画像とを夫々異なる偏光状態に偏光し、これを左右異なる偏光フィルターで構成した偏光メガネ36で見ることで、左目では左目用画像だけを見ることができ、右目では右目用画像だけを見ることができるように構成する。
【０００９】
即ち、この３Ｄ光学フィルター35は、奇数ラインと偶数ラインに対応するように偏光方向が９０度異なるライン状の偏光フィルター部37，38（偏光層）を交互に形成し、ディスプレイ34（バックライト）からの直線偏光がこの各偏光フィルター部37,38により互いに回転方向の異なる円偏光39，40に偏光され、例えば、偏光メガネ36の左目偏光部41は奇数ラインからの円偏光39しか通過せず、右目偏光部42は偶数ラインからの逆回りの円偏光40しか通過しないように偏光メガネ36を構成しておき、このような偏光メガネ36を用いることで、前述のように３Ｄ映像を見ることができるものである。
【００１０】
このような奇数ラインと偶数ラインに対応するように交互に異なるライン状の偏光フィルター部を形成した３Ｄ光学フィルターは、フィルム上に配向膜（偏光光によって露光することでその上層の液晶ポリマー層を配向させる整列層となる被露光膜）を塗工して乾燥し、この配向膜（被露光膜）にフォトマスクを介して、奇数ライン用のライン状偏光フィルター部（偏光層）をストライプ状に形成するために偏光した光を照射して露光し、この露光したストライプ状露光部間に偶数ライン用のライン状偏光フィルター部（もう一つの偏光層）を形成するために異なる偏光光を照射して露光し、この露光した配向膜（被露光膜）に、これにより配向されることとなる偏光層を形成する液晶ポリマー層（ＬＣＰ）を塗工形成して乾燥させ配向させた後、ＵＶ硬化させてこの配向状態を固定し、この３Ｄ光学フィルターを製造している。
【００１１】
従来、このようにして製造するパッシブ方式に用いる３Ｄ光学フィルターの製造装置における露光装置は、前記ディスプレイの奇数ラインや偶数ラインに対応する被露光膜のライン状部に精度良く偏光した光を照射して露光形成する前記ライン状の偏光フィルター部と、これとは異なる偏光光により露光して形成する異なるライン状の偏光フィルター部とを交互に並設形成しなければならないため、配向膜（偏光光により露光することで整列層となる被露光膜）を塗工したフィルムと、ライン状透光部とライン状マスク部とを交互に配列形成したフォトマスクとを、精度良く位置合わせ（アライメント）しなければならないし、また偏光光で露光して被露光膜を露光した後、液晶ポリマー層（ＬＣＰ）を塗工形成して乾燥後ＵＶ硬化させるため、このフォトマスクはフィルムに接触できず、離間させた状態でアライメントし露光する非接触式（プロキシミティー式）の露光装置としなければならない。従って、フォトマスクは被露光膜を塗工したフィルム上でアライメントして固定した後、このフォトマスクを介して光を照射してこの被露光膜のライン状部を露光した後、フィルムを搬送して再び停止させ、再びこのフィルムに対してフォトマスクをアライメントした後露光するように構成しなければならない。
【００１２】
従って、被露光膜の塗工・乾燥などの工程と共にこのような露光装置による露光工程や露光後の処理工程を経て、３Ｄ光学フィルムを製造しようとする場合は、フィルムを間欠搬送させ、遂次アライメントしなければならないし、またこの間欠搬送のため被露光膜の塗工・乾燥などの他の工程もスムーズに連続して行えず、製造能率が悪く量産性に著しく劣るものであった。
【００１３】
そのため、例えば、被露光膜を塗工し乾燥する一連の工程を終えたフィルムを引き続き搬送する搬送装置の途中のこの露光工程を行う位置に一対の搬送ローラーを設けて、フィルムテンションによってこの搬送ローラー間にフィルムが水平張設されるように構成し、この搬送ローラー間の上方にフォトマスクを配設し、ライン方向をこのフィルム長さ方向として搬送しながらこのフォトマスクを介して偏光光を照射することでライン状に連続露光が行えるようにすることが考えられる。
【００１４】
即ち、例えば、特開２００１−４２１１８号のようなフィルムへの連続露光手段を用いて、搬送ローラー間にフィルムテンションを用いて常にこの搬送されているフィルムが水平に張設されるように構成し、この搬送ローラー間上方にフォトマスクを配置することで、プロキシミティー式で連続露光を実現しようとすることが考えられる。
【００１５】
このように構成することで、間欠搬送とせずとも予めフィルムに対してフォトマスクをアライメントして固定しておけば、連続露光が行え、これにより他の一連の工程も連続して行えることが可能となるなど極めて製造能率が上がり、量産性に優れることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−４２１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、さほど精度が要求されない露光ならば良いが、このような一対の搬送ローラー間にフィルムを張設しても、フィルムのしわや歪みやフィルム振動によりフォトマスクとの離間距離が一定とならず、露光の位置精度が不十分となり、この高い位置精度が要求される３Ｄ光学フィルターの製造装置における露光手段としては採用できない。
【００１８】
また、フィルムとフォトマスクとの離間距離が大きい程ボケが生じ露光位置精度が劣り解像度が劣ってしまうため、このプロキシミティー式で露光を行う場合には、できるだけフィルムとフォトマスクとを近接させる必要があり、例えばガラス基板上に形成した被露光層にフォトマスクを近接させて露光する場合では、１００μｍ〜１５０μｍまで近接させて露光させることができ、十分にボケを抑えたプロキシミティー式露光が行える。
【００１９】
しかし、前述のようにフィルムを搬送させながら、このフィルムに塗工形成した被露光膜に搬送ローラー間のフィルム張設部分上にフォトマスクを配置してこのフィルムの被露光膜に連続露光しようとしても、前述したフィルムの歪みや振動によって５００μｍ程度までしか近接できず、露光ボケによって高精度の露光が望めなく、また無理にガラス基板と同様に近接させるとフィルム振動によって接触のおそれが高まるために、フィルム搬送速度が上げられず、生産性が低下することになる。
【００２０】
即ち、フォトマスクを介して露光する部分はフィルム長さ方向をライン方向とするライン状であるため、このライン方向での精度誤差は比較的許容できるが、これと直交し異なる偏光フィルター部を交互に並設形成する横方向では高い位置精度が要求されるため、このような搬送ローラー間でプロキシミティー式を用いて連続露光を行う手法では、このように高い精度が要求をされる３Ｄ光学フィルターの連続製造の高スループット化を実現して生産性の向上を図ることは困難な課題であった。
【００２１】
また、このフィルム搬送速度は、フィルムの露光時間に律速されるものであり、露光時間は被露光膜を露光する光源の光量、即ち露光量によって決定するものである。
【００２２】
即ち、フィルム搬送速度を上げるためには、上述したフィルムの歪みや振動の問題を解決すると共に、露光時間の短縮化を図る必要がある。
【００２３】
換言すると、３Ｄ光学フィルターの生産性を向上するためには、フィルム搬送速度の向上を図るだけでは達成できず、このフィルム搬送速度の向上と共に、露光時間の短縮化を図ることが必要であり、両者を実現することで、初めて生産性の向上を達成できる。
【００２４】
本発明は、上述した搬送速度向上の課題並びに露光時間の短縮化の課題の二つの課題を解決し、パッシブ方式に用いる３Ｄ光学フィルターの製造において、極めて効率良くフィルムを露光することができ量産性に優れた３Ｄ光学フィルターの連続製造が実現できる画期手的な３Ｄ光学フィルターの製造装置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】
【００２５】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００２６】
左目用の画像と右目用の画像とを奇数ラインと偶数ラインに交互に表示する３Ｄ画像用ディスプレイに設けて、透過することで奇数ラインと偶数ラインの画像を夫々異なる偏光光に偏光させる３Ｄ光学フィルターの製造装置であって、基材となる透明フィルム１に被露光膜を塗工した塗工済フィルム１を搬送する搬送装置２にこのフィルム１を支承するバックロール３を設け、フォトマスク５を介して前記フィルム１の長さ方向をライン方向とする前記奇数ライン若しくは前記偶数ラインに位置させるこのフィルム１の前記被露光膜のライン状部に、偏光素子として設けたＰＳ変換ユニット６により偏光した偏光光を照射して、前記バックロール３に支承されて搬送されているこのフィルム１の被露光膜のライン状部を連続露光する露光用光照射装置７を前記バックロール３と対向する位置に設け、この露光用光照射装置７は、紫外線波長領域の光を発する光源８と、この光源８の光を平行光化する平行光化ユニット９と、入射した前記光源８の光をＰ偏光とＳ偏光とに分離し、一方の偏光光はそのまま、他方の偏光光は位相差板10を通過させて前記一方の偏光光と同じ偏光光に偏光して前記フォトマスク５に向けて出射する前記ＰＳ変換ユニット６とで構成したことを特徴とする３Ｄ光学フィルターの製造装置に係るものである。
【００２７】
また、前記バックロール３の一側対向位置に前記露光用光照射装置７を配設し、前記バックロール３の他側対向位置に少なくとも前記光源８とこの光源８の光を偏光する偏光素子とを備えた第二露光用光照射装置11を配設し、前記露光用光照射装置７と前記第二露光用光照射装置11とを前記バックロール３を挟んで対向状態に配設したことを特徴とする請求項１記載の３Ｄ光学フィルターの製造装置に係るものである。
【００２８】
また、前記光源８は、ロングアークランプで構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の３Ｄ光学フィルターの製造装置に係るものである。
【００２９】
また、前記露光用光照射装置７は、前記ＰＳ変換ユニット６と前記フォトマスク５との間に、偏光フィルターとして更に偏光子12を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の３Ｄ光学フィルターの製造装置に係るものである。
【００３０】
また、前記露光用光照射装置７は、前記光源８が発した光が前記平行光化ユニット９を通過して平行光化され、この平行光化された光が前記ＰＳ変換ユニット６に入射するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の３Ｄ光学フィルターの製造装置に係るものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は上述のように構成したから、フィルムの皺や歪みが生じず、またフィルム振動も生じないのでフィルムとフォトマスクとの離間距離の変動の問題は解消され、被露光膜を所定パターンに露光するフォトマスクを被露光膜（フィルム）にガラス基板上の被露光層を露光する場合と同程度にまで近接させることができるようになり、よって、フォトマスクを通過した偏光光の広がりを抑制できパターンエッジ部（ライン状の偏光フィルター部の境界）のボケが生じにくくなり、またフィルム振動が抑えられるためフィルムの搬送速度の高速化が可能となる。
【００３２】
更に、ＰＳ変換ユニットと平行光化ユニットとを用いたことにより、光源から発せられた光を効率的に照射することができ、即ち露光用光照射装置から照射される偏光光の照度が向上し、被露光膜を露光する露光量が増大し、この露光量が増大したことで露光時間の短縮化を図ることができる。
【００３３】
従って、本発明は、パッシブ方式を採用した３Ｄ映像表示装置に用いる３Ｄ光学フィルターの製造において、フィルムの搬送速度の向上と露光時間の短縮化とを同時に達成することができ、高精度にプロキシミティー式での連続露光が実現でき、これにより被露光膜の塗工・乾燥などの露光工程以外の他の工程も一連に連続して行え、極めて量産性に優れた３Ｄ光学フィルターの連続製造が実現できる画期的な３Ｄ光学フィルターの製造装置となる。
【００３４】
また、請求項２記載の発明においては、一層簡易な構成で位置精度の高い３Ｄ光学フィルターを連続露光でき、一層生産性に優れた３Ｄ光学フィルターの製造装置となる。
【００３５】
また、請求項３記載の発明においては、低コスト化を実現できる画期的な３Ｄ光学フィルターの製造装置となる。
【００３６】
また、請求項４記載の発明においては、ＰＳ変換ユニットで偏光されなかった光もこの偏光子を通過することで被露光膜を露光する光に偏光されるので、被露光膜の露光量が増大して露光時間を短縮することができるので、より一層フィルムの搬送速度を上げることが可能となり、より一層生産性に優れた画期的な３Ｄ光学フィルターの製造装置となる。
【００３７】
また、請求項５記載の発明においては、光源が発する光をより多くＰＳ変換ユニットに入射させて偏光光に偏光することができ、露光用光照射装置から照射される偏光光の光量を一層増大させて露光時間を短縮できるので、一層生産性に優れた画期的な３Ｄ光学フィルターの製造装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施例の概略構成説明正面図である。
【図２】本実施例の露光装置部分の拡大説明正面図である。
【図３】本実施例の露光装置部分の拡大説明平断面図である。
【図４】本実施例のＰＳ変換ユニットを示す説明図である。
【図５】本実施例のマスクホルダー及びマスク位置調整装置を示す説明斜視図である。
【図６】３Ｄ光学フィルターを用いたパッシブ方式の３Ｄ映像表示方式を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００４０】
透明フィルム１に偏光した偏光光を照射して露光することで整列層となる被露光膜を塗工し乾燥を終えた塗工済フィルム１を搬送し、この搬送移動する塗工済フィルム１の被露光膜に、このフィルム１の長さ方向をライン方向として透過する光を異なる偏光状態に偏光する二種のライン状偏光フィルター部37,38を交互に配列形成するように露光形成する。
【００４１】
即ち、例えば、フィルム１が折り返し搬送されるバックロール３の一側に配設した露光用光照射装置７から、このバックロール３に支承されながら搬送されている被露光膜が塗工された塗工済フィルム１へ偏光素子として設けたＰＳ変換ユニット６により偏光した偏光光が照射されるが、この偏光光は、露光用光照射装置７とフィルム１との間に設けたフォトマスク５を介して、フィルム１の被露光膜のライン状部を照射してこの被露光膜を露光し、また、この被露光膜をライン状に露光した露光部間に、例えば、このバックロール３を挟んだ反対側に露光用光照射装置７と対向状態に配設した第二露光用光照射装置11から、露光用光照射装置７から照射される偏光光とは異なる偏光方向に偏光した偏光光を照射して露光し、この露光工程を終えた被露光膜上に、これを夫々異なる偏光状態に配向させる整列層として機能させて、交互に異なる向きに配向して交互に異なる偏光層（ライン状の偏光フィルター部37,38）が並設形成されることとなる液晶ポリマー層（ＬＣＰ）を塗工形成して乾燥し、この配向したＬＣＰをＵＶ硬化しこの配向状態を固定してパッシブ方式に用いる３Ｄ光学フィルターを製造する。
【００４２】
このようにして、フィルム１の被露光膜を、異なる偏光方向に偏光した偏光光を照射して露光し、これに塗工するＬＣＰを夫々異なる配向状態に配向させてストライプ状に交互に二種のライン状の偏光フィルター部37,38を並設形成するが、このライン方向をフィルム長さ方向とするため、このライン方向での精度誤差は比較的許容されるものの、これと直交する並設方向の横方向では高い位置精度が要求される。
【００４３】
この点、本発明では、被露光膜を塗工した塗工済フィルム１は、バックロール３により支承搬送されていて、このバックロール３に支承されている搬送中のフィルム１に対してフォトマスク５を対向配設して露光するため、フィルム１のしわや歪みやフィルム振動による離間距離の変動などの問題は解消され、また、上記問題が解消されたことにより、被露光膜を所定パターンに露光するフォトマスク５を、ガラス基板上の被露光層を露光する場合と同程度にまで被露光膜（フィルム１）近接させることができるため、フォトマスク５を通過した偏光光の広がりを抑制できパターンエッジ部（ライン状の偏光フィルター部37,38の境界）のボケが生じにくくなり、またフィルム振動が抑えられるため高速搬送も可能となり、非接触式でありながら間欠搬送とする必要が無く、しかも、高精度の連続露光を高スループットで実現することができる。
【００４４】
しかも、本発明は、ＰＳ変換ユニット６を用いて露光用光照射装置７から照射される偏光光の照度の向上を図ることで露光量を増大して、フィルム１に塗工した被露光膜の露光時間の短縮を実現可能とした。
【００４５】
即ち、従来は、光源８が発した光のＰ偏光若しくはＳ偏光のいずれかしか利用せず、一方は捨てていたが、本発明では、偏光ユニット６を用いて光源８が発した光をＰ偏光とＳ偏光とに分離し、一方の偏光光はそのまま、他方の偏光光は位相差板10（例えば、λ／２偏光板）を通過させて前記一方の偏光光と同じ偏光光に偏光してから出射するので、従来の約２倍の偏光光を照射することができ、よって、被露光膜を露光する偏光光の量が増加し露光量が増すので、露光時間の短縮化が図られることとなる。
【００４６】
また更に、本発明は、平行光化ユニット９を用いて光源８が発する光を略平行光化することができるので、より一層効率よく光源８が発した光を偏光光に偏光することができ、上述したフィルム搬送速度の向上に対応した露光時間を設定することが可能となり、しかも、この平行光化ユニット９によって略平行光として照射される偏光光は、フォトマスク５への入射角（進入角）も小さくなり、フォトマスク５通過後の露光領域の広がりが抑制され、より一層精度良く露光することができることとなり、３Ｄ光学フィルターの製造において高精度且つ高スループット化を実現可能とした画期的な３Ｄ光学フィルターの製造装置となる。
【００４７】
このように、本発明は、高照度で、且つ略平行光化した偏光光を露光用光照射装置７から照射することができ、この露光用光照射装置７から照射する偏光光をバックロール３の回転軸13に対して直角に導光照射することで、精度良く被露光膜に偏光フィルター部37をストライプ状に露光形成することができることになり、このストライプ状の露光部間に、バックロール３を挟んで反対側に露光用光照射装置７と対向状態に配設した第二露光用光照射装置11から、露光用光照射装置７から照射する偏光光とは異なる偏光方向に偏光した偏光光を照射すれば、このバックロール３を共用して異なる偏光フィルター部38を露光形成できて、フィルム１に交互に配列した二種のライン状の偏光フィルター部37,38を並設形成することができ、このようにしてフォトマスク５と非接触とするプロキシミティー式での連続露光が精度良く行え、またフィルム搬送速度を上げることも可能となり、従って、他の工程も間欠することなく連続して行え、このような３Ｄ光学フィルターを極めて能率良く量産できることとなる。
【００４８】
即ち、高い位置精度が要求されるプロキシミティー式での連続露光を含めての一連の工程が間欠搬送することなく高スループットで連続して行え、更に、十分にフォトマスク５を近接させて高精度の露光処理を行うことができる極めて実用性に優れた３Ｄ光学フィルターの製造装置を実現できることとなる。
【実施例】
【００４９】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００５０】
本実施例は、３Ｄ光学フィルターの一連の製造工程をフィルム搬送により連続して行うことができるように構成した３Ｄ光学フィルターの製造装置において、高スループット且つ低コスト化を実現した画期的な３Ｄ光学フィルターの製造装置である。
【００５１】
具体的には、本実施例の３Ｄ光学フィルターの製造装置は、図１に示すように、基材となる透明フィルム１を収納した巻出ロール14と、フィルム１を搬送する搬送装置２と、巻出ロール14から引き出されたフィルム１に被露光膜（配向膜）を塗工する塗工装置16と、このフィルム１に塗工した被露光膜を乾燥する被露光膜乾燥装置17と、フィルム１に塗工した被露光膜を露光する露光装置22と、露光済の整列層に更にこの整列層によって配向する偏光層（ライン状偏光フィルター部）となる液晶ポリマー層（ＬＣＰ）を塗工するＬＣＰ塗工装置18と、この塗工した液晶ポリマー層を乾燥するＬＣＰ乾燥装置19と、この乾燥した液晶ポリマー層にＵＶ光を照射してこの液晶ポリマー層を硬化させ配向状態を固定させるＵＶ処理装置20と、処理状態を検査する検査装置21と、検査が終了したフィルム１を巻き取り収納する巻取ロール15とで構成している。
【００５２】
即ち、本実施例の３Ｄ光学フィルターの製造装置は、基材となる透明フィルム１を巻出ロール14から引き出し搬送し、この巻出ロール14から引き出し搬送装置２で搬送するフィルム１を塗工装置16により偏光光を照射して露光することで整列層となる被露光膜（配向膜）を塗工し、被露光膜乾燥装置17により乾燥し、この塗工・乾燥工程を終えた塗工済フィルム１を、露光用光照射装置７と第二露光用光照射装置11とを備えた露光装置22で偏光光を照射して、フィルム１に塗工した被露光膜をストライプ状に順次露光し、この露光済の整列層に更にこの整列層によって配向する偏光層（ライン状偏光フィルター部）となる液晶ポリマー層（ＬＣＰ）をＬＣＰ塗工装置18により塗工形成し、ＬＣＰ乾燥装置19で乾燥させて配向させた後、ＵＶ処理装置20によりＵＶ光を照射して液晶ポリマー層（ＬＣＰ）を硬化させて配向状態を固定し、検査装置21で検査した後、巻取ロール15に巻き取られるように構成している。
【００５３】
また、本実施例の３Ｄ光学フィルターの製造装置における露光装置22について、具体的に説明すると、本実施例の露光装置22は、図２に示すように、搬送装置２で搬送されるフィルム１を支承搬送するバックロール３と、第一露光処理を行うための偏光光を照射する露光用光照射装置７と、第二露光処理を行うための偏光光を照射する第二露光用光照射装置11とから成り、バックロール３を挟んで一側に露光用光照射装置７を配設し他側に第二露光用光照射装置11を配設して、この露光用光照射装置７と第二露光用光照射装置11とをバックロール３を挟んで対向状態に配設した構成としている。
【００５４】
より具体的には、バックロール３は、図３に示すように、フィルム１幅より大きい幅に設定したドラム状に形成し、回転軸13に回転駆動装置４を連設し、この回転駆動装置４の回転駆動によって搬送装置２の搬送速度に同期して回転するように構成し、この搬送装置２の搬送速度に同期した回転速度で回転するバックロール３の半周面にフィルム１が折り返し当接され、フィルム１の反対面（被露光膜を塗工していない面）を支承しながら搬送するように構成している。
【００５５】
また、このバックロール３の一側に配設した露光用光照射装置７は、第一露光処理、即ち被露光膜（配向膜）を塗工した塗工済フィルム１に最初の偏光フィルター部37をストライプ状に露光するための偏光光を照射するものであり、具体的には、図２に示すように、紫外線波長領域の光を発する光源８と、この光源８の光を平行光化する平行光化ユニット９と、入射した前記光源８の光をＰ偏光とＳ偏光とに分離し、一方の偏光光はそのまま、他方の偏光光は位相差板10を通過させて前記一方の偏光光と同じ偏光光に偏光して前記フォトマスク５に向けて出射するＰＳ変換ユニット６とから成り、更に、本実施例では、光源８から後方に向かって発せられた光を効率よく前方に反射する集光鏡23と、光源８から発せられた光の赤外線成分をカットする赤外線カットフィルター24と、光源８から発せられＰＳ変換ユニット６で偏光光に偏光されなかった未偏光の光を所定の偏光方向に偏光する偏光子12とを設け、これらを一直線上に配設した構成としている。
【００５６】
より具体的には、光源８は、波長が３１３ｎｍの紫外線光を発するロングアークランプを用いた構成としている。尚、図２では光源８のロングアークランプを一本設けた場合を示しているが、この光源８として用いるロングアークランプは複数本用いて複数段に並設した構成としても良い。また、この光源８は、上記ロングアークランプに限らず、ショートアークランプを用いた構成としても良く、このショートアークランプを用いる場合は、複数のショートアークランプをロングアークランプの長さ方向に並設すると共に、この長さ方向に並設したショートアークランプを複数段に並設した構成としても良い。
【００５７】
また、この光源８の後方には集光鏡23を配設し、光源８から後方に向かって発せられた光を効率よく前方へ反射して、より多くの光が前方に向けて照射されるように構成している。
【００５８】
本実施例では、この集光鏡23にコールドミラー23を用いており、反射して前方に向けて照射される光に赤外線成分が含まれないようにし、更に、光源８の前方に赤外線カットフィルター24を配設して、光源８から直接前方側へ照射される光の赤外線を反射し紫外線を透過するように構成して、この光源８から放射され後述する平行光化ユニット９やＰＳ変換ユニット６に入射する光に赤外線が含まれないようにして、平行光化ユニット９やＰＳ変換ユニット６が赤外線によって温度上昇を起こさないように構成している。即ち、この温度上昇を起こさないように構成することで、温度上昇を防止するための冷却装置などの設置を省略するでき、装置のコストダウン化を図ることができる。
【００５９】
また、本実施例は、この赤外線カットフィルター24の前方に平行光化ユニット９を配設し、赤外線カットフィルター24を通過した拡散光を略平行光化するように構成している。
【００６０】
本実施例では、この平行光化ユニット９として、コリメータをハニカム状に並設したハニカム構造体（ハニカムボード）を用いた構成としている。
【００６１】
即ち、光源８から発せられた光をこのハニカム構造体の平行光化ユニット９に通過させることで光の拡散を防止し、効率良く且つ低入射角で光源８からの光をＰＳ変換ユニット６に入射させる（ＰＳ変換ユニット６は入射した光の入射角が大きすぎると偏光しきれない場合があるため）と共に、ＰＳ変換ユニット６から出射した偏光光が略平行光化された偏光光として出射され、フォトマスク５に入射する偏光光の入射角が小さくパターンボケが生じ難くなるように構成している。
【００６２】
また、この平行光化ユニット９で略平行光化した光を所定の偏光方向の偏光光に偏光すると共に照度アップを目的として、この平行光化ユニット９の前方にＰＳ変換ユニット６を配設した構成としている。
【００６３】
このＰＳ変換ユニット６は、図４に示すように、入射した光源８の光をＰ偏光とＳ偏光とに分離し、一方の偏光光はそのまま、他方の偏光光は位相差板10を通過させて一方の偏光光と同じ偏光光に偏光してフォトマスク５に向けて出射するもので、本実施例の露光用光照射装置７においては、入射した光源８の光をＰ偏光とＳ偏光とに分離し、Ｐ偏光はそのまま透過してフォトマスク５に向かって出射し、また、透過せず所定方向に反射したＳ偏光は、反射板24でＰ偏光が透過した透過方向（具体的には、フォトマスク５が設けられている前方方向）に向きを変えたのち、位相差板10（具体的には、λ／２偏光板）を通過させてこのＳ偏光をＰ偏光に偏光してフォトマスク５に向けて出射している。
【００６４】
即ち、従来は利用していなかった（捨てていた）Ｓ偏光をＰ偏光に再偏光して利用することで、露光用光照射装置７から照射される偏光光の光量を増大させて被露光膜に対する露光量を増大して、被露光膜の露光時間を短縮化し、スループットが向上して生産性の向上が図れるように構成している。
【００６５】
また、このＰＳ変換ユニット６の前方に、具体的には、このＰＳ変換ユニット６とフォトマスク５との間に、偏光フィルターとして更に偏光子12を設けた構成とし、この偏光子12で、ＰＳ変換ユニット６で偏光されなかった光を偏光し、光源８から発せられた光をより多くの偏光光に偏光するように構成している。
【００６６】
また、前述したように、この露光用光照射装置７から照射される偏光光で露光処理を行う第一露光処理はフォトマスク５を用いて露光処理が行われる。よって、上述のように構成した露光用光照射装置７は、図３に示すように、照射した偏光光がバックロール３の回転軸13に対して直角に照射するように構成すると共に、このバックロール３の回転軸13に対して直角に照射される偏光光が、フィルム１の長さ方向をライン方向とする奇数ライン若しくは偶数ラインに位置させる部分となるフィルム１のストライプ状の記被露光膜のライン状部に照射して連続露光させることになるライン状透光部25をストライプ状に形成した（ライン状マスク部26をストライプ状に形成した）フォトマスク５に向かって照射するように構成している。
【００６７】
また、この露光用光照射装置７から照射された偏光光を所定のパターンで被露光膜に照射するためのフォトマスク５は、具体的には、石英ガラスなどのガラス板で形成して、マスク精度の高いフォトマスク５とし、更に、このフォトマスク５は、バックロール３により支承搬送されている前記フィルム１と離間状態に対向配設するマスクホルダー27に着脱自在に支持される構成とし、このマスクホルダー27は、前記フォトマスク５の位置及び向きを微調整するマスク位置調整装置28を設けた構成としている。
【００６８】
具体的には、マスクホルダー27は、バックロール３に対して対向状態に配設した構成とし、更に、このマスクホルダー27に支持されるフォトマスク５と、バックロール３に支承搬送されるフィルム１との離間状態が近接状態となるように構成し、フォトマスク５を通過した偏光光が所定の露光領域から外れて照射されることで生ずるボケの発生を可及的に低減し、高い位置精度でマスクパターンを形成できるように構成している。
【００６９】
また、マスク位置調整装置28は、フィルム１のストライプ状のライン状部と合致させるストライプ状のライン状透光部25の並設方向をＸ方向、これと直交するライン方向をＹ方向、これらと夫々直交する前記フィルム１との対向方向をＺ方向、前記ＸＹ面で回転する方向をθ方向としてこれらＸＹＺθ方向のいずれにもフォトマスク５を微調整移動できるように構成しており、具体的には、図５に示すように、基台29に対してＺ軸方向にガイド部を介して移動調整設定自在に設けた取付台30に、θ方向に回動調整設定自在に回動取付部31を設け、この回動取付部31の前面にＹ方向にガイド部を介して移動調整設定自在にＹ方向調整取付部32を設けると共に、更にＸ方向にガイド部を介して移動調整設定自在にＸ方向調整取付部33を設けた構成とし、本実施例では、このＸ方向調整取付部33がフォトマスク５を支持するマスクホルダー27を兼用した構成としている。
【００７０】
尚、本実施例の露光用光照射装置７は、光源８から発せられた光を平行光化ユニット９で略平行光化してからＰＳ変換ユニット６に入射するように夫々を配設した構成としたが、平行光化ユニット９とＰＳ変換ユニット６との配置を入れ替え、ＰＳ変換ユニット６で偏光した偏光光を平行光化ユニット９で略平行光化する構成としても良い。
【００７１】
また更に、光源８から発せられた光を一層平行光化するために、光源８と平行光化ユニット９との距離（光路長）を長くした構成としても良く、例えば、光源８を下方側に配置すると共に上方に向けて光を発するように配設し、この光源８から上方に向けて発せられた光をコリメートミラーで反射させて向きを変えて平行光化ユニット９に導入するように構成しても良い。
【００７２】
一方、バックロール３を挟んで、前述した露光用光照射装置７と対向状態に配設した第二露光用光照射装置11は、第二露光処理、即ち第一露光処理によって形成したストライプ状の偏光フィルター部37の間に、偏光フィルター部38を形成するために露光用光照射装置７が照射する偏光光と異なる偏光方向の偏光光を照射するものである。
【００７３】
また、この第二露光処理を行う第二露光用光照射装置11は、前述したようにフォトマスク５を用いず露光処理を行うように構成している。
【００７４】
このフォトマスク５を用いない露光処理は、フォトマスク５を用いる露光処理と比較すると、露光量は約半分程度で良い。また、露光量が半分程度であるため、露光用光照射装置７で露光処理した偏光フィルター部37に第二露光用光照射装置11から照射された別の偏光光が照射されても、この偏光フィルター部37が更に露光されることが無く、よって、フォトマスク５を用いなくても、既に露光済みの偏光フィルター部37がフォトマスク５の代わりになって偏光フィルター部38をフォトマスク５無しで露光することができる。
【００７５】
従って、第二露光用光照射装置11は、図２に示すように、紫外線波長領域の光を発する光源８と、この光源８から後方に向かって発せられた光を効率よく前方に反射する集光鏡23と、光源８から発せられた光の赤外線成分をカットする赤外線カットフィルター24と、光源８から発せられた光を偏光光に偏光する偏光子12とで構成し、これらを一直線上に配設した構成としている。
【００７６】
即ち、フォトマスク５を用いて露光処理を行う露光用光照射装置７に用いた光源８が発した光を平行光化する平行光化ユニット９や照度を向上させるＰＳ変換ユニット６は不要となり、その分、コストダウンが図られ装置を安価に製造することが可能となる。
【００７７】
尚、この第二露光用光照射装置11は、上述の構成に限らず、光源８の種類やマスク使用の有無などの設定条件により、露光用光照射装置７と同じ構成としたり、ＰＳ変換ユニット６や平行光化ユニット９を追加した構成としても良く、更に、前述した露光用光照射装置７と同様に光路長を長くする構成としても良い。
【００７８】
また、図示していないが、バックロール３により支承されるフィルム１の搬送位置を設定若しくは補正するフィルムアライメント装置を備えた構成としても良く、例えば、フィルム１に設けたアライメントマークと基準マークとをセンシングしてフィルム１或いはバックロール３を自動的に遂次移動調整して常にフィルム１の搬送位置を微調整修正するように構成し、一層高い露光精度となるように構成しても良い。
【００７９】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【符号の説明】
【００８０】
１  フィルム
２  搬送装置
３  バックロール
５  フォトマスク
６  ＰＳ変換ユニット
７  露光用光照射装置
８  光源
９  平行光化ユニット
10  位相差板
11  第二露光用光照射装置
12  偏光子
【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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