フィルム搬送装置
【課題】形状及び寸法の精度の良好な領域を備えたパターン位相差フィルムを製造しうるフィルム搬送装置を提供する。
【解決手段】液晶組成物層を備える長尺のフィルム材を搬送しつつ、液晶組成物層の所定の領域に光を照射しうるフィルム搬送装置であって、フィルム材に下方から気体を噴出しうる噴出口を備え、噴出口から気体を噴出することによりフィルム材を浮上させうる浮上搬送装置と、マスクを介して、浮上した前記フィルム材の前記液晶組成物層に光を照射しうる露光装置とを備える。
【解決手段】液晶組成物層を備える長尺のフィルム材を搬送しつつ、液晶組成物層の所定の領域に光を照射しうるフィルム搬送装置であって、フィルム材に下方から気体を噴出しうる噴出口を備え、噴出口から気体を噴出することによりフィルム材を浮上させうる浮上搬送装置と、マスクを介して、浮上した前記フィルム材の前記液晶組成物層に光を照射しうる露光装置とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン位相差フィルムの製造に用いるフィルム搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年開発が進む立体画像表示装置における表示方式のうち、代表的な方式の一つに、パッシブ方式と呼ばれる方式がある。パッシブ方式の立体画像表示装置では、通常、同一画面内に右目用の画像と左目用の画像とを表示させ、これらの画像を専用のメガネを用いて左右の目それぞれに振り分けるようにしている。そのため、パッシブ方式の立体表示装置には、左右の目それぞれに対応した画像を、それぞれ異なる位置に異なる偏光状態で表示させるため、異なる面内位相差（面内レターデーション）を有する２種類以上の領域を面内の異なる位置に有する位相差フィルム（すなわち、「パターン位相差フィルム」）が設けられることがある。
【０００３】
前記のパターン位相差フィルムは、例えばフォトリソグラフィを利用して製造される。フォトリソグラフィでは、通常、所定のパターンを有するマスク（「フォトマスク」ともいう。）を介して対象物に光を照射することにより、マスクのパターンをその対象物に写し取るようになっている。例えば、特許文献１には、マスクを介して液晶層に紫外線を照射することを含む、パターン位相差フィルムの製造方法が記載されている（特許文献１の段落［００４７］〜［００４９］、図１１参照）。
【０００４】
また、特許文献２〜８のような技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５２２９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２１２９５４号公報
【特許文献３】特開平０１−２０９２５６号公報
【特許文献４】特開２００４−２８４７５１号公報
【特許文献５】特開２０１０−１９５５５８号公報
【特許文献６】実公平０１−０３８１１５号公報
【特許文献７】特開２０１０−２６９８８９号公報
【特許文献８】特開平０４−３５４７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製造効率を高める観点から、パターン位相差フィルムは、長尺のフィルム材を用いて連続的に製造されることが好ましい。通常は、長尺のフィルム材を搬送用のロールで搬送しつつ、パターン位相差フィルムを製造する。しかし、フォトリソグラフィを用いる製造方法においては、ロールでフィルム材を搬送しつつパターン位相差フィルムを製造すると、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法の精度が低くなることがあった。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、形状及び寸法の精度の良好な領域を備えたパターン位相差フィルムを製造しうるフィルム搬送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】
【０００８】
本発明者は上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、液晶組成物層を備える長尺のフィルム材を搬送しつつ、液晶組成物層の所定の領域に光を照射してパターン位相差フィルムを製造するときに、フィルム材に下方から気体を噴出することによってフィルム材を浮上させることにより、製造されるパターン位相差フィルムにおいて各領域の形状及び寸法の精度を高められることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の通りである。
【０００９】
〔１〕 液晶組成物層を備える長尺のフィルム材を搬送しつつ、前記液晶組成物層の所定の領域に光を照射しうるフィルム搬送装置であって、
前記フィルム材に下方から気体を噴出しうる噴出口を備え、前記噴出口から気体を噴出することにより前記フィルム材を浮上させうる浮上搬送装置と、
マスクを介して、浮上した前記フィルム材の前記液晶組成物層に光を照射しうる露光装置とを備える、フィルム搬送装置。
〔２〕 前記浮上搬送装置が、前記噴出口から噴出する気体の流量を調整することにより、前記フィルム材と前記マスクとの距離を制御して、前記露光装置による光の照射幅を調整しうる、〔１〕記載のフィルム搬送装置。
〔３〕 光を照射される時の、前記フィルム材と前記マスクとの距離が、０ｍｍより大きく５ｍｍ以下である、〔１〕又は〔２〕記載のフィルム搬送装置。
〔４〕 前記搬送装置は、前記露光装置よりも上流にロールを備え、
前記浮上搬送装置は、前記フィルム材の搬送方向において、前記ロールと前記露光装置との間に配置されている、〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載のフィルム搬送装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフィルム搬送装置によれば、形状及び寸法の精度の良好な領域を備えたパターン位相差フィルムを製造しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置を模式的に示す側面図である。
【図３】図３は、マスクの近傍においてマスクとフィルム材とを、搬送方向に垂直な平面で切った断面を拡大して模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、立体表示装置の例を概略的に示す分解上面図である。
【図５】図５は、実施例１において用いたフィルム搬送装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図６】図６は、パターン位相差フィルムの面内ばらつきを測定する際のサンプルの様子を模式的に示す図である。
【図７】図７は、実施例６において用いたフィルム搬送装置の構成を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。
【００１３】
以下の説明において、「長尺」とは、幅に対して、通常５倍以上の長さを有するものをいい、好ましくは１０倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するものをいう。
また、「偏光板」とは、剛直な部材だけでなく、例えば樹脂製のフィルムのように可撓性を有する部材も含む。
【００１４】
また、「位相差」とは、別に断らない限り、面内位相差（面内レターデーション）のことを意味する。フィルムの面内位相差は、フィルムの厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率ｎｘ、前記面内方向であってｎｘの方向に垂直な方向の屈折率ｎｙ、フィルムの膜厚ｄを用いて、（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで表される値である。面内位相差は、市販の位相差測定装置（例えば、王子計測機器社製、「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」、フォトニックラティス社製、「ＷＰＡ−ｍｉｃｒｏ」）あるいはセナルモン法を用いて測定できる。
【００１５】
また、「（メタ）アクリレート」とは「アクリレート」及び「メタクリレート」のことを意味し、「（メタ）アクリル」とは「アクリル」及び「メタクリル」のことを意味する。
また、「紫外線」とは、波長が１ｎｍ以上４００ｎｍ以下の光のことを意味する。
【００１６】
また、構成要素の方向が「平行」又は「垂直」とは、特に断らない限り、本発明の効果を損ねない範囲内、例えば±５°の範囲内での誤差を含んでいてもよい。さらに、ある方向に「沿って」とは、ある方向に「平行に」との意味である。
【００１７】
［１．フィルム搬送装置］
図１は、本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置を模式的に示す斜視図である。また、図２は、本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置を模式的に示す正面図である。図１及び図２では、部材の区別を容易にするべく第一の浮上搬送装置、露光装置及び第二の浮上搬送装置の間に空隙を開けて図示しているが、本発明の効果を著しく損なわない限り、この空隙は無くしてもよい。
【００１８】
図１及び図２に示すように、フィルム搬送装置１００は、長尺のフィルム材２００を搬送しうる装置であって、フィルム材２００の搬送方向の上流から順に、第一のガイドロール１１０と、第一の浮上搬送装置１２０と、露光装置１３０と、第二の浮上搬送装置１４０と、第二のガイドロール１５０とを備える。また、本実施形態においては、フィルム材２００は、露光装置１３０の光源１３１が出す光を透過させうる基材フィルムと、この基材フィルム上に設けられた液晶組成物層とを備える複層フィルムを例に挙げて説明する。ただし、液晶組成物層を備える限り、フィルム材２００の構成は任意である。
【００１９】
第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０は、フィルム材２００を案内するロールである。フィルム搬送装置１００へと供給されるフィルム材２００は、第一のガイドロール１１０を経由して、第一の浮上搬送装置１２０へと送り出されるようになっている。また、第二の浮上搬送装置１４０から送り出されたフィルム材２００は、第二のガイドロール１５０を経由して、フィルム搬送装置１００の外へと送り出されるようになっている。
【００２０】
図１に示すように、第一の浮上搬送装置１２０は、気体を噴出しうる噴出口としてスリット１２１を備える。スリット１２１はフィルム材２００の下に配置され、フィルム材２００に下方から気体を噴出しうるようになっている。スリット１２１から気体を噴出することにより、フィルム材２００の下に気体の層１６０が形成される（図２参照）。この気体の層１６０がフィルム材２００を支持するので、搬送されるフィルム材２００を浮上させうるようになっている。また、スリット１２１から噴射された気体は露光装置１３０へと流れるようになっているので、第一の浮上搬送装置１２０とフィルム材２００との間だけでなく、露光装置１３０とフィルム材２００との間にも気体の層１６０が形成される。このため、フィルム材２００は、第一の浮上搬送装置１２０を通過するときだけでなく、露光装置１３０を通過するときにも気体の層１６０により支持されるようになっている。
【００２１】
第一の浮上搬送装置１２０では、スリット１２１が噴出する気体の流量（特に、単位時間当たりの流量）を適切に設定することにより、フィルム材２００の下に形成される気体の層１６０の厚みを変動させることなく、時間的に安定させられる。このため、フィルム搬送装置１００では、搬送されるフィルム材２００が通過する位置を一定に維持することが可能となっている。特に、露光装置１３０を通過するときのマスク１３２とフィルム材２００との距離（以下、適宜「フィルム高さ」という。）ｈを一定に保つことが可能であるため、光を照射される領域の幅（以下、適宜「照射幅」という。ここでは、ＴＤ方向の寸法。）が変動することを防止できるので、液晶組成物層に形成される領域の形状及び寸法の精度を高めることができる。通常は、スリット１２１が噴出する気体の単位時間当たりの流量を一定にすることにより、フィルム高さｈを一定に保つことができる。
【００２２】
また、本実施形態において、スリット１２１は、図１に示すように、フィルム材２００の幅方向に沿って設けられている。このため、気体は幅方向の全体に供給されるので、フィルム材２００の全体を気体の層１６０によって支持できる。したがって、フィルム材２００を幅方向の全体に亘って安定して浮上させることができるようになっている。
【００２３】
さらに、第一の浮上搬送装置１２０では、スリット１２１が噴出する気体の流量（特に、単位時間当たりの流量）は変更可能となっている。そのため、フィルム材２００の搬送の際には、スリット１２１から噴出する気体の流量を調整することにより、フィルム高さｈを制御できるようになっている。具体的には、気体の流量が多くなれば気体の層１６０の厚みが厚くなってフィルム高さｈが大きくなり、気体の流量が小さくなれば気体の層１６０の厚みが薄くなってフィルム高さｈが小さくなるようになっている。
ここで使用される気体は、コスト等を考えて、空気（エアー）が好ましいが、窒素等の不活性ガス等を使用してもよい。
【００２４】
図１に示すように、露光装置１３０は、光源１３１と、着脱可能に設けられたマスク１３２とを備え、マスク１３２を介して、浮上したフィルム材２００の液晶組成物層に光を照射しうるようになっている。したがって、フィルム搬送装置１００は、この露光装置１３０により、搬送されているフィルム材２００の液晶組成物層の所定の領域に光を照射しうるようになっている。本実施形態では露光装置１３０はフィルム材２００の下に配設されているが、必要に応じて、露光装置１３０はフィルム材２００の上に配設してもよい。
【００２５】
光源１３１としては、所望の光を発するものを任意に用いてもよい。通常は、液晶組成物層を硬化させうる波長の光を出す光源を用いる。このような光の例としては紫外線が挙げられる。また、光源１３１の例としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、メタルハライドランプなどが挙げられる。
【００２６】
照射強度（照度）は、特に限定されないが、重合開始剤の活性化に有効な波長領域の照射強度が０．１ｍＷ／ｃｍ２〜１００ｍＷ／ｃｍ２であることが好ましい。光の照射強度が０．１ｍＷ／ｃｍ２未満であると、反応時間が長くなりすぎ、１００ｍＷ／ｃｍ２を超えると、光源からの輻射熱、重合反応熱等により、液晶組成物が黄変したり、フィルム材自体が変形する恐れがある。
光の照射時間は、硬化状況に応じて適宜選択されるものであって、特に限定されないが、照射強度と照射時間との積として表される積算光量が１０ｍＪ／ｃｍ２〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ２となるように設定されることが好ましい。
【００２７】
光源１３１として、複数の光源を用いてもよい。また、光源１３１は、光を平行光化する部材を備えていてもよい。そのような部材としては、例えば、フライアイレンズ、レンチキュラーレンズなどが挙げられる。また、光源１３１は、フィルターを備えていてもよい。そのようなフィルターの例を挙げると、バンドパスフィルター、減光フィルターなどが挙げられる。
【００２８】
マスク１３２は、光源１３１が出した光を透過させうる透光部１３３と遮断しうる遮光部１３４とを備え、光源１３１とフィルム材２００との間に設置されている。光源１３１が出した光は、マスク１３２を介して、マスク１３２の上に浮上したフィルム材２００の液晶組成物層に照射されるようになっている。このため、液晶組成物層の領域のうち、遮光部１３４に相当する領域には光は照射されず、透光部１３３に相当する領域には透光部１３３を透過した光が照射される。すなわち、透光部１３３に相当する液晶組成物層の領域に選択的に光が照射されるようになっている。
【００２９】
マスク１３２において透光部１３３及び遮光部１３４の位置、形状及び寸法は、パターン位相差フィルムにおいて形成したい領域の位置、形状及び寸法に応じて設定される。
本実施形態では、透光部１３３及び遮光部１３４は、いずれもフィルム材２００の搬送方向に延在する、帯状の部分となっている。また、透光部１３３及び遮光部１３４は、それぞれ幅が一定になっている。さらに、透光部１３３及び遮光部１３４は、フィルム材２００の幅方向において交互に並んでおり、全体としてストライプ状となるように配置されている。
【００３０】
また、透光部１３３及び遮光部１３４の幅は、用いる液晶パネル中の画素の寸法や横縦の解像度に適合させて適宜設定してもよい。例えば２０インチ、解像度（横１６００×縦１２００ピクセル）では、幅は２００μｍ〜２６０μｍにしてもよく、また、例えば２７インチ、解像度（横１９２０×縦１２００ピクセル）では、幅は２８０μｍ〜３４０μｍにしてもよい。通常、透光部１３３及び遮光部１３４の幅は立体画像装置の１画素と同等の幅であり、画面サイズに応じて適宜変化しうるが、一般的に８００μｍ以下である。透光部１３３及び遮光部１３４の幅はこのように狭いので、形状及び寸法の精度が低下は品質に大きな影響を及ぼす傾向がある。しかし、フィルム搬送装置１００を用いれば、このように透光部１３３及び遮光部１３４の幅が狭い場合でも、透光部１３３及び遮光部１３４を精度良く液晶組成物層に写し取ることが可能である。
【００３１】
露光装置１３０におけるフィルム高さ（即ち、マスク１３２と、露光装置１３０を通過するフィルム材２００との距離）ｈは、露光装置１３０による光の照射幅（即ち、各透光部１３３を透過した光が照射される液晶組成物層の領域それぞれの幅）と相関がある。また、光の照射幅は、パターン位相差フィルムに形成される領域の幅に対応している。したがって、フィルム高さｈを調整することにより、パターン位相差フィルムの領域の幅を調整することができる。以下、この点について図面を用いて説明する。
【００３２】
図３は、マスク１３２の近傍においてマスク１３２とフィルム材２１０及び２２０とを、搬送方向に垂直な平面で切った断面を拡大して模式的に示す断面図である。ここで、基材フィルム２１１及び液晶組成物層２１２を備えたフィルム材２１０は、マスク１３２までの距離（フィルム高さ）ｈ２１０が小さく、また、基材フィルム２２１及び液晶組成物層２２２を備えたフィルム材２２０は、マスク１３２までの距離（フィルム高さ）ｈ２２０が大きいものとする。
【００３３】
図３に示すように、光源１３１（図１及び図２参照。）から出た光がマスク１３２の透光部１３３を透過すると、回折を生じる。このため、マスク１３２を透過した後の光Ａは広がるように進むので、通常は、露光装置１３０におけるフィルム高さｈが大きくなるほど光の照射幅も大きくなる。したがって、図３に示す例では、この光Ａが近いフィルム材２１０に照射される際の照射幅Ｗ２１０よりも、遠いフィルム材２２０に照射される際の照射幅Ｗ２２０が広くなる。
【００３４】
よって、この回折による光の広がりを利用すれば、光の照射幅を容易に調整することができる。具体的には、光の照射幅を広くしたい場合には露光装置１３０におけるフィルム高さｈを大きし、光の照射幅を狭くしたい場合には露光装置１３０におけるフィルム高さｈを小さくする。前述したように、フィルム高さｈは、第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１が噴出する気体の流量を調整することにより制御可能である。したがって、フィルム搬送装置１００においては、スリット１２１が噴出する気体の流量を調整することにより、容易に光の照射幅を調整でき、ひいてはパターン位相差フィルムの領域の幅を調整することができる。
【００３５】
ただし、フィルム高さｈがあまりに大きすぎると回折の影響が大きくなり、光が照射される領域と照射されない領域との境界が不鮮明となる可能性がある。したがって、露光装置１３０におけるフィルム高さｈは過度に大きくしないことが好ましい。具体的な範囲は、光源１３１が出す光の波長、透光部１３３の寸法、パターン位相差フィルムに要求される品質の程度などに応じて設定しうる。例えば、立体画像表示装置用のパターン位相差フィルムを製造する場合、光を照射される時のフィルム高さｈは、通常０ｍｍより大きく、また、通常５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下である。
【００３６】
図１に示すように、第二の浮上搬送装置１４０は、第一の浮上搬送装置１２０を補助するものであり、気体を噴出しうる噴出口としてスリット１４１を備える。スリット１４１は、第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１と同様に、フィルム材２００の下に配置され、フィルム材２００に下方から気体を噴出しうるようになっている。したがって、フィルム材２００を支持する気体の層１６０には、第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１からだけではなく、第二の浮上搬送装置１４０のスリット１４１からも気体が供給されるようになっている。
【００３７】
このため、露光装置１３０の上流から下流にかけての広い範囲で安定した気体の層１６０が形成されるので、第一の浮上搬送装置１２０だけを用いる場合に比べて、露光装置１３０を通過する際のフィルム材２００の変動を更に小さくして、フィルム高さｈを時間的に更に安定させることができる。したがって、第一の浮上搬送装置１２０及び第二の浮上搬送装置１４０の両方を備えていることにより、フィルム搬送装置１００は、より確実に光の照射幅を経時的に変動しないようにできるので、パターン位相差フィルムの領域の形状及び寸法の精度を更に高めることができる。
【００３８】
また、第二の浮上搬送装置１４０は、第一の浮上搬送装置１２０と同様に、スリット１４１が噴出する気体の流量を適切に設定することによって、搬送されるフィルム材２００が通過する位置を一定に維持することができる。また、第一の浮上搬送装置１２０と同様に、スリット１４１が噴出する気体の流量を調整することにより、露光装置１３０におけるフィルム高さｈを制御することができる。
【００３９】
本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置は上述したように構成されている。このため、使用時には、露光装置１３０の光源１３１を光らせた状態で、液晶組成物層を備えたフィルム材２００をフィルム搬送装置１００に供給する。供給されたフィルム材２００は、所定のテンションを与えられた状態で、第一のガイドロール１１０、第一の浮上搬送装置１２０、露光装置１３０、第二の浮上搬送装置１４０及び第二のガイドロール１５０をこの順に通過するように、搬送される。
【００４０】
この際、フィルム材２００は、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０には接触するが、第一の浮上搬送装置１２０、露光装置１３０及び第二の浮上搬送装置１４０には接触しない。第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１及び第二の浮上搬送装置１４０のスリット１４１から噴出する気体の層１６０によって支持されて、浮上状態で搬送されるからである。
【００４１】
また、フィルム材２００は、搬送されつつ、露光装置１３０によって光を照射される。具体的には、光源１３１から出された光が、マスク１３２を介してフィルム材２００に入射し、基材フィルムを透過して液晶組成物層に照射される。マスク１３２の透光部１３３は光を透過させるが、遮光部１３４では光を透過させないので、液晶組成物層には、マスク１３２の透光部１３３を透過した光だけが照射される。こうして、液晶組成物層には、透光部１３３と同様の領域が写し取られる。
【００４２】
このとき、第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１及び第二の浮上搬送装置１４０のスリット１４１が噴出する気体の流量を適切に設定することにより、搬送されるフィルム材２００が通過する位置を、時間的に安定にすることができる。したがって、露光装置１３０におけるフィルム高さｈを一定に保つことが可能であるため、液晶組成物層において光が照射される領域の形状及び寸法の精度を高めることができる。
【００４３】
仮に第一の浮上搬送装置１２０及び第二の浮上搬送装置１４０が無い場合、フィルム材２００は、第一のガイドロール１１０と第二のガイドロール１５０との間で自重によって撓む。そうすると、僅かな振動によってもフィルム材２００は高さ方向で容易に動き、位置が変動することがある。また、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０の傾き、真円度などの精度が低下すると、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０だけで支持されたフィルム材２００へのテンションの係り具合が一様でなくなる。そうすると、これによってもフィルム材２００は動き、設計どおりの位置に留まれなくなることがある。これらの現象が生じると、露光装置１３０を通過するときのフィルム材２００の位置が、高さ方向及び幅方向で変動するので、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法の精度が低くなることがあった。
【００４４】
これに対し、本実施形態に係るフィルム搬送装置１００では、少なくとも第一の浮上搬送装置１２０を用い、また好ましくは第二の浮上搬送装置１４０を組み合わせて用いることにより、気体の層１６０によってフィルム材２００を支持している。このため、振動によるフィルム材２００の高さ方向の動きを抑制することができるので、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法の精度を改善することができる。また、気体の層１６０によって支持されるため、フィルム材２００のフィルム高さｈは、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０の傾き、真円度などの影響は受け難くなるので、これによっても、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法の精度を改善することができる。
【００４５】
フィルム材２００の挙動を安定させて、フィルム高さｈをより確実に一定に保つために第一のガイドロール１１０と第二のガイドロール１５０との間において、フィルム材２００が、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０よりも鉛直方向において上になるようにすることが好ましい。したがって、スリット１２１及び１４１から噴出する気体の流量を多くして、フィルム材２００が上側に反るようにすることが好ましい。
【００４６】
また、本実施形態に係るフィルム搬送装置１００によれば、スリット１２１又は１４１から噴出する気体の流量を調整することにより、露光装置１３０におけるフィルム材２００のフィルム高さｈを制御して、光の照射幅を調整することができる。このため、スリット１２１又は１４１から噴出する気体の流量を調整という簡単な制御により、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法を制御することが可能である。
【００４７】
本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置１００は上述したように構成されたが、更に変更して実施してもよい。
例えば、第一実施形態では露光装置１３０はフィルム材２００の下側から光を照射するようにしたが、上側から光を照射するようにしてもよい。
また、例えば、噴出口の形状はスリット状以外の形状にしてもよい。さらに、噴出口の数、位置なども、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。
また、少なくともフィルム材の搬送方向において第一のガイドロールと露光装置との間に浮上搬送装置が設けられていれば、パターン位相差フィルムの領域の形状及び寸法の精度を良好にできる。したがって、前記の実施形態においては、第二の浮上搬送装置を設けなくても、パターン位相差フィルムの領域の形状及び寸法の精度を高めることは可能である。
さらに、例えば、フィルム搬送装置には、第一実施形態で説明したものに加え、更に別の構成要素を設けてもよい。具体例を挙げると、紫外線露光の開口度を調整できるアパーチャー、系内の雰囲気を制御するチャンバー、フィルム材２００を加熱するヒーター、フィルム高さｈを測定するセンサー、搬送ゆらぎを測定するセンサーなどを設けてもよい。
【００４８】
［２．パターン位相差フィルム］
本発明のフィルム搬送装置を用いた、パターン位相差フィルムの製造方法の一例を説明する。この製造方法では、液晶組成物層として、露光装置による光の照射によって硬化しうるものを用いて、以下の工程を行う。通常、以下の工程はいずれも、インラインでフィルムを連続的に搬送しながら実施する。
i．基材フィルム上に、液晶組成物層を形成して、長尺のフィルム材を得る工程。
ii．本発明のフィルム搬送装置でフィルム材を搬送しつつ、液晶組成物層の所定の領域に光を照射して、液晶組成物層の一部の領域を硬化させる工程。
iii．液晶組成物層の未硬化状態の領域の配向状態を変化させる工程。
iv．パターン位相差フィルムに光を照射して、液晶組成物層の未硬化状態の領域を硬化させる工程。
【００４９】
さらに、必要に応じて、適切な時期に、以下の工程を行ってもよい。
ｖ．基材フィルム上に配向膜を形成する工程。
vi．液晶組成物層に含まれる液晶化合物を配向させる工程。
vii．液晶組成物層を乾燥させる工程。
所望のパターン位相差フィルムが得られる限り、前記の工程の順番は任意である。
【００５０】
〔２−１．基材フィルムの用意〕
基材フィルムは、パターン位相差フィルムを製造する際に使用される長尺のフィルムである。
基材フィルムの材料としては、通常は樹脂を用いる。未硬化状態の液晶組成物層を硬化させる工程において基材フィルムを介して液晶組成物層に光を照射する場合は、液晶組成物を硬化させられる程度に光を透過させられる材料を用いることが好ましい。通常は、１ｍｍ厚で全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１９９７に準拠して、濁度計（日本電色工業社製、ＮＤＨ−３００Ａ）を用いて測定）が８０％以上である材料が好適である。
【００５１】
さらに、基材フィルムの材料としては、熱及び張力に強く、ライン搬送時の揺れの小さくする観点から、弾性率の高い材料を用いることが好ましい。
【００５２】
基材フィルムの材料の例を挙げると、鎖状オレフィンポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、鎖状オレフィンポリマー及びシクロオレフィンポリマーが好ましく、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、シクロオレフィンポリマーが特に好ましい。なお、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、基材フィルムの材料には、本発明の効果を著しく損なわない限り、任意の配合剤を含ませてもよい。好適な材料の具体例を挙げると、日本ゼオン社製「ゼオノア１４２０」を挙げることができる。
【００５３】
基材フィルムの厚みは、製造時のハンドリング性、材料のコストの観点からは薄くしてもよいが、熱及び張力に強く、ライン搬送時の揺れを小さくする観点から厚くしてもよい。基材フィルムは、液晶組成物層から剥がされて最終的にはパターン位相差フィルムには残らない場合もありえるので、基材フィルムの厚みを厚くしてもパターン位相差フィルムの薄膜化を妨げないことも可能である。具体的な範囲としては、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは８０μｍ以上であり、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２５０μｍ以下である。
【００５４】
基材フィルムは、延伸されていない未延伸フィルムであってもよく、延伸された延伸フィルムであってもよい。また、等方なフィルムであっても、異方性を有するフィルムであってもよい。さらに、基材フィルムは、一層のみからなる単層構造のフィルムであってもよく、二層以上の層からなる複層構造のフィルムであってもよい。通常は、生産性及びコストの観点から、単層構造のフィルムを用いる。
【００５５】
基材フィルムの液晶組成物層を形成する面には、ラビング処理を施してもよい。ラビング処理を施すことにより、配向膜を形成しなくても、液晶組成物層において液晶化合物を配向させることができる。通常、基材フィルムの搬送方向とラビング方向は平行になる。
基材フィルムの表面のラビング処理は、基材フィルムの表面に未硬化状態の液晶組成物層を設ける工程の前に行う。
【００５６】
基材フィルムは、片面又は両面に表面処理が施されたものであってもよい。表面処理を施すことにより、基材フィルムの表面に直接形成される他の層と基材フィルムとの密着性を向上させることができる。表面処理としては、例えば、エネルギー線照射処理や薬品処理などが挙げられる。
【００５７】
〔２−２．配向膜の形成工程〕
液晶組成物層は、基材フィルムの表面に直接に形成してもよいが、基材フィルムの表面に例えば配向膜等を介して間接的に塗布してもよい。配向膜を用いれば、液晶組成物層において液晶化合物を容易に配向させることができる。配向膜の形成工程は、基材フィルムの表面に未硬化状態の液晶組成物層を設ける工程の前に行う。
【００５８】
配向膜は、例えば、セルロース、シランカップリング剤、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、エポキシアクリレート、シラノールオリゴマー、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、ポリオキサゾール、環化ポリイソプレンなどを用いて形成してもよい。これらは１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
配向膜の厚みは、所望する液晶組成物層の配向均一性が得られる厚みにする。具体的な厚みは、好ましくは０．００１μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下である。さらに、例えば、特開平６−２８９３７４号公報、特表２００２−５０７７８２号公報、特許４０２２９８５号公報、特許４２６７０８０号公報、特許４６４７７８２号公報、米国特許５３８９６９８号明細書などに示されるような光配向膜と偏光紫外線を用いる方法によって、液晶化合物を配向させるようにしてもよい。
【００６０】
〔２−３．液晶組成物層の形成工程〕
基材フィルムを用意し、必要に応じて配向膜を形成した後で、基材フィルム上に、直接又は配向膜等を介して、液晶組成物層を形成する。
【００６１】
液晶組成物としては、液晶化合物を含む組成物を用いうる。前記の液晶化合物としては、例えば、重合性基を有する液晶化合物、側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。重合性基を有する液晶化合物としては、例えば、特開２００２−０３００４２号公報、特開２００４−２０４１９０号公報、特開２００５−２６３７８９号公報、特開２００７−１１９４１５号公報、特開２００７−１８６４３０号公報などに記載された重合性基を有する棒状液晶化合物などが挙げられる。また、側鎖型液晶ポリマー化合物としては、例えば、特開２００３−１７７２４２号公報などに記載の側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。また、好ましい液晶化合物の例を製品名で挙げると、ＢＡＳＦ社製「ＬＣ２４２」等が挙げられる。液晶化合物は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６２】
液晶化合物の屈折率異方性Δｎは、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１０以上であり、好ましくは０．３０以下、より好ましくは０．２５以下である。屈折率異方性Δｎが０．０５未満では所望の光学的機能を得るために液晶組成物層の厚さが厚くなって配向均一性が低下する可能性があり、また経済コスト的にも不利である。屈折率異方性Δｎが０．３０より大きいと所望の光学的機能を得るために液晶組成物層の厚さが薄くなり、厚さ精度に対して不利である。屈折率異方性Δｎが０．３０より大きい場合、液晶組成物層の紫外線吸収スペクトルの長波長側の吸収端が可視域に及ぶ場合がありえるが、該スペクトルの吸収端が可視域に及んでも所望する光学的性能に悪影響を及ぼさない限り、使用可能である。液晶組成物が液晶化合物を１種類だけ含む場合には、当該液晶化合物の屈折率異方性を、そのまま液晶組成物における液晶化合物の屈折率異方性とする。また、液晶組成物が液晶化合物を２種類以上含む場合には、各液晶化合物それぞれの屈折率異方性Δｎの値と各液晶化合物の含有比率とから求めた加重平均値を、液晶組成物における液晶化合物の屈折率異方性とする。屈折率異方性Δｎの値は、セナルモン法により測定しうる。
【００６３】
さらに、液晶組成物は、製造方法や最終的な性能に対して適正な物性を付与するために、液晶化合物以外に任意の成分を含んでいてもよい。その例を挙げると、有機溶媒、界面活性剤、キラル剤、重合開始剤、紫外線吸収剤、架橋剤、酸化防止剤などが挙げられる。これらの成分は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６４】
有機溶媒のうち好適な例を挙げると、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、およびエーテル類等が挙げられる。これらの中でも、環状ケトン類、環状エーテル類が、液晶化合物を溶解させやすいために好ましい。環状ケトン溶媒としては、例えば、シクロプロパノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が挙げられ、中でもシクロペンタノンが好ましい。環状エーテル溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン等が挙げられ、中でも１，３−ジオキソランが好ましい。溶媒は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよく、液晶組成物としての相溶性や粘性、表面張力の観点などから最適化されることが好ましい。
有機溶媒の含有割合は、有機溶媒以外の固形分全量に対する割合として、通常は３０重量％以上９５重量％以下である。
【００６５】
界面活性剤としては、配向を阻害しないものを適宜選択して使用することが好ましい。好ましい界面活性剤の例を挙げると、疎水基部分にシロキサン及びフッ化アルキル基等を含有するノニオン系界面活性剤などが挙げられる。中でも、１分子中に２個以上の疎水基部分を持つオリゴマーが特に好適である。これらの界面活性剤の例を製品名で挙げると、ＯＭＮＯＶＡ社ＰｏｌｙＦｏｘのＰＦ−１５１Ｎ、ＰＦ−６３６、ＰＦ−６３２０、ＰＦ−６５６、ＰＦ−６５２０、ＰＦ−３３２０、ＰＦ−６５１、ＰＦ−６５２；ネオス社フタージェントのＦＴＸ−２０９Ｆ、ＦＴＸ−２０８Ｇ、ＦＴＸ−２０４Ｄ；セイミケミカル社サーフロンのＫＨ−４０等が挙げられる。界面活性剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６６】
界面活性剤の配合割合は、硬化後の液晶組成物層における界面活性剤の濃度が０．０５重量％以上３重量％以下となるようにすることが好ましい。界面活性剤の配合割合を０．０５重量％以上にすることにより、空気界面における配向規制力を高くして配向欠陥を生じ難くすることができる。逆に３重量％以下とすることにより、過剰の界面活性剤が液晶化合物の分子間に入り込まないようにして、配向均一性を高くすることができる。
【００６７】
キラル剤は、重合性化合物であってもよく、非重合性化合物であってもよい。キラル剤としては、通常、分子内にキラルな炭素原子を有し、液晶化合物の配向を乱さない化合物を使用する。キラル剤の例を挙げると、重合性のキラル剤としてはＢＡＳＦ社製「ＬＣ７５６」等が挙げられる。また、例えば、特開平１１−１９３２８７号公報、特開２００３−１３７８８７号公報などに記載されているものも挙げられる。キラル剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。キラル剤は、通常、ツイステッドネマチック相を有する領域を形成する場合に、重合性を有する液晶化合物と併用して用いられる。
【００６８】
重合開始剤は、例えば熱重合開始剤を用いてもよいが、通常は光重合開始剤を用いる。光重合開始剤としては、例えば、紫外線又は可視光線によってラジカル又は酸を発生させる化合物を使用しうる。光重合開始剤の例を挙げると、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾフェノン、ビアセチル、アセトフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンジルイソブチルエーテル、テトラメチルチウラムモノ（ジ）スルフィド、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、２，２−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、メチルベンゾイルフォーメート、２，２−ジエトキシアセトフェノン、β−アイオノン、β−ブロモスチレン、ジアゾアミノベンゼン、α−アミルシンナックアルデヒド、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ジクロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ジフェニルスルフィド、ビス（２，６−メトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、アントラセンベンゾフェノン、α−クロロアントラキノン、ジフェニルジスルフィド、ヘキサクロルブタジエン、ペンタクロルブタジエン、オクタクロロブテン、１−クロルメチルナフタリン、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］や１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］エタノン１−（ｏ−アセチルオキシム）などのカルバゾールオキシム化合物、（４−メチルフェニル）［４−（２−メチルプロピル）フェニル］ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、３−メチル−２−ブチニルテトラメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニル−（ｐ−フェニルチオフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。重合開始剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。さらに、必要に応じて液晶組成物に、例えば三級アミン化合物等の光増感剤又は重合促進剤を含ませて、液晶組成物の硬化性をコントロールしてもよい。光重合効率を向上させるためには、液晶化合物及び光重合開始剤などの平均モル吸光係数を適切に選定することが好ましい。
【００６９】
紫外線吸収剤としては、例えば、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルベンゾエート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロネート、４−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）−１−（２−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）エチル）−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンなどのヒンダードアミン系紫外線吸収剤；２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート系紫外線吸収剤；ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、アクリロニトリル系；などが挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、所望する耐光性を付与するために、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
紫外線吸収剤の配合割合は、液晶化合物１００重量部に対して、通常０．００１重量部以上、好ましくは０．０１重量部以上であり、通常５重量部以下、好ましくは１重量部以下である。紫外線吸収剤の配合割合を、０．００１重量部以上にすることにより紫外線吸収能を十分に高くして耐光性を高くすることができ、５重量部以下とすることにより液晶組成物を紫外線等の光で硬化させる際に十分に硬化を進行させて、液晶組成物層の機械的強度及び耐熱性を高くできる。
【００７１】
液晶組成物には、所望する機械的強度に応じて架橋剤を含ませてもよい。架橋剤の例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、２−（２−ビニロキシエトキシ）エチルアクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるイソシアヌレート型イソシアネート、ビウレット型イソシアネート、アダクト型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン等のアルコキシシラン化合物；などが挙げられる。架橋剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、液晶組成物には架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を含ませ、膜強度や耐久性向上に加えて生産性を向上させるようにしてもよい。
【００７２】
前記架橋剤の配合割合は、硬化後の液晶組成物層における架橋剤の濃度が０．１重量％以上２０重量％以下となるようにすることが好ましい。架橋剤の配合割合を０．１重量％以上とすることにより架橋密度を安定して向上させることができ、２０重量％以下とすることにより硬化後の液晶組成物層の安定性を高くすることができる。
【００７３】
酸化防止剤としては、例えば、テトラキス（メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）メタン等のフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤などが挙げられる。酸化防止剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。酸化防止剤の配合量は、粘着層の透明性や粘着力が低下しない範囲としうる。
【００７４】
液晶組成物層を形成する方法としては、通常は、塗布法を用いる。液晶組成物の塗布方法としては、例えば、リバースグラビアコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法等の方法が挙げられる。
液晶組成物を基材フィルムに塗布することにより、塗膜として未硬化状態の液晶組成物層が形成され、基材フィルムと未硬化状態の液晶組成物層とを備え、更に必要に応じて配向膜を備えるフィルム材が得られる。
【００７５】
〔２−４．配向工程〕
未硬化状態の液晶組成物層を形成する工程を行った後で、液晶組成物層に含まれる液晶化合物を配向させる配向工程を行ってもよい。配向工程における具体的な操作としては、例えば、オーブン内で未硬化状態の液晶組成物層を所定の温度に加熱する操作を挙げることができる。
【００７６】
配向工程において液晶組成物層を加熱する温度は、通常４０℃以上、好ましくは５０℃以上であり、通常２００℃以下、好ましくは１４０℃以下である。また、加熱処理における処理時間は、通常１秒以上、好ましくは５秒以上であり、通常３分以下、好ましくは１２０秒以下である。これにより、液晶組成物層中の液晶化合物が配向しうる。
また、液晶組成物に溶媒が含まれていた場合、前記の加熱によって通常は溶媒が乾燥するので、液晶組成物層から溶媒が除去される。したがって、配向工程を行うと、通常は液晶組成物層を乾燥させる乾燥工程も同時に進行する。
通常、液晶組成物層の配向軸はラビング方向と平行となり、配向軸が遅相軸となる。
【００７７】
〔２−５．フィルム搬送装置を用いた硬化工程（第一の硬化工程）〕
未硬化状態の液晶組成物層を形成する工程を行った後で、また、必要に応じて配向工程を行った後で、フィルム材は、本発明のフィルム搬送装置に送られる。フィルム搬送装置では、フィルム材を搬送しつつ、液晶組成物層の所定の領域に光を照射して、液晶組成物層の一部の領域を硬化させる工程を行う。
露光装置の光源から照射された光はマスクの遮光部では遮断される。このため、液晶樹脂層において、遮光部の光源とは反対側の位置の領域へは光が照射されないので、液晶樹脂層は硬化しない。
他方、光源から照射された光はマスクの透光部を透光する。このため、液晶樹脂層において、透光部の光源とは反対側の位置の領域へは透光部を透過した光が進入するので、この領域には光が照射され、液晶樹脂層は硬化する。この際、光を照射された領域では配向状態を維持したまま液晶組成物が硬化するので、この光を照射された領域に、所定の面内位相差を有する領域（以下、適宜「異方性領域」という。）が形成される。
【００７８】
この製造方法では、本発明のフィルム搬送装置を用いているので、露光装置におけるフィルム高さｈを一定に保つことが可能である。また、このため、液晶組成物層において光が照射される領域の形状及び幅を精密に制御することが可能であるので、異方性領域の形状及び寸法の精度を高くすることができる。
また、本発明のフィルム搬送装置によれば、浮上搬送装置のスリットから噴出する気体の流量を調整することにより、露光装置におけるフィルム高さｈを制御して、光の照射幅を調整することができる。このため、異方性領域の形状及び寸法を、容易に制御することが可能である。
【００７９】
第一の硬化工程における光の照射時間、積算光量、及びその他の条件は、液晶組成物の組成及び液晶組成物層の厚みなどに応じて適切に設定しうる。照射時間は通常０．０１秒から３分の範囲であり、積算光量は通常０．０１ｍＪ／ｃｍ２から５０ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。また、紫外線の照射は、例えば窒素及びアルゴン等の不活性ガス中において行ってもよく、空気中で行ってもよい。
異方性領域を形成した後、フィルム材はフィルム搬送装置から次の工程へと送り出される。
【００８０】
〔２−６．配向変化工程〕
フィルム搬送装置を用いた硬化工程の後で、液晶組成物層の光を照射されなかった領域（即ち、液晶組成物層の未硬化状態の領域）における配向状態を変化させる工程を行う。
【００８１】
この工程において、どのような配向状態に変化させるかはパターン位相差フィルムの用途に応じて設定しうる。本例では、ヒーターにより、液晶組成物層を、液晶組成物の透明点（ＮＩ点）以上に加熱する。これにより、液晶化合物の配向状態が変化してランダムになるので、液晶組成物層の未硬化状態の領域は等方相の領域（以下、適宜「等方性領域」という。）となり、その等方性領域の面内位相差はゼロに近くなる。また、このように加熱した場合でも、異方性領域は硬化しているために配向状態が維持されるので、異方性領域における面内位相差が変化しない。
ただし、液晶組成物層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させる手段は、加熱以外の方法を採用してもよい。
【００８２】
〔２−７．第二の硬化工程〕
未硬化状態の領域の配向状態を変化させて等方性領域とした後で、その等方性領域を硬化させる第二の硬化工程を行う。この際、等方性領域では液晶組成物において重合反応が進行し、液晶化合物分子は配向状態がランダム状態を維持したまま固定化される。
【００８３】
第二の硬化工程は、光の照射により行ってもよい。例えば、本発明のフィルム搬送装置において異方性領域を硬化させるために用いた光と同様の光を用いてもよい。当該光の照射時間、積算光量などは、液晶組成物の組成及び液晶組成物層の厚みなどに応じて適切に設定しうる。光の積算光量は、通常５０ｍＪ／ｃｍ２から１０，０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。また、光の照射は、例えば窒素及びアルゴン等の不活性ガス中において行ってもよく、空気中で行ってもよい。照射に際して、必要に応じてヒーターによる加熱を継続して、未硬化状態の液晶組成物層の配向状態（例えば、等方相）を維持した状態で照射を行ってもよい。
【００８４】
上述した製造方法により、基材フィルム上に、異方性領域と等方性領域とを有する液晶組成物層を備えたパターン位相差フィルムが得られる。これらの異方性領域及び等方性領域は、マスクの透光部及び遮光部を精度よく写し取った形状及び寸法を有している。したがって、例えば上述した第一実施形態のように透光部及び遮光部がストライプ状に並んだマスクを用いた場合には、複数の異方性領域及び等方性領域が幅方向において交互に並んで全体としてストライプ状の配置を有するパターン位相差フィルムが得られる。
【００８５】
得られたパターン位相差フィルムにおいては、パターン位相差フィルムに形成される異方性領域及び等方性領域の形状及び寸法の精度が高い。本例の場合、異方性領域及び等方性領域は、いずれも蛇行したり屈曲したりせず、直線状に延びる帯状の領域となる。また、異方性領域及び等方性領域の幅が高度に均一となり、面内ばらつきが小さくなる。
【００８６】
また、こうして得られたパターン位相差フィルムにおいては、異なる位相差を有する異方性領域と等方性領域との間には、物質的な連続性がある。したがって、本例の製造方法で製造されたパターン位相差フィルムは、異方性領域と等方性領域と間の空隙による反射及び散乱等を生じない点で光学的に有利であり、また、異方性領域と等方性領域と間の空隙を起点とした破損等を生じない点で機械的強度の点でも有利である。
【００８７】
パターン位相差フィルムの異方性領域が有する位相差Ｒｅの大きさは、通常、透過光の略１／２波長である。すなわち、異方性領域は、１／２波長板として機能しうる領域となっている。具体的には、異方性領域の位相差Ｒｅは、通常２４０ｎｍ以上、好ましくは２４５ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上であり、通常２８０ｎｍ以下、好ましくは２７５ｎｍ以下、より好ましくは２７０ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。
【００８８】
他方、パターン位相差フィルムの等方性領域は位相差Ｒｅを有さない。ここで位相差Ｒｅを有さないとは、位相差がゼロである場合だけでなく、用途に応じて実質的に位相差がゼロと見なせる程度に小さい位相差Ｒｅを有することも含む。具体的な位相差Ｒｅの範囲を挙げると、測定波長５４６ｎｍにおいて、位相差Ｒｅが、通常０〜６５ｎｍ、好ましくは０〜３０ｎｍ、より好ましくは０〜１０ｎｍの範囲である場合に、等方性領域は位相差Ｒｅを有さない。
【００８９】
〔２−８．その他の工程〕
必要に応じて、上述した工程以外の工程を行うようにしてもよい。
例えば、パターン位相差フィルムの基材フィルムとは反対側に、保護層等の別の層を設ける工程を行ってもよい。
また、例えば、液晶組成物層と基材フィルムとを剥がす工程を行ってもよい。
【００９０】
［３．立体画像表示装置］
本発明のフィルム搬送装置を用いて製造したパターン位相差フィルムは、例えば、立体画像表示装置の構成部材として用いてもよい。以下、その立体表示装置の具体的な例について図面を示して説明する。以下の例において、透過軸、遅相軸等の光学軸の角度のプラス及びマイナスの向きは、偏光メガネをかけて画像を見る向きにおいて、反時計回りの角度をプラスの角度、時計回りの角度をマイナスの角度として表記する。
【００９１】
図４は、立体表示装置の例を概略的に示す分解上面図である。また図４は、観察者が立体表示装置の表示面に対して垂直な方向から、右目及び左目により映像を視認する態様を、上側から観察した例を示している。立体表示装置は、図中左側に縦置きされ（即ち、表示面が鉛直方向に平行となるよう置かれ）、従って図中右側から観察する観察者の観察方向は、水平方向と平行になる。図４に示すように、立体表示装置３００は、液晶パネル３１０と、１／４波長板である位相差フィルム３２０と、パターン位相差フィルム３３０とを、この順に備える。使用の態様において、液晶パネル３１０、位相差フィルム３２０及びパターン位相差フィルム３３０は、通常は貼付された状態とされるが、図４では図示のためこれらを分解して示している。
【００９２】
液晶パネル３１０は、光源側から順に、直線偏光板である光源側偏光板３１１と、液晶セル３１２と、直線偏光板である視認側偏光板３１３とを備える。これらにより、液晶パネル３１０を透過した光は、直線偏光となっている。視認側偏光板３１３の透過軸は、矢印Ａ３１３で示す通り鉛直方向に平行であり、したがって視認側偏光板３１３から出射する光の偏光方向も矢印Ａ３１３で示される鉛直方向となる。
【００９３】
液晶パネル３１０には、厚み方向から見てそれぞれ異なる位置に、右目用画像を表示する画素領域３１４と左目用画像を表示する画素領域３１５とが設定されている。これらの画素領域３１４及び３１５はいずれも水平方向に延在する帯状の領域となっている。また、右目用画像を表示する画素領域３１４及び左目用画像を表示する画素領域３１５は幅が一定の領域となっていて、それらの配置は、右目用画像を表示する画素領域３１４と左目用画像を表示する画素領域３１５とが鉛直方向において交互となるように並んだストライプ状の配置となっている。
【００９４】
位相差フィルム３２０は、透過光に対して略１／４波長板として機能しうるフィルムであって、面内に一様な面内位相差を有する。具体的には、位相差フィルム３２０の位相差が、透過光の波長範囲の中心値において、中心値の１／４の値から、通常±６５ｎｍ、好ましくは±３０ｎｍ、より好ましくは±１０ｎｍの範囲である場合に、透過光に対して略１／４波長として機能しうるといえる。通常、画像表示に用いられる光は可視光であるので、可視光の波長範囲の中心値である波長５４６ｎｍに対して前記の要件を満たせば、略１／４波長板として機能しうることになる。
位相差フィルム３２０の遅相軸は、矢印Ａ３２０で示す通り、視認側偏光板３１３の偏光透過軸に対して−４５°の角度をなす方向である。視認側偏光板３１３を透過した直線偏光は、この位相差フィルム３２０を透過することにより、矢印Ａ３４０で示す回転方向を有する円偏光に変換される。
【００９５】
位相差フィルム３２０は、例えば、樹脂により形成された延伸フィルムを用いてもよい。通常、樹脂はポリマー（重合体）を含む。位相差フィルム３２０の材料となる樹脂が含むポリマーの例を挙げると、鎖状オレフィンポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、鎖状オレフィンポリマー及びシクロオレフィンポリマーが好ましく、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、シクロオレフィンポリマーが特に好ましい。
【００９６】
なお、樹脂は、１種類のポリマーを単独で含むものを用いてもよく、２種類以上のポリマーを任意の比率で組み合わせて含むものを用いてもよい。また、樹脂には、本発明の効果を著しく損なわない限り、任意の配合剤を含ませてもよい。
さらに、位相差フィルム３２０としては、単層構造のフィルムを用いてもよく、複層構造のフィルムを用いてもよい。
好適な位相差フィルム３２０の例を挙げると、市販の長尺の斜め延伸フィルム、横延伸フィルム、例えば、日本ゼオン社製、製品名「斜め延伸ゼオノアフィルム」、「横延伸ゼオノアフィルム」を挙げることができる。
【００９７】
パターン位相差フィルム３３０は、水平方向に対して平行且つ均一に設けられた帯状の異方性領域３３１と帯状の等方性領域３３２とを有する。異方性領域３３１及び等方性領域３３２は、鉛直方向において交互に並んだストライプ状の配置となっている。また、厚み方向から見ると、異方性領域３３１は液晶パネル３１０の左目用画像を表示する画素領域３１５に重なり、等方性領域３３２は液晶パネルの右目用画像を表示する画素領域３１４に重なるようになっている。
【００９８】
異方性領域３３１の面内位相差は透過光の略１／２波長である。異方性領域３３１の遅相軸は、矢印Ａ３３１で示す通り、視認側偏光板３１３の偏光透過軸に対して垂直な方向（即ち水平方向）である。これにより、位相差フィルム３２０を透過した円偏光のうち、異方性領域３３１を透過した光は、矢印Ａ３５１で示される、反転した回転方向を有する円偏光に変換される。他方、等方性領域３３２の面内位相差は略ゼロであり、したがって、位相差フィルム３２０を透過した円偏光のうち等方性領域３３２を透過した光は、矢印Ａ３５２で示す通り、透過前と同じ回転方向を有する円偏光となっている。
【００９９】
この例において、観察者は、偏光メガネ４００を通して立体表示装置３００の表示面を観察する。偏光メガネ４００は、１／２波長板４１０、１／４波長板４２０及び直線偏光板４３０をこの順に備える。１／２波長板４１０の遅相軸は、矢印Ａ４１０で示す通り、パターン位相差フィルム３３０の異方性領域３３１の遅相軸に対して垂直である（即ち、鉛直方向に平行である。）。１／４波長板４２０の遅相軸は、矢印Ａ４２０で示す通り、立体表示装置の位相差フィルム３２０の遅相軸に対して垂直である。直線偏光板４３０の偏光透過軸は、矢印Ａ４３０で示す通り、立体表示装置３００の視認側偏光板３１３の偏光透過軸に垂直な方向（即ち水平方向）である。また、１／２波長板４１０は、偏光メガネ４００の、右目に対応する部分に設けられているが、左目に対応する部分には設けられない。
【０１００】
偏光メガネ４００の波長板の配置をこのようにすることで、右目に到達する光Ｒと左目に到達する光Ｌが通過してきた波長板の構成は、立体表示装置３００と偏光メガネ４００との間を境にして対称となる。これにより、各々の波長板で発生する波長分散を解消して、右目に到達する光Ｒと左目に到達する光Ｌの波長分散は同じになり、右目と左目で見る映像の色味に差異が生じることはない。
【０１０１】
異方性領域３３１を透過した光Ｌが、偏光メガネ４００の左目に対応する部分に入射すると、その光Ｌは、１／４波長板４２０に入射する。１／４波長板４２０を透過した光は、水平方向に偏光軸を有する直線偏光に変換され、したがって直線偏光板４３０を透過することができる。したがって、異方性領域３３１を透過した光Ｌは、使用者の左目で視認される。
【０１０２】
一方、異方性領域３３１を透過した光Ｌが、偏光メガネ４００の右目に対応する部分に入射すると、その光Ｌは、１／２波長板４１０を透過し、反転した回転方向（即ち、矢印Ａ４４０と反対方向）を有する円偏光に変換され、１／４波長板４２０に入射する。１／４波長板４２０を透過した光は、鉛直方向に偏光軸を有する直線偏光に変換され、したがって直線偏光板４３０を透過することができない。したがって、異方性領域３３１を透過した光Ｌは、使用者の右目で視認されない。
【０１０３】
また、等方性領域３３２を透過した光Ｒが、偏光メガネ４００の右目に対応する部分に入射すると、その光Ｒは、１／２波長板４１０を透過し、矢印Ａ４４０で示すように、反転した回転方向を有する円偏光に変換され、１／４波長板４２０に入射する。１／４波長板４２０を透過した光は、水平方向に偏光軸を有する直線偏光に変換され、したがって直線偏光板４３０を透過することができる。したがって、等方性領域３３２を透過した光Ｒは、使用者の右目で視認される。
【０１０４】
一方、等方性領域３３２を透過した光Ｒが、偏光メガネ４００の左目に対応する部分に入射すると、その光Ｒは、１／４波長板４２０に入射する。１／４波長板４２０を透過した光は、鉛直方向に偏光軸を有する直線偏光に変換され、したがって直線偏光板４３０を透過することができない。したがって、等方性領域３３２を透過した光Ｒは、使用者の左目で視認されない。
【０１０５】
このように、使用者は、異方性領域３３１を透過した光を左目で視て、また、等方性領域３３２を透過した光を右目で視ることになる。したがって、液晶パネル３１０の異方性領域３３１に対応する領域で左目用の画像を表示し、液晶パネル３１０の等方性領域３３２に対応する領域で右目用の画像を表示することにより、使用者は、立体画像を視認できる。
【０１０６】
また、立体表示装置３００のパターン位相差フィルム３３０は、本発明のフィルム搬送装置を用いて製造されたものであるので、異方性領域３３１及び等方性領域３３２の形状及び寸法の精度が良好である。したがって、立体画像表示装置３００は、画質を向上させたり、立体表示装置を見る位置、角度によって表示すべき画像が部分的に表示されなくなることを防止したりできる。
【０１０７】
なお、上記の立体表示装置３００は、更に変更して実施してもよい。
例えば、位相差フィルム３２０とパターン位相差フィルム３３０との順番を入れ替えて、位相差フィルム３２０をパターン位相差フィルム３３０よりも視認側に設けてもよい。
また、例えば、立体表示装置３００に、反射防止フィルム、ギラツキ防止フィルム、アンチグレアフィルム、ハードコートフィルム、輝度向上フィルム、接着層、粘着層、ハードコート層、反射防止膜、保護層などを設けてもよい。
また、偏光メガネ４００の右目に対応する部分と左目に対応する部分の構成を入れ替えて、且つ、液晶パネル３１０の異方性領域３３１に対応する領域の画像と等方性領域３３２に対応する領域の画像とを入れ替えて実施してもよい。
さらに、立体画像を適切に表示できる限り、各光学要素の遅相軸、透過軸等の光軸の方向は変更して実施してもよい。
【実施例】
【０１０８】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。また、以下の説明において、量を表す「％」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。さらに、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
【０１０９】
［実施例１］
〔液晶組成物の製造〕
（Ａ）重合性液晶化合物であるＬＣ２４２（ＢＡＳＦ社製）７６部と、（Ｂ）重合性非液晶モノマーである下記化合物１を１５部及びＡＴＭＰＴ（トリメチロールプロパントリアクリレート；新中村化学工業社製）９部と、（Ｃ）光重合開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ３７９（ＢＡＳＦ社製）３部と、フッ素を含む（Ｄ）界面活性剤であるメガファックＦ−４７７（ＤＩＣ社製）０．１部と、（Ｅ）溶剤であるメチルエチルケトン２００部とを混合し、パターン位相差フィルム用の液晶組成物を製造した。
【０１１０】
【化１】
【０１１１】
〔パターン位相差フィルムの製造〕
基材フィルムとして、長尺のポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡社製「ＰＥＴフィルムＡ４１００」；幅１３５０ｍｍ、厚み１００μｍ）を用意した。この基材フィルムをフィルム搬送装置の繰り出し部に取り付け、当該基材フィルムを搬送しながら搬送方向と平行な長尺方向にラビング処理を施し、ラビング処理を施した面に、前記にて用意した液晶組成物をダイコーターを使用して塗布した。これにより、基材フィルムの片面に、塗膜として未硬化状態の液晶組成物層を形成した。こうして得られた基材フィルム及び液晶組成物層を備える複層フィルムを、フィルム材と呼ぶ。
【０１１２】
搬送を続けながら、前記の液晶組成物層に対して、４０℃で２分間、配向処理を施した。これにより、液晶組成物層中の（Ａ）重合性液晶化合物を配向させた。
【０１１３】
図５に、実施例１において用いたフィルム搬送装置の構成を模式的に示す。図５に示すように、フィルム材の搬送方向上流側から、ガイドロール５１０、浮上搬送装置５２０、露光装置５３０及びガイドロール５４０をこの順に備えたフィルム搬送装置５００を用意した。浮上搬送装置５２０は、図示しないスリットからエアーを噴出する装置であり、エアーの噴出量を調整可能となっている。また、露光装置５３０は光源装置５３１及びマスク５３２を備え、光源装置５３１からの光を、マスク５３２を介してフィルム材５５０に照射できるようになっている。
【０１１４】
実施例１においては、マスク５３２として、遮光部が３２０μｍピッチでストライプ状のパターンを形成するように印刷されたフォトマスクを用いた。したがって、このマスク５３２においては、フィルム材５５０の搬送方向に延在する透光部及び遮光部が互いに平行に並んでストライプ状に形成されており、透光部及び遮光部の幅はいずれも３２０μｍであった。
【０１１５】
配向処理を施したフィルム材５５０を、前記のフィルム搬送装置５００に供給した。この際、フィルム材５５０の向きは、液晶組成物層側が上向きとなるようにした。供給されたフィルム材５５０は、ガイドロール５１０及び５４０から搬送方向に張力を与えられた状態で、ガイドロール５１０、浮上搬送装置５２０、露光装置５３０及びガイドロール５４０の順に搬送された。
【０１１６】
フィルム搬送装置５００をフィルム５５０が通過する際、浮上搬送装置５２０から連続的にエアーを噴出させることにより、フィルム材５５０は浮上搬送装置５２０及び露光装置５３０に接触しないよう、浮上した状態を維持させた。この際、浮上搬送装置５２０からのエアーの噴出流量を調整し、露光装置５３０におけるフィルム高さｈを０．２ｍｍとなるようにした。
【０１１７】
また、露光装置５３０を通過する際、フィルム材５５０にはマスク５３２を介して光源装置５３１から紫外線を照射した。紫外線の積算光量は、１５．０ｍＪ／ｃｍ２であった。マスク５３２の遮光部に相当する位置では紫外線が照射されなかったために液晶組成物層は未硬化状態のままであるが、マスク５３２の透光部に相当する位置では紫外線を照射されたために液晶組成物層が硬化した。
【０１１８】
その後、フィルム材はオーブンへと搬送された。オーブンを通過する間に、液晶組成物層を９０℃で３秒間加温処理して、液晶組成物層の未硬化状態の部分（マスクの遮光部に相当した部分）の液晶相を等方相に転移させた。
【０１１９】
次いで、フィルム材を別の露光装置へと搬送した。この露光装置では、フィルム材の液晶組成物層側から窒素雰囲気下で液晶組成物層の全体に対して積算光量３００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して、液晶組成物層の未硬化部分を硬化させた。
【０１２０】
このようにして、基材フィルム上に、１／２波長板として機能しうる面内位相差Ｒｅを有する異方性領域と、面内位相差Ｒｅが小さい等方性領域とを、同一面内に有する液晶組成物層を形成した。
【０１２１】
〔パターンの面内ばらつきの評価〕
図６は、パターン位相差フィルムの面内ばらつきを測定する際のサンプルの様子を模式的に示す図である。図６において、各フィルムは縁をずらせて示しているが、実際のサンプルでは各フィルムの縁は揃えて重ねられている。
【０１２２】
図６に示すように、直線偏光板である光源側偏光板６１０及び観察側偏光板６４０を用意した。この際、光源側偏光板６１０の透過軸Ａ６１０と、観察側偏光板６４０の透過軸Ａ６２０とは垂直にして、クロスニコル状態となるようにした。これらの光源側偏光板６１０と観察側偏光板６４０との間に、１／４波長板６２０と、異方性領域６３１及び等方性領域６３２を備えるパターン位相差フィルム６３０とを挿入した。これにより、光源側偏光板６１０、１／４波長板６２０、パターン位相差フィルム６３０及び観察側偏光板６４０をこの順で備えるサンプルを作製した。この際、観察側偏光板６４０側から光源側偏光板６１０へ向かって見る向きにおいて、観察側偏光板６４０の透過軸Ａ６４０に対してパターン位相差フィルム６３０の異方性領域の遅相軸Ａ６３０は、反時計回りに４５°の角度をなすようにした。また、同様の向きにおいて、観察側偏光板６４０の透過軸Ａ６４０に対して１／４波長板６２０の遅相軸Ａ６２０は、直交もしくは平行となるようにした。なお、図６では観察側偏光板６４０の透過軸Ａ６４０に対して１／４波長板６２０の遅相軸Ａ６２０が反時計周りに９０°の角度をなすように設置したが、同様の偏光状態が得られるのであれば別の態様でも問題ない。
【０１２３】
用意したサンプルを、偏光顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ社製）にて透過観察した。観察地点としては、パターン位相差フィルムの搬送方向においては５０ｍｍピッチで１２箇所を選択し、また、これらの各箇所で幅位置において３００ｍｍ、７００ｍｍ及び１２００ｍｍの３箇所を選択し、合計３６箇所の観察地点を観察した。観察の際、パターン位相差フィルムの異方性領域に相当する部分は光が透過し、等方性領域に相当する部分は光が遮光される。
【０１２４】
各観察地点において、光が透過する領域の幅を異方性領域の幅として測定した。そして、全観察地点の平均値を算出し、平均値と最大値との差、及び平均値と最小値との差を求めた。これらの差をパターンの面内ばらつきとし、以下の区分で評価した。本明細書記載の実施例及び比較例ではいずれも「平均値と最大値との差」と「平均値と最小値との差」とは同じ区分に入ったが、もし「平均値と最大値との差」と「平均値と最小値との差」とが異なる区分に入る場合、差の絶対値が大きい方の結果を参照して評価する。
極小：平均値と最大値又は最小値との差が±１０μｍ未満。
小：平均値と最大値又は最小値との差が±１０μｍ以上±２０μｍ未満。
大：平均値と最大値又は最小値との差が±２０μｍ以上。
【０１２５】
また、観察した像において、異方性領域と等方性領域との境界（パターン境界）の明瞭性も評価した。
【０１２６】
その結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３２０μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１２７】
［実施例２］
実施例２では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを１ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３２８μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１２８】
［実施例３］
実施例３では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを２ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３３６μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１２９】
［実施例４］
実施例４では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを３ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３４４μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３０】
［実施例５］
実施例５では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３６０μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３１】
［実施例６］
図７に、実施例６において用いたフィルム搬送装置の構成を模式的に示す。図７に示すように、実施例６では、実施例１で用いたフィルム搬送装置５００（図５参照）に代えて、別のフィルム搬送装置５０１を用いた。このフィルム搬送装置５０１は、露光装置５３０と下流のガイドロール５４０との間にも浮上搬送装置５６０を設けたこと以外は、実施例１で用いたフィルム搬送装置５００と同様である。
【０１３２】
実施例６では、この事項以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３２０μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきは実施例１と比べて更に減少し、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３３】
［実施例７］
実施例７では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを６ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３６８μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無かった。しかし、異方性領域と等方性領域との境界はぼやけ、明瞭に識別することはできなかった。
【０１３４】
［比較例１］
比較例１では、浮上搬送装置を設けずに、フィルム材に加わる張力を調整してフィルム高さｈを０ｍｍにしたこと以外は実施例１と同様にして、パターン位相差フィルムを製造し、評価した。ここで、フィルム高さｈを０ｍｍにした、とは、フィルム材がマスクに接触することを表すのではなく、フィルム材とマスクとを可能な限り接近させながら接触させていないことを表す。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３２０μｍであったが、観察された像において、パターンの面内ばらつきは大きかった。また、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３５】
［比較例２］
比較例２では、浮上搬送装置を設けずに、フィルム材に加わる張力を調整してフィルム高さｈを２ｍｍにしたこと以外は実施例１と同様にして、パターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３３６μｍであったが、観察された像において、パターンの面内ばらつきは大きかった。また、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３６】
【表１】
【０１３７】
［検討］
実施例においては面内ばらつきが小さいパターン位相差フィルムが得られる一方で、比較例においては面内ばらつきが大きいパターン位相差フィルムが得られた。この結果から、本発明のフィルム搬送装置を用いることにより、形状及び寸法の精度の良好な領域を備えたパターン位相差フィルムを製造しうることが確認された。
【０１３８】
また、実施例及び比較例の結果から、フィルム高さｈを変更が大きくなるほど、異方性領域の幅の平均値も大きくなることが分かる。このことから、浮上搬送装置からのエアーの噴出量を調整してフィルム高さｈを制御することにより、露光装置による光の照射幅を調整でき、ひいては異方性領域及び等方性領域の幅を調整することができることが確認された。
【０１３９】
さらに、実施例７においては他の実施例よりもパターン境界がぼやけていることから、フィルム高さｈには、パターン位相差フィルムの品質を高める上で好適な範囲があることが確認された。
【符号の説明】
【０１４０】
１００ フィルム搬送装置
１１０ 第一のガイドロール
１２０ 第一の浮上搬送装置
１２１ スリット
１３０ 露光装置
１３１ 光源
１３２ マスク
１３３ 透光部
１３４ 遮光部
１４０ 第二の浮上搬送装置
１４１ スリット
１５０ 第二のガイドロール
１６０ 気体の層
２００、２１０、２２０ フィルム材
２１１、２２１ 基材フィルム
２１２、２２２ 液晶組成物層
３００ 立体表示装置
３１０ 液晶パネル
３１１ 光源側偏光板
３１２ 液晶セル
３１３ 視認側偏光板
３１４ 右目用画像を表示する画素領域
３１５ 左目用画像を表示する画素領域
３２０ 位相差フィルム
３３０ パターン位相差フィルム
３３１ 異方性領域
３３２ 等方性領域
４００ 偏光メガネ
４１０ １／２波長板
４２０ １／４波長板
４３０ 直線偏光板
５００、５０１ フィルム搬送装置
５１０、５４０ ガイドロール
５２０、５６０ 浮上搬送装置
５３０ 露光装置
５３１ 光源装置
５３２ マスク
５５０ フィルム材
６１０ 光源側偏光板
６２０ １／４波長板
６３０ パターン位相差フィルム
６３１ 異方性領域
６３２ 等方性領域
６４０ 観察側偏光板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン位相差フィルムの製造に用いるフィルム搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年開発が進む立体画像表示装置における表示方式のうち、代表的な方式の一つに、パッシブ方式と呼ばれる方式がある。パッシブ方式の立体画像表示装置では、通常、同一画面内に右目用の画像と左目用の画像とを表示させ、これらの画像を専用のメガネを用いて左右の目それぞれに振り分けるようにしている。そのため、パッシブ方式の立体表示装置には、左右の目それぞれに対応した画像を、それぞれ異なる位置に異なる偏光状態で表示させるため、異なる面内位相差（面内レターデーション）を有する２種類以上の領域を面内の異なる位置に有する位相差フィルム（すなわち、「パターン位相差フィルム」）が設けられることがある。
【０００３】
前記のパターン位相差フィルムは、例えばフォトリソグラフィを利用して製造される。フォトリソグラフィでは、通常、所定のパターンを有するマスク（「フォトマスク」ともいう。）を介して対象物に光を照射することにより、マスクのパターンをその対象物に写し取るようになっている。例えば、特許文献１には、マスクを介して液晶層に紫外線を照射することを含む、パターン位相差フィルムの製造方法が記載されている（特許文献１の段落［００４７］〜［００４９］、図１１参照）。
【０００４】
また、特許文献２〜８のような技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５２２９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２１２９５４号公報
【特許文献３】特開平０１−２０９２５６号公報
【特許文献４】特開２００４−２８４７５１号公報
【特許文献５】特開２０１０−１９５５５８号公報
【特許文献６】実公平０１−０３８１１５号公報
【特許文献７】特開２０１０−２６９８８９号公報
【特許文献８】特開平０４−３５４７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製造効率を高める観点から、パターン位相差フィルムは、長尺のフィルム材を用いて連続的に製造されることが好ましい。通常は、長尺のフィルム材を搬送用のロールで搬送しつつ、パターン位相差フィルムを製造する。しかし、フォトリソグラフィを用いる製造方法においては、ロールでフィルム材を搬送しつつパターン位相差フィルムを製造すると、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法の精度が低くなることがあった。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、形状及び寸法の精度の良好な領域を備えたパターン位相差フィルムを製造しうるフィルム搬送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】
【０００８】
本発明者は上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、液晶組成物層を備える長尺のフィルム材を搬送しつつ、液晶組成物層の所定の領域に光を照射してパターン位相差フィルムを製造するときに、フィルム材に下方から気体を噴出することによってフィルム材を浮上させることにより、製造されるパターン位相差フィルムにおいて各領域の形状及び寸法の精度を高められることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の通りである。
【０００９】
〔１〕 液晶組成物層を備える長尺のフィルム材を搬送しつつ、前記液晶組成物層の所定の領域に光を照射しうるフィルム搬送装置であって、
前記フィルム材に下方から気体を噴出しうる噴出口を備え、前記噴出口から気体を噴出することにより前記フィルム材を浮上させうる浮上搬送装置と、
マスクを介して、浮上した前記フィルム材の前記液晶組成物層に光を照射しうる露光装置とを備える、フィルム搬送装置。
〔２〕 前記浮上搬送装置が、前記噴出口から噴出する気体の流量を調整することにより、前記フィルム材と前記マスクとの距離を制御して、前記露光装置による光の照射幅を調整しうる、〔１〕記載のフィルム搬送装置。
〔３〕 光を照射される時の、前記フィルム材と前記マスクとの距離が、０ｍｍより大きく５ｍｍ以下である、〔１〕又は〔２〕記載のフィルム搬送装置。
〔４〕 前記搬送装置は、前記露光装置よりも上流にロールを備え、
前記浮上搬送装置は、前記フィルム材の搬送方向において、前記ロールと前記露光装置との間に配置されている、〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載のフィルム搬送装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフィルム搬送装置によれば、形状及び寸法の精度の良好な領域を備えたパターン位相差フィルムを製造しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置を模式的に示す側面図である。
【図３】図３は、マスクの近傍においてマスクとフィルム材とを、搬送方向に垂直な平面で切った断面を拡大して模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、立体表示装置の例を概略的に示す分解上面図である。
【図５】図５は、実施例１において用いたフィルム搬送装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図６】図６は、パターン位相差フィルムの面内ばらつきを測定する際のサンプルの様子を模式的に示す図である。
【図７】図７は、実施例６において用いたフィルム搬送装置の構成を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。
【００１３】
以下の説明において、「長尺」とは、幅に対して、通常５倍以上の長さを有するものをいい、好ましくは１０倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するものをいう。
また、「偏光板」とは、剛直な部材だけでなく、例えば樹脂製のフィルムのように可撓性を有する部材も含む。
【００１４】
また、「位相差」とは、別に断らない限り、面内位相差（面内レターデーション）のことを意味する。フィルムの面内位相差は、フィルムの厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率ｎｘ、前記面内方向であってｎｘの方向に垂直な方向の屈折率ｎｙ、フィルムの膜厚ｄを用いて、（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで表される値である。面内位相差は、市販の位相差測定装置（例えば、王子計測機器社製、「ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ」、フォトニックラティス社製、「ＷＰＡ−ｍｉｃｒｏ」）あるいはセナルモン法を用いて測定できる。
【００１５】
また、「（メタ）アクリレート」とは「アクリレート」及び「メタクリレート」のことを意味し、「（メタ）アクリル」とは「アクリル」及び「メタクリル」のことを意味する。
また、「紫外線」とは、波長が１ｎｍ以上４００ｎｍ以下の光のことを意味する。
【００１６】
また、構成要素の方向が「平行」又は「垂直」とは、特に断らない限り、本発明の効果を損ねない範囲内、例えば±５°の範囲内での誤差を含んでいてもよい。さらに、ある方向に「沿って」とは、ある方向に「平行に」との意味である。
【００１７】
［１．フィルム搬送装置］
図１は、本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置を模式的に示す斜視図である。また、図２は、本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置を模式的に示す正面図である。図１及び図２では、部材の区別を容易にするべく第一の浮上搬送装置、露光装置及び第二の浮上搬送装置の間に空隙を開けて図示しているが、本発明の効果を著しく損なわない限り、この空隙は無くしてもよい。
【００１８】
図１及び図２に示すように、フィルム搬送装置１００は、長尺のフィルム材２００を搬送しうる装置であって、フィルム材２００の搬送方向の上流から順に、第一のガイドロール１１０と、第一の浮上搬送装置１２０と、露光装置１３０と、第二の浮上搬送装置１４０と、第二のガイドロール１５０とを備える。また、本実施形態においては、フィルム材２００は、露光装置１３０の光源１３１が出す光を透過させうる基材フィルムと、この基材フィルム上に設けられた液晶組成物層とを備える複層フィルムを例に挙げて説明する。ただし、液晶組成物層を備える限り、フィルム材２００の構成は任意である。
【００１９】
第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０は、フィルム材２００を案内するロールである。フィルム搬送装置１００へと供給されるフィルム材２００は、第一のガイドロール１１０を経由して、第一の浮上搬送装置１２０へと送り出されるようになっている。また、第二の浮上搬送装置１４０から送り出されたフィルム材２００は、第二のガイドロール１５０を経由して、フィルム搬送装置１００の外へと送り出されるようになっている。
【００２０】
図１に示すように、第一の浮上搬送装置１２０は、気体を噴出しうる噴出口としてスリット１２１を備える。スリット１２１はフィルム材２００の下に配置され、フィルム材２００に下方から気体を噴出しうるようになっている。スリット１２１から気体を噴出することにより、フィルム材２００の下に気体の層１６０が形成される（図２参照）。この気体の層１６０がフィルム材２００を支持するので、搬送されるフィルム材２００を浮上させうるようになっている。また、スリット１２１から噴射された気体は露光装置１３０へと流れるようになっているので、第一の浮上搬送装置１２０とフィルム材２００との間だけでなく、露光装置１３０とフィルム材２００との間にも気体の層１６０が形成される。このため、フィルム材２００は、第一の浮上搬送装置１２０を通過するときだけでなく、露光装置１３０を通過するときにも気体の層１６０により支持されるようになっている。
【００２１】
第一の浮上搬送装置１２０では、スリット１２１が噴出する気体の流量（特に、単位時間当たりの流量）を適切に設定することにより、フィルム材２００の下に形成される気体の層１６０の厚みを変動させることなく、時間的に安定させられる。このため、フィルム搬送装置１００では、搬送されるフィルム材２００が通過する位置を一定に維持することが可能となっている。特に、露光装置１３０を通過するときのマスク１３２とフィルム材２００との距離（以下、適宜「フィルム高さ」という。）ｈを一定に保つことが可能であるため、光を照射される領域の幅（以下、適宜「照射幅」という。ここでは、ＴＤ方向の寸法。）が変動することを防止できるので、液晶組成物層に形成される領域の形状及び寸法の精度を高めることができる。通常は、スリット１２１が噴出する気体の単位時間当たりの流量を一定にすることにより、フィルム高さｈを一定に保つことができる。
【００２２】
また、本実施形態において、スリット１２１は、図１に示すように、フィルム材２００の幅方向に沿って設けられている。このため、気体は幅方向の全体に供給されるので、フィルム材２００の全体を気体の層１６０によって支持できる。したがって、フィルム材２００を幅方向の全体に亘って安定して浮上させることができるようになっている。
【００２３】
さらに、第一の浮上搬送装置１２０では、スリット１２１が噴出する気体の流量（特に、単位時間当たりの流量）は変更可能となっている。そのため、フィルム材２００の搬送の際には、スリット１２１から噴出する気体の流量を調整することにより、フィルム高さｈを制御できるようになっている。具体的には、気体の流量が多くなれば気体の層１６０の厚みが厚くなってフィルム高さｈが大きくなり、気体の流量が小さくなれば気体の層１６０の厚みが薄くなってフィルム高さｈが小さくなるようになっている。
ここで使用される気体は、コスト等を考えて、空気（エアー）が好ましいが、窒素等の不活性ガス等を使用してもよい。
【００２４】
図１に示すように、露光装置１３０は、光源１３１と、着脱可能に設けられたマスク１３２とを備え、マスク１３２を介して、浮上したフィルム材２００の液晶組成物層に光を照射しうるようになっている。したがって、フィルム搬送装置１００は、この露光装置１３０により、搬送されているフィルム材２００の液晶組成物層の所定の領域に光を照射しうるようになっている。本実施形態では露光装置１３０はフィルム材２００の下に配設されているが、必要に応じて、露光装置１３０はフィルム材２００の上に配設してもよい。
【００２５】
光源１３１としては、所望の光を発するものを任意に用いてもよい。通常は、液晶組成物層を硬化させうる波長の光を出す光源を用いる。このような光の例としては紫外線が挙げられる。また、光源１３１の例としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、メタルハライドランプなどが挙げられる。
【００２６】
照射強度（照度）は、特に限定されないが、重合開始剤の活性化に有効な波長領域の照射強度が０．１ｍＷ／ｃｍ２〜１００ｍＷ／ｃｍ２であることが好ましい。光の照射強度が０．１ｍＷ／ｃｍ２未満であると、反応時間が長くなりすぎ、１００ｍＷ／ｃｍ２を超えると、光源からの輻射熱、重合反応熱等により、液晶組成物が黄変したり、フィルム材自体が変形する恐れがある。
光の照射時間は、硬化状況に応じて適宜選択されるものであって、特に限定されないが、照射強度と照射時間との積として表される積算光量が１０ｍＪ／ｃｍ２〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ２となるように設定されることが好ましい。
【００２７】
光源１３１として、複数の光源を用いてもよい。また、光源１３１は、光を平行光化する部材を備えていてもよい。そのような部材としては、例えば、フライアイレンズ、レンチキュラーレンズなどが挙げられる。また、光源１３１は、フィルターを備えていてもよい。そのようなフィルターの例を挙げると、バンドパスフィルター、減光フィルターなどが挙げられる。
【００２８】
マスク１３２は、光源１３１が出した光を透過させうる透光部１３３と遮断しうる遮光部１３４とを備え、光源１３１とフィルム材２００との間に設置されている。光源１３１が出した光は、マスク１３２を介して、マスク１３２の上に浮上したフィルム材２００の液晶組成物層に照射されるようになっている。このため、液晶組成物層の領域のうち、遮光部１３４に相当する領域には光は照射されず、透光部１３３に相当する領域には透光部１３３を透過した光が照射される。すなわち、透光部１３３に相当する液晶組成物層の領域に選択的に光が照射されるようになっている。
【００２９】
マスク１３２において透光部１３３及び遮光部１３４の位置、形状及び寸法は、パターン位相差フィルムにおいて形成したい領域の位置、形状及び寸法に応じて設定される。
本実施形態では、透光部１３３及び遮光部１３４は、いずれもフィルム材２００の搬送方向に延在する、帯状の部分となっている。また、透光部１３３及び遮光部１３４は、それぞれ幅が一定になっている。さらに、透光部１３３及び遮光部１３４は、フィルム材２００の幅方向において交互に並んでおり、全体としてストライプ状となるように配置されている。
【００３０】
また、透光部１３３及び遮光部１３４の幅は、用いる液晶パネル中の画素の寸法や横縦の解像度に適合させて適宜設定してもよい。例えば２０インチ、解像度（横１６００×縦１２００ピクセル）では、幅は２００μｍ〜２６０μｍにしてもよく、また、例えば２７インチ、解像度（横１９２０×縦１２００ピクセル）では、幅は２８０μｍ〜３４０μｍにしてもよい。通常、透光部１３３及び遮光部１３４の幅は立体画像装置の１画素と同等の幅であり、画面サイズに応じて適宜変化しうるが、一般的に８００μｍ以下である。透光部１３３及び遮光部１３４の幅はこのように狭いので、形状及び寸法の精度が低下は品質に大きな影響を及ぼす傾向がある。しかし、フィルム搬送装置１００を用いれば、このように透光部１３３及び遮光部１３４の幅が狭い場合でも、透光部１３３及び遮光部１３４を精度良く液晶組成物層に写し取ることが可能である。
【００３１】
露光装置１３０におけるフィルム高さ（即ち、マスク１３２と、露光装置１３０を通過するフィルム材２００との距離）ｈは、露光装置１３０による光の照射幅（即ち、各透光部１３３を透過した光が照射される液晶組成物層の領域それぞれの幅）と相関がある。また、光の照射幅は、パターン位相差フィルムに形成される領域の幅に対応している。したがって、フィルム高さｈを調整することにより、パターン位相差フィルムの領域の幅を調整することができる。以下、この点について図面を用いて説明する。
【００３２】
図３は、マスク１３２の近傍においてマスク１３２とフィルム材２１０及び２２０とを、搬送方向に垂直な平面で切った断面を拡大して模式的に示す断面図である。ここで、基材フィルム２１１及び液晶組成物層２１２を備えたフィルム材２１０は、マスク１３２までの距離（フィルム高さ）ｈ２１０が小さく、また、基材フィルム２２１及び液晶組成物層２２２を備えたフィルム材２２０は、マスク１３２までの距離（フィルム高さ）ｈ２２０が大きいものとする。
【００３３】
図３に示すように、光源１３１（図１及び図２参照。）から出た光がマスク１３２の透光部１３３を透過すると、回折を生じる。このため、マスク１３２を透過した後の光Ａは広がるように進むので、通常は、露光装置１３０におけるフィルム高さｈが大きくなるほど光の照射幅も大きくなる。したがって、図３に示す例では、この光Ａが近いフィルム材２１０に照射される際の照射幅Ｗ２１０よりも、遠いフィルム材２２０に照射される際の照射幅Ｗ２２０が広くなる。
【００３４】
よって、この回折による光の広がりを利用すれば、光の照射幅を容易に調整することができる。具体的には、光の照射幅を広くしたい場合には露光装置１３０におけるフィルム高さｈを大きし、光の照射幅を狭くしたい場合には露光装置１３０におけるフィルム高さｈを小さくする。前述したように、フィルム高さｈは、第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１が噴出する気体の流量を調整することにより制御可能である。したがって、フィルム搬送装置１００においては、スリット１２１が噴出する気体の流量を調整することにより、容易に光の照射幅を調整でき、ひいてはパターン位相差フィルムの領域の幅を調整することができる。
【００３５】
ただし、フィルム高さｈがあまりに大きすぎると回折の影響が大きくなり、光が照射される領域と照射されない領域との境界が不鮮明となる可能性がある。したがって、露光装置１３０におけるフィルム高さｈは過度に大きくしないことが好ましい。具体的な範囲は、光源１３１が出す光の波長、透光部１３３の寸法、パターン位相差フィルムに要求される品質の程度などに応じて設定しうる。例えば、立体画像表示装置用のパターン位相差フィルムを製造する場合、光を照射される時のフィルム高さｈは、通常０ｍｍより大きく、また、通常５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下である。
【００３６】
図１に示すように、第二の浮上搬送装置１４０は、第一の浮上搬送装置１２０を補助するものであり、気体を噴出しうる噴出口としてスリット１４１を備える。スリット１４１は、第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１と同様に、フィルム材２００の下に配置され、フィルム材２００に下方から気体を噴出しうるようになっている。したがって、フィルム材２００を支持する気体の層１６０には、第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１からだけではなく、第二の浮上搬送装置１４０のスリット１４１からも気体が供給されるようになっている。
【００３７】
このため、露光装置１３０の上流から下流にかけての広い範囲で安定した気体の層１６０が形成されるので、第一の浮上搬送装置１２０だけを用いる場合に比べて、露光装置１３０を通過する際のフィルム材２００の変動を更に小さくして、フィルム高さｈを時間的に更に安定させることができる。したがって、第一の浮上搬送装置１２０及び第二の浮上搬送装置１４０の両方を備えていることにより、フィルム搬送装置１００は、より確実に光の照射幅を経時的に変動しないようにできるので、パターン位相差フィルムの領域の形状及び寸法の精度を更に高めることができる。
【００３８】
また、第二の浮上搬送装置１４０は、第一の浮上搬送装置１２０と同様に、スリット１４１が噴出する気体の流量を適切に設定することによって、搬送されるフィルム材２００が通過する位置を一定に維持することができる。また、第一の浮上搬送装置１２０と同様に、スリット１４１が噴出する気体の流量を調整することにより、露光装置１３０におけるフィルム高さｈを制御することができる。
【００３９】
本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置は上述したように構成されている。このため、使用時には、露光装置１３０の光源１３１を光らせた状態で、液晶組成物層を備えたフィルム材２００をフィルム搬送装置１００に供給する。供給されたフィルム材２００は、所定のテンションを与えられた状態で、第一のガイドロール１１０、第一の浮上搬送装置１２０、露光装置１３０、第二の浮上搬送装置１４０及び第二のガイドロール１５０をこの順に通過するように、搬送される。
【００４０】
この際、フィルム材２００は、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０には接触するが、第一の浮上搬送装置１２０、露光装置１３０及び第二の浮上搬送装置１４０には接触しない。第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１及び第二の浮上搬送装置１４０のスリット１４１から噴出する気体の層１６０によって支持されて、浮上状態で搬送されるからである。
【００４１】
また、フィルム材２００は、搬送されつつ、露光装置１３０によって光を照射される。具体的には、光源１３１から出された光が、マスク１３２を介してフィルム材２００に入射し、基材フィルムを透過して液晶組成物層に照射される。マスク１３２の透光部１３３は光を透過させるが、遮光部１３４では光を透過させないので、液晶組成物層には、マスク１３２の透光部１３３を透過した光だけが照射される。こうして、液晶組成物層には、透光部１３３と同様の領域が写し取られる。
【００４２】
このとき、第一の浮上搬送装置１２０のスリット１２１及び第二の浮上搬送装置１４０のスリット１４１が噴出する気体の流量を適切に設定することにより、搬送されるフィルム材２００が通過する位置を、時間的に安定にすることができる。したがって、露光装置１３０におけるフィルム高さｈを一定に保つことが可能であるため、液晶組成物層において光が照射される領域の形状及び寸法の精度を高めることができる。
【００４３】
仮に第一の浮上搬送装置１２０及び第二の浮上搬送装置１４０が無い場合、フィルム材２００は、第一のガイドロール１１０と第二のガイドロール１５０との間で自重によって撓む。そうすると、僅かな振動によってもフィルム材２００は高さ方向で容易に動き、位置が変動することがある。また、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０の傾き、真円度などの精度が低下すると、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０だけで支持されたフィルム材２００へのテンションの係り具合が一様でなくなる。そうすると、これによってもフィルム材２００は動き、設計どおりの位置に留まれなくなることがある。これらの現象が生じると、露光装置１３０を通過するときのフィルム材２００の位置が、高さ方向及び幅方向で変動するので、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法の精度が低くなることがあった。
【００４４】
これに対し、本実施形態に係るフィルム搬送装置１００では、少なくとも第一の浮上搬送装置１２０を用い、また好ましくは第二の浮上搬送装置１４０を組み合わせて用いることにより、気体の層１６０によってフィルム材２００を支持している。このため、振動によるフィルム材２００の高さ方向の動きを抑制することができるので、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法の精度を改善することができる。また、気体の層１６０によって支持されるため、フィルム材２００のフィルム高さｈは、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０の傾き、真円度などの影響は受け難くなるので、これによっても、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法の精度を改善することができる。
【００４５】
フィルム材２００の挙動を安定させて、フィルム高さｈをより確実に一定に保つために第一のガイドロール１１０と第二のガイドロール１５０との間において、フィルム材２００が、第一のガイドロール１１０及び第二のガイドロール１５０よりも鉛直方向において上になるようにすることが好ましい。したがって、スリット１２１及び１４１から噴出する気体の流量を多くして、フィルム材２００が上側に反るようにすることが好ましい。
【００４６】
また、本実施形態に係るフィルム搬送装置１００によれば、スリット１２１又は１４１から噴出する気体の流量を調整することにより、露光装置１３０におけるフィルム材２００のフィルム高さｈを制御して、光の照射幅を調整することができる。このため、スリット１２１又は１４１から噴出する気体の流量を調整という簡単な制御により、パターン位相差フィルムに形成される各領域の形状及び寸法を制御することが可能である。
【００４７】
本発明の第一実施形態に係るフィルム搬送装置１００は上述したように構成されたが、更に変更して実施してもよい。
例えば、第一実施形態では露光装置１３０はフィルム材２００の下側から光を照射するようにしたが、上側から光を照射するようにしてもよい。
また、例えば、噴出口の形状はスリット状以外の形状にしてもよい。さらに、噴出口の数、位置なども、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。
また、少なくともフィルム材の搬送方向において第一のガイドロールと露光装置との間に浮上搬送装置が設けられていれば、パターン位相差フィルムの領域の形状及び寸法の精度を良好にできる。したがって、前記の実施形態においては、第二の浮上搬送装置を設けなくても、パターン位相差フィルムの領域の形状及び寸法の精度を高めることは可能である。
さらに、例えば、フィルム搬送装置には、第一実施形態で説明したものに加え、更に別の構成要素を設けてもよい。具体例を挙げると、紫外線露光の開口度を調整できるアパーチャー、系内の雰囲気を制御するチャンバー、フィルム材２００を加熱するヒーター、フィルム高さｈを測定するセンサー、搬送ゆらぎを測定するセンサーなどを設けてもよい。
【００４８】
［２．パターン位相差フィルム］
本発明のフィルム搬送装置を用いた、パターン位相差フィルムの製造方法の一例を説明する。この製造方法では、液晶組成物層として、露光装置による光の照射によって硬化しうるものを用いて、以下の工程を行う。通常、以下の工程はいずれも、インラインでフィルムを連続的に搬送しながら実施する。
i．基材フィルム上に、液晶組成物層を形成して、長尺のフィルム材を得る工程。
ii．本発明のフィルム搬送装置でフィルム材を搬送しつつ、液晶組成物層の所定の領域に光を照射して、液晶組成物層の一部の領域を硬化させる工程。
iii．液晶組成物層の未硬化状態の領域の配向状態を変化させる工程。
iv．パターン位相差フィルムに光を照射して、液晶組成物層の未硬化状態の領域を硬化させる工程。
【００４９】
さらに、必要に応じて、適切な時期に、以下の工程を行ってもよい。
ｖ．基材フィルム上に配向膜を形成する工程。
vi．液晶組成物層に含まれる液晶化合物を配向させる工程。
vii．液晶組成物層を乾燥させる工程。
所望のパターン位相差フィルムが得られる限り、前記の工程の順番は任意である。
【００５０】
〔２−１．基材フィルムの用意〕
基材フィルムは、パターン位相差フィルムを製造する際に使用される長尺のフィルムである。
基材フィルムの材料としては、通常は樹脂を用いる。未硬化状態の液晶組成物層を硬化させる工程において基材フィルムを介して液晶組成物層に光を照射する場合は、液晶組成物を硬化させられる程度に光を透過させられる材料を用いることが好ましい。通常は、１ｍｍ厚で全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１９９７に準拠して、濁度計（日本電色工業社製、ＮＤＨ−３００Ａ）を用いて測定）が８０％以上である材料が好適である。
【００５１】
さらに、基材フィルムの材料としては、熱及び張力に強く、ライン搬送時の揺れの小さくする観点から、弾性率の高い材料を用いることが好ましい。
【００５２】
基材フィルムの材料の例を挙げると、鎖状オレフィンポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、鎖状オレフィンポリマー及びシクロオレフィンポリマーが好ましく、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、シクロオレフィンポリマーが特に好ましい。なお、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、基材フィルムの材料には、本発明の効果を著しく損なわない限り、任意の配合剤を含ませてもよい。好適な材料の具体例を挙げると、日本ゼオン社製「ゼオノア１４２０」を挙げることができる。
【００５３】
基材フィルムの厚みは、製造時のハンドリング性、材料のコストの観点からは薄くしてもよいが、熱及び張力に強く、ライン搬送時の揺れを小さくする観点から厚くしてもよい。基材フィルムは、液晶組成物層から剥がされて最終的にはパターン位相差フィルムには残らない場合もありえるので、基材フィルムの厚みを厚くしてもパターン位相差フィルムの薄膜化を妨げないことも可能である。具体的な範囲としては、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは８０μｍ以上であり、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２５０μｍ以下である。
【００５４】
基材フィルムは、延伸されていない未延伸フィルムであってもよく、延伸された延伸フィルムであってもよい。また、等方なフィルムであっても、異方性を有するフィルムであってもよい。さらに、基材フィルムは、一層のみからなる単層構造のフィルムであってもよく、二層以上の層からなる複層構造のフィルムであってもよい。通常は、生産性及びコストの観点から、単層構造のフィルムを用いる。
【００５５】
基材フィルムの液晶組成物層を形成する面には、ラビング処理を施してもよい。ラビング処理を施すことにより、配向膜を形成しなくても、液晶組成物層において液晶化合物を配向させることができる。通常、基材フィルムの搬送方向とラビング方向は平行になる。
基材フィルムの表面のラビング処理は、基材フィルムの表面に未硬化状態の液晶組成物層を設ける工程の前に行う。
【００５６】
基材フィルムは、片面又は両面に表面処理が施されたものであってもよい。表面処理を施すことにより、基材フィルムの表面に直接形成される他の層と基材フィルムとの密着性を向上させることができる。表面処理としては、例えば、エネルギー線照射処理や薬品処理などが挙げられる。
【００５７】
〔２−２．配向膜の形成工程〕
液晶組成物層は、基材フィルムの表面に直接に形成してもよいが、基材フィルムの表面に例えば配向膜等を介して間接的に塗布してもよい。配向膜を用いれば、液晶組成物層において液晶化合物を容易に配向させることができる。配向膜の形成工程は、基材フィルムの表面に未硬化状態の液晶組成物層を設ける工程の前に行う。
【００５８】
配向膜は、例えば、セルロース、シランカップリング剤、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、エポキシアクリレート、シラノールオリゴマー、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、ポリオキサゾール、環化ポリイソプレンなどを用いて形成してもよい。これらは１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
配向膜の厚みは、所望する液晶組成物層の配向均一性が得られる厚みにする。具体的な厚みは、好ましくは０．００１μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下である。さらに、例えば、特開平６−２８９３７４号公報、特表２００２−５０７７８２号公報、特許４０２２９８５号公報、特許４２６７０８０号公報、特許４６４７７８２号公報、米国特許５３８９６９８号明細書などに示されるような光配向膜と偏光紫外線を用いる方法によって、液晶化合物を配向させるようにしてもよい。
【００６０】
〔２−３．液晶組成物層の形成工程〕
基材フィルムを用意し、必要に応じて配向膜を形成した後で、基材フィルム上に、直接又は配向膜等を介して、液晶組成物層を形成する。
【００６１】
液晶組成物としては、液晶化合物を含む組成物を用いうる。前記の液晶化合物としては、例えば、重合性基を有する液晶化合物、側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。重合性基を有する液晶化合物としては、例えば、特開２００２−０３００４２号公報、特開２００４−２０４１９０号公報、特開２００５−２６３７８９号公報、特開２００７−１１９４１５号公報、特開２００７−１８６４３０号公報などに記載された重合性基を有する棒状液晶化合物などが挙げられる。また、側鎖型液晶ポリマー化合物としては、例えば、特開２００３−１７７２４２号公報などに記載の側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。また、好ましい液晶化合物の例を製品名で挙げると、ＢＡＳＦ社製「ＬＣ２４２」等が挙げられる。液晶化合物は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６２】
液晶化合物の屈折率異方性Δｎは、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１０以上であり、好ましくは０．３０以下、より好ましくは０．２５以下である。屈折率異方性Δｎが０．０５未満では所望の光学的機能を得るために液晶組成物層の厚さが厚くなって配向均一性が低下する可能性があり、また経済コスト的にも不利である。屈折率異方性Δｎが０．３０より大きいと所望の光学的機能を得るために液晶組成物層の厚さが薄くなり、厚さ精度に対して不利である。屈折率異方性Δｎが０．３０より大きい場合、液晶組成物層の紫外線吸収スペクトルの長波長側の吸収端が可視域に及ぶ場合がありえるが、該スペクトルの吸収端が可視域に及んでも所望する光学的性能に悪影響を及ぼさない限り、使用可能である。液晶組成物が液晶化合物を１種類だけ含む場合には、当該液晶化合物の屈折率異方性を、そのまま液晶組成物における液晶化合物の屈折率異方性とする。また、液晶組成物が液晶化合物を２種類以上含む場合には、各液晶化合物それぞれの屈折率異方性Δｎの値と各液晶化合物の含有比率とから求めた加重平均値を、液晶組成物における液晶化合物の屈折率異方性とする。屈折率異方性Δｎの値は、セナルモン法により測定しうる。
【００６３】
さらに、液晶組成物は、製造方法や最終的な性能に対して適正な物性を付与するために、液晶化合物以外に任意の成分を含んでいてもよい。その例を挙げると、有機溶媒、界面活性剤、キラル剤、重合開始剤、紫外線吸収剤、架橋剤、酸化防止剤などが挙げられる。これらの成分は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６４】
有機溶媒のうち好適な例を挙げると、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、およびエーテル類等が挙げられる。これらの中でも、環状ケトン類、環状エーテル類が、液晶化合物を溶解させやすいために好ましい。環状ケトン溶媒としては、例えば、シクロプロパノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が挙げられ、中でもシクロペンタノンが好ましい。環状エーテル溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン等が挙げられ、中でも１，３−ジオキソランが好ましい。溶媒は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよく、液晶組成物としての相溶性や粘性、表面張力の観点などから最適化されることが好ましい。
有機溶媒の含有割合は、有機溶媒以外の固形分全量に対する割合として、通常は３０重量％以上９５重量％以下である。
【００６５】
界面活性剤としては、配向を阻害しないものを適宜選択して使用することが好ましい。好ましい界面活性剤の例を挙げると、疎水基部分にシロキサン及びフッ化アルキル基等を含有するノニオン系界面活性剤などが挙げられる。中でも、１分子中に２個以上の疎水基部分を持つオリゴマーが特に好適である。これらの界面活性剤の例を製品名で挙げると、ＯＭＮＯＶＡ社ＰｏｌｙＦｏｘのＰＦ−１５１Ｎ、ＰＦ−６３６、ＰＦ−６３２０、ＰＦ−６５６、ＰＦ−６５２０、ＰＦ−３３２０、ＰＦ−６５１、ＰＦ−６５２；ネオス社フタージェントのＦＴＸ−２０９Ｆ、ＦＴＸ−２０８Ｇ、ＦＴＸ−２０４Ｄ；セイミケミカル社サーフロンのＫＨ−４０等が挙げられる。界面活性剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６６】
界面活性剤の配合割合は、硬化後の液晶組成物層における界面活性剤の濃度が０．０５重量％以上３重量％以下となるようにすることが好ましい。界面活性剤の配合割合を０．０５重量％以上にすることにより、空気界面における配向規制力を高くして配向欠陥を生じ難くすることができる。逆に３重量％以下とすることにより、過剰の界面活性剤が液晶化合物の分子間に入り込まないようにして、配向均一性を高くすることができる。
【００６７】
キラル剤は、重合性化合物であってもよく、非重合性化合物であってもよい。キラル剤としては、通常、分子内にキラルな炭素原子を有し、液晶化合物の配向を乱さない化合物を使用する。キラル剤の例を挙げると、重合性のキラル剤としてはＢＡＳＦ社製「ＬＣ７５６」等が挙げられる。また、例えば、特開平１１−１９３２８７号公報、特開２００３−１３７８８７号公報などに記載されているものも挙げられる。キラル剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。キラル剤は、通常、ツイステッドネマチック相を有する領域を形成する場合に、重合性を有する液晶化合物と併用して用いられる。
【００６８】
重合開始剤は、例えば熱重合開始剤を用いてもよいが、通常は光重合開始剤を用いる。光重合開始剤としては、例えば、紫外線又は可視光線によってラジカル又は酸を発生させる化合物を使用しうる。光重合開始剤の例を挙げると、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾフェノン、ビアセチル、アセトフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンジルイソブチルエーテル、テトラメチルチウラムモノ（ジ）スルフィド、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、２，２−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、メチルベンゾイルフォーメート、２，２−ジエトキシアセトフェノン、β−アイオノン、β−ブロモスチレン、ジアゾアミノベンゼン、α−アミルシンナックアルデヒド、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ジクロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ジフェニルスルフィド、ビス（２，６−メトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、アントラセンベンゾフェノン、α−クロロアントラキノン、ジフェニルジスルフィド、ヘキサクロルブタジエン、ペンタクロルブタジエン、オクタクロロブテン、１−クロルメチルナフタリン、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］や１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］エタノン１−（ｏ−アセチルオキシム）などのカルバゾールオキシム化合物、（４−メチルフェニル）［４−（２−メチルプロピル）フェニル］ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、３−メチル−２−ブチニルテトラメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニル−（ｐ−フェニルチオフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。重合開始剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。さらに、必要に応じて液晶組成物に、例えば三級アミン化合物等の光増感剤又は重合促進剤を含ませて、液晶組成物の硬化性をコントロールしてもよい。光重合効率を向上させるためには、液晶化合物及び光重合開始剤などの平均モル吸光係数を適切に選定することが好ましい。
【００６９】
紫外線吸収剤としては、例えば、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルベンゾエート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロネート、４−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）−１−（２−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）エチル）−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンなどのヒンダードアミン系紫外線吸収剤；２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート系紫外線吸収剤；ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、アクリロニトリル系；などが挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、所望する耐光性を付与するために、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
紫外線吸収剤の配合割合は、液晶化合物１００重量部に対して、通常０．００１重量部以上、好ましくは０．０１重量部以上であり、通常５重量部以下、好ましくは１重量部以下である。紫外線吸収剤の配合割合を、０．００１重量部以上にすることにより紫外線吸収能を十分に高くして耐光性を高くすることができ、５重量部以下とすることにより液晶組成物を紫外線等の光で硬化させる際に十分に硬化を進行させて、液晶組成物層の機械的強度及び耐熱性を高くできる。
【００７１】
液晶組成物には、所望する機械的強度に応じて架橋剤を含ませてもよい。架橋剤の例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、２−（２−ビニロキシエトキシ）エチルアクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるイソシアヌレート型イソシアネート、ビウレット型イソシアネート、アダクト型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン等のアルコキシシラン化合物；などが挙げられる。架橋剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、液晶組成物には架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を含ませ、膜強度や耐久性向上に加えて生産性を向上させるようにしてもよい。
【００７２】
前記架橋剤の配合割合は、硬化後の液晶組成物層における架橋剤の濃度が０．１重量％以上２０重量％以下となるようにすることが好ましい。架橋剤の配合割合を０．１重量％以上とすることにより架橋密度を安定して向上させることができ、２０重量％以下とすることにより硬化後の液晶組成物層の安定性を高くすることができる。
【００７３】
酸化防止剤としては、例えば、テトラキス（メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）メタン等のフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤などが挙げられる。酸化防止剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。酸化防止剤の配合量は、粘着層の透明性や粘着力が低下しない範囲としうる。
【００７４】
液晶組成物層を形成する方法としては、通常は、塗布法を用いる。液晶組成物の塗布方法としては、例えば、リバースグラビアコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法等の方法が挙げられる。
液晶組成物を基材フィルムに塗布することにより、塗膜として未硬化状態の液晶組成物層が形成され、基材フィルムと未硬化状態の液晶組成物層とを備え、更に必要に応じて配向膜を備えるフィルム材が得られる。
【００７５】
〔２−４．配向工程〕
未硬化状態の液晶組成物層を形成する工程を行った後で、液晶組成物層に含まれる液晶化合物を配向させる配向工程を行ってもよい。配向工程における具体的な操作としては、例えば、オーブン内で未硬化状態の液晶組成物層を所定の温度に加熱する操作を挙げることができる。
【００７６】
配向工程において液晶組成物層を加熱する温度は、通常４０℃以上、好ましくは５０℃以上であり、通常２００℃以下、好ましくは１４０℃以下である。また、加熱処理における処理時間は、通常１秒以上、好ましくは５秒以上であり、通常３分以下、好ましくは１２０秒以下である。これにより、液晶組成物層中の液晶化合物が配向しうる。
また、液晶組成物に溶媒が含まれていた場合、前記の加熱によって通常は溶媒が乾燥するので、液晶組成物層から溶媒が除去される。したがって、配向工程を行うと、通常は液晶組成物層を乾燥させる乾燥工程も同時に進行する。
通常、液晶組成物層の配向軸はラビング方向と平行となり、配向軸が遅相軸となる。
【００７７】
〔２−５．フィルム搬送装置を用いた硬化工程（第一の硬化工程）〕
未硬化状態の液晶組成物層を形成する工程を行った後で、また、必要に応じて配向工程を行った後で、フィルム材は、本発明のフィルム搬送装置に送られる。フィルム搬送装置では、フィルム材を搬送しつつ、液晶組成物層の所定の領域に光を照射して、液晶組成物層の一部の領域を硬化させる工程を行う。
露光装置の光源から照射された光はマスクの遮光部では遮断される。このため、液晶樹脂層において、遮光部の光源とは反対側の位置の領域へは光が照射されないので、液晶樹脂層は硬化しない。
他方、光源から照射された光はマスクの透光部を透光する。このため、液晶樹脂層において、透光部の光源とは反対側の位置の領域へは透光部を透過した光が進入するので、この領域には光が照射され、液晶樹脂層は硬化する。この際、光を照射された領域では配向状態を維持したまま液晶組成物が硬化するので、この光を照射された領域に、所定の面内位相差を有する領域（以下、適宜「異方性領域」という。）が形成される。
【００７８】
この製造方法では、本発明のフィルム搬送装置を用いているので、露光装置におけるフィルム高さｈを一定に保つことが可能である。また、このため、液晶組成物層において光が照射される領域の形状及び幅を精密に制御することが可能であるので、異方性領域の形状及び寸法の精度を高くすることができる。
また、本発明のフィルム搬送装置によれば、浮上搬送装置のスリットから噴出する気体の流量を調整することにより、露光装置におけるフィルム高さｈを制御して、光の照射幅を調整することができる。このため、異方性領域の形状及び寸法を、容易に制御することが可能である。
【００７９】
第一の硬化工程における光の照射時間、積算光量、及びその他の条件は、液晶組成物の組成及び液晶組成物層の厚みなどに応じて適切に設定しうる。照射時間は通常０．０１秒から３分の範囲であり、積算光量は通常０．０１ｍＪ／ｃｍ２から５０ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。また、紫外線の照射は、例えば窒素及びアルゴン等の不活性ガス中において行ってもよく、空気中で行ってもよい。
異方性領域を形成した後、フィルム材はフィルム搬送装置から次の工程へと送り出される。
【００８０】
〔２−６．配向変化工程〕
フィルム搬送装置を用いた硬化工程の後で、液晶組成物層の光を照射されなかった領域（即ち、液晶組成物層の未硬化状態の領域）における配向状態を変化させる工程を行う。
【００８１】
この工程において、どのような配向状態に変化させるかはパターン位相差フィルムの用途に応じて設定しうる。本例では、ヒーターにより、液晶組成物層を、液晶組成物の透明点（ＮＩ点）以上に加熱する。これにより、液晶化合物の配向状態が変化してランダムになるので、液晶組成物層の未硬化状態の領域は等方相の領域（以下、適宜「等方性領域」という。）となり、その等方性領域の面内位相差はゼロに近くなる。また、このように加熱した場合でも、異方性領域は硬化しているために配向状態が維持されるので、異方性領域における面内位相差が変化しない。
ただし、液晶組成物層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させる手段は、加熱以外の方法を採用してもよい。
【００８２】
〔２−７．第二の硬化工程〕
未硬化状態の領域の配向状態を変化させて等方性領域とした後で、その等方性領域を硬化させる第二の硬化工程を行う。この際、等方性領域では液晶組成物において重合反応が進行し、液晶化合物分子は配向状態がランダム状態を維持したまま固定化される。
【００８３】
第二の硬化工程は、光の照射により行ってもよい。例えば、本発明のフィルム搬送装置において異方性領域を硬化させるために用いた光と同様の光を用いてもよい。当該光の照射時間、積算光量などは、液晶組成物の組成及び液晶組成物層の厚みなどに応じて適切に設定しうる。光の積算光量は、通常５０ｍＪ／ｃｍ２から１０，０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。また、光の照射は、例えば窒素及びアルゴン等の不活性ガス中において行ってもよく、空気中で行ってもよい。照射に際して、必要に応じてヒーターによる加熱を継続して、未硬化状態の液晶組成物層の配向状態（例えば、等方相）を維持した状態で照射を行ってもよい。
【００８４】
上述した製造方法により、基材フィルム上に、異方性領域と等方性領域とを有する液晶組成物層を備えたパターン位相差フィルムが得られる。これらの異方性領域及び等方性領域は、マスクの透光部及び遮光部を精度よく写し取った形状及び寸法を有している。したがって、例えば上述した第一実施形態のように透光部及び遮光部がストライプ状に並んだマスクを用いた場合には、複数の異方性領域及び等方性領域が幅方向において交互に並んで全体としてストライプ状の配置を有するパターン位相差フィルムが得られる。
【００８５】
得られたパターン位相差フィルムにおいては、パターン位相差フィルムに形成される異方性領域及び等方性領域の形状及び寸法の精度が高い。本例の場合、異方性領域及び等方性領域は、いずれも蛇行したり屈曲したりせず、直線状に延びる帯状の領域となる。また、異方性領域及び等方性領域の幅が高度に均一となり、面内ばらつきが小さくなる。
【００８６】
また、こうして得られたパターン位相差フィルムにおいては、異なる位相差を有する異方性領域と等方性領域との間には、物質的な連続性がある。したがって、本例の製造方法で製造されたパターン位相差フィルムは、異方性領域と等方性領域と間の空隙による反射及び散乱等を生じない点で光学的に有利であり、また、異方性領域と等方性領域と間の空隙を起点とした破損等を生じない点で機械的強度の点でも有利である。
【００８７】
パターン位相差フィルムの異方性領域が有する位相差Ｒｅの大きさは、通常、透過光の略１／２波長である。すなわち、異方性領域は、１／２波長板として機能しうる領域となっている。具体的には、異方性領域の位相差Ｒｅは、通常２４０ｎｍ以上、好ましくは２４５ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上であり、通常２８０ｎｍ以下、好ましくは２７５ｎｍ以下、より好ましくは２７０ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。
【００８８】
他方、パターン位相差フィルムの等方性領域は位相差Ｒｅを有さない。ここで位相差Ｒｅを有さないとは、位相差がゼロである場合だけでなく、用途に応じて実質的に位相差がゼロと見なせる程度に小さい位相差Ｒｅを有することも含む。具体的な位相差Ｒｅの範囲を挙げると、測定波長５４６ｎｍにおいて、位相差Ｒｅが、通常０〜６５ｎｍ、好ましくは０〜３０ｎｍ、より好ましくは０〜１０ｎｍの範囲である場合に、等方性領域は位相差Ｒｅを有さない。
【００８９】
〔２−８．その他の工程〕
必要に応じて、上述した工程以外の工程を行うようにしてもよい。
例えば、パターン位相差フィルムの基材フィルムとは反対側に、保護層等の別の層を設ける工程を行ってもよい。
また、例えば、液晶組成物層と基材フィルムとを剥がす工程を行ってもよい。
【００９０】
［３．立体画像表示装置］
本発明のフィルム搬送装置を用いて製造したパターン位相差フィルムは、例えば、立体画像表示装置の構成部材として用いてもよい。以下、その立体表示装置の具体的な例について図面を示して説明する。以下の例において、透過軸、遅相軸等の光学軸の角度のプラス及びマイナスの向きは、偏光メガネをかけて画像を見る向きにおいて、反時計回りの角度をプラスの角度、時計回りの角度をマイナスの角度として表記する。
【００９１】
図４は、立体表示装置の例を概略的に示す分解上面図である。また図４は、観察者が立体表示装置の表示面に対して垂直な方向から、右目及び左目により映像を視認する態様を、上側から観察した例を示している。立体表示装置は、図中左側に縦置きされ（即ち、表示面が鉛直方向に平行となるよう置かれ）、従って図中右側から観察する観察者の観察方向は、水平方向と平行になる。図４に示すように、立体表示装置３００は、液晶パネル３１０と、１／４波長板である位相差フィルム３２０と、パターン位相差フィルム３３０とを、この順に備える。使用の態様において、液晶パネル３１０、位相差フィルム３２０及びパターン位相差フィルム３３０は、通常は貼付された状態とされるが、図４では図示のためこれらを分解して示している。
【００９２】
液晶パネル３１０は、光源側から順に、直線偏光板である光源側偏光板３１１と、液晶セル３１２と、直線偏光板である視認側偏光板３１３とを備える。これらにより、液晶パネル３１０を透過した光は、直線偏光となっている。視認側偏光板３１３の透過軸は、矢印Ａ３１３で示す通り鉛直方向に平行であり、したがって視認側偏光板３１３から出射する光の偏光方向も矢印Ａ３１３で示される鉛直方向となる。
【００９３】
液晶パネル３１０には、厚み方向から見てそれぞれ異なる位置に、右目用画像を表示する画素領域３１４と左目用画像を表示する画素領域３１５とが設定されている。これらの画素領域３１４及び３１５はいずれも水平方向に延在する帯状の領域となっている。また、右目用画像を表示する画素領域３１４及び左目用画像を表示する画素領域３１５は幅が一定の領域となっていて、それらの配置は、右目用画像を表示する画素領域３１４と左目用画像を表示する画素領域３１５とが鉛直方向において交互となるように並んだストライプ状の配置となっている。
【００９４】
位相差フィルム３２０は、透過光に対して略１／４波長板として機能しうるフィルムであって、面内に一様な面内位相差を有する。具体的には、位相差フィルム３２０の位相差が、透過光の波長範囲の中心値において、中心値の１／４の値から、通常±６５ｎｍ、好ましくは±３０ｎｍ、より好ましくは±１０ｎｍの範囲である場合に、透過光に対して略１／４波長として機能しうるといえる。通常、画像表示に用いられる光は可視光であるので、可視光の波長範囲の中心値である波長５４６ｎｍに対して前記の要件を満たせば、略１／４波長板として機能しうることになる。
位相差フィルム３２０の遅相軸は、矢印Ａ３２０で示す通り、視認側偏光板３１３の偏光透過軸に対して−４５°の角度をなす方向である。視認側偏光板３１３を透過した直線偏光は、この位相差フィルム３２０を透過することにより、矢印Ａ３４０で示す回転方向を有する円偏光に変換される。
【００９５】
位相差フィルム３２０は、例えば、樹脂により形成された延伸フィルムを用いてもよい。通常、樹脂はポリマー（重合体）を含む。位相差フィルム３２０の材料となる樹脂が含むポリマーの例を挙げると、鎖状オレフィンポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、鎖状オレフィンポリマー及びシクロオレフィンポリマーが好ましく、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、シクロオレフィンポリマーが特に好ましい。
【００９６】
なお、樹脂は、１種類のポリマーを単独で含むものを用いてもよく、２種類以上のポリマーを任意の比率で組み合わせて含むものを用いてもよい。また、樹脂には、本発明の効果を著しく損なわない限り、任意の配合剤を含ませてもよい。
さらに、位相差フィルム３２０としては、単層構造のフィルムを用いてもよく、複層構造のフィルムを用いてもよい。
好適な位相差フィルム３２０の例を挙げると、市販の長尺の斜め延伸フィルム、横延伸フィルム、例えば、日本ゼオン社製、製品名「斜め延伸ゼオノアフィルム」、「横延伸ゼオノアフィルム」を挙げることができる。
【００９７】
パターン位相差フィルム３３０は、水平方向に対して平行且つ均一に設けられた帯状の異方性領域３３１と帯状の等方性領域３３２とを有する。異方性領域３３１及び等方性領域３３２は、鉛直方向において交互に並んだストライプ状の配置となっている。また、厚み方向から見ると、異方性領域３３１は液晶パネル３１０の左目用画像を表示する画素領域３１５に重なり、等方性領域３３２は液晶パネルの右目用画像を表示する画素領域３１４に重なるようになっている。
【００９８】
異方性領域３３１の面内位相差は透過光の略１／２波長である。異方性領域３３１の遅相軸は、矢印Ａ３３１で示す通り、視認側偏光板３１３の偏光透過軸に対して垂直な方向（即ち水平方向）である。これにより、位相差フィルム３２０を透過した円偏光のうち、異方性領域３３１を透過した光は、矢印Ａ３５１で示される、反転した回転方向を有する円偏光に変換される。他方、等方性領域３３２の面内位相差は略ゼロであり、したがって、位相差フィルム３２０を透過した円偏光のうち等方性領域３３２を透過した光は、矢印Ａ３５２で示す通り、透過前と同じ回転方向を有する円偏光となっている。
【００９９】
この例において、観察者は、偏光メガネ４００を通して立体表示装置３００の表示面を観察する。偏光メガネ４００は、１／２波長板４１０、１／４波長板４２０及び直線偏光板４３０をこの順に備える。１／２波長板４１０の遅相軸は、矢印Ａ４１０で示す通り、パターン位相差フィルム３３０の異方性領域３３１の遅相軸に対して垂直である（即ち、鉛直方向に平行である。）。１／４波長板４２０の遅相軸は、矢印Ａ４２０で示す通り、立体表示装置の位相差フィルム３２０の遅相軸に対して垂直である。直線偏光板４３０の偏光透過軸は、矢印Ａ４３０で示す通り、立体表示装置３００の視認側偏光板３１３の偏光透過軸に垂直な方向（即ち水平方向）である。また、１／２波長板４１０は、偏光メガネ４００の、右目に対応する部分に設けられているが、左目に対応する部分には設けられない。
【０１００】
偏光メガネ４００の波長板の配置をこのようにすることで、右目に到達する光Ｒと左目に到達する光Ｌが通過してきた波長板の構成は、立体表示装置３００と偏光メガネ４００との間を境にして対称となる。これにより、各々の波長板で発生する波長分散を解消して、右目に到達する光Ｒと左目に到達する光Ｌの波長分散は同じになり、右目と左目で見る映像の色味に差異が生じることはない。
【０１０１】
異方性領域３３１を透過した光Ｌが、偏光メガネ４００の左目に対応する部分に入射すると、その光Ｌは、１／４波長板４２０に入射する。１／４波長板４２０を透過した光は、水平方向に偏光軸を有する直線偏光に変換され、したがって直線偏光板４３０を透過することができる。したがって、異方性領域３３１を透過した光Ｌは、使用者の左目で視認される。
【０１０２】
一方、異方性領域３３１を透過した光Ｌが、偏光メガネ４００の右目に対応する部分に入射すると、その光Ｌは、１／２波長板４１０を透過し、反転した回転方向（即ち、矢印Ａ４４０と反対方向）を有する円偏光に変換され、１／４波長板４２０に入射する。１／４波長板４２０を透過した光は、鉛直方向に偏光軸を有する直線偏光に変換され、したがって直線偏光板４３０を透過することができない。したがって、異方性領域３３１を透過した光Ｌは、使用者の右目で視認されない。
【０１０３】
また、等方性領域３３２を透過した光Ｒが、偏光メガネ４００の右目に対応する部分に入射すると、その光Ｒは、１／２波長板４１０を透過し、矢印Ａ４４０で示すように、反転した回転方向を有する円偏光に変換され、１／４波長板４２０に入射する。１／４波長板４２０を透過した光は、水平方向に偏光軸を有する直線偏光に変換され、したがって直線偏光板４３０を透過することができる。したがって、等方性領域３３２を透過した光Ｒは、使用者の右目で視認される。
【０１０４】
一方、等方性領域３３２を透過した光Ｒが、偏光メガネ４００の左目に対応する部分に入射すると、その光Ｒは、１／４波長板４２０に入射する。１／４波長板４２０を透過した光は、鉛直方向に偏光軸を有する直線偏光に変換され、したがって直線偏光板４３０を透過することができない。したがって、等方性領域３３２を透過した光Ｒは、使用者の左目で視認されない。
【０１０５】
このように、使用者は、異方性領域３３１を透過した光を左目で視て、また、等方性領域３３２を透過した光を右目で視ることになる。したがって、液晶パネル３１０の異方性領域３３１に対応する領域で左目用の画像を表示し、液晶パネル３１０の等方性領域３３２に対応する領域で右目用の画像を表示することにより、使用者は、立体画像を視認できる。
【０１０６】
また、立体表示装置３００のパターン位相差フィルム３３０は、本発明のフィルム搬送装置を用いて製造されたものであるので、異方性領域３３１及び等方性領域３３２の形状及び寸法の精度が良好である。したがって、立体画像表示装置３００は、画質を向上させたり、立体表示装置を見る位置、角度によって表示すべき画像が部分的に表示されなくなることを防止したりできる。
【０１０７】
なお、上記の立体表示装置３００は、更に変更して実施してもよい。
例えば、位相差フィルム３２０とパターン位相差フィルム３３０との順番を入れ替えて、位相差フィルム３２０をパターン位相差フィルム３３０よりも視認側に設けてもよい。
また、例えば、立体表示装置３００に、反射防止フィルム、ギラツキ防止フィルム、アンチグレアフィルム、ハードコートフィルム、輝度向上フィルム、接着層、粘着層、ハードコート層、反射防止膜、保護層などを設けてもよい。
また、偏光メガネ４００の右目に対応する部分と左目に対応する部分の構成を入れ替えて、且つ、液晶パネル３１０の異方性領域３３１に対応する領域の画像と等方性領域３３２に対応する領域の画像とを入れ替えて実施してもよい。
さらに、立体画像を適切に表示できる限り、各光学要素の遅相軸、透過軸等の光軸の方向は変更して実施してもよい。
【実施例】
【０１０８】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。また、以下の説明において、量を表す「％」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。さらに、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
【０１０９】
［実施例１］
〔液晶組成物の製造〕
（Ａ）重合性液晶化合物であるＬＣ２４２（ＢＡＳＦ社製）７６部と、（Ｂ）重合性非液晶モノマーである下記化合物１を１５部及びＡＴＭＰＴ（トリメチロールプロパントリアクリレート；新中村化学工業社製）９部と、（Ｃ）光重合開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ３７９（ＢＡＳＦ社製）３部と、フッ素を含む（Ｄ）界面活性剤であるメガファックＦ−４７７（ＤＩＣ社製）０．１部と、（Ｅ）溶剤であるメチルエチルケトン２００部とを混合し、パターン位相差フィルム用の液晶組成物を製造した。
【０１１０】
【化１】
【０１１１】
〔パターン位相差フィルムの製造〕
基材フィルムとして、長尺のポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡社製「ＰＥＴフィルムＡ４１００」；幅１３５０ｍｍ、厚み１００μｍ）を用意した。この基材フィルムをフィルム搬送装置の繰り出し部に取り付け、当該基材フィルムを搬送しながら搬送方向と平行な長尺方向にラビング処理を施し、ラビング処理を施した面に、前記にて用意した液晶組成物をダイコーターを使用して塗布した。これにより、基材フィルムの片面に、塗膜として未硬化状態の液晶組成物層を形成した。こうして得られた基材フィルム及び液晶組成物層を備える複層フィルムを、フィルム材と呼ぶ。
【０１１２】
搬送を続けながら、前記の液晶組成物層に対して、４０℃で２分間、配向処理を施した。これにより、液晶組成物層中の（Ａ）重合性液晶化合物を配向させた。
【０１１３】
図５に、実施例１において用いたフィルム搬送装置の構成を模式的に示す。図５に示すように、フィルム材の搬送方向上流側から、ガイドロール５１０、浮上搬送装置５２０、露光装置５３０及びガイドロール５４０をこの順に備えたフィルム搬送装置５００を用意した。浮上搬送装置５２０は、図示しないスリットからエアーを噴出する装置であり、エアーの噴出量を調整可能となっている。また、露光装置５３０は光源装置５３１及びマスク５３２を備え、光源装置５３１からの光を、マスク５３２を介してフィルム材５５０に照射できるようになっている。
【０１１４】
実施例１においては、マスク５３２として、遮光部が３２０μｍピッチでストライプ状のパターンを形成するように印刷されたフォトマスクを用いた。したがって、このマスク５３２においては、フィルム材５５０の搬送方向に延在する透光部及び遮光部が互いに平行に並んでストライプ状に形成されており、透光部及び遮光部の幅はいずれも３２０μｍであった。
【０１１５】
配向処理を施したフィルム材５５０を、前記のフィルム搬送装置５００に供給した。この際、フィルム材５５０の向きは、液晶組成物層側が上向きとなるようにした。供給されたフィルム材５５０は、ガイドロール５１０及び５４０から搬送方向に張力を与えられた状態で、ガイドロール５１０、浮上搬送装置５２０、露光装置５３０及びガイドロール５４０の順に搬送された。
【０１１６】
フィルム搬送装置５００をフィルム５５０が通過する際、浮上搬送装置５２０から連続的にエアーを噴出させることにより、フィルム材５５０は浮上搬送装置５２０及び露光装置５３０に接触しないよう、浮上した状態を維持させた。この際、浮上搬送装置５２０からのエアーの噴出流量を調整し、露光装置５３０におけるフィルム高さｈを０．２ｍｍとなるようにした。
【０１１７】
また、露光装置５３０を通過する際、フィルム材５５０にはマスク５３２を介して光源装置５３１から紫外線を照射した。紫外線の積算光量は、１５．０ｍＪ／ｃｍ２であった。マスク５３２の遮光部に相当する位置では紫外線が照射されなかったために液晶組成物層は未硬化状態のままであるが、マスク５３２の透光部に相当する位置では紫外線を照射されたために液晶組成物層が硬化した。
【０１１８】
その後、フィルム材はオーブンへと搬送された。オーブンを通過する間に、液晶組成物層を９０℃で３秒間加温処理して、液晶組成物層の未硬化状態の部分（マスクの遮光部に相当した部分）の液晶相を等方相に転移させた。
【０１１９】
次いで、フィルム材を別の露光装置へと搬送した。この露光装置では、フィルム材の液晶組成物層側から窒素雰囲気下で液晶組成物層の全体に対して積算光量３００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して、液晶組成物層の未硬化部分を硬化させた。
【０１２０】
このようにして、基材フィルム上に、１／２波長板として機能しうる面内位相差Ｒｅを有する異方性領域と、面内位相差Ｒｅが小さい等方性領域とを、同一面内に有する液晶組成物層を形成した。
【０１２１】
〔パターンの面内ばらつきの評価〕
図６は、パターン位相差フィルムの面内ばらつきを測定する際のサンプルの様子を模式的に示す図である。図６において、各フィルムは縁をずらせて示しているが、実際のサンプルでは各フィルムの縁は揃えて重ねられている。
【０１２２】
図６に示すように、直線偏光板である光源側偏光板６１０及び観察側偏光板６４０を用意した。この際、光源側偏光板６１０の透過軸Ａ６１０と、観察側偏光板６４０の透過軸Ａ６２０とは垂直にして、クロスニコル状態となるようにした。これらの光源側偏光板６１０と観察側偏光板６４０との間に、１／４波長板６２０と、異方性領域６３１及び等方性領域６３２を備えるパターン位相差フィルム６３０とを挿入した。これにより、光源側偏光板６１０、１／４波長板６２０、パターン位相差フィルム６３０及び観察側偏光板６４０をこの順で備えるサンプルを作製した。この際、観察側偏光板６４０側から光源側偏光板６１０へ向かって見る向きにおいて、観察側偏光板６４０の透過軸Ａ６４０に対してパターン位相差フィルム６３０の異方性領域の遅相軸Ａ６３０は、反時計回りに４５°の角度をなすようにした。また、同様の向きにおいて、観察側偏光板６４０の透過軸Ａ６４０に対して１／４波長板６２０の遅相軸Ａ６２０は、直交もしくは平行となるようにした。なお、図６では観察側偏光板６４０の透過軸Ａ６４０に対して１／４波長板６２０の遅相軸Ａ６２０が反時計周りに９０°の角度をなすように設置したが、同様の偏光状態が得られるのであれば別の態様でも問題ない。
【０１２３】
用意したサンプルを、偏光顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ社製）にて透過観察した。観察地点としては、パターン位相差フィルムの搬送方向においては５０ｍｍピッチで１２箇所を選択し、また、これらの各箇所で幅位置において３００ｍｍ、７００ｍｍ及び１２００ｍｍの３箇所を選択し、合計３６箇所の観察地点を観察した。観察の際、パターン位相差フィルムの異方性領域に相当する部分は光が透過し、等方性領域に相当する部分は光が遮光される。
【０１２４】
各観察地点において、光が透過する領域の幅を異方性領域の幅として測定した。そして、全観察地点の平均値を算出し、平均値と最大値との差、及び平均値と最小値との差を求めた。これらの差をパターンの面内ばらつきとし、以下の区分で評価した。本明細書記載の実施例及び比較例ではいずれも「平均値と最大値との差」と「平均値と最小値との差」とは同じ区分に入ったが、もし「平均値と最大値との差」と「平均値と最小値との差」とが異なる区分に入る場合、差の絶対値が大きい方の結果を参照して評価する。
極小：平均値と最大値又は最小値との差が±１０μｍ未満。
小：平均値と最大値又は最小値との差が±１０μｍ以上±２０μｍ未満。
大：平均値と最大値又は最小値との差が±２０μｍ以上。
【０１２５】
また、観察した像において、異方性領域と等方性領域との境界（パターン境界）の明瞭性も評価した。
【０１２６】
その結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３２０μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１２７】
［実施例２］
実施例２では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを１ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３２８μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１２８】
［実施例３］
実施例３では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを２ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３３６μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１２９】
［実施例４］
実施例４では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを３ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３４４μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３０】
［実施例５］
実施例５では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３６０μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無く、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３１】
［実施例６］
図７に、実施例６において用いたフィルム搬送装置の構成を模式的に示す。図７に示すように、実施例６では、実施例１で用いたフィルム搬送装置５００（図５参照）に代えて、別のフィルム搬送装置５０１を用いた。このフィルム搬送装置５０１は、露光装置５３０と下流のガイドロール５４０との間にも浮上搬送装置５６０を設けたこと以外は、実施例１で用いたフィルム搬送装置５００と同様である。
【０１３２】
実施例６では、この事項以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３２０μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきは実施例１と比べて更に減少し、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３３】
［実施例７］
実施例７では、浮上搬送装置からのエアーの噴出流量を調整してフィルム高さｈを６ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にしてパターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３６８μｍであった。さらに、観察された像において、パターンの面内ばらつきはほとんど無かった。しかし、異方性領域と等方性領域との境界はぼやけ、明瞭に識別することはできなかった。
【０１３４】
［比較例１］
比較例１では、浮上搬送装置を設けずに、フィルム材に加わる張力を調整してフィルム高さｈを０ｍｍにしたこと以外は実施例１と同様にして、パターン位相差フィルムを製造し、評価した。ここで、フィルム高さｈを０ｍｍにした、とは、フィルム材がマスクに接触することを表すのではなく、フィルム材とマスクとを可能な限り接近させながら接触させていないことを表す。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３２０μｍであったが、観察された像において、パターンの面内ばらつきは大きかった。また、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３５】
［比較例２］
比較例２では、浮上搬送装置を設けずに、フィルム材に加わる張力を調整してフィルム高さｈを２ｍｍにしたこと以外は実施例１と同様にして、パターン位相差フィルムを製造し、評価した。
観察の結果、光を透過する異方性領域と、光を遮断する等方性領域とが、互いに平行に並んだ帯状の領域となり、全体としてストライプ状のパターンを形成している様子が観察された。また、全観察地点の異方性領域の幅の平均値は３３６μｍであったが、観察された像において、パターンの面内ばらつきは大きかった。また、異方性領域と等方性領域との境界は明瞭に識別することができた。
【０１３６】
【表１】
【０１３７】
［検討］
実施例においては面内ばらつきが小さいパターン位相差フィルムが得られる一方で、比較例においては面内ばらつきが大きいパターン位相差フィルムが得られた。この結果から、本発明のフィルム搬送装置を用いることにより、形状及び寸法の精度の良好な領域を備えたパターン位相差フィルムを製造しうることが確認された。
【０１３８】
また、実施例及び比較例の結果から、フィルム高さｈを変更が大きくなるほど、異方性領域の幅の平均値も大きくなることが分かる。このことから、浮上搬送装置からのエアーの噴出量を調整してフィルム高さｈを制御することにより、露光装置による光の照射幅を調整でき、ひいては異方性領域及び等方性領域の幅を調整することができることが確認された。
【０１３９】
さらに、実施例７においては他の実施例よりもパターン境界がぼやけていることから、フィルム高さｈには、パターン位相差フィルムの品質を高める上で好適な範囲があることが確認された。
【符号の説明】
【０１４０】
１００ フィルム搬送装置
１１０ 第一のガイドロール
１２０ 第一の浮上搬送装置
１２１ スリット
１３０ 露光装置
１３１ 光源
１３２ マスク
１３３ 透光部
１３４ 遮光部
１４０ 第二の浮上搬送装置
１４１ スリット
１５０ 第二のガイドロール
１６０ 気体の層
２００、２１０、２２０ フィルム材
２１１、２２１ 基材フィルム
２１２、２２２ 液晶組成物層
３００ 立体表示装置
３１０ 液晶パネル
３１１ 光源側偏光板
３１２ 液晶セル
３１３ 視認側偏光板
３１４ 右目用画像を表示する画素領域
３１５ 左目用画像を表示する画素領域
３２０ 位相差フィルム
３３０ パターン位相差フィルム
３３１ 異方性領域
３３２ 等方性領域
４００ 偏光メガネ
４１０ １／２波長板
４２０ １／４波長板
４３０ 直線偏光板
５００、５０１ フィルム搬送装置
５１０、５４０ ガイドロール
５２０、５６０ 浮上搬送装置
５３０ 露光装置
５３１ 光源装置
５３２ マスク
５５０ フィルム材
６１０ 光源側偏光板
６２０ １／４波長板
６３０ パターン位相差フィルム
６３１ 異方性領域
６３２ 等方性領域
６４０ 観察側偏光板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶組成物層を備える長尺のフィルム材を搬送しつつ、前記液晶組成物層の所定の領域に光を照射しうるフィルム搬送装置であって、
前記フィルム材に下方から気体を噴出しうる噴出口を備え、前記噴出口から気体を噴出することにより前記フィルム材を浮上させうる浮上搬送装置と、
マスクを介して、浮上した前記フィルム材の前記液晶組成物層に光を照射しうる露光装置とを備える、フィルム搬送装置。
【請求項２】
前記浮上搬送装置が、前記噴出口から噴出する気体の流量を調整することにより、前記フィルム材と前記マスクとの距離を制御して、前記露光装置による光の照射幅を調整しうる、請求項１記載のフィルム搬送装置。
【請求項３】
光を照射される時の、前記フィルム材と前記マスクとの距離が、０ｍｍより大きく５ｍｍ以下である、請求項１又は２記載のフィルム搬送装置。
【請求項４】
前記搬送装置は、前記露光装置よりも上流にロールを備え、
前記浮上搬送装置は、前記フィルム材の搬送方向において、前記ロールと前記露光装置との間に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム搬送装置。
【請求項１】
液晶組成物層を備える長尺のフィルム材を搬送しつつ、前記液晶組成物層の所定の領域に光を照射しうるフィルム搬送装置であって、
前記フィルム材に下方から気体を噴出しうる噴出口を備え、前記噴出口から気体を噴出することにより前記フィルム材を浮上させうる浮上搬送装置と、
マスクを介して、浮上した前記フィルム材の前記液晶組成物層に光を照射しうる露光装置とを備える、フィルム搬送装置。
【請求項２】
前記浮上搬送装置が、前記噴出口から噴出する気体の流量を調整することにより、前記フィルム材と前記マスクとの距離を制御して、前記露光装置による光の照射幅を調整しうる、請求項１記載のフィルム搬送装置。
【請求項３】
光を照射される時の、前記フィルム材と前記マスクとの距離が、０ｍｍより大きく５ｍｍ以下である、請求項１又は２記載のフィルム搬送装置。
【請求項４】
前記搬送装置は、前記露光装置よりも上流にロールを備え、
前記浮上搬送装置は、前記フィルム材の搬送方向において、前記ロールと前記露光装置との間に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９２６９７（Ｐ２０１３−９２６９７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５３７９（Ｐ２０１１−２３５３７９）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
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