フィルム露光装置
【課題】フィルム基材の熱膨張に拘わらず、所定の間隔で偏光部を形成することができ、偏光部が高精度で形成された偏光フィルムを得ることができるフィルム露光装置を提供する。
【解決手段】配向材料が塗布されたフィルム１０は、バックロール５に巻き架けられた後、偏光フィルムの巻取装置に送給される。フィルム１０はバックロール５によりシワを伸ばされて支持されており、そのフィルム移動域に、２個のスリットマスク７，１７が配置されている。このスリットマスク７，１７は、露光光源６，１６からの露光光を帯状にしてフィルム１０に照射する。このフィルム１０がバックロール５に接触する手前に、冷却ロール８が配置されていて、冷却ロール８はフィルム１０に転動してこれを冷却する。
【解決手段】配向材料が塗布されたフィルム１０は、バックロール５に巻き架けられた後、偏光フィルムの巻取装置に送給される。フィルム１０はバックロール５によりシワを伸ばされて支持されており、そのフィルム移動域に、２個のスリットマスク７，１７が配置されている。このスリットマスク７，１７は、露光光源６，１６からの露光光を帯状にしてフィルム１０に照射する。このフィルム１０がバックロール５に接触する手前に、冷却ロール８が配置されていて、冷却ロール８はフィルム１０に転動してこれを冷却する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＲ（Film Patterned Retarder（フィルム・パターンド・リターダー））方式、即ちフィルム偏光方式の３次元（３Ｄ）映像表示装置に使用されるフィルム露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＲ方式の３Ｄ技術においては、液晶表示装置等の表示装置の画面に、走査線１ライン毎に光線の方向を変える偏光フィルムを張り、表示装置が、走査線１ライン毎に右目用と左目用の画像を表示すると共に、偏光メガネに張られた偏光フィルムが右目用のものが右目に入射させるべき光のみを通過させ、左目用のものが左目に入射させるべき光のみを通過させることにより、右目及び左目に入射した画像に視差を生じさせて、立体表示を可能とする。
【０００３】
図４は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム１を示す模式図である。この偏光フィルム１は、表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の左目用の偏光部１ａと、同じく表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の右目用の偏光部１ｂとが、垂直方向に交互に配置されるようにして、透明の基材上に塗布されている。左目用の偏光部１ａは−４５°の直線偏光を有するか、又は時計方向に偏光するＣＷ(clockwise)円方向偏光を有する。一方、右目用の偏光部１ｂは＋４５°の直線偏光を有するか、又は反時計方向に偏光するＣＣＷ(counter clockwise)円方向偏光を有するものである。そして、この偏光フィルム１を、その偏光部１ａ及び偏光部１ｂを夫々液晶表示装置の走査線に対応させ、左目用偏光部１ａが液晶表示装置の左目用信号の走査線に一致し、右目用偏光部１ｂが液晶表示装置の右目用信号の走査線に一致するようにして、液晶表示装置の画面に貼り付ける。そうすると、液晶表示装置の画面の左目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の左目用偏光部１ａを透過し、偏光メガネの左目用レンズに張られた左目用偏光フィルムを透過して左目に入射し、液晶表示装置の画面の右目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の右目用偏光部１ｂを透過し、偏光メガネの右目用レンズに張られた右目用偏光フィルムを透過して右目に入射する。これにより、右目と左目とは、視差をもつ画像を見ることができ、立体的な画像を視認することができる。
【０００４】
図５は、この従来の偏光フィルム１の露光装置を示す模式図である。透明のフィルム基材の表面に配向材料が塗布されたフィルム１０が、ロール１００から巻き解かれ、ロール１０２，１０３を介してその移動軌跡が規制されて露光光源１０４，１０５の配設位置の近傍を通過し、ロール１０１に巻き取られる。このロール１０２，１０３間において、フィルム１０は水平に進行し、このフィルム１０の水平移動域の上方に、この移動方向に沿ってスリットマスク１０６，１０７が配置され、これらのスリットマスク１０６，１０７の上方に露光光源１０４，１０５が配置されていて、露光光源１０４，１０５からの露光光がスリットマスク１０６，１０７を介してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射される。スリットマスク１０６，１０７の一端部の上方、即ち、露光光源１０４，１０５の側方には、アライメントマークを観察するためのカメラ１０８，１０９が設置されている。フィルム移動方向におけるスリットマスク１０６の上流側には、フィルム１０の側部にアライメントマークを形成するためのレーザマーカ１１０が設置されている。
【０００５】
この従来の露光装置においては、図６に示すように、ロール１０２，１０３間を移動するフィルム１０に対して、レーザマーカ１１０により、フィルム１０の側部にアライメント用のマーク１１１を形成し、カメラ１０８がスリットマスク１０６の一端部に設けられた開口１０６ｂからマーク１１１を観察し、このマーク１１１に対するスリットマスク１０６のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。また、スリットマスク１０７においても、カメラ１０９がスリットマスク１０７の一端部に設けられた開口１０７ｂからマーク１１１を観察し、スリットマスク１０７のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。その上で、露光光源１０４からの露光光がスリットマスク１０６のスリット１０６ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、フィルム１０は白抜き矢印にて示す方向に連続的に搬送されているので、配向膜に同一の方向に配向した帯状の偏光部１ａが形成される。また、露光光源１０５からの露光光がスリットマスク１０７のスリット１０７ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、偏光部１ａ間に偏光部１ｂが形成される。この帯状の偏光部１ａ、１ｂは、走査線１ライン分に相当する間隔を有して相互に離隔しており、相互に異なる方向に配向した偏光部を形成している。これにより、図４に示すように、隣接する帯状の偏光部間で配向方向が９０°異なる偏光フィルム１を製造することができる。
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術においては、ロール１０２，１０３間にフィルム１０を張った状態で、フィルム１０上の配向材料膜を露光するので、フィルム１０の搬送時のフィルム１０の上下振動によりスリットマスク１０５，１０６とフィルム１０との間の間隔が変動し、高精度で偏光部１ａ、１ｂを形成することが困難であった。また、ロール１０２，１０３間に張架されたフィルム１０には、シワが発生しやすく、これによっても、偏光部１ａ、１ｂを高精度で形成することが困難であった。
【０００７】
なお、液晶表示装置に使用される光学フィルム等の製造方法に関し、特許文献１及び２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２５０１７２号公報
【特許文献２】特開２００７−１１４５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の従来技術の欠点を解消するために、バックロールを使用して、フィルム１０に露光処理をすることが考えられる。図７はこのバックロールを使用したＦＰＲ方式の偏光フィルム１の製造方法を示す模式図である。透明のフィルム基材１１は、塗布装置２において、その表面（図示は下面）に配向材料が塗布される。この配向材料が塗布されたフィルム１０は、エアターンバー３，４によりその進行軌跡を規定されて、巻取ロール１００に送給されて、巻き取られる。その後、バックロール５に送給され、バックロール５の表面に一旦巻き架けられた後、露光されて偏光フィルム１となり、その後、偏光フィルム１の巻取装置に送給される。この場合に、フィルム１０はその表面に配向材料が塗布された状態で、その進行軌跡をエアターンバー３，４により規制され、フィルム１０の配向材料膜が塗布された表面側がエアターンバー３，４側になるので、このエアターンバー３，４には、図８に示すように、その表面に空気の吐出孔３１が多数設けられており、この吐出孔３１から空気を吐出することにより、フィルム１０がエアターンバー３，４に接触しないようになっている。つまり、フィルム１０はエアターンバー３，４から浮いた状態で、その進行軌跡が規制される。
【００１０】
バックロール５においては、フィルム１０が巻き架けられ、フィルム１０の裏面がバックロール５に接触すると共に、フィルム１０の表面、即ち、配向材料膜が外面を向く。このバックロール５を間に挟んで対向するようにして、スリットマスク７、１７が配向材料膜に面してフィルム１０から若干の距離（２００μｍ程度）をおいて設置されており、更に、このスリットマスク７、１７の背後には、露光光源６、１６が設置されている。これにより、図９に示すように、表面に配向膜が塗布されたフィルム１０は、バックロール５の周面に接触し、フィルム１０の搬送時の若干の張力によりシワが伸ばされた状態で、バックロール５により支持される。そして、図１０に示すように、フィルム１０を白抜き矢印方向に連続的に搬送し、露光装置６、１６から露光光を連続的に照射することにより、この露光光はスリットマスク７、１７のスリット７ａ、７ｂを透過してフィルム１０に照射され、配向膜に同一の方向に配向した帯状の偏光部１ａ、１ｂが形成される。この帯状の偏光部１ａ、１ｂは、走査線１ライン分に相当する間隔を有して相互に離隔しており、相互に異なる方向に配向した偏光部を形成している。これにより、図４に示すように、隣接する帯状の偏光部間で配向方向が９０°異なる偏光フィルム１を製造することができる。
【００１１】
しかしながら、従来の偏光フィルムの製造方法においては、以下に示す問題点がある。図７に示すように、露光前のフィルム１０は、表面に配向膜が塗布されているので、エアターンバー３，４に接触しないようにするために、このエアターンバー３，４の表面に形成された吐出孔３１から、空気が吐出されている。このため、このフィルム１０は吐出空気により加熱されてしまい、図１０にバックロール５及びスリットマスク７、１７の近傍を平面的に展開して示すように、スキャンマスク７、１７及びバックロール５に到達したときに、フィルム１０はその幅方向に膨張している。例えば、このフィルム１０の材質は、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）又はＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムであり、フィルム１０の幅は１５００ｍｍ、厚さは１００μｍ、長さは２ｋｍであり、通常、２〜１０ｍ/分の速度で搬送されるが、例えば、このフィルム１０の熱膨張により、幅Ｄ０が１５〜２０μｍ（＝２ΔＤ）程度伸びてしまうことがある。このように、フィルム１０の常温時の幅Ｄ０に対し、スリットマスク７に到達したときに、フィルム１０の幅方向両端縁が夫々ΔＤだけ膨張していると、この膨張したフィルム１０に所定ピッチのスリットマスク７、１７のスリット７ａ、７ｂを介して露光すると、得られた偏光フィルム１が、その後、冷却されて常温に戻ったときに、伸び代２ΔＤが０になるために、偏光部１ａ、１ｂのピッチがその分小さくなり、所望のピッチの帯状偏光部１ａ、１ｂを得ることができない。このため、従来、スリットマスク７、１７のスリットの配列ピッチを、走査線１ラインの間隔に対し、熱膨張を加味した膨張分を上乗せしたものに設定し、偏光フィルム１の常温への冷却後に所定ピッチになるようにしている。しかし、フィルム１０の材質及び搬送速度等により、フィルム１０の熱膨張量が異なり、この熱膨張量を予め見込んでスリットマスク７、１７を作成しておくことは煩雑であり、偏光部１ａ、１ｂを高精度で形成することは容易ではなかった。
【００１２】
また、露光光源６による露光時にも、フィルム１０は加熱される。このため、バックロール５は内部が空洞になっていて、この内部が冷却水で充填されており、水冷されている。従って、フィルム１０はバックロール５に接触して冷却されるものの、フィルム１０はバックロール５の周面に接触して一定の摩擦力を受けており、幅方向に拘束されたままであるため、このバックロール５に接触して冷却されても、フィルム１０はその幅方向に急速に縮むことはなく、図１０に示すように、フィルム１０は露光時には幅方向に膨張したままであり、その後、バックロール５から離れた後、バックロール５により冷却されていたことにより降温して常温時の幅に戻る。よって、バックロール５を冷却しても、得られた偏光フィルム１は、偏光部１ａ、１ｂの線幅のずれが生じたままである。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、フィルム基材の熱膨張に拘わらず、所定の間隔で偏光部を形成することができ、偏光部が高精度で形成された偏光フィルムを得ることができるフィルム露光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】
【００１４】
本発明に係るフィルム露光装置は、
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第２のスリットが形成された第２のスリットマスクと、
前記第２のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第２の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有し、
前記第２のスリットマスクの前記第２のスリットは、前記第１のスリットマスクの前記第１のスリットの配列ピッチと同一のピッチで配置されており、
前記第１のスリットと前記第２のスリットは、前記フィルムの幅方向について、前記第１及び第２のスリットの配列ピッチの１／２のピッチだけ、前記フィルムの幅方向に偏倚するように、前記第１のスリットマスクと前記第２のスリットマスクとが配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る他のフィルム露光装置は、
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの幅方向に延びる開口が形成された第３のマスクと、
前記第３のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第３の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る更に他のフィルム露光装置は、
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの上流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの幅方向に延びる開口が形成された第４のマスクと、
前記第４のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第４の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フィルム基材は、バックロールに至る前に、冷却部材により冷却されるので、バックロールに巻き架けられるときには、例えば、常温になっており、常温で有効なスリットマスクを使用して、高精度で帯状の偏光部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態のフィルム露光装置を示す模式図である。
【図２】同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態のフィルム露光装置を示す模式図である。
【図４】ＦＰＲ方式の偏光フィルムを示す模式図である。
【図５】従来の偏光フィルムの露光方法を示す模式図である。
【図６】同じく、そのスリットマスクによる露光方法を示す平面図である。
【図７】従来の偏光フィルムの製造方法を示す図である。
【図８】エアターンバーを示す模式的斜視図である。
【図９】バックロールを使用したフィルム露光装置を示す図である。
【図１０】同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係るフィルム露光装置を示す模式図である。従来同様に、フィルム１０は塗布装置２によりその表面に配向材料が塗布された後、エアターンバー３，４を経由してバックロール５まで搬送されてくる（図５参照）。そして、フィルム１０はバックロール５にその周面の略半分（下半分）だけ巻き架けられ、偏光フィルム１の巻取装置に搬送される。バックロール５は内部を水冷された水冷ロールであり、その中心軸の周りに回転可能になっている。そして、このバックロール５は、自由に回転することができ、フィルム１０の移動とともに、その周速度がフィルム１０の移動速度と同一になるように回転する。これにより、フィルム１０はバックロール５の周面に相対的速度差が存在しない状態で支持される。従って、適宜の張力を印加されて搬送されるフィルム１０は、バックロール５の周面上で、シワが発生することが防止される。
【００２０】
バックロール５の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の始端部の近傍には、このバックロール５に対向するようにして、スリットマスク７が配置されており、このスリットマスク７の背後には、スリットマスク７を介してフィルム１０を露光する露光光の光源６が配置されている。また、バックロール５の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の後端部の近傍には、このバックロール５に対向するようにして、スリットマスク１７が配置されており、このスリットマスク１７の背後には、スリットマスク１７を介してフィルム１０を露光する露光光の光源１６が配置されている。この光源６及び光源１６は、配向材料膜の材質にも依存するが、例えば、照射する露光光の偏光方向が相互に異なるか、又はフィルム１０に対して相互に異なる方向から露光光を照射することにより、図４に示すように、相互に異なる方向に配向した偏光部１ａ、１ｂを交互に形成することができるものである。
【００２１】
そして、フィルム１０の進行方向におけるバックロール５の上流側には、冷却ロール８がその中心軸の周りに回転可能に配置されている。この冷却ロール８は、内部を水冷された水冷ロールであり、フィルム１０の移動域において、冷却ロール８がフィルム１０に転動して回転し、フィルム１０を冷却するようになっている。
【００２２】
図２はバックロール５及びスリット７、１７の近傍でフィルム１０を展開して示す模式図である。スリットマスク７、１７には、夫々複数個のスリット７ａ、７ｂが形成されており、そのスリット７ａ、７ｂの配列ピッチは、ＦＰＲ方式の３Ｄ液晶表示装置に対応して、走査線２ライン分に相当する。そして、スリットマスク７，１７の配置は、スリットマスク７のスリット７ａによる帯状の露光部分の間の未露光部が、スリットマスク１７のスリット７ｂにより露光されるように、走査線１ライン分だけフィルム１０の幅方向にシフトしている。即ち、スリットマスク１７のスリット７ｂは、スリットマスク７のスリット７ａの配列ピッチと同一のピッチで配置されており、スリットマスク１７は、スリット７ａ、７ｂの配列ピッチの１／２のピッチだけ、フィルム１０の幅方向に偏倚して配置されている。
【００２３】
次に、上述のごとく構成された本実施形態のフィルム露光装置の動作について説明する。フィルム１０は、その表面に配向材料が塗布され、エアターンバー３，４から空気を吹き付けられて浮遊した状態でその移動軌跡を規制されて、バックロール５に搬送される。この際、吹き付けられる空気は、エアターンバー３，４からの排出の過程で、常温よりも例えば０〜３℃高い温度に昇温してしまっており、その温度もばらついている。よって、フィルム１０は、常温での幅Ｄ０（例えば、１５００ｍｍ）よりも、２ΔＤ（例えば、１５〜２０μｍ）だけ、幅が伸張して、冷却ロール８の配設位置に到来する。そして、この冷却ロール８がこのフィルム１０の裏面に転動することにより、フィルム１０が冷却され、冷却ロール８からスリットマスク７に至る途中で、フィルム１０が徐々に降温して収縮し、その幅が徐々に減少していく。そして、フィルム１０の幅は、フィルム１０がスリットマスク７の配設位置に到達したときには、エアターンバー３，４等による加熱前の常温時の幅に戻っており、フィルム１０は、スリットマスク７の配設位置において、スリットマスク７を介して、露光光源６からの露光光の照射を受ける。
【００２４】
即ち、表面に配向材料が塗布されたフィルム１０は、バックロール５の周面の下半部に接触し、フィルム１０の搬送時の張力によりバックロール５の周面上でシワが伸ばされた状態で支持される。そして、フィルム１０を白抜き矢印方向に連続的に搬送し、バックロール５により支持した部分の始端部で、露光光源６から露光光を連続的に照射することにより、この露光光はスリットマスク７のスリット７ａを透過してフィルム１０に照射され、配向膜に同一の方向に配向した帯状の偏光部１ａが形成される。この帯状の偏光部１ａは、走査線１ライン分に相当する間隔を有して相互に離隔しており、走査線２ライン分のピッチで形成される。
【００２５】
次いで、フィルム１０はバックロール５による支持部の後端部におけるスリットマスク１７の配設位置に移動してくるので、露光光源１６からスリットマスク１７を介して露光光をフィルム１０に照射する。そうすると、スリット７ａによる未露光部は、スリットマスク７に対して走査線１ライン分だけフィルム１０の幅方向にシフトした別のスリットマスク１７のスリット７ｂを介して、露光光源１６からの露光光の照射を受ける。これにより、同一の方向に配向した帯状の偏光部１ｂが偏光部１ａ間に形成され、帯状の偏光部１ａ、１ｂが交互に形成される。偏光部１ａは−４５°の直線偏光、偏光部１ｂは＋４５°の直線偏光であるか、又は偏光部１ａはＣＷ円方向偏光であり、偏光部１ｂはＣＣＷ円方向偏光の膜である。これにより、ＦＰＲ方式の偏光フィルムを製造することができる。
【００２６】
この場合に、露光時に露光光の照射によりフィルム１０は加熱されるが、水冷のバックロール５により冷却されてフィルム１０が昇温することはない。よって、フィルム１０は、バックロール５に接触して支持されている間、常に一定の温度を有し、その幅Ｄ０が熱により変動することはない。従って、フィルム１０に対し、走査線の各ラインに対応する変更部１ａ、１ｂを走査線の各ラインの位置に高精度で一致させて形成することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３は本実施形態を示す模式図である。本実施形態の露光光源６とバックロール５との間には、図３に示すように、開口７ｃがフィルム１０の幅方向に延びるマスク２７が設けられている。従って、本実施形態においては、フィルム１０はバックロールによる支持が開始される支持部の始端部で、全面に露光光源６の露光光が照射され、その後、前記支持部の後端部で、スリットマスク１７のスリット７ｂを透過した露光光の照射を受ける。
【００２８】
本実施形態においても、フィルム１０は冷却ロール８による冷却を受けて、常温に降温した後、バックロール５に巻き架けられるので、フィルム１０はバックロール５に支持されている間、常に一定の温度（常温）で推移する。
【００２９】
また、本実施形態においては、フィルム１０の表面の配向膜は、マスク２７にて露光光源６の露光光により全面露光され、スリットマスク１７にて露光光源１６の露光光によりスリット７ｂに対応する部分のみ帯状に露光される。本実施形態においては、フィルム１０の表面上に、露光光の照射により硬化量が変化する露光材料からなる配向材料膜が形成されており、先ず、マスク２７を介する露光光により、フィルム１０の表面の配向材料膜の全域が所定の第１の硬化量になるまで露光される。次いで、スリットマスク１７のスリット７ｂからの露光光により、スリット７ｂに対応する帯状の領域を第１の硬化量より大きな第２の硬化量になるまで露光する。例えば、配向膜が所定の偏光方向で形成され、露光光を更に照射しても偏光方向が変化しないときの硬化量を１００％とした場合に、開口７ｃを透過した露光光源６からの露光光により、配向材料膜を硬化量が５０％になるまで、硬化させる。その後、スリット７ｂを透過した露光光源１６からの露光光により、配向材料膜を硬化量が１００％になるまで、硬化させる。そうすると、このフィルム１０におけるスリット７ｂに対応する帯状の部分は、配向方向が固定され、スリット７ｂ間の部分に対応する帯状の部分は、硬化量が５０％で配向方向が固定されていないが、この部分はその後のポストベーク（乾燥温度より高い温度での熱硬化）により硬化量を１００％にすれば、配向方向を固定することができる。このようにして、本実施形態においても、図４に示すようなＦＰＲ方式の偏光フィルムを製造することができる。
【００３０】
なお、開口７ｃによるフィルム基材の表面の配向膜の全面露光と、スリット７ｂによる帯状の露光とは、図３に示すような順番ではなく、逆にしてもよい。つまり、第１段階で、帯状の露光領域を１００％硬化量で硬化させ、その後、第２段階で、全面露光することにより、既に１００％硬化している帯状の領域はその配向方向が変化せず、その帯状の領域の相互間の領域を第２段階の露光光で硬化させることができる。
【００３１】
いずれにしても、本発明においては、フィルム１０は冷却ロール８により冷却された後、バックロール５に至るので、バックロール５に支持されている間、温度変化がないため、スリットマスクにより高精度で、偏光部１ａ、１ｂを交互に形成することができる。
【００３２】
本発明は上記各実施形態に限らず、種々の変形が可能である。冷却部材としては、冷却ロール８に限らず、低温の物体をフィルム基材に非接触で使用しても良い。即ち、フィルム１０を低温の物体の近傍に通過させることにより、輻射伝熱で、フィルム１０を冷却することができる。
【００３３】
また、本発明は、ＦＰＲ方式の偏光フィルムの製造に限らず、例えば、視野角を拡大するための配向膜の形成にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム等を高精度で製造することができ、３Ｄ方式の液晶表示装置の高精細化に寄与する。
【符号の説明】
【００３５】
１：偏光フィルム
１ａ、１ｂ：偏光部
２：塗布装置
３，４：エアターンバー
５：バックロール
６，１６：露光光源
７，１７：スリットマスク
７ａ、７ｂ：スリット
７ｃ：開口
８：冷却ロール
１０：フィルム
１１：フィルム基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＲ（Film Patterned Retarder（フィルム・パターンド・リターダー））方式、即ちフィルム偏光方式の３次元（３Ｄ）映像表示装置に使用されるフィルム露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＲ方式の３Ｄ技術においては、液晶表示装置等の表示装置の画面に、走査線１ライン毎に光線の方向を変える偏光フィルムを張り、表示装置が、走査線１ライン毎に右目用と左目用の画像を表示すると共に、偏光メガネに張られた偏光フィルムが右目用のものが右目に入射させるべき光のみを通過させ、左目用のものが左目に入射させるべき光のみを通過させることにより、右目及び左目に入射した画像に視差を生じさせて、立体表示を可能とする。
【０００３】
図４は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム１を示す模式図である。この偏光フィルム１は、表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の左目用の偏光部１ａと、同じく表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の右目用の偏光部１ｂとが、垂直方向に交互に配置されるようにして、透明の基材上に塗布されている。左目用の偏光部１ａは−４５°の直線偏光を有するか、又は時計方向に偏光するＣＷ(clockwise)円方向偏光を有する。一方、右目用の偏光部１ｂは＋４５°の直線偏光を有するか、又は反時計方向に偏光するＣＣＷ(counter clockwise)円方向偏光を有するものである。そして、この偏光フィルム１を、その偏光部１ａ及び偏光部１ｂを夫々液晶表示装置の走査線に対応させ、左目用偏光部１ａが液晶表示装置の左目用信号の走査線に一致し、右目用偏光部１ｂが液晶表示装置の右目用信号の走査線に一致するようにして、液晶表示装置の画面に貼り付ける。そうすると、液晶表示装置の画面の左目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の左目用偏光部１ａを透過し、偏光メガネの左目用レンズに張られた左目用偏光フィルムを透過して左目に入射し、液晶表示装置の画面の右目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の右目用偏光部１ｂを透過し、偏光メガネの右目用レンズに張られた右目用偏光フィルムを透過して右目に入射する。これにより、右目と左目とは、視差をもつ画像を見ることができ、立体的な画像を視認することができる。
【０００４】
図５は、この従来の偏光フィルム１の露光装置を示す模式図である。透明のフィルム基材の表面に配向材料が塗布されたフィルム１０が、ロール１００から巻き解かれ、ロール１０２，１０３を介してその移動軌跡が規制されて露光光源１０４，１０５の配設位置の近傍を通過し、ロール１０１に巻き取られる。このロール１０２，１０３間において、フィルム１０は水平に進行し、このフィルム１０の水平移動域の上方に、この移動方向に沿ってスリットマスク１０６，１０７が配置され、これらのスリットマスク１０６，１０７の上方に露光光源１０４，１０５が配置されていて、露光光源１０４，１０５からの露光光がスリットマスク１０６，１０７を介してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射される。スリットマスク１０６，１０７の一端部の上方、即ち、露光光源１０４，１０５の側方には、アライメントマークを観察するためのカメラ１０８，１０９が設置されている。フィルム移動方向におけるスリットマスク１０６の上流側には、フィルム１０の側部にアライメントマークを形成するためのレーザマーカ１１０が設置されている。
【０００５】
この従来の露光装置においては、図６に示すように、ロール１０２，１０３間を移動するフィルム１０に対して、レーザマーカ１１０により、フィルム１０の側部にアライメント用のマーク１１１を形成し、カメラ１０８がスリットマスク１０６の一端部に設けられた開口１０６ｂからマーク１１１を観察し、このマーク１１１に対するスリットマスク１０６のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。また、スリットマスク１０７においても、カメラ１０９がスリットマスク１０７の一端部に設けられた開口１０７ｂからマーク１１１を観察し、スリットマスク１０７のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。その上で、露光光源１０４からの露光光がスリットマスク１０６のスリット１０６ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、フィルム１０は白抜き矢印にて示す方向に連続的に搬送されているので、配向膜に同一の方向に配向した帯状の偏光部１ａが形成される。また、露光光源１０５からの露光光がスリットマスク１０７のスリット１０７ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、偏光部１ａ間に偏光部１ｂが形成される。この帯状の偏光部１ａ、１ｂは、走査線１ライン分に相当する間隔を有して相互に離隔しており、相互に異なる方向に配向した偏光部を形成している。これにより、図４に示すように、隣接する帯状の偏光部間で配向方向が９０°異なる偏光フィルム１を製造することができる。
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術においては、ロール１０２，１０３間にフィルム１０を張った状態で、フィルム１０上の配向材料膜を露光するので、フィルム１０の搬送時のフィルム１０の上下振動によりスリットマスク１０５，１０６とフィルム１０との間の間隔が変動し、高精度で偏光部１ａ、１ｂを形成することが困難であった。また、ロール１０２，１０３間に張架されたフィルム１０には、シワが発生しやすく、これによっても、偏光部１ａ、１ｂを高精度で形成することが困難であった。
【０００７】
なお、液晶表示装置に使用される光学フィルム等の製造方法に関し、特許文献１及び２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２５０１７２号公報
【特許文献２】特開２００７−１１４５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の従来技術の欠点を解消するために、バックロールを使用して、フィルム１０に露光処理をすることが考えられる。図７はこのバックロールを使用したＦＰＲ方式の偏光フィルム１の製造方法を示す模式図である。透明のフィルム基材１１は、塗布装置２において、その表面（図示は下面）に配向材料が塗布される。この配向材料が塗布されたフィルム１０は、エアターンバー３，４によりその進行軌跡を規定されて、巻取ロール１００に送給されて、巻き取られる。その後、バックロール５に送給され、バックロール５の表面に一旦巻き架けられた後、露光されて偏光フィルム１となり、その後、偏光フィルム１の巻取装置に送給される。この場合に、フィルム１０はその表面に配向材料が塗布された状態で、その進行軌跡をエアターンバー３，４により規制され、フィルム１０の配向材料膜が塗布された表面側がエアターンバー３，４側になるので、このエアターンバー３，４には、図８に示すように、その表面に空気の吐出孔３１が多数設けられており、この吐出孔３１から空気を吐出することにより、フィルム１０がエアターンバー３，４に接触しないようになっている。つまり、フィルム１０はエアターンバー３，４から浮いた状態で、その進行軌跡が規制される。
【００１０】
バックロール５においては、フィルム１０が巻き架けられ、フィルム１０の裏面がバックロール５に接触すると共に、フィルム１０の表面、即ち、配向材料膜が外面を向く。このバックロール５を間に挟んで対向するようにして、スリットマスク７、１７が配向材料膜に面してフィルム１０から若干の距離（２００μｍ程度）をおいて設置されており、更に、このスリットマスク７、１７の背後には、露光光源６、１６が設置されている。これにより、図９に示すように、表面に配向膜が塗布されたフィルム１０は、バックロール５の周面に接触し、フィルム１０の搬送時の若干の張力によりシワが伸ばされた状態で、バックロール５により支持される。そして、図１０に示すように、フィルム１０を白抜き矢印方向に連続的に搬送し、露光装置６、１６から露光光を連続的に照射することにより、この露光光はスリットマスク７、１７のスリット７ａ、７ｂを透過してフィルム１０に照射され、配向膜に同一の方向に配向した帯状の偏光部１ａ、１ｂが形成される。この帯状の偏光部１ａ、１ｂは、走査線１ライン分に相当する間隔を有して相互に離隔しており、相互に異なる方向に配向した偏光部を形成している。これにより、図４に示すように、隣接する帯状の偏光部間で配向方向が９０°異なる偏光フィルム１を製造することができる。
【００１１】
しかしながら、従来の偏光フィルムの製造方法においては、以下に示す問題点がある。図７に示すように、露光前のフィルム１０は、表面に配向膜が塗布されているので、エアターンバー３，４に接触しないようにするために、このエアターンバー３，４の表面に形成された吐出孔３１から、空気が吐出されている。このため、このフィルム１０は吐出空気により加熱されてしまい、図１０にバックロール５及びスリットマスク７、１７の近傍を平面的に展開して示すように、スキャンマスク７、１７及びバックロール５に到達したときに、フィルム１０はその幅方向に膨張している。例えば、このフィルム１０の材質は、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）又はＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムであり、フィルム１０の幅は１５００ｍｍ、厚さは１００μｍ、長さは２ｋｍであり、通常、２〜１０ｍ/分の速度で搬送されるが、例えば、このフィルム１０の熱膨張により、幅Ｄ０が１５〜２０μｍ（＝２ΔＤ）程度伸びてしまうことがある。このように、フィルム１０の常温時の幅Ｄ０に対し、スリットマスク７に到達したときに、フィルム１０の幅方向両端縁が夫々ΔＤだけ膨張していると、この膨張したフィルム１０に所定ピッチのスリットマスク７、１７のスリット７ａ、７ｂを介して露光すると、得られた偏光フィルム１が、その後、冷却されて常温に戻ったときに、伸び代２ΔＤが０になるために、偏光部１ａ、１ｂのピッチがその分小さくなり、所望のピッチの帯状偏光部１ａ、１ｂを得ることができない。このため、従来、スリットマスク７、１７のスリットの配列ピッチを、走査線１ラインの間隔に対し、熱膨張を加味した膨張分を上乗せしたものに設定し、偏光フィルム１の常温への冷却後に所定ピッチになるようにしている。しかし、フィルム１０の材質及び搬送速度等により、フィルム１０の熱膨張量が異なり、この熱膨張量を予め見込んでスリットマスク７、１７を作成しておくことは煩雑であり、偏光部１ａ、１ｂを高精度で形成することは容易ではなかった。
【００１２】
また、露光光源６による露光時にも、フィルム１０は加熱される。このため、バックロール５は内部が空洞になっていて、この内部が冷却水で充填されており、水冷されている。従って、フィルム１０はバックロール５に接触して冷却されるものの、フィルム１０はバックロール５の周面に接触して一定の摩擦力を受けており、幅方向に拘束されたままであるため、このバックロール５に接触して冷却されても、フィルム１０はその幅方向に急速に縮むことはなく、図１０に示すように、フィルム１０は露光時には幅方向に膨張したままであり、その後、バックロール５から離れた後、バックロール５により冷却されていたことにより降温して常温時の幅に戻る。よって、バックロール５を冷却しても、得られた偏光フィルム１は、偏光部１ａ、１ｂの線幅のずれが生じたままである。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、フィルム基材の熱膨張に拘わらず、所定の間隔で偏光部を形成することができ、偏光部が高精度で形成された偏光フィルムを得ることができるフィルム露光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】
【００１４】
本発明に係るフィルム露光装置は、
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第２のスリットが形成された第２のスリットマスクと、
前記第２のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第２の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有し、
前記第２のスリットマスクの前記第２のスリットは、前記第１のスリットマスクの前記第１のスリットの配列ピッチと同一のピッチで配置されており、
前記第１のスリットと前記第２のスリットは、前記フィルムの幅方向について、前記第１及び第２のスリットの配列ピッチの１／２のピッチだけ、前記フィルムの幅方向に偏倚するように、前記第１のスリットマスクと前記第２のスリットマスクとが配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る他のフィルム露光装置は、
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの幅方向に延びる開口が形成された第３のマスクと、
前記第３のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第３の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る更に他のフィルム露光装置は、
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの上流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの幅方向に延びる開口が形成された第４のマスクと、
前記第４のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第４の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フィルム基材は、バックロールに至る前に、冷却部材により冷却されるので、バックロールに巻き架けられるときには、例えば、常温になっており、常温で有効なスリットマスクを使用して、高精度で帯状の偏光部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態のフィルム露光装置を示す模式図である。
【図２】同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態のフィルム露光装置を示す模式図である。
【図４】ＦＰＲ方式の偏光フィルムを示す模式図である。
【図５】従来の偏光フィルムの露光方法を示す模式図である。
【図６】同じく、そのスリットマスクによる露光方法を示す平面図である。
【図７】従来の偏光フィルムの製造方法を示す図である。
【図８】エアターンバーを示す模式的斜視図である。
【図９】バックロールを使用したフィルム露光装置を示す図である。
【図１０】同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係るフィルム露光装置を示す模式図である。従来同様に、フィルム１０は塗布装置２によりその表面に配向材料が塗布された後、エアターンバー３，４を経由してバックロール５まで搬送されてくる（図５参照）。そして、フィルム１０はバックロール５にその周面の略半分（下半分）だけ巻き架けられ、偏光フィルム１の巻取装置に搬送される。バックロール５は内部を水冷された水冷ロールであり、その中心軸の周りに回転可能になっている。そして、このバックロール５は、自由に回転することができ、フィルム１０の移動とともに、その周速度がフィルム１０の移動速度と同一になるように回転する。これにより、フィルム１０はバックロール５の周面に相対的速度差が存在しない状態で支持される。従って、適宜の張力を印加されて搬送されるフィルム１０は、バックロール５の周面上で、シワが発生することが防止される。
【００２０】
バックロール５の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の始端部の近傍には、このバックロール５に対向するようにして、スリットマスク７が配置されており、このスリットマスク７の背後には、スリットマスク７を介してフィルム１０を露光する露光光の光源６が配置されている。また、バックロール５の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の後端部の近傍には、このバックロール５に対向するようにして、スリットマスク１７が配置されており、このスリットマスク１７の背後には、スリットマスク１７を介してフィルム１０を露光する露光光の光源１６が配置されている。この光源６及び光源１６は、配向材料膜の材質にも依存するが、例えば、照射する露光光の偏光方向が相互に異なるか、又はフィルム１０に対して相互に異なる方向から露光光を照射することにより、図４に示すように、相互に異なる方向に配向した偏光部１ａ、１ｂを交互に形成することができるものである。
【００２１】
そして、フィルム１０の進行方向におけるバックロール５の上流側には、冷却ロール８がその中心軸の周りに回転可能に配置されている。この冷却ロール８は、内部を水冷された水冷ロールであり、フィルム１０の移動域において、冷却ロール８がフィルム１０に転動して回転し、フィルム１０を冷却するようになっている。
【００２２】
図２はバックロール５及びスリット７、１７の近傍でフィルム１０を展開して示す模式図である。スリットマスク７、１７には、夫々複数個のスリット７ａ、７ｂが形成されており、そのスリット７ａ、７ｂの配列ピッチは、ＦＰＲ方式の３Ｄ液晶表示装置に対応して、走査線２ライン分に相当する。そして、スリットマスク７，１７の配置は、スリットマスク７のスリット７ａによる帯状の露光部分の間の未露光部が、スリットマスク１７のスリット７ｂにより露光されるように、走査線１ライン分だけフィルム１０の幅方向にシフトしている。即ち、スリットマスク１７のスリット７ｂは、スリットマスク７のスリット７ａの配列ピッチと同一のピッチで配置されており、スリットマスク１７は、スリット７ａ、７ｂの配列ピッチの１／２のピッチだけ、フィルム１０の幅方向に偏倚して配置されている。
【００２３】
次に、上述のごとく構成された本実施形態のフィルム露光装置の動作について説明する。フィルム１０は、その表面に配向材料が塗布され、エアターンバー３，４から空気を吹き付けられて浮遊した状態でその移動軌跡を規制されて、バックロール５に搬送される。この際、吹き付けられる空気は、エアターンバー３，４からの排出の過程で、常温よりも例えば０〜３℃高い温度に昇温してしまっており、その温度もばらついている。よって、フィルム１０は、常温での幅Ｄ０（例えば、１５００ｍｍ）よりも、２ΔＤ（例えば、１５〜２０μｍ）だけ、幅が伸張して、冷却ロール８の配設位置に到来する。そして、この冷却ロール８がこのフィルム１０の裏面に転動することにより、フィルム１０が冷却され、冷却ロール８からスリットマスク７に至る途中で、フィルム１０が徐々に降温して収縮し、その幅が徐々に減少していく。そして、フィルム１０の幅は、フィルム１０がスリットマスク７の配設位置に到達したときには、エアターンバー３，４等による加熱前の常温時の幅に戻っており、フィルム１０は、スリットマスク７の配設位置において、スリットマスク７を介して、露光光源６からの露光光の照射を受ける。
【００２４】
即ち、表面に配向材料が塗布されたフィルム１０は、バックロール５の周面の下半部に接触し、フィルム１０の搬送時の張力によりバックロール５の周面上でシワが伸ばされた状態で支持される。そして、フィルム１０を白抜き矢印方向に連続的に搬送し、バックロール５により支持した部分の始端部で、露光光源６から露光光を連続的に照射することにより、この露光光はスリットマスク７のスリット７ａを透過してフィルム１０に照射され、配向膜に同一の方向に配向した帯状の偏光部１ａが形成される。この帯状の偏光部１ａは、走査線１ライン分に相当する間隔を有して相互に離隔しており、走査線２ライン分のピッチで形成される。
【００２５】
次いで、フィルム１０はバックロール５による支持部の後端部におけるスリットマスク１７の配設位置に移動してくるので、露光光源１６からスリットマスク１７を介して露光光をフィルム１０に照射する。そうすると、スリット７ａによる未露光部は、スリットマスク７に対して走査線１ライン分だけフィルム１０の幅方向にシフトした別のスリットマスク１７のスリット７ｂを介して、露光光源１６からの露光光の照射を受ける。これにより、同一の方向に配向した帯状の偏光部１ｂが偏光部１ａ間に形成され、帯状の偏光部１ａ、１ｂが交互に形成される。偏光部１ａは−４５°の直線偏光、偏光部１ｂは＋４５°の直線偏光であるか、又は偏光部１ａはＣＷ円方向偏光であり、偏光部１ｂはＣＣＷ円方向偏光の膜である。これにより、ＦＰＲ方式の偏光フィルムを製造することができる。
【００２６】
この場合に、露光時に露光光の照射によりフィルム１０は加熱されるが、水冷のバックロール５により冷却されてフィルム１０が昇温することはない。よって、フィルム１０は、バックロール５に接触して支持されている間、常に一定の温度を有し、その幅Ｄ０が熱により変動することはない。従って、フィルム１０に対し、走査線の各ラインに対応する変更部１ａ、１ｂを走査線の各ラインの位置に高精度で一致させて形成することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３は本実施形態を示す模式図である。本実施形態の露光光源６とバックロール５との間には、図３に示すように、開口７ｃがフィルム１０の幅方向に延びるマスク２７が設けられている。従って、本実施形態においては、フィルム１０はバックロールによる支持が開始される支持部の始端部で、全面に露光光源６の露光光が照射され、その後、前記支持部の後端部で、スリットマスク１７のスリット７ｂを透過した露光光の照射を受ける。
【００２８】
本実施形態においても、フィルム１０は冷却ロール８による冷却を受けて、常温に降温した後、バックロール５に巻き架けられるので、フィルム１０はバックロール５に支持されている間、常に一定の温度（常温）で推移する。
【００２９】
また、本実施形態においては、フィルム１０の表面の配向膜は、マスク２７にて露光光源６の露光光により全面露光され、スリットマスク１７にて露光光源１６の露光光によりスリット７ｂに対応する部分のみ帯状に露光される。本実施形態においては、フィルム１０の表面上に、露光光の照射により硬化量が変化する露光材料からなる配向材料膜が形成されており、先ず、マスク２７を介する露光光により、フィルム１０の表面の配向材料膜の全域が所定の第１の硬化量になるまで露光される。次いで、スリットマスク１７のスリット７ｂからの露光光により、スリット７ｂに対応する帯状の領域を第１の硬化量より大きな第２の硬化量になるまで露光する。例えば、配向膜が所定の偏光方向で形成され、露光光を更に照射しても偏光方向が変化しないときの硬化量を１００％とした場合に、開口７ｃを透過した露光光源６からの露光光により、配向材料膜を硬化量が５０％になるまで、硬化させる。その後、スリット７ｂを透過した露光光源１６からの露光光により、配向材料膜を硬化量が１００％になるまで、硬化させる。そうすると、このフィルム１０におけるスリット７ｂに対応する帯状の部分は、配向方向が固定され、スリット７ｂ間の部分に対応する帯状の部分は、硬化量が５０％で配向方向が固定されていないが、この部分はその後のポストベーク（乾燥温度より高い温度での熱硬化）により硬化量を１００％にすれば、配向方向を固定することができる。このようにして、本実施形態においても、図４に示すようなＦＰＲ方式の偏光フィルムを製造することができる。
【００３０】
なお、開口７ｃによるフィルム基材の表面の配向膜の全面露光と、スリット７ｂによる帯状の露光とは、図３に示すような順番ではなく、逆にしてもよい。つまり、第１段階で、帯状の露光領域を１００％硬化量で硬化させ、その後、第２段階で、全面露光することにより、既に１００％硬化している帯状の領域はその配向方向が変化せず、その帯状の領域の相互間の領域を第２段階の露光光で硬化させることができる。
【００３１】
いずれにしても、本発明においては、フィルム１０は冷却ロール８により冷却された後、バックロール５に至るので、バックロール５に支持されている間、温度変化がないため、スリットマスクにより高精度で、偏光部１ａ、１ｂを交互に形成することができる。
【００３２】
本発明は上記各実施形態に限らず、種々の変形が可能である。冷却部材としては、冷却ロール８に限らず、低温の物体をフィルム基材に非接触で使用しても良い。即ち、フィルム１０を低温の物体の近傍に通過させることにより、輻射伝熱で、フィルム１０を冷却することができる。
【００３３】
また、本発明は、ＦＰＲ方式の偏光フィルムの製造に限らず、例えば、視野角を拡大するための配向膜の形成にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム等を高精度で製造することができ、３Ｄ方式の液晶表示装置の高精細化に寄与する。
【符号の説明】
【００３５】
１：偏光フィルム
１ａ、１ｂ：偏光部
２：塗布装置
３，４：エアターンバー
５：バックロール
６，１６：露光光源
７，１７：スリットマスク
７ａ、７ｂ：スリット
７ｃ：開口
８：冷却ロール
１０：フィルム
１１：フィルム基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第２のスリットが形成された第２のスリットマスクと、
前記第２のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第２の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有し、
前記第２のスリットマスクの前記第２のスリットは、前記第１のスリットマスクの前記第１のスリットの配列ピッチと同一のピッチで配置されており、
前記第１のスリットと前記第２のスリットは、前記フィルムの幅方向について、前記第１及び第２のスリットの配列ピッチの１／２のピッチだけ、前記フィルムの幅方向に偏倚するように、前記第１のスリットマスクと前記第２のスリットマスクとが配置されていることを特徴とするフィルム露光装置。
【請求項２】
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの幅方向に延びる開口が形成された第３のマスクと、
前記第３のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第３の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有することを特徴とするフィルム露光装置。
【請求項３】
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの上流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの幅方向に延びる開口が形成された第４のマスクと、
前記第４のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第４の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有することを特徴とするフィルム露光装置。
【請求項１】
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第２のスリットが形成された第２のスリットマスクと、
前記第２のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第２の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有し、
前記第２のスリットマスクの前記第２のスリットは、前記第１のスリットマスクの前記第１のスリットの配列ピッチと同一のピッチで配置されており、
前記第１のスリットと前記第２のスリットは、前記フィルムの幅方向について、前記第１及び第２のスリットの配列ピッチの１／２のピッチだけ、前記フィルムの幅方向に偏倚するように、前記第１のスリットマスクと前記第２のスリットマスクとが配置されていることを特徴とするフィルム露光装置。
【請求項２】
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの幅方向に延びる開口が形成された第３のマスクと、
前記第３のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第３の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有することを特徴とするフィルム露光装置。
【請求項３】
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの移動方向に平行の複数個の第１のスリットが形成された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの上流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置され、前記フィルムの幅方向に延びる開口が形成された第４のマスクと、
前記第４のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第４の露光光源と、
前記フィルムの進行方向における前記バックロールの上流側に設けられ、前記フィルムを冷却する冷却部材と、
を有することを特徴とするフィルム露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８８６７９（Ｐ２０１３−８８６７９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０１９５（Ｐ２０１１−２３０１９５）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
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