JP2013044769A - パターン位相差フィルムの製造方法及び光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パッシブ方式による３次元画像表示に適用するパターン位相差フィルムに関して、高い精度により簡易かつ大量に作製することができるパターン位相差フィルムの製造方法を提供する。またカラーフィルタ等の光学フィルムに関して、高い精度により簡易かつ大量に作製することができる製造方法を提案する。
【解決手段】計測工程におけるパターン位相差フィルム、光学フィルムの寸法の測定結果に基づいて、水分含有量調整工程において水分含有量を調整し、寸法を補正する。
【選択図】図４

Description

本発明は、パッシブ方式による３次元画像表示に適用するパターン位相差フィルムの製造方法、カラーフィルタ等のディスプレイに使用する光学フィルムの製造方法に関するものである。

フラットパネルディスプレイは、従来、２次元表示のものが主流であった。しかしながら、近年、３次元表示可能なフラットパネルディスプレイが注目を集めており、一部市販もされている。そして今後のフラットパネルディスプレイは３次元表示可能であることが当然に求められる傾向にあり、３次元表示可能なフラットパネルディスプレイの検討が幅広い分野において進められている。

フラットパネルディスプレイにおいて３次元表示をするには、通常、何らかの方式で右目用の映像と、左目用の映像とを、それぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供することが必要である。右目用の映像と左目用の映像とを選択的に提供する方法としては、例えば、パッシブ方式が知られている。このパッシブ方式の３次元表示方式について図を参照しながら説明する。図７は、液晶表示パネルを使用したパッシブ方式の３次元表示の一例を示す概略図である。この図７の例では、垂直方向に連続する液晶表示パネルの画素を、順次交互に、右目用及び左目用に割り当て、それぞれ右目用及び左目用の画像データで駆動し、これにより右目用の映像と左目用の映像とを同時に表示する。また液晶表示パネルのパネル面にパターン位相差フィルムを配置し、右目用及び左目用の画素からの直線偏光による出射光を、右目用及び左目用で方向の異なる円偏光に変換する。これによりパッシブ方式では、対応する偏光フィルタを備えてなるめがねを装着して、右目用の映像と左目用の映像とをそれぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供する。

このパッシブ方式は、応答速度の低い液晶表示装置でも適用することができ、さらにパターン位相差フィルムと円偏光メガネとを用いた簡易な構成で３次元表示することができる。このようなことから、パッシブ方式の液晶表示装置は今後の表示装置の中心的存在となるものとして非常に注目されている。

ところでパッシブ方式に係るパターン位相差フィルムは、画素の割り当てに対応して透過光に位相差を与えるパターン状の位相差層が必要である。このパターン位相差フィルムは、まだ広く研究、開発が行われておらず、標準的な技術としても確立されているものがないのが現状である。

このパターン位相差フィルムに関して、特許文献１には、配向規制力を制御した光配向膜をガラス基板上に形成し、この光配向膜により液晶の配列をパターンニングする製造方法が開示されている。しかしながらこの特許文献１に開示の方法は、ガラス基板を使用することが必要であることから、パターン位相差フィルムが高価になり、大面積のものを大量生産し難い問題がある。

またパターン位相差フィルムに関して、特許文献２には、レーザーの照射によりロール版の周囲に微細な凹凸形状を形成し、この凹凸形状を転写してパターン状に配向規制力を制御した光配向膜を作製する方法が開示されている。この特許文献２に開示の方法では、レーザーの走査によりロール版の全周に漏れ無くレーザーを照射することが必要である。従ってロール版の作製に時間を要する問題がある。また高価なレーザー加工装置を使用しなければならない問題もある。

特開２００５−４９８６５号公報 特開２０１０−１５２２９６号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、パッシブ方式による３次元画像表示に適用するパターン位相差フィルム等に関して、高い精度により簡易かつ大量に作製することができるパターン位相差フィルムの製造方法及び光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、水分含有量の調整により、寸法を補正する、との着想に至り、本発明を完成するに至った。

（１） 透過光に位相差を与える位相差層が透明フィルム材による基材上に形成されたパターン位相差フィルムの製造方法において、
前記パターン位相差フィルムの寸法を測定する計測工程と、
前記計測工程の測定結果に基づいて、前記パターン位相差フィルムの水分含有量を調整する水分含有量調整工程と
を備えるパターン位相差フィルムの製造方法。

（１）に関して、パターン位相差フィルムは、水分含有量を調整することにより、寸法を可変することができる。従って（１）により、寸法の測定結果に基づいて水分含有量を調整すれば、目的の寸法に補正することができ、その結果、簡易かつ大量にパターン位相差フィルムを生産して、精度の高いパターン位相差フィルムを生産することができる。

（２） 前記水分含有量調整工程は、
前記パターン位相差フィルムの水分を蒸発させて、水分含有量を調整する
（１）に記載のパターン位相差フィルムの製造方法。

（２）では、水分の蒸発により水分含有量を調整することにより、例えばドライルームへの放置により寸法を補正することができ、処理を簡略化することができる。

（３） さらに前記水分含有量調整工程により水分含有量が調整されたパターン位相差フィルムを、水分を透過させない袋に密閉する梱包工程を有する
（１）、（２）に記載のパターン位相差フィルムの製造方法。

（３）によれば、水分含有量の調整により寸法を補正したパターン位相差フィルムについて、その後の吸湿等により元の寸法に戻らないようにすることができる。

（４） ディスプレイのパネル面に保持されて、前記ディスプレイからの出射光に所望の光学特性を与える光学フィルムの製造方法において、
前記光学フィルムの寸法を測定する計測工程と、
前記計測工程の測定結果に基づいて、前記光学フィルムの水分含有量を調整する水分含有量調整工程と
を備える光学フィルムの製造方法。

（４）では、カラーフィルタ等の光学フィルムに適用して、簡易な構成により精度良く大量生産することができる。

高い精度により簡易かつ大量にパターン位相差フィルム、光学フィルムを作製することができる。

本発明の第１実施形態に係るパターン位相差フィルムを示す図である。 図１のパターン位相差フィルムの製造工程を示すフローチャートである。 図２の露光工程の説明に供する図である。 水分含有量の調整に係る処理を示すフローチャートである。 図４の説明に供する図である。 放置した際の寸法の変化を示す図である。 パッシブ方式による３次元画像表示の説明に供する図である。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るパターン位相差フィルムを示す図である。パターン位相差フィルム１は、透明フィルム材による基材２に配向膜３、位相差層４が順次作製される。パターン位相差フィルム１は、位相差層４が液晶材料により形成され、この液晶材料の配向を配向膜３の配向規制力によりパターンニングする。なおこの液晶分子の配向を図１では細長い楕円により示す。このパターンニングにより、パターン位相差フィルム１は、液晶表示パネルにおける画素の割り当てに対応して、一定の幅により、右目用の領域Ａと、左目用の領域Ｂとが順次交互に帯状に形成され、右目用及び左目用の画素からの出射光にそれぞれ対応する位相差を与える。

パターン位相差フィルム１は、光配向材料による光配向材料膜が作製された後、いわゆる光配向の手法によりこの光配向材料膜に直線偏光による紫外線を照射して配向膜３が形成される。ここでこの光配向材料膜に照射する紫外線は、その偏光の方向が右目用の領域Ａと左目用の領域Ｂとで９０度異なるように設定され、これにより位相差層４に設けられる液晶材料に関して、右目用の領域Ａ及び左目用の領域Ｂとで対応する向きに液晶分子を配向させ、透過光に対応する位相差を与える。

図２は、このパターン位相差フィルム１の製造工程を示すフローチャートである。パターン位相差フィルム１の製造工程は、ロールに巻き取った長尺フィルムにより基材２が提供され、この基材２をロールより送り出して光配向材料膜が順次作製される（ステップＳＰ１−ＳＰ２）。ここで光配向材料膜は、各種の製造方法を適用することができるものの、この実施形態では、光配向材料をベンゼン等の溶媒に分散させた成膜用液体をダイにより塗布した後、乾燥して作製される。なお光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を適用することができる。また基材２には、例えばトリアセチルセルロースが適用される。

続いてこの製造工程は、露光工程により紫外線を照射して配向膜３が作製される（ステップＳＰ３）。続いてこの製造工程は、位相差層作製工程において、ダイ等により液晶材料を塗布した後、紫外線の照射によりこの液晶材料を硬化させ、位相差層４が作製される（ステップＳＰ４）。続いてこの製造工程は、必要に応じて反射防止膜の作製処理等を実行した後、切断工程において、所望の大きさに切り出してパターン位相差フィルム１が作製される（ステップＳＰ５−ＳＰ６）。

図３は、この露光工程の詳細を示す図である。この製造工程は、右目用の領域Ａ又は光目用の領域Ｂに対応する部位を遮光したマスク１６を介して、直線偏光による紫外線（偏光紫外線）を照射することにより、遮光されていない側の、左目用の領域Ｂ又は右目用の領域Ａについて、光配向材料膜を所望の方向に配向させる（図３（Ａ））。これによりこの製造工程は、１回目の露光処理を実行する。なおこのためマスク１６は、基材２の搬送方向に延長し、右目用又は左目用の領域に対応する細長いスリットが、その延長方向と直交する方向に繰り返し作製される。

続いてこの製造工程は、１回目の露光処理とは偏光方向が９０度異なる直線偏光により紫外線を全面に照射し、１回目の露光処理で未露光の、右目用の領域Ａ又は光目用の領域Ｂについて、光配向材料膜を所望の方向に配向させる（図３（Ｂ））。これによりこの製造工程では、２回の露光処理により、右目用の領域Ａと左目用の領域Ｂとを順次露光処理して光配向膜３を作製する。

ところでこのようにして作製されるパターン位相差フィルム１の寸法を計測したところ、種々にばらつくことが判った。このばらつきを小さくすることができれば、一段と精度を向上することができる。そこでこの工程では、出荷工程における製品検査により、パターン位相差フィルム１の寸法を測定し、その測定結果に基づく水分含有量の調整により寸法を補正する。

図４は、この水分含有量の調整に係る処理を示すフローチャートである。この製造工程では、図２の処理により生産されたパターン位相差フィルム１について、この処理手順を実行し、このパターン位相差フィルム１の寸法を測定する（ステップＳＰ１１ーＳＰ１２）。ここでこの実施形態では、パターン位相差フィルム１に作製された右目用領域及び左目用領域の所定数分による領域幅により、パターン位相差フィルム１の寸法を計測する。なおこの所定本数は、パターン位相差フィルム１が使用される液晶表示パネルの垂直方向の画素数に対応する本数である。

この製造工程は、この計測した寸法が、基準値より大きい場合、水分含有量の調整により寸法を補正する（ステップＳＰ１３）。ここで図５は、パターン位相差フィルムをドライルームに放置した場合の寸法の変化を測定した結果を示す図である。符号Ｌ１及びＬ２は、それぞれ異なるロールにより作製したパターン位相差フィルムの測定結果であり、ドライルームに放置した後、１０時間経過してドライルームから取り出して放置した場合である。符号Ｌ３は、同様のサンプルをドライルームに放置した後、６時間経過して、水分を透過しないアルミニューム製のバックに移し替えた場合である。なおこの試験に供したドライルームは、温度が２５℃であり、湿度が１％程度である。また縦軸は、寸法の変化量である。

この図５の測定結果によれば、ドライルームに放置して含有する水分量を低下させれば、寸法が小さくなることが判る。またこの寸法が小さくなる程度にあっては、時間の関数により表されることが判る。これにより計測した寸法に応じた時間だけドライルームに放置して、パターン位相差フィルムを目的の寸法とすることができる。

そこでこの実施形態では、水分含有量調整工程において、寸法の計測結果よりドライルームへの放置時間を計算する。さらにこの計算した時間だけパターン位相差フィルム１をドライルームに放置し、パターン位相差フィルムの寸法を目的の寸法に補正する。

ところで符号Ｌ１及びＬ２に示すように（図５）、このようにして水分含有量の調整により寸法を補正しても、ドライルームからパターン位相差フィルム１と取り出すと、徐々に吸湿して当初の寸法に戻る。ここで図６は、液晶表示パネルに貼り付けた場合との比較により、パターン位相差フィルム１の寸法の変化を示す図である。この図６において、符号Ｌ４、Ｌ５は、ドライルームに放置した後、６時間経過してドライルームから取り出して放置した場合である。符号Ｌ６は、同様にドライルームに放置した後、６時間経過してドライルームから取り出し、液晶表示パネルに貼り付けて実装した場合である。

この図６によれば、通常の環境においても、液晶表示パネルに実装した後では、寸法が変化しないこと判る。これらによりパターン位相差フィルム１は、実装するまでの間、吸湿しないようにして、補正した寸法を維持できることが判る。

そこでこの工程では、寸法の補正が完了したパターン位相差フィルム、当初より寸法が目的の範囲に入っているパターン位相差フィルムについては、梱包工程において、水分を透過しない袋に封入して密閉する（ステップＳＰ１４）。なおこのような袋としては、例えばアルミニュームをコーティングしたポリエステルのフィルムによる袋等を適用することができる。またこの場合に乾燥剤を併せて封入しても良く、窒素等の不活性ガスを封入しても良い。なお寸法の補正が完了したパターン位相差フィルムについては、ドライルーム内で梱包処理しても良い。

この実施形態によれば、パターン位相差フィルムの寸法計測結果に基づいて、パターン位相差フィルムの水分含有量を調整してパターン位相差フィルムの寸法を補正することにより、簡易かつ大量にパターン位相差フィルムを作製して、充分な精度を確保することができる。

またこの水分含有量の調整をドライルームを使用して実行することにより、簡易に寸法を調整することができる。

またその後、水分を透過しない袋に密閉して保持することにより、補正した寸法を維持することができ、これにより寸法精度の劣化を防止することができる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。

すなわち上述の実施形態では、ドライルームに放置して水分含有量を調整する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、オーブンにより加熱して水分含有量を調整しても良い。

また上述の実施形態では、水分の蒸発により水分含有量を調整する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、水分の吸収により水分含有量を調整してもよい。なおこの場合は、作製したパターン位相差フィルムの寸法が目的の寸法より短い場合に適用することができ、加湿した環境への放置により水分を吸収させることができる。またこの場合、一旦、水分を吸収させた後、パターン位相差フィルムをドライルーム等に移し替えて水分を乾燥させて水分含有量を最終的に調整してもよく、この場合には、乾いた状況下でパターン位相差フィルムを梱包することができる。

また上述の実施形態では、パターン位相差フィルムの寸法を測定して、寸法が長い場合に水分含有量を調整することにより、パターン位相差フィルムを全数検査する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、サンプリングにより測定してロット単位で水分含有量を調整してもよい。またパターン位相差フィルムの直接の寸法の測定に代えて、個々のフィルムに切断する前の対応する部位を測定してもよく、さらにはパターン位相差フィルムの寸法を推定可能なパラメータの計測により、間接的にパターン位相差フィルムの寸法を計測してもよい。なおこのような間接的な計測方法としては、ロールより計測用の試験片を作製し、この試験片の加熱等による寸法の変化を計測することが考えられる。

また上述の実施形態では、パターン位相差フィルムに切断して出荷することを前提に、パターン位相差フィルムの寸法を補正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ロールに巻き取った状態でパターン位相差フィルムを出荷する場合にも広く適用することができる。なおこの場合、ロールに巻き取った状態で、パターン位相差フィルムに作製された右目用及び左目用の領域幅を計測し、その計測結果に基づいて、ロールの状態で水分含有量を調整し、密閉して出荷することになる。

また上述の実施形態では、ロールに巻き取られた長尺材による基材を連続して処理してパターン位相差フィルムを作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、枚葉の処理によりパターン位相差フィルムを作製する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施形態では、光配向の手法を適用して、１回目の露光処理によりマスクを使用して局所的に露光処理した後、２回目の露光処理により全面に紫外線を照射して未露光領域を露光処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光配向の手法を適用してパターン位相差フィルムを作製する場合に広く適用することができる。また光配向に代えて、ラビング等の処理によりパターン位相差フィルムを作製する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施形態では、液晶表示パネルの使用を前提としたパターン位相差フィルムを作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、有機ＥＬパネル、プラズマディスプレイパネルの使用を前提に、偏光フィルタを一体に設ける場合にも広く適用することができる。

また上述の実施形態では、パターン位相差フィルムの製造に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばカラーフィルタ等のディスプレイに使用する各種光学フィルムの製造にも広く適用することができる。すなわちカラーフィルタは、上述したと同様の露光処理の繰り返しにより、透明フィルム材上に、カラー画像を構成する３原色のフィルタ領域が帯状に順次循環的に作製される。従ってカラーフィルタにあっても、同様に、高い寸法精度が求められ、本発明を適用して寸法精度を向上することができる。

１ パターン位相差フィルム
２ 基材
３ 配向膜
４ 位相差層
１６ マスク

Claims (4)

1. 透過光に位相差を与える位相差層が透明フィルム材による基材上に形成されたパターン位相差フィルムの製造方法において、
   前記パターン位相差フィルムの寸法を測定する計測工程と、
   前記計測工程の測定結果に基づいて、前記パターン位相差フィルムの水分含有量を調整する水分含有量調整工程と
   を備えるパターン位相差フィルムの製造方法。
2. 前記水分含有量調整工程は、
   前記パターン位相差フィルムの水分を蒸発させて、水分含有量を調整する
   請求項１に記載のパターン位相差フィルムの製造方法。
3. さらに前記水分含有量調整工程により水分含有量が調整されたパターン位相差フィルムを、水分を透過させない袋に密閉する梱包工程を有する
   請求項１、又は請求項２に記載のパターン位相差フィルムの製造方法。
4. ディスプレイのパネル面に保持されて、前記ディスプレイからの出射光に所望の光学特性を与える光学フィルムの製造方法において、
   前記光学フィルムの寸法を測定する計測工程と、
   前記計測工程の測定結果に基づいて、前記光学フィルムの水分含有量を調整する水分含有量調整工程と
   を備える光学フィルムの製造方法。

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