TW201400995A - 曝光裝置及曝光方法 - Google Patents

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Tatsuya Sato
Kazuhiro Ura
Koji Imayoshi
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Arisawa Seisakusho Kk
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Abstract

本發明的課題在於膜是以與2個圖案不同的圖案進行了曝光。本發明的曝光裝置包括：保持膜的膜保持部、形成有第1圖案以及與前述第1圖案分開的第2圖案的掩模、對前述掩模照射光束，藉由通過前述第1圖案或前述第2圖案的光束對前述膜進行曝光的曝光部；前述曝光部包括輸出照射前述第1圖案的第1光束的第1光輸出部、以及具有與從前述第1光輸出部輸出的前述第1光束的主光線交叉的主光線，並輸出照射前述第2圖案的第2光束的第2光輸出部。前述膜保持部在比前述第1光束和前述第2光束交叉的位置更靠近前述掩模的位置保持前述膜。

Description

曝光裝置及曝光方法
本發明涉及曝光裝置及曝光方法。
已知有藉由2個不同的圖案(pattern)對膜進行曝光的曝光裝置(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1：美國專利申請公開第2011/0217638號說明書
在上述的曝光裝置中，由於一方的圖案的一端和另一方的圖案的一端形成在大致同一位置，因此發生透過一方圖案的光和透過另一方圖案的光在膜前進行交叉的串擾(cross talk)。結果，存在膜是以與2個圖案不同的圖案進行了曝光的技術問題。
本發明的第1實施方式中提供了一種曝光裝置，包括：用於保持膜的膜保持部、形成了第1圖案以及與前述第1圖案分開的第2圖案的掩模、對前述掩模照射光束，藉由穿過前述第1圖案或前述第2圖的光束對前述膜進行曝光的曝光部；前述曝光部包括輸出照射前述第1圖案的第1光束的第1光輸出部、以及具有與自前述第1光輸出部輸出的前述第1光束的主光線交叉的主 光線，並輸出照射前述第2圖案的第2光束的第2光輸出部。前述膜保持部在比前述第1光束和前述第2光束交叉的位置更靠近前述掩模的位置保持前述膜。
本發明的第2實施方式中提供了一種曝光方法，包括：保持膜的膜保持步驟、對形成了第1圖案以及與前述第1圖案分開的第2圖案的掩模照射光束，藉由穿過前述第1圖案或前述第2圖的光束對前述膜進行曝光的步驟；前述曝光步驟中，輸出照射前述第1圖案的第1光束，同時輸出具有與前述第1光束的主光線交叉的主光線，並照射前述第2圖案的第2光束；在前述膜保持步驟，在比前述第1光束和前述第2光束交叉的位置更靠近前述掩模的位置配置前述膜。
另外，上述發明內容並未列舉出本發明的全部可能特徵，這些特徵組群的子組合也能構成發明。
10‧‧‧曝光裝置
12‧‧‧送出輥
13‧‧‧洗淨部
14‧‧‧配向膜塗覆部
16‧‧‧配向膜乾燥部
18‧‧‧曝光部
20‧‧‧液晶膜塗覆部
22‧‧‧液晶膜配向部
24‧‧‧液晶膜硬化部
26‧‧‧分離膜供給部
28‧‧‧卷取輥
34‧‧‧偏光光源
38‧‧‧掩模
40‧‧‧掩模保持部
44‧‧‧上游側張力輥
46‧‧‧下游側張力輥
48‧‧‧保持輥
50‧‧‧第1偏光輸出部
52‧‧‧第2偏光輸出部
56‧‧‧掩模基材
58‧‧‧遮光層
62‧‧‧第1透過區域
64‧‧‧第2透過區域
70‧‧‧第1光束
72‧‧‧第2光束
74‧‧‧第1主光線
76‧‧‧第2主光線
80‧‧‧第1圖案區域
81‧‧‧遮光區域
82‧‧‧第2圖案區域
90‧‧‧膜
92‧‧‧分離膜
100‧‧‧光學膜
102‧‧‧樹脂基材
104‧‧‧第1偏光調變部
106‧‧‧第2偏光調變部
110‧‧‧箭頭
112‧‧‧箭頭
114‧‧‧箭頭
116‧‧‧箭頭
120‧‧‧配向膜
122‧‧‧液晶膜
124‧‧‧第1配向區域
126‧‧‧第2配向區域
128‧‧‧第1液晶區域
130‧‧‧第2液晶區域
150‧‧‧立體圖像顯示裝置
152‧‧‧光源
154‧‧‧圖像輸出部
158‧‧‧光學功能膜
164‧‧‧偏光板
166‧‧‧保持基板
168‧‧‧圖像生成部
170‧‧‧保持基板
174‧‧‧偏光板
178‧‧‧右眼用圖像生成部
180‧‧‧左眼用圖像生成部
190‧‧‧偏光眼鏡
192‧‧‧右眼用調變部
194‧‧‧左眼用調變部
238‧‧‧掩模
256‧‧‧掩模基材
258‧‧‧遮光層
260‧‧‧中心
338‧‧‧掩模
356‧‧‧掩模基材
358‧‧‧遮光層
434‧‧‧偏光光源
450‧‧‧第1偏光輸出部
451‧‧‧第1偏光元件
452‧‧‧第2偏光輸出部
453‧‧‧第2偏光元件
534‧‧‧偏光光源
551‧‧‧第1偏光元件
550‧‧‧第1光源部
553‧‧‧第2偏光元件
552‧‧‧第2光源部
555‧‧‧偏光部材
557‧‧‧遮光部
圖1為根據本實施方式製造的光學膜100的整體平面圖。
圖2為沿圖1的II-II線的縱截面圖。
圖3為設置有光學膜100的立體圖像顯示裝置的分解立體圖。
圖4為本實施方式的曝光裝置10的整體結構圖。
圖5為曝光部18的放大圖。
圖6為掩模38的底視圖。
圖7為沿圖6的VII-VII線的掩模38的縱截面圖。
圖8是說明變更後的掩模238的圖。
圖9是說明變更後的掩模338的圖。
圖10是說明變更後的偏光光源434的圖。
圖11是說明變更後的偏光光源534的圖。
以下通過發明實施方式對本發明進行說明，但以下實施方式並非對申請專利範圍書所涉及的發明進行限定。並且，實施方式中說明的所有特徵組合未必為本發明的必要特徵。
圖1為根據本實施方式製造的光學膜100的整體平面圖。光學膜100由後述的曝光裝置製成。光學膜100設置於立體圖像顯示裝置的圖像生成部的圖像輸出側，並輸出右眼用圖像及左眼用圖像。
光學膜100被形成為一邊是數cm~數m的長方形。如圖1所示，光學膜100具有樹脂基材102、第1偏光調變部104、第2偏光調變部106。
樹脂基材102是將後述樹脂製的長條狀的膜切割成一定長度而形成。樹脂基材102使光透過。樹脂基材102的厚度的一例為50μm~100μm。樹脂基材102支撐第1偏光調變部104及第2偏光調變部106。樹脂基材102可以由環烯烴類的膜構成。作為環烯烴類膜可以使用熱膨脹率為70×10-6/℃的環烯烴聚合物 (=COP)，更佳為使用作為環烯烴聚合物的共聚物的環烯烴共聚物(=COC)。作為COP膜，例如可舉出日本Zeon公司製造的ZEONOR膜ZF14。另外，樹脂基材102可以由包含熱膨脹率為54×10-6/℃的三醋酸纖維素(=TAC)的材料製成。TAC膜例如可以舉出富士軟片公司製的FUJITACT T80SZ及TD80UL等。另外，當使用環烯烴類膜時，從脆弱性的角度考慮，較佳為使用高韌性型的膜。
第1偏光調變部104及第2偏光調變部106在平面視圖中被形成為相同的形狀。第1偏光調變部104及第2偏光調變部106是沿樹脂基材102的長邊方向延伸的長方形。此處所說的樹脂基材102的長邊方向在組裝到立體圖像顯示器中的光學膜100中成為水平方向。因此，樹脂基材102的短邊方向在組裝到立體圖像顯示器中的光學膜100中成為鉛直方向。第1偏光調變部104和第2偏光調變部106在彼此有1邊相接觸的狀態下沿鉛直方向交替配置。另外，第1偏光調變部104和第2偏光調變部106也可以沿水平方向交替配置。
第1偏光調變部104及第2偏光調變部106對透過的偏光的偏光狀態進行調變。第1偏光調變部104及第2偏光調變部106具有例如1/4波長板的相位差功能。另外，第1偏光調變部104及第2偏光調變部106可以具有1/2波長板的相位差功能。第1偏光調變部104具有被配向為例如與圖1所示第1偏光調變部104的右端記載的箭頭110相平行的方向的光學軸。藉此，例如當輸入具有從箭頭110旋轉45°的偏光方向的直線偏光時，第1偏光調 變部104將該偏光調變成具有相鄰箭頭112所示的右旋偏光方向的圓偏光並進行輸出。第2偏光調變部106具有被配向為例如與圖1的第2偏光調變部106的右端記載的箭頭114平行的方向的光學軸，且該光學軸與第1偏光調變部104的光學軸垂直。藉此，例如當輸入具有從箭頭110旋轉45°的偏光方向的直線偏光時，第2偏光調變部106將該偏光調變成具有相鄰箭頭116所示的左旋偏光方向的圓偏光並進行輸出。另外，光學軸的一例為進相軸或遲相軸。此處，第1偏光調變部104及第2偏光調變部106的光學軸的配向角的偏差為±0.5°以下，較佳為±0.2°以下。所謂配向角的偏差是將設定值設為0°，從其處偏離的偏差。
其結果是，即便向第1偏光調變部104及第2偏光調變部106輸入具有相同偏光方向的直線偏光，第2偏光調變部106輸出的偏光的偏光方向與第1偏光調變部104輸出的偏光的偏光方向也不相同。例如，第2偏光調變部106輸出的偏光的偏光方向為第1偏光調變部104輸出的偏光的偏光方向的逆旋的圓偏光。
圖2為沿圖1的II-II線的縱截面圖。如圖2所示，各第1偏光調變部104及第2偏光調變部106具有配向膜120和液晶膜122。
配向膜120形成於樹脂基材102的面上。配向膜120可以適用公知的光配向性化合物。光配向性化合物是當被照射有紫外線等直線偏光時，分子會沿其直線偏光的偏光方向規則配向的材料。進一步，光配向性化合物具有使在自身上面形成的液晶膜 122的分子沿自身的配向排列的功能。作為光配向性化合物的例了，可以列舉光分解型、光二聚化型、光異構化型等化合物。配向膜120具有多個第1配向區域124和多個第2配向區域126。多個第1配向區域124與多個第2配向區域126沿排列方向交替排列。此處所說的排列方向與鉛直方向平行。第1配向區域124與鄰接的所有第2配向區域126互相接觸。第1配向區域124構成第1偏光調變部104的一部分。第1配向區域124沿與第1偏光調變部104的光學軸對應的方向配向。第2配向區域126構成第2偏光調變部106的一部分。第2配向區域126沿與第1配向區域124的配向方向垂直的方向，且與第2偏光調變部106的光學軸對應的方向配向。
液晶膜122形成於配向膜120上。液晶膜122可以由可藉由紫外線或加熱等硬化的液晶聚合物構成。液晶膜122具有第1液晶區域128和第2液晶區域130。第1液晶區域128構成第1偏光調變部104的一部分。第1液晶區域128形成於第1配向區域124上。第1液晶區域128的分子沿第1配向區域124的配向而被配向。第2液晶區域130構成第2偏光調變部106的一部分。第2液晶區域130形成於第2配向區域126上。第2液晶區域130的分子沿第2配向區域126的配向而被配向。
圖3為設置有光學膜100的立體圖像顯示裝置的分解斜視圖。如圖3的箭頭所示，將使用者所在方向且輸出圖像的方向作為立體圖像顯示裝置的前方。如圖3所示，立體圖像顯示裝置 150包括光源152、圖像輸出部154、光學膜100、光學功能膜158。
光源152以在面內大致均勻的強度照射白色的無偏光。從使用者角度看，光源152配置於立體圖像顯示裝置150的最後方。光源152中可以適用將散光板與冷陰極螢光燈管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp)組合而成的光源、將稜鏡片與發光二極管(LED：Light Emitting Diode)組合而成的光源、或含有有機電致發光(EL：Electro-Luminescence)的面光源等。
圖像輸出部154被設置於光源152的前方。圖像輸出部154根據來自光源152的光而輸出圖像。圖像輸出部154包括：偏光板164、保持基板166、圖像生成部168、保持基板170以及偏光板174。
偏光板164配置於光源152與保持基板166之間。構成偏光板164的材料的一例為含有聚乙烯醇(PVA：Polyvinyl alcohol)的樹脂。偏光板164具有從水平方向傾斜了45°的透過軸和與透過軸相垂直的吸收軸。藉此，在從光源152輸出並入射到偏光板164的無偏光中，振動方向與偏光板164的透過軸平行的成分會透過，同時與吸收軸平行的成分會被吸收而遮擋。因此，從偏光板164輸出的光成為將偏光板164的透過軸作為偏光方向的直線偏光。
保持基板166配置於偏光板164與圖像生成部168之間。保持基板166可以適用透明玻璃板。另外，除玻璃板以外，保持基板166也可以適用使用了包含透明樹脂和玻璃布的透明複合材料的透明複合片材。藉此能夠達成立體圖像顯示裝置150的輕量 化和柔軟性。在保持基板166的後面通過黏合劑保持偏光板164。
圖像生成部168被配置並保持在保持基板166與保持基板170之間。圖像生成部168具有用於生成圖像的多個像素(=pixel)。多個像素在鉛直方向及水平方向上以一定的間距二維地排列著。像素是指進行圖像處理時的單位，並輸出色調及色階的顏色信息。各個像素具有三個子像素(=sub pixel)。各個子像素具有液晶部以及形成於液晶部前後面的透明電極。透明電極用於向液晶部施加電壓。施加有電壓的子像素的液晶部使直線偏光的偏光方向旋轉90°。各像素中包含的三個子像素分別具有紅色彩色濾光片、綠色彩色濾光片和藍色彩色濾光片。藉由控制子像素的透明電極的電壓施加，可以加強或減弱從子像素輸出的紅色、綠色、藍色的光，從而形成圖像。
如圖3中的“R”及“L”所示，圖像生成部168具有用於生成右眼用圖像的右眼用圖像生成部178和用於生成左眼用圖像的左眼用圖像生成部180。右眼用圖像生成部178及左眼用圖像生成部180被形成為沿水平方向延伸的矩形。右眼用圖像生成部178及左眼用圖像生成部180沿鉛直方向交替配置。
保持基板170被配置在圖像生成部168與偏光板174之間。保持基板166及保持基板170夾持圖像生成部168。保持基板170由與保持基板166相同的材料構成。在保持基板170的前面通過黏合劑保持偏光板174。
偏光板174配置在保持基板170與光學膜100之間。偏 光板174通過黏合劑被黏合在與保持基板170中保持有圖像生成部168側的相反側。偏光板174由含有PVA(聚乙烯醇)的樹脂構成。對於偏光板174的厚度而言，較薄的厚度較佳。偏光板174的厚度例如為100μm~200μm。偏光板174具有透過軸和與透過軸相垂直的吸收軸。偏光板174的透過軸與偏光板164的透過軸相垂直。藉此，藉由圖像生成部168而偏光方向旋轉90°的直線偏光透過偏光板174成為圖像光，從而形成圖像。另一方面，藉由圖像生成部168而偏光方向未旋轉的直線偏光被偏光板174遮擋。藉此，圖像輸出部154輸出由偏光方向與偏光板174的透過軸平行的偏光構成的圖像光。
光學膜100藉由黏合劑被黏合於圖像輸出部154的偏光板174的前方。為了抑制光學膜100的尺寸變化，光學膜100的厚度較薄者較佳。例如，光學膜100的厚度較佳為50μm~200μm。
光學膜100的第1偏光調變部104及第2偏光調變部106設置於樹脂基材102的後面上。第1偏光調變部104與圖像生成部168的右眼用圖像生成部178的形狀大致相同。第1偏光調變部104設置於右眼用圖像生成部178的前方。藉此，由從右眼用圖像生成部178輸出並透過偏光板174的直線偏光構成的右眼用圖像光入射到第1偏光調變部104。第1偏光調變部104將入射的右眼用圖像光調變成右旋圓偏光後進行輸出。第2偏光調變部106與圖像生成部168的左眼用圖像生成部180的形狀大致相同。第2 偏光調變部106設置於左眼用圖像生成部180的前方。藉此，由從左眼用圖像生成部180輸出並透過偏光板174的直線偏光構成的左眼用圖像光入射到第2偏光調變部106。第2偏光調變部106將入射的左眼用圖像光調變成左旋圓偏光後進行輸出。因此，第1偏光調變部104及第2偏光調變部106將構成右眼用圖像及左眼用圖像的相同偏光方向的直線偏光變換成為偏光方向彼此相異的圓偏光後進行輸出。
光學功能膜158設置於光學膜100的前面。光學功能膜158的一例為用於減輕或抑制由外部照明等輸出的光反射的減反射膜或防反射膜。藉此，光學功能膜158將外部的光的混入較少的圖像提供給使用者。光學功能膜158的另一例為用於抑制眩光的防眩膜、防止表面損傷的硬塗膜等。另外也可以省略光學功能膜158。
使用者在觀看立體圖像時所使用的偏光眼鏡190具有右眼用調變部192和左眼用調變部194。右眼用調變部192僅透過右旋圓偏光。左眼用調變部194僅透過左旋圓偏光。藉此，使用者的右眼僅能識別出從第1偏光調變部104輸出的右眼用圖像，使用者的左眼僅能識別出從第2偏光調變部106輸出的左眼用圖像。從而使使用者能夠觀看到立體圖像。
圖4為根據本實施方式的曝光裝置10的整體結構圖。圖5為曝光部18的放大圖。將圖4中的箭頭所示的上下作為曝光裝置10的上下方向。另外，上游及下游是在輸送方向上的上游及下 游。另外，輸送方向是與長條狀的膜90的長度方向相同的方向，且與排列方向及寬度方向垂直。
如圖4及圖5所示，曝光裝置10包括：送出輥12、洗淨部13、配向膜塗覆部14、配向膜乾燥部16、曝光部18、液晶膜塗覆部20、液晶膜配向部22、液晶膜硬化部24、分離膜供給部26、卷取輥28、掩模38、以及保持輥48。
送出輥12設置於膜90的輸送路徑的最上游側。供給用的膜90卷繞在送出輥12的外周上。送出輥12被可旋轉地支撐。藉此，送出輥12以能夠送出的方式保持膜90。送出輥12可藉由電動機等驅動機構而可旋轉地構成，也可以伴隨卷取輥28的旋轉而可從動地構成。或者，也可以在輸送路徑的途中設置驅動膜90的機構。
洗淨部13被配置在送出輥12和配向膜塗覆部14之間。洗淨部13對從送出輥12送出，且塗覆配向膜120之前的膜90進行洗淨。
配向膜塗覆部14設置於送出輥12的下游側，且設置於曝光部18的上游側。配向膜塗覆部14設置於被輸送的膜90的輸送路徑的上方。配向膜塗覆部14向膜90的上面供給並塗覆作為曝光材料的一例的液狀的配向膜120。
配向膜乾燥部16設置於配向膜塗覆部14的下游側。配向膜乾燥部16藉由加熱、光照射或送風等使通過內部的膜90上所塗覆的配向膜120乾燥。
曝光部18對掩模38照射光束，對被輸送的膜90進行曝光。將經曝光部18曝光的膜90上的區域作為曝光區域。曝光部18設置於配向膜乾燥部16的下游側。曝光部18具有：偏光光源34、保持掩模38的掩模保持部40、一對上游側張力輥44及下游側張力輥46。曝光部18隔著掩模38對膜90上所塗覆的配向膜120照射由偏光光源34輸出的偏光。藉此，曝光部18使配向膜120配向，從而形成圖案。由偏光光源34輸出的偏光的一例為波長為280nm~340nm的紫外線。
偏光光源34設置於膜90的輸送路徑的上方。偏光光源34具有：第1偏光輸出部50、第2偏光輸出部52。第1偏光輸出部50及第2偏光輸出部52設置於上游側張力輥44與下游側張力輥46之間。第2偏光輸出部52設置於第1偏光輸出部50的下游側。
第1偏光輸出部50輸出第1光束70，該第1光束70是具有與第1配向區域124的配向對應的偏光方向的第1偏光的光束。第2偏光輸出部52輸出第2光束72，該第2光束72是具有與第2配向區域126的配向對應的偏光方向的第2偏光的光束。第1偏光及第2偏光都是至直線偏光。第2偏光輸出部52輸出的第2偏光的偏光方向與第1偏光輸出部50輸出的第1偏光的偏光方向垂直。另外，第2偏光輸出部52輸出的第2偏光的偏光方向與第1偏光輸出部50輸出的第1偏光的偏光方向也可以以任意角度交叉。
第1偏光輸出部50將第1偏光的第1光束70向下流側且下方輸出。第2偏光輸出部52，將第2偏光的第2光束72向上游側且下方輸出。因此，第1光束70的第1主光線74和第2光束72的第2主光線76相互接近並交叉。另外，所謂主光線是指通過光束的中心的光線。
第1偏光輸出部50將第1光束70向膜90與保持輥48密接的區域輸出。第2偏光輸出部52將第2光束72向膜90與保持輥48密接的區域輸出。
第1偏光輸出部50以第1光束70相對於膜90垂直入射的方式輸出。另外，第2偏光輸出部52以第2光束72相對於膜90垂直入射的方式輸出。另外，第1偏光輸出部50及第2偏光輸出部52也可設為第1光束70及第2光束72相對於膜90傾斜入射的方式。如此一來，第1光束70及第2光束72被膜90及保持輥48反射後，即使是被周邊設備等反射的情況下，也能抑制返回塗覆在膜90上的配向膜120。該結果，能夠抑制經反射的第1光束70及第2光束72照射在膜90上的未預定的部位，而配向受到擾亂的情況。
從第1偏光輸出部50輸出的第1偏光的照度和從第2偏光輸出部52輸出的第2偏光的照度相等。這裡所說的照度，是指被輸出的偏光的每單位面積面積的能量，單位是mW/cm2。被輸出的偏光為波長280nm至340nm的紫外線時，照度為UV照度。第1偏光及第2偏光的照度的一例是20mW/cm2以上。另外，曝光的 方法可適當變更。例如，也可以將偏光光源34的第1偏光及第2偏光沿上下方向照射。這裡所說的上下方向是圖4箭頭所示的上下方向。
較佳為在第1偏光輸出部50與第2偏光輸出部52之間設置沿鉛直方向延伸到掩模38的遮光壁。如此一來，遮光壁遮擋相互的偏光。此時，為了抑制第1偏光及第2偏光的反射，遮光壁較佳為黑色。
掩模保持部40保持掩模38。掩模保持部40以能夠相對於膜90在與輸送方向垂直的寬度方向上相對移動的方式而被保持。藉此，掩模38能夠通過電動機或致動器(Actuator)等與掩模保持部40共同移動，以調整在幅度方向上的位置。
上游側張力輥44設置於配向膜乾燥部16的下游側，且設置於保持輥48、偏光光源34及掩模38的上游側。上游側張力輥44設置於膜90的輸送路徑的上方。上游側張力輥44朝下方按壓輸送中的膜90。
下游側張力輥46設置於液晶膜塗覆部20的上游側，且設置於保持輥48、偏光光源34及掩模38的下游側。下游側張力輥46設置於膜90的輸送路徑的上方。而且，下游側張力輥46朝下方按壓輸送中的膜90。
上游側張力輥44及下游側張力輥46以可旋轉的方式受到支撐。上游側張力輥44及下游側張力輥46配合在下方輸送的膜90而旋轉。而且，上游側張力輥44及下游側張力輥46可以藉 由驅動電動機等以能夠自轉的方式而構成，也可以藉由卷取輥28等的驅動力以能夠從動的方式而構成。
液晶膜塗覆部20設置於曝光部18的下游側。液晶膜塗覆部20設置於膜90的輸送路徑的上方。液晶膜塗覆部20在膜90上所形成的配向膜120上供給並塗覆液晶膜122。
液晶膜配向部22設置於液晶膜塗覆部20的下游側。液晶膜配向部22藉由加熱、光照或送風等一邊使經過內部的配向膜120上所形成的液晶膜122沿配向膜120的配向方向配向，一邊進行乾燥。
液晶膜硬化部24設置於液晶膜配向部22的下游側。液晶膜硬化部24藉由照射紫外線而使液晶膜122硬化。藉此，使經沿配向膜120的配向方向配向的液晶膜122的分子的配向一定。
分離膜供給部26設置於液晶膜硬化部24與卷取輥28之間。分離膜供給部26向膜90的液晶膜122上供給分離膜92並使其貼合。分離膜92使被卷取的膜90之間易於分離。另外也可以省略分離膜供給部26。
卷取輥28為輸送部的一例。卷取輥28設置於液晶膜硬化部24的下游側且設置於輸送路徑的最下游側。卷取輥28以可旋轉驅動的方式受到支持。卷取輥28對形成有配向膜120及液晶膜122並經圖案化的膜90進行卷取。藉此，卷取輥28將長條狀的膜90沿輸送方向進行輸送。
掩模38由掩模保持部40保持，並配置在偏光光源34 和膜90及保持輥48之間。作為一例，掩模38被配置在膜90的數百μm上方。掩模38具有後述的掩模基材56以及遮光層58。
保持輥48是膜保持部的一例。保持輥48形成為輥形狀。保持輥48的直徑的一例是600mm到800mm。保持輥48的寬度比膜90的寬度還大。保持輥48以可旋轉的方式受到支持。如此一來，保持輥48伴隨著膜90的輸送而旋轉。為了抑制來自偏光光源34的光反射，優選保持輥48的表面塗成黑色。
保持輥48設置於與偏光光源34相對向的位置。保持輥48隔著膜90的輸送路徑而設置於與偏光光源34的相反側。保持輥48設置於膜90的輸送路徑的下方。保持輥48設置於上游側張力輥44與下游側張力輥46之間的上方。由此，由於保持輥48的上面與被上游側張力輥44及下游側張力輥46朝下方按壓的膜90密接而保持，所以能夠抑制在膜90上產生褶皺。這裡所說的膜90的褶皺是大致沿輸送方向延伸，在寬度方向上呈波浪形狀。在此處，曝光部18對保持輥48密接的區域的膜90曝光。保持輥48的上表面，配置在比第1光束70和第2光束72交叉的位置還靠近掩模38側。藉此，保持輥48在比第1光束70和第2光束72交叉的位置還靠近掩模38的位置保持膜90。
圖6為掩模38的底視圖。圖7為沿圖6的VII-VII線的掩模38的縱截面圖。如圖6及圖7所示，掩模38具有：掩模基材56、以及遮光層58。
掩模基材56被形成為矩形的板狀。掩模基材56由熱膨 脹係數為5.6×10-7/℃的石英玻璃構成。也可以使掩模基材56由熱膨脹係數為85×10-7/℃的鈉鈣玻璃構成。掩模基材56在輸送方向上的長度約為200mm。掩模基材56在寬度方向上的長度配合膜90的寬度而適當設定。
遮光層58形成於掩模基材56的下面。遮光層58由鉻等能夠遮蔽光的材料構成。在遮光層58中形成有作為第1透過區域62而發揮功能的多個開口和作為第2透過區域64而發揮功能的多個開口。形成有第1透過區域62的區域是第1圖案區域80，形成有第2透過區域64的區域是第2圖案區域82。第1圖案區域80和第2圖案區域82之間，形成有遮光區域81。第1透過區域62形成在輸送方向上且與第2透過區域64不同的位置。即，第1圖案區域80及第2圖案區域82兩方形成在相同掩模基材56上彼此分開的位置。
另外，第1透過區域62形成在與輸送方向垂直的寬度方向上且與第2透過區域64不同的位置。沿第1透過區域62的輸送方向的1邊延長線與沿任意的第2透過區域64的輸送方向的1邊一致。
第1透過區域62設置於從第1偏光輸出部50輸出的第1偏光的輸出方向上。因此，從曝光部18的第1偏光輸出部50輸出的第1偏光的第1光束70照射至第1圖案區域80。由此，藉由穿過第1圖案區域80的第1偏光的第1光束70，而使膜90曝光。第2透過區域64配置在從第2偏光輸出部52輸出的第2偏光的 輸出方向。因此，從曝光部18的第2偏光輸出部52輸出的第2偏光的第2光束72照射至第2圖案區域82。藉此，藉由穿過圖案區域82的第2偏光的第2光束72而使膜90曝光。另一方面，到達第1透過區域62及第2透過區域64以外的區域的偏光被包含遮光區域81的遮光層58遮蔽。其結果，膜90的配向膜120被第1偏光及第2偏光的任意者曝光，並曝光成第1透過區域62所引起的第1圖案區域80及第2透過區域64所引起的第2圖案區域82重疊的圖案。
第1透過區域62及第2透過區域64的寬度方向的長度的一例是0.2mm。鄰接的第1透過區域62的彼此，及鄰接的第2透過區域64的彼此寬度方向的間隔的一例是0.2mm。第1透過區域62及第2透過區域64的輸送方向的長度的一例是約30mm。第1圖案區域80和第2圖案區域82之間的輸送方向的距離，即，輸送方向上的遮光區域81的長度的上限，優選考慮輸送時的蛇行造成的偏差而決定。此處是指設定如下的條件：將光學膜輸送500mm時，光學膜的寬度方向上的蛇行量是20μm以下，寬度方向上的第1圖案區域80和第2圖案區域82的重疊寬度是5μm以下。在滿足該條件的同時，考慮掩模38中的第1透過區域62和第2透過區域64的配置空間的有效利用。如果考慮這些因數，第1圖案區域80和第2圖案區域82之間的輸送方向的距離、即，輸送方向上的遮光區域81的長度的上限優選為100mm。上限的一例是30mm。
另一方面、對於在第1圖案區域80和第2圖案區域82之間的輸送方向的距離下限D而言，從第1偏光輸出部50及第2偏光輸出部52射出的第1光束70及第2光束72的準直角度θ、曝光部18的偏光的輸出口和掩模38的距離H有影響，因此優選從角度θ、距離H等進行處理。下限D的一例可由下式求出。
D=H×tanθ
從第1偏光輸出部50的偏光輸出***出的第1偏光，至少照射到僅在輸送方向上錯開根據上述數式的距離的下限D的部位為止。因此，需要使第1圖案區域80和第2圖案區域82僅離開距離的下限D。準直角度θ為2度、從第1偏光輸出部50及第2偏光輸出部52到掩模38為止的距離H為30mm的情況下，下限D的一例是1mm。如此一來，能夠使第1偏光及第2偏光不在膜90上重合。如果考慮這些上限及下限，則第1圖案區域80和第2圖案區域82之間的輸送方向的距離優選是10mm。另外，第1透過區域62、第2透過區域64、第1圖案區域80、遮光區域81及第2圖案區域82的各數值可以適當的變更。
以下，對光學膜100的製造方法進行說明。首先準備卷繞在送出輥12上的長條狀的膜90。此處，膜90的全長的一例為約1000m。膜90的寬度的一例為約500mm。然後，在保持步驟將膜90的一端固定於卷取輥28上。在此狀態下，以通過上游側張力輥44及下游側張力輥46的下面的同時，並保持在保持輥48的上面的狀態下配置膜90。
然後，卷取輥28開始進行旋轉驅動。該結果成為膜90從送出輥12送出，且沿輸送方向輸送膜90的輸送步驟。膜90的輸送速度的一例為2m/分~10m/分。伴隨膜90的輸送開始，上游側張力輥44、下流側張力輥46及保持輥48進行旋轉。
被送出的膜90由洗淨部13洗淨之後，通過配向膜塗覆部14的下方。藉此，藉由配向膜塗覆部14在膜90的上面橫跨寬度方向的幾乎全域內塗覆配向膜120。在膜90的輸送中連續執行配向膜120的塗覆。因此，在膜90的上面，除了兩端的一部分以外，橫跨沿輸送方向的全長連續塗覆有配向膜120。
輸送塗覆有配向膜120的膜90，使其通過配向膜乾燥部16的內部。藉此，乾燥塗覆於膜90上面的配向膜120。之後，膜90通過上游側張力輥44的下面。
之後，在曝光步驟中，藉由使塗覆有配向膜120的區域的膜90通過第1透過區域62的下方而成為第1配向步驟。在第1配向步驟中，在持續進行膜90的輸送的狀態下，通過第1透過區域62下方區域的配向膜120由從第1偏光輸出部50輸出並透過掩模38的第1透過區域62的第1偏光的第1光束70進行曝光。此處，膜90一邊藉由卷取輥28以連續且一定速度持續輸送，一邊進行曝光。藉此，通過第1透過區域62下方的配向膜120沿輸送方向連續地被從第1偏光輸出部50輸出的第1偏光進行曝光。藉此，通過第1透過區域62下方的區域的配向膜120被曝光成與第1透過區域62寬度相同且沿輸送方向延伸的帶狀。另外，由於 該區域的配向膜120被第1偏光曝光，因此，該區域的配向膜120對應所曝光的第1偏光而配向。如此一來，在配向膜120上形成多個第1配向區域124。
之後，輸送塗覆有配向膜120的區域的膜90，使其通過第2透過區域66的下方，而成為第2配向步驟。在第2配向步驟中，在輸送步驟持續的狀態下，從第2偏光輸出部52輸出的第2偏光的第2光束72透過掩模38的第2透過區域64，對通過第2透過區域64的下方的區域上所形成的膜90的配向膜120進行照射。由於對膜90的輸送持續進行，因此該區域的配向膜120被曝光成與第2透過區域64的寬度相同的在輸送方向上延伸的帶狀。另外，該區域的配向膜120被第2偏光曝光，所以該區域的配向膜120對應所曝光的第2偏光而配向。由此，在配向膜120形成多個第2配向區域26。
此處，第2透過區域64在寬度方向上形成於與第1透過區域62不同的位置。藉此，第2偏光被照射到與藉由第1透過區域62而照射到的區域不同的區域的配向膜120上。藉此，第2偏光被照射到藉由第1偏光而配向的第1配向區域124與相鄰的第1配向區域124之間，從而在寬度方向上，藉由第1偏光或第2偏光使配向膜120的全部區域配向。
從第2偏光輸出部52輸出的第2偏光的偏光方向與從第1偏光輸出部50輸出的第1偏光的偏光方向正交。藉此，由第1偏光配向的區域的配向方向與由第2偏光配向的區域的配向方向 相互垂直。其結果是，在配向膜120上形成了交替排列有兩個包含對應於第1偏光調變部104及第2偏光調變部106的不同配向的區域的圖案。
曝光區域的膜90在藉由上游側張力輥44及下游側張力輥46朝下方按壓的狀態下藉由保持輥48而被密接保持著。藉此，在膜90上，在上游側張力輥44與下游側張力輥46之間，由保持輥48賦予了沿輸送方向上的張力，因此減少了膜90的褶皺。第1偏光輸出部50及第2偏光輸出部52，對由保持輥48密接且褶皺少的區域的膜90輸出第1偏光的第1光束70及第2偏光的第2光束72而進行曝光。
第1偏光輸出部50及第2偏光輸出部52在互相接近的方向輸出第1光束70及第2光束72。但是，保持輥48在比第1光束70及第2光束72交叉的位置更靠近掩模38側而保持膜90。如此一來，膜90被互不重疊的第1光束70及第2光束72曝光。進而，由第1光束70曝光的膜90上的區域和由第2光束72曝光的膜90上的區域的距離，變得比在掩模38中第1圖案區域80和第2圖案區域82之間的距離還短。
之後，使配向膜120被曝光後的膜90通過下游側張力輥46的下方並送達到液晶膜塗覆部20的下方。藉此，將液晶膜122塗覆於配向膜120的上面。由於液晶膜122被連續地塗覆於輸送中的膜90的配向膜120的上面，因此，液晶膜122被塗覆於膜90沿輸送方向的整個長度上。之後，對塗覆有液晶膜122的膜90進 行輸送使其通過液晶膜配向部22。藉此，由液晶膜配向部22對液晶膜122進行加熱，使液晶膜122的分子一邊沿著形成在下面的配向膜120的配向而進行配向，一邊進行乾燥。
然後，所塗覆的液晶膜122經配向後的膜90通過液晶膜硬化部24。藉此，向液晶膜122照射紫外線，在液晶膜122經配向後的狀態下進行硬化。其結果是，液晶膜122的分子分別對應於第1配向區域124及第2配向區域126而配向，從而形成第1液晶區域128及第2液晶區域130。如圖1及圖2所示，在膜90的寬度方向上交替形成有由配向膜120及液晶膜122形成的第1偏光調變部104及第2偏光調變部106。然後，將分離膜92供給到液晶膜122的上面並進行貼合，並由卷取輥28對上面貼有分離膜92的膜90進行卷取。
之後，一邊由卷取輥28輸送膜90，一邊持續膜90的曝光，直到捲在送出輥12上的膜90的供給結束。然後，捲在送出輥12上的膜90被全部供給完，曝光製程結束。另外，可以在結束後的膜90的後端連接下一張新的膜90的前端，從而連續地對膜90進行曝光。最後，將膜90切割成規定的長度，成為圖1及圖2所示的光學膜100而完成。
如上所述，在曝光裝置10中，使掩模38的第1圖案區域80和第2圖案區域82分離，藉此能夠抑制透過了第1圖案區域80及第2圖案區域82的第1光束70及第2光束72重疊的串擾。如此一來，曝光裝置10能夠藉由第1圖案區域80及第2圖 案區域82的圖案，而正確地對配向膜120進行曝光。
在曝光裝置10中，在第1光束70及第2光束72互相交叉的方向，即，互相接近的方向進行照射。進而，保持輥48在比第1光束70及第2光束72交叉的位置還靠近掩模38的位置保持膜90。如此一來，能夠一邊使由第1光束70及第2光束72曝光的膜90上的曝光區域互相接近，一邊防止串擾。藉由使這樣的曝光區域接近，即使在第1光束70所引起的曝光區域和第2光束72所引起的曝光區域之間，膜90蛇行，也能夠降低蛇行的影響，因此，能夠使圖案的紊亂及配向方向的紊亂降低。
在曝光裝置10中，第1圖案區域80及第2圖案區域82形成在相同的掩模基材56上。藉此，能夠省略第1圖案區域80及第2圖案區域82的相互對位的製程。
在曝光裝置10中，因為保持輥48密接而保持膜90，所以能夠抑制膜90的褶皺。進而，曝光部18對該密接的區域的膜90進行曝光，因此能夠降低褶皺的影響。
在曝光裝置10中，保持輥48伴隨膜90的輸送而旋轉，因此能夠降低對輸送時的膜90的阻抗。
在曝光裝置10中，通過第1圖案區域80及第2圖案區域82而被曝光的區域不重疊。因此，與其中之一的圖案為在寬度方向上連續而成的固態形狀且經曝光的區域的一部分重合的情況不同，能夠使第1光束70及第2光束72雙方為最大照度，並且，能夠藉由配向可能的下限的曝光能量對配向膜120進行曝光。如 此一來，即使提高膜90的輸送速度，也能使配向膜120配向，因此能夠提高光學膜100的生產效率。
以下，針對將上述實施方式的一部份變更後的實施方式進行說明。
圖8是說明變更後的掩模238的圖。如圖8所示，掩模238具有形成在掩模基材256、掩模基材256下面的遮光層258。遮光層258上形成有上述的第1圖案區域80及第2圖案區域82。
作為掩模238的膜90側的面的下面，從側面看形成為圓弧狀。另外，掩模238的與膜90相反側的面，且第1偏光輸出部50及第2偏光輸出部52側的上面，從側面看為圓弧狀。掩模238的上面及下面的圓弧狀的面的中心與輥形狀的保持輥48的中心260的位置相同。因此，掩模238的上面和保持輥48所保持的膜90的距離在輸送方向上為一定。同樣地，掩模238的下表面和保持輥48所保持的膜90的距離，在輸送方向上為一定。如此一來，透過了掩模238的第1圖案區域80的第1光束70在輸送方向的任何位置上都能夠以相同距離到達膜90。該結果，第1圖案區域80的圖案可正確地轉印到配向膜120上。另外，在透過了第2圖案區域82的第2光束72中，也能夠正確地轉印圖案。
另外，掩模238的上面與下面的距離，即，厚度，在輸送方向上為一定。如此一來，第1光束70及第2光束72在全部的區域中，僅透過掩模238相同距離，所以僅受到相同的掩模238的影響。該結果，能夠抑制到達膜90的第1光束70及第2光束 72的強度的不均勻等。
圖9是說明變更後的掩模338的圖。如圖9所示，掩模338具有掩模基材356和形成在掩模基材356下面的遮光層358。遮光層358上形成有上述的第1圖案區域80及第2圖案區域82。
掩模338的下面，從側面看為圓弧狀。掩模338的下面的圓弧的中心是與保持輥48的中心260相同的位置。因此，透過了掩模338的第1圖案區域80及第2圖案區域82的第1光束70及第2光束72，以相同的距離到達膜90，所以能夠達到上述的效果。
圖10是說明變更後的偏光光源434的圖。偏光光源434具有第1偏光輸出部450和第2偏光輸出部452。第1偏光輸出部450具有第1偏光元件451。第1偏光元件451設置在第1偏光輸出部450的輸出口的近傍的內部。第1偏光元件451使與第1偏光元件451的透過軸相同的振動方向的光透過。藉此，第1偏光輸出部450輸出第1偏光。第2偏光輸出部452具有第2偏光元件453。第2偏光元件453設置在第2偏光輸出部452的輸出口的近傍的內部。第2偏光元件453使與第2偏光元件453的透過軸相同的振動方向的光透過。藉此，第2偏光輸出部452輸出第2偏光。
圖11是說明變更後的偏光光源534的圖。如圖11所示，偏光光源534包括第1光源部550、第2光源部552以及偏光部材555。第1光源部550及第2光源部552一體化而輸出無偏光的光。 偏光部材555配置在第1光源部550及第2光源部552和掩模38之間。偏光部材555包括第1偏光元件551、遮光部557、第2偏光元件553。
第1偏光元件551、遮光部557及第2偏光元件553一體構成。第1偏光元件551配置在偏光部材555的最上游側。第1偏光元件551可配置在掩模38的第1圖案區域80和膜90之間。第1偏光元件551透過與第1偏光的偏光方向相同的振動方向的光。
遮光部557配置在第1偏光元件551及第2偏光元件553之間。換言之、在平面視圖中，遮光部557配置在掩模38的第1圖案區域80和第2圖案區域82之間。遮光部557，將從第1光源部550及第2光源部552輸出的光無反射地吸收而遮光。
第2偏光元件553配置在偏光部材555的最下流側。第2偏光元件553可配置在掩模38的第2圖案區域82和膜90之間。第2偏光元件553透過與第2偏光的偏光方向相同振動方向的光。
由此，自第1光源部550及第2光源部552輸出的無偏光中的、上游側的光束藉由第1偏光元件551轉換成第1偏光之後，透過第1圖案區域80，並對膜90進行曝光。另外，該無偏光中，下流側的光束藉由第2偏光元件553轉換成第2偏光之後，透過第2圖案區域82，並對膜90進行曝光。進而，該無偏光中，到達遮光部557的光被遮光，而不對膜90曝光。在本實施方式中，第1光源部550及第1偏光元件551是第1光輸出部的一例，第2 光源部552及第2偏光元件553是第2光輸出部的一例。
上述的實施方式的各構成的配置、形狀、個數等可以適當變更。另外，上述的各實施方式也可以進行組合。
例如，上述的實施方式中，舉了對長條狀的膜90進行曝光的例子，但是，也可以對與光學膜100同樣大小的膜進行曝光。
另外，在上述的實施方式中，對被輸送中的狀態的膜90進行曝光，但是也可以交互反復曝光和輸送，在曝光中也可以將膜90停止。
以上，使用本發明的實施方式進行了說明，但本發明的技術範圍不限於上述實施方式所記載的範圍。另外，本領域技術人員應當清楚，在上述實施方式的基礎上可加以增加各種變更或改進。此外，由申請專利範圍的記載可知，這種加以變更或改進的實施方式也包含在本發明的技術範圍內。
應當注意的是，申請專利範圍書、說明書及附圖中所示的裝置、系統、程序以及方法中的動作、順序、步驟及階段等各個處理的執行順序，只要沒有特別明示“更早”、“早於”等，或者只要前面處理的輸出並不用在後面的處理中，則可以以任意順序實現。關於申請專利範圍書、說明書及附圖中的動作流程，為方便起見而使用“首先”、“然後”等進行了說明，但並不意味著必須按照這樣的順序實施。
18‧‧‧曝光部
34‧‧‧偏光光源
38‧‧‧掩模
40‧‧‧掩模保持部
44‧‧‧上游側張力輥
46‧‧‧下游側張力輥
48‧‧‧保持輥
50‧‧‧第1偏光輸出部
52‧‧‧第2偏光輸出部
56‧‧‧掩模基材
58‧‧‧遮光層
70‧‧‧第1光束
72‧‧‧第2光束
74‧‧‧第1主光線
76‧‧‧第2主光線
90‧‧‧膜

Claims (10)

  1. 一種曝光裝置，其特徵在於包括：膜保持部，其保持膜、掩模，形成有第1圖案以及與前述第1圖案分開的第2圖案、以及曝光部，對前述掩模照射光束，由通過前述第1圖案或前述第2圖的光束對前述膜進行曝光；前述曝光部包括：輸出照射前述第1圖案的第1光束的第1光輸出部、以及具有與從前述第1光輸出部輸出的前述第1光束的主光線交叉的主光線，並輸出照射前述第2圖案的第2光束的第2光輸出部；前述膜保持部在比前述第1光束和前述第2光束交叉的位置更靠近前述掩模的位置保持前述膜。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，前述掩模包括形成有前述第1圖案及前述第2圖案兩者的掩模基材。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，更包括輸送前述膜的輸送部；前述膜為長條狀，前述曝光部對被輸送中的前述膜進行曝光。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的曝光裝置，其中，前述膜保持部是在表面保持前述膜的輥形狀，前述曝光部對密接於輥形狀的前述膜保持部的區域的前述膜進行曝光。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的曝光裝置，其中，前述膜保持部伴隨著前述膜的輸送而旋轉。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的曝光裝置，其中，前述掩模的前述膜側的面形成為圓弧狀。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的曝光裝置，其中，前述掩模的前述膜側的圓弧狀的面的中心是與輥形狀的前述 膜保持部的中心相同的位置。
  8. 如申請專利範圍第4項至第7項中任一項所述的曝光裝置，其中，前述掩模的與前述膜相反側的面形成為圓弧狀。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的曝光裝置，其中，前述掩模的與前述膜相反側的圓弧狀的面的中心是與輥形狀的前述膜保持部的中心相同的位置。
  10. 一種曝光方法，其特徵在於，包括保持膜的膜保持步驟、以及對形成有第1圖案以及與前述第1圖案分開的第2圖案的掩模照射光束，藉由通過前述第1圖案或前述第2圖的光束對前述膜進行曝光的曝光步驟；在前述曝光步驟中，輸出照射前述第1圖案的第1光束，並且輸出具有與前述第1光束的主光線交叉的主光線，並照射前述第2圖案的第2光束；在前述膜保持步驟中，在比前述第1光束和前述第2光束交叉的位置更靠近前述掩模的位置配置前述膜。
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