JP2014026203A - 露光装置及び方法、パターンフィルム製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボケ領域を減少させながら照明光を有効活用する。
【解決手段】光源アレイ３０は、紫外光を発光する複数の光源３４を有し、これらがフィルム２０の幅方向に並べて配置されている。各光源３４の間には、遮光板４０が配置されている。遮光板４０は、紫外光がフィルム２０の幅方向へ拡散することを防止する。遮光板４０の後端部は、リフレクタ３６の先端部よりも後方に配置されており、遮光板４０の後端部により紫外光を遮らないようにされている。
【選択図】図４

Description

本発明は、長手方向に沿って搬送されるフィルムを、マスクを用いて露光することによりフィルムの搬送方向に延びるストライプ状のパターンを形成する露光装置及び方法、並びに、ストライプ状のパターンが形成されたパターンフィルム製造方法に関するものである。

感光性膜を形成したフィルムを連続搬送しながら、マスクを介して露光することによりフィルムの搬送方向に延びるストライプパターンを形成する露光方法が知られている。例えば、特許文献１、２では、マスクとして、フィルムの幅方向に複数のスリット状の開口を並べたものを用い、このマスクをフィルムの近傍にフィルムとは非接触に配置している（プロキシミティ方式で露光を行っている）。

上述のようにプロキシミティ方式の露光によりストライプパターンを形成する場合、光源からの照明光がフィルムの幅方向に拡散して照射されると、マスクの開口を斜めに通過した照明光が遮光すべき部分に入り込んでしまい、未露光でもなく十分な露光もなされないボケ領域が生じてしまう。このようなボケ領域は、隣り合うストライプパターン同士の間に形成され、光学的な性能低下などの原因となってしまう。このため、下記特許文献３では、フィルムの幅方向と垂直な板状のルーバー（遮光板）をフィルムの幅方向に所定ピッチで配置した光制御フィルムにより、フィルムの幅方向への照明光の拡散を防止している。

特開平９−２７４３２３号公報 国際公開第２０１０／０９０４２９号Ａ２ 特開２０００−０８２４００

しかしながら、上記特許文献３では、遮光板によりボケ領域を減少させる効果は得られるものの、露光に必要な照明光まで遮光板により遮られてしまう。つまり、遮光板は、板面と平行な照明光（有効な照明光）は透過させ、板面に対して斜めに入射する照明光（ボケ領域の原因となる照明光）を遮るものであるが、遮光板にも厚みがあるので、この遮光板の厚み部分（光源側の端面）により、有効な照明光までもが遮られてしまう。このため、照明光を有効活用出来ないといった問題があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ボケ領域を減少させながら照明光を有効活用できる露光装置及び方法、パターンフィルムの製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の露光装置は、特定波長の光に反応する反応膜が表面に形成されたフィルムを連続搬送する搬送手段と、反応膜を反応させる照明光を照射する複数の光源が、フィルムの幅方向に並べられた光源装置と、フィルムと光源の間に配置され、フィルムの搬送方向に長いスリット状の開口がフィルムの幅方向に並べられたマスク板と、各光源からの照明光がフィルム幅方向へ拡散することを制限するように各光源間に配置される複数の遮光板と、を備え、光源からの照明光をマスク板を介してフィルムに照射して反応膜を露光することを特徴としている。

遮光板により、フィルムへの照明光の入射角度を１０°以下に制限することが好ましい。

フィルムの搬送方向において、照明光を集光し、フィルムに照射させる集光手段を備えることが好ましい。

集光手段は、幅方向に長い反射面を有し、この反射面で照明光を反射させることによって集光を行うことが好ましい。

マスク板は、照明光の照射方向に並べられた第１、第２マスク板からなることが好ましい。

フィルムが巻き掛けられて、これを周面で支持するバックアップロールを備え、照射光は、バックアップロールで支持されているフィルム上に照射されることが好ましい。

また、本発明の露光方法は、特定波長の光に反応する反応膜が表面に形成されたフィルムを連続搬送する搬送ステップと、反応膜を反応させる照明光を照射する光源がフィルムの幅方向に並べられた光源装置からの照明光を、各光源からの照明光が幅方向へ拡散することを制限するように各光源間に配置される複数の遮光板、及び、フィルムの近傍に配置されフィルムの搬送方向に長いスリット状の開口がフィルムの幅方向に並べられたマスク板を介してフィルムに照射する照射ステップとを備えたことを特徴としている。

さらに、本発明のパターンフィルム製造方法は、フィルムの表面に光に反応する反応膜を形成する光反応性膜形成工程と、上述の露光方法により反応膜を露光する露光工程とを備えたことを特徴としている。

露光工程の前後どちらか一方において、フィルムの表面にラビング処理を施すラビング工程を備えることが好ましい。

露光工程とラビング工程との後に、液晶を含む塗布液を塗布して液晶層を形成する液晶層形成工程を備えることが好ましい。

本発明によれば、フィルムの幅方向に並べた遮光板によりフィルムの幅方向への照明光の拡散を制限したので、ボケ領域を減少させることができる。また、光源をフィルムの幅方向に並べ、この光源間に遮光板を配置したので、遮光板の厚みにより露光に必要な照明光が遮られることを防止し、照明光を有効活用できる。

パターンフィルム製造装置の構成を示す平面図である。 パターン化位相差フィルムを示す平面図である。 光源装置の構成を示す平面図である。 光源装置の構成を示す斜視図である。 フィルムが露光される様子を示す平面図である。 遮光板の有無による露光範囲の変化を示す説明図である。 光源装置の構成を示す平面図である。 光源装置の構成を示す平面図である。 ２枚のマスク板を用いた例を示す説明図である。

図１に示すように、パターンフィルム製造装置１０は、感光膜形成部１２、露光装置１４、ラビング処理部１６、液晶層形成部１８を備えており、供給されるフィルム２０に各種処理を行ってパターン化位相差フィルム（Film Patterned Retarder、以下、ＦＰＲという）２２を製造する。

感光膜形成部１２は、フィルム２０の表面に、感光膜２０ａ（図５参照）を形成する。フィルム２０は、光透過性、可撓性を有し、例えばフィルムロール（図示省略）から引き出されてパターンフィルム製造装置１０に供給される。感光膜２０ａは、特定波長の光に反応する反応膜であり、本実施形態では、紫外線の照射により硬化する硬化剤、及び、分解して酸を発生する光酸発生剤から感光膜２０ａを形成する例で説明を行う。感光膜形成部１２は、前述の硬化剤及び光酸発生剤を含む塗布液をフィルム２０の表面に塗布した後、この塗布液を乾燥させることによって感光膜２０ａを形成する。

露光装置１４は、バックアップローラ２４、光源装置２６、マスク板２８を備え、プロキシミティ方式の露光によりフィルム２０をストライプパターンに露光する。バックアップローラ２４は、フィルム２０を背面側から支持し、フィルム２０の搬送に従動して回転する。光源装置２６は、フィルム２０へ向けて紫外光を照射する。

マスク板２８は、露光装置１４からの紫外光の光路上、かつ、フィルム２０の表面近傍に配置される。マスク板２８には、フィルム２０の搬送方向に長く、幅方向に並べられた複数のスリット状の開口２８ａが形成されており、感光膜２０ａのうち、この開口２８ａに対応する部分（露光部分）に紫外光が照射される。これにより、フィルム２０がストライプパターンで露光される。そして、この露光部分は、感光膜２０ａの光酸発生剤が反応して酸が発生する。

ラビング処理部１６は、ラビングローラ（図示せず）を有し、このラビングローラによって、フィルム２０の搬送方向に対して４５°の傾斜角度（ラビング方向）で感光膜２０ａにラビング処理を行う。これにより、感光膜２０ａに配向性が付与される。

液晶層形成部１８は、感光膜２０ａ上にディスコティック液晶（液晶）や垂直配向剤などを含む塗布液を塗布した後、加熱熟成、冷却する。垂直配向剤は、感光膜２０ａの表面に液晶を垂直に起立させる作用と、液晶をラビング方向に対して直交する方向に配向する作用とがあるが、前述した露光によって酸が発生した部分では後者の機能が弱められる。すなわち、フィルム２０の露光部分については、ラビング方向に液晶が配向され、フィルム２０の未露光部分については、ラビング方向と直交する方向に液晶が配向される。この後、液晶層形成部１８では、フィルム２０に紫外線を照射して感光膜２０ａの硬化及び液晶の配向状態の固定を行う。これによりＦＰＲ２２が形成される。

図２に示すように、パターンフィルム製造装置１０により製造されたＦＰＲ２２は、それぞれ搬送方向に長いストライプ状の第１、第２位相差領域２２ａ、２２ｂを有している。これら第１、第２位相差領域２２ａ、２２ｂは、液晶の配向方向が互いに直交しており、ボケ領域２２ｃを挟んでフィルム２０の幅方向に交互に配列されている。

ボケ領域２２ｃは、光源装置２６からの紫外光がフィルム２０の幅方向に拡散しマスク板２８の開口２８ａを斜めに通過することで形成され、未露光ではないが十分な露光もなされず、液晶の配光方向が不規則となっている領域である。ボケ領域２２ｃは、開口２８ａを通過する紫外光の角度が大きくなるほど拡大し、ボケ領域２２ｃが大きくなるほどＦＰＲ２２の光学性能が低下してしまう。

このため、パターンフィルム製造装置１０では、紫外光のフィルム幅方向への拡散を防止し、開口２８ａを通過する紫外光の角度が小さくなるように光源装置２６を構成している。以下、このような光源装置２６の具体的な構成について図３〜図６を用いてより詳しく説明を行う。

図３、図４に示すように、光源装置２６は、光源アレイ３０と一対の反射板３２ａ、３２ｂとを備えている。光源アレイ３０は、紫外光を発光する複数の光源３４がフィルム２０の幅方向に並べて配置されたものである。光源３４には、リフレクタ３６が設けられ、各光源３４からの紫外光は、直接またはリフレクタ３６で反射され、光源３４の前方に配置されたマスク板２８へ向けて照射される。

反射板３２ａ、３２ｂは、フィルム２０の幅方向に長い板状に形成され、各光源３４からマスク板２８へ向かう紫外光の光軸を挟んで対面するように、光源アレイ３０の上方及び下方に配置されている。そして、反射板３２ａ、３２ｂは、各光源３４から上下に拡散した紫外光を反射することによって収束させる（フィルム２０の搬送方向について各光源３４からの紫外光を集光する）。

このように、フィルム２０の搬送方向について紫外光を集光することで、ボケ領域２２ｃを減少させることができる。つまり、本実施形態のように、バックアップローラ２４に支持されて搬送方向に湾曲したフィルム２０に対して紫外光を照射する場合、紫外光がフィルム２０の搬送方向に拡散し、フィルム２０に垂直に入射した場合の入射位置から離れるほど、開口２８ａを通過してからフィルム２０に入射するまでの距離が長くなる。

そして、フィルム２０に入射するまでの距離が長いと、フィルム２０の幅方向に拡散して開口２８ａを斜めに通過した紫外光により露光されてしまう範囲が大きくなってしまう（すなわち、ボケ領域が大きくなってしまう）。露光装置１４では、フィルム２０の搬送方向に紫外光を集光することで、フィルム２０に入射するまでの距離を短くできるのでボケ領域を減少させることができる。

また、図４、図５に示すように、光源装置２６では、より確実にボケ領域を減少させるために、各光源３４の間に遮光板４０を設けている。遮光板４０は、板面がフィルム２０の幅方向と略平行になるように配置され、紫外光がフィルム２０の幅方向へ拡散することを防止する。また、遮光板４０の後端部は、リフレクタ３６の先端部よりも後方に配置されている。こうすることで、遮光板４０の後端部により紫外光が遮られてしまうといったことを防止し、光源３４からの紫外光を効率良く露光に利用できる。なお、図５では、遮光板４０が無い場合に入射する紫外光を２点鎖線、遮光板４０を設けた場合に入射する紫外光を破線で示している。

図５に円形の指標Ａで示す領域を拡大した図６（Ａ）〜図６（Ｃ）において、同図（Ａ）に示すように遮光板４０を設けた場合の露光範囲４２Ａは、同図（Ｂ）に示すように遮光板を設けない場合の露光範囲４２Ｂと比較して狭く、かつ、同図（Ｃ）に示すように理想的な露光範囲（開口２８ａと同じ幅の露光範囲）４２Ｃとほぼ一致する。このように、本発明によれば、ボケ領域を減少させ、理想的な露光範囲４２Ｃと略同一の範囲を露光できる。

次に上記構成の作用について説明する。パターンフィルム製造装置１０に供給されるフィルム２０は一定の速度で連続的に搬送される。この搬送中のフィルム２０の表面に感光膜形成部１２によって順次に感光膜２０ａが塗布・乾燥されて形成される。

感光膜２０ａが形成されたフィルム２０は、露光装置１４に送られる。露光装置１４では、マスク板２８を介してフィルム２０に紫外光が照射され、フィルム２０が露光される。マスク板２８は、フィルム２０の幅方向に複数のスリット状の開口２８ａが並べられており、フィルム２０は、露光分と未露光部分とが幅方向に交互に並ぶストライプ状に露光される。そして、フィルム２０の露光部分は、紫外光により光酸発生剤が分解して酸が発生する。

露光装置１４では、反射板３２ａ、３２ｂによってフィルム２０の搬送方向において紫外光が集光されるので、ボケ領域を小さくすることができる。また、露光装置１４では、複数の光源３４をフィルム２０の幅方向に並べて配置するとともに、各光源３４間に配置された遮光板４０によってフィルム２０の幅方向への紫外光の拡散角度が制限される。これにより、より確実にボケ領域を小さくすることができる。また、遮光板４０の後端部により紫外光が遮られることもないので、光源３４からの紫外光を有効活用できる。

露光装置１４で露光処理が行われたフィルム２０は、ラビング処理部１６によって所定のラビング方向にラビングされてから液晶層形成部１８に送られる。そして、液晶層形成部１８において、液晶層が形成され、加熱熟成、冷却される。これにより、露光部分では、ディスコティック液晶がラビング方向に配向され、第１位相差領域２２ａが形成される。一方、未露光部分では、ディスコティック液晶がラビング方向とは垂直な方向に配向され、第２位相差領域２２ｂが形成される。この後に、紫外線が照射されて、感光膜２０ａが硬化、液晶層の配向状態の固定が行われ、ＦＰＲ２２が製造される。

なお、本発明は、光源をフィルムの幅方向に並べ、各光源間に遮光板を配置することにより光源からの光を有効活用しながらボケ領域を減少させればよいので、細部の構成については上記実施形態に限定されず適宜変更できる。例えば、遮光板の仕様（厚さや長さなど）は、製造するＦＰＲの光学的性能に応じて適宜設定すればよい。ただし、ボケ領域を減少させる観点からは、フィルムの幅方向の傾きが１０°、より好ましくは５°、さらに好ましくは２°よりも大きい角度で光源からの光がフィルムに入射しないように遮光板を形成することが好ましい。また、ボケ領域が１５μｍ以下となるように遮光板を形成することが好ましい。

さらに、マスクを、フィルムから１００〜３００μｍ程度の位置に配置することが好ましい。また、マスクの開口の長さ（フィルム搬送方向の長さ）は、１０〜５０ｍｍ程度であることが好ましい。さらに、フィルムの幅方向におけるマスクの開口の幅及び開口の配列ピッチは、１００〜１０００μｍであることが好ましい。開口の配列ピッチは画素幅で決まるので、解像度の観点からは１μｍ以上で制作可能である。また、フィルムの幅方向に拡散し、マスクの開口から斜めに入り込む紫外線による露光部分の拡大を考慮して、マスクの開口幅をマスクの遮光部（開口の無い部分）の幅よりも予め狭く形成してもよい。

また、光源は、幅方向の照度の均一性から、間隔をできるだけ小さくするように設置することが好ましい。さらに、光源としては、水銀ランプ（低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯など）を用いることが好ましいが、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いてもよい。また、フィルム上の照度が２００ｍＷ／ｃｍ^２ 以上、より好ましくは５００ｍＷ／ｃｍ^２ 以上となるように光源や光量を設定することが好ましい。

さらに、反射板によりフィルムの搬送方向について集光する例で説明をしたが、図７に示すように、レンズ７０により集光してもよい。なお、図７以降の図面を用いた説明では上述した実施形態と同様の部材については同様の符号を付して説明を省略している。

また、図８に示すように、リフレクタ８０により集光してもよい。なお、図８の例では、光源３４からの紫外光のうち、リフレクタ８０で反射されず直接前方へ向かう紫外光（すなわち、リフレクタ８０による集光作用を得られずに上下に拡散照射されてしまう紫外光）を遮るように反射部材８２を設け、反射部材８２に入射した紫外光をリフレクタ８０へ向けて反射している。こうすることで、光源３４からの紫外光の全てがリフレクタ８０による集光作用を受けてから（リフレクタ８０により集光されて）マスク板２８に照射される。

なお、紫外線を照射して露光することでＦＰＲを形成する装置及び方法に本発明を適用する例で説明をしたが、紫外線以外の光を照射して露光することでＦＰＲを形成する装置及び方法に本発明を適用してもよい。また、感光膜を形成する際に塗布を行う例で説明をしたが、例えば、吹き付けなどの手法で感光膜を形成してもよい。

さらに、上記実施形態では、露光の後にラビング処理を行うことによってＦＰＲを形成する装置及び方法に本発明を適用する例で説明をしたが、露光よりも前にラビング処理を行うことによってＦＰＲを形成する装置及び方法に本発明を適用してもよい。また、上記実施形態では、バックアップローラで支持したフィルムを露光する装置及び方法に本発明を適用する例で説明をしたが、２本のローラ間に掛け渡されたバンドで支持したフィルムを露光する装置及び方法に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、遮光板によってボケ領域を減少させる例で説明をしたが、図９に示すように、遮光板４０に加えマスク板２８を２枚用いることによってボケ領域を減少させてもよい。

図９の例では、上記実施形態で用いたマスク板２８を、光軸方向に間隔を空けて２枚配置している。こうすることで、１枚目のマスクを斜めに通過した光を、２枚目のマスクにより遮ることができるので、ボケ領域を減少させることができる。なお、１枚目のマスクと２枚目のマスクとのマスク間隔が小さいと、斜めに入り込む光の角度を小さくする効果が弱いが、マスク間隔が大きくなると、２枚目のマスクの１つの開口に、１枚目のマスクの複数の開口から光が入射してしまう恐れがある。このため、２枚のマスクを用いる場合、マスク間隔をＤ、マスクの開口間隔をＷ、光源装置からの照射光の照射光のフィルム幅方向に対する傾きをθ（°）としたときに、「０°＜ｔａｎ^−１（Ｗ／Ｄ）≦θ」を満たすことが好ましい。

なお、マスクを透明板上に形成してもよい。透明板は、露光に用いる光に対する分光透過率が高いこと、耐熱性が高いこと、熱膨張率が低いことの各条件を満たす材料で作製されることが好ましい。これら条件を満たすものとしては、石英ガラスが挙げられ、石英ガラスのうちでも、紫外線の透過率に優れ、紫外線光源からの熱に安定なオゾンレス石英ガラス、合成石英ガラス、天然石英ガラスが好ましい。

また、マスクは、耐熱性に優れる無機材料で形成することが好ましく、例えば、クロムを透明板上に蒸着することで形成することが好ましい。さらに、マスクは、無機材料の薄膜を複数重ねた構成とすることが好ましく、無機材料としては、ＡｌＦ_３、ＢａＦ_２、ＣａＦ_２、Ｎａ_３ＡｌＦ_６、ＤｙＦ_３、ＧｄＦ_３、ＬａＦ_３、ＭｇＦ_２、ＮｄＦ_２、ＴｄＦ_３、ＹｂＦ_３、ＹＦ_３などのフッ化物；ＳｉＯ_２、ＳｉＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＷＯ_３などの酸化物；ＳｉＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４などの窒化物；ＳｉＣ、Ｂ_４Ｃなどの炭化物；ならびにＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３／Ｐｒ_６Ｏ_１１、Ａｌ_２Ｏ_３／Ｌａ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２／Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２／ＭｇＯ、ＺｒＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２／Ｐｒ_６Ｏ_１１、ＴｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２／Ｌａ_２Ｏ_３などの酸化物の混合物；を用いることができる。蒸着法としては、真空蒸着、電子ビーム蒸着、イオンビーム蒸着、プラズマ蒸着などを用いることができ、またスパッタリングなどを用いてもよい。

パターンフィルム製造装置１０により、ＦＰＲ２２を製造した。露光装置１４では、マスク板２８とフィルム２０との間隔を３００μｍとし、さらに、マスク板２８と光源装置２６との間隔を１６９ｍｍとした。また、マスク板２８の開口２８ａの幅、及び開口２８ａの間隔はいずれも５３０μｍとした。マスク板２８は、厚み３０００μｍｍのオゾンレス石英ガラスに、クロムをスパッタリングすることによって形成した。

光源装置２６では、光源３４を５０ｍｍピッチで配置し、各光源３４間に配置した遮光板４０により、紫外光のフィルム２０の幅方向への拡散角度を１０°以下とした。また、反射板３２ａ、３２ｂにより、各光源３４からの紫外光をフィルム２０の搬送方向に集光した。反射板３２ａ、３２ｂとしては、光源装置２６を出射した時に照射範囲が１００ｍｍである紫外光が、１６９ｍｍ離れたマスク板２８を透過する際には照射範囲が２０ｍｍとなるものを用いた。

鹸化処理した長尺のフィルム２０をパターンフィルム製造装置１０へ連続的に案内し、以下のようにしてＦＰＲ２２を連続的に製造した。この製造にあたり、まずセルロースアセテート製のフィルム２０を作製した。

＜フィルムの作製＞
フィルム２０を作製するために、セルロースアセテート溶液Ａと添加剤溶液Ｂとをそれぞれ調製した。下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液Ａを調製した。

セルロースアセテート溶液Ａの組成
置換度２．８６のセルロースアセテート １００ 質量部
トリフェニルホスフェート（可塑剤） ７．８質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート（可塑剤） ３．９質量部
メチレンクロライド（溶媒の第１成分） ３００ 質量部
メタノール（溶媒の第２成分） ５４ 質量部
１−ブタノール １１ 質量部

別のミキシングタンクを用いて添加剤溶液Ｂを調製した。添加剤溶液Ｂの組成は以下に示す。添加剤溶液Ｂの下記の各成分をそれぞれミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、添加剤溶液Ｂをつくった。

添加剤溶液Ｂの組成
下記化合物Ｂ１（Ｒｅ低下剤） ４０ 質量部
下記化合物Ｂ２（波長分散制御剤） ４ 質量部
メチレンクロライド（溶媒の第１成分） ８０ 質量部
メタノール（溶媒の第２成分） ２０ 質量部

＜＜セルロースアセテート製のフィルムの作製＞＞
４７７質量部のセルロースアセテート溶液Ａに、４０質量部の添加剤溶液Ｂを添加し、充分に攪拌して、ドープを調製した。ドープを流延ダイ（図示無し）に供給し、この流延ダイの流延口から、０℃に冷却した回転中のドラムの周面にドープを流出した。この流出によりドラムの周面で流延されて形成された流延膜を溶媒含有率７０質量％の状態でドラムから剥ぎ取った。剥ぎ取られた流延膜、すなわち湿潤フィルムをピンテンター（特開平４−１００９号の図３に記載のピンテンター）に案内した。湿潤フィルムの幅方向の両端をピンテンターの複数のピンで固定し、溶媒含有率が３乃至５質量％の状態で、幅方向（機械方向に垂直な方向）の延伸率が３％となるように湿潤フィルムの幅を変化させながら乾燥した。その後、複数のローラが湿潤フィルムの搬送路に沿って並べて配されている熱処理装置に、湿潤フィルムを案内した。この熱処理装置の内部をローラで搬送して通過させることにより、湿潤フィルムをさらに乾燥し、厚み６０μｍのフィルム２０を得た。このフィルム２０は紫外線吸収剤を含有しておらず、Ｒｅ（測定波長は５５０ｎｍ）は０ｎｍであり、Ｒｔｈ（測定波長は５５０ｎｍ）は１２．３ｎｍであった。

＜＜アルカリ鹸化処理＞＞
得られたフィルム２０を、温度６０℃の誘電式加熱ローラに接触しながら通過させ、フィルム２０の表面温度を４０℃に昇温した。この後、フィルム２０の片面に、下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量１４ｍｌ／ｍ^２で塗布した。アルカリ溶液が塗布されたフィルム２０を、１１０℃に加熱し、（株）ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下で１０秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を３ｍｌ／ｍ^２の塗布量で塗布した。次いで、洗浄工程を３回繰り返した。洗浄工程は、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りとからなる。この洗浄工程の後、７０℃の乾燥ゾーンを１０秒間かけて搬送することによりフィルム２０を乾燥し、アルカリ鹸化処理したフィルム２０を得た。

アルカリ溶液の組成
水酸化カリウム ４．７質量部
水 １５．８質量部
イソプロパノール ６３．７質量部
界面活性剤（ＳＦ−１：Ｃ_１４Ｈ_２９Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_２０Ｈ） １．０質量部
プロピレングリコール １４．８質量部

＜ＦＰＲの製造＞
上記のように鹸化処理を経たフィルム２０を感光膜形成部１２へ送り、フィルム２０の鹸化処理を施した面に、感光膜２０ａを形成する塗布液を連続的に塗布した。塗布液は下記の組成である。また、塗布は＃８のワイヤーバーで行った。フィルム２０上に塗布された塗布液を、６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥することにより、感光膜２０ａを形成した。

感光膜２０ａを形成する塗布液の組成
感光膜２０ａを形成するポリマー材料 ３．９質量部
（ＰＶＡ１０３、クラレ（株）製ポリビニルアルコール）
光酸発生剤（Ｓ−２） ０．１質量部
メタノール ３６ 質量部
水 ６０ 質量部

次に、マスク板２８を介して、光源装置２６からフィルム２０に紫外線を照射した。光源装置２６からは、室温空気下にて、ＵＶ−Ａ領域におけるフィルム上の照度２００ｍＷ／ｃｍ^２の光源３４を５０ｍｍピッチで配置して紫外線を５０ｍＪ／ｃｍ^２となるように照射した。光源３４としては、空冷水銀ランプ（ＨＯＹＡ（株）製：ＵＬ７５０）を用いた。紫外線照射により感光膜形成部１２の光酸発生剤を分解し酸性化合物を発生させることにより第１位相差領域用配向層を形成した。

その後に、このフィルム２０に対して、ラビング処理部１６でラビング処理を行った。ラビング処理では、搬送方向に４５°の角度を保持して５００ｒｐｍで一方向にラビングを行った。こうして感光膜２０ａに配向性が付与されたフィルム２０を得た。なお、感光膜２０ａの膜厚は、０．５μｍであった。

ラビング処理後、液晶層形成部１８により、下記の液晶層用塗布液を、バーコーターを用いて塗布量４ｍｌ／ｍ^２で塗布した。次いで、膜面温度１１０℃で２分間加熱熟成した後、８０℃まで冷却し空気下にて２００ｍＷ／ｃｍ^２の空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて紫外線を５０ｍＪ／ｃｍ^２照射して、その配向状態を固定化した。これにより、遅相軸が互いに直交している第１、第２位相差領域２２ａ、２２ｂが幅方向に並んだＦＰＲ２２とした。各位相差領域２２ａ、２２ｂは、いずれもディスコティック液晶が垂直配向しているが、紫外線が照射された第１位相差領域２２ａの遅相軸がラビング方向に対し平行に、また未照射の第２位相差領域２２ｂ遅相軸がラビング方向に直交していた。なお、液晶層の膜厚は、０．９μｍであった。

光学異方性層用塗布液の組成
ディスコティック液晶Ｅ−１ １００ 質量部
感光膜界面配向剤（ＩＩ−１） ３．０質量部
空気界面配向剤（Ｐ−１） ０．４質量部
光重合開始剤 ３．０質量部
（イルガキュア９０７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）
増感剤（カヤキュア−ＤＥＴＸ、日本化薬（株）製） １．０質量部
メチルエチルケトン ４００ 質量部

上記のように作成されたＦＰＲ２２のボケ領域２２ｃの幅Ｗａは、最大でも８μｍと十分細いものであり、本発明によりボケ領域２２ｃの細い光学性能の優れたＦＰＲ２２を製造できることを確認できた。

１０ パターンフィルム製造装置
１２ 感光膜形成部
１４ 露光装置
１６ ラビング処理部
１８ 液晶層形成部
２０ フィルム
２０ａ 感光膜
２２ ＦＰＲ
２２ｃ ボケ領域
２６ 光源装置
２８ マスク板
２８ａ 開口
３２ａ、３２ｂ 反射板
３４ 光源
４０ 遮光板

Claims (10)

1. 特定波長の光に反応する反応膜が表面に形成されたフィルムを連続搬送する搬送手段と、
   前記反応膜を反応させる照明光を照射する複数の光源が、前記フィルムの幅方向に並べられた光源装置と、
   前記フィルムと前記光源の間に配置され、前記フィルムの搬送方向に長いスリット状の開口が前記フィルムの幅方向に並べられたマスク板と、
   各光源からの照明光がフィルム幅方向へ拡散することを制限するように各光源間に配置される複数の遮光板と、を備え、
   前記光源からの照明光を前記マスク板を介して前記フィルムに照射して前記反応膜を露光することを特徴とする露光装置。
2. 前記遮光板により、前記フィルムへの前記照明光の入射角度を１０°以下に制限することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記フィルムの搬送方向において、前記照明光を集光し、前記フィルムに照射させる集光手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の露光装置。
4. 前記集光手段は、前記幅方向に長い反射面を有し、この反射面で前記照明光を反射させることによって前記集光を行うことを特徴とする請求項３記載の露光装置。
5. 前記マスク板は、前記照明光の照射方向に並べられた第１、第２マスク板からなることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の露光装置。
6. 前記フィルムが巻き掛けられて、これを周面で支持するバックアップロールを備え、
   前記照射光は、前記バックアップロールで支持されている前記フィルム上に照射されることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の露光装置。
7. 特定波長の光に反応する反応膜が表面に形成されたフィルムを連続搬送する搬送ステップと、
   前記反応膜を反応させる照明光を照射する光源が前記フィルムの幅方向に並べられた光源装置からの照明光を、各光源からの照明光が前記幅方向へ拡散することを制限するように各光源間に配置される複数の遮光板、及び、前記フィルムと前記光源の間に配置され前記フィルムの搬送方向に長いスリット状の開口が前記フィルムの幅方向に並べられたマスク板を介して前記フィルムに照射する照射ステップとを備えたことを特徴とする露光方法。
8. フィルムの表面に光に反応する反応膜を形成する光反応性膜形成工程と、
   請求項７記載の露光方法により前記反応膜を露光する露光工程とを備えたことを特徴とするパターンフィルム製造方法。
9. 前記露光工程の前後どちらか一方において、前記フィルムの表面にラビング処理を施すラビング工程を備えたことを特徴とする請求項８記載のパターンフィルム製造方法。
10. 前記露光工程と前記ラビング工程との後に、液晶を含む塗布液を塗布して液晶層を形成する液晶層形成工程を備えたことを特徴とする請求項９記載のパターンフィルム製造方法。

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