JP5598239B2

JP5598239B2 - 光照射装置

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Publication number: JP5598239B2
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Inventors: 重範仲田
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Description

本発明は、線状パターンを形成するために用いられる光照射装置に関し、更に詳しくは、例えばパターン化位相差フィルムの製造工程において、光重合性液晶材料または光配向膜に光を照射するために好適な光照射装置に関する。

３Ｄ映像表示装置は三次元立体映像を現出させるものであり、このような３Ｄ映像表示装置としては、従来、劇場用のものやテレビ再生用のものが開発されており，今後において、アミューズメント施設、店舗ディスプレイ、医療などの用途に利用されることが期待されていることから、近年、脚光を浴びている。

３Ｄ映像表示装置は、偏光の振動方向が異なる右目用映像および左目用映像を、右目用映像のみを透過する偏光板付右目用レンズと、左目用映像のみを透過する偏光板付左目用レンズとからなる偏光メガネを介して捉えることにより、観察者において、左目用映像および右目用映像の合成映像がひとつの立体映像として認識される構成とされており、このような３Ｄ映像表示装置は、例えば特許文献１に記載されている。
そして、３Ｄ映像表示装置においては、観察者の左目および右目のそれぞれに認識させる左目用映像と右目用映像とを区別するために、パターン化位相差フィルムが用いられている。

また、液晶表示装置等においては、その性能を向上させる手段として、液晶ポリマー層を有するパターン化位相差フィルムを用いることが提案されている（特許文献２参照。）。

このようなパターン化位相差フィルムは、図１８（Ａ）に示すように、フィルム基材９０上に配向膜９１を介して形成された光重合性液晶材料層９２に対して、それぞれ線状の多数の遮光部９６および多数の透光部９７が交互に並ぶよう配置されてなるマスク９５を介して光を照射することにより、図１８（Ｂ）に示すように、ストライプ状のパターンの液晶ポリマー層９３を形成し、その後、残存する光重合性液晶材料層９２を除去することによって得られる。
このようなパターン化位相差フィルムの製造において、紫外光などの活性エネルギー線を光重合性液晶材料層９２に対して広範囲にわたって照射することによって量産性を高めるために、通常、ロングアーク型の放電ランプを具えた光照射装置が用いられ、マスク９５は、遮光部９６および透光部９７が伸びる方向（図１８において紙面に垂直な方向）が、ロングアーク型の放電ランプの長手方向に直交するよう配置される。

しかしながら、このような光照射装置においては、以下のような問題がある。
すなわち、ロングアーク型の放電ランプは線光源であるために、光学系によって、放電ランプから放射される光を当該放電ランプの長手方向において互いに平行な平行光とすることができない。このため、図１９に示すように、マスク９５の透光部９７を透過する光の一部が、マスク９５にその面方向に対して斜交して入射されることにより、被照射物である光重合性液晶材料層９２における遮光部９６の縁部の直下に位置する領域に照射される結果、マスク９５のパターンに忠実で解像度の高いパターンを有する液晶ポリマー層９３を形成することが困難である。

特開２００２−１８５９８３号公報特開２００９−２７６６６４号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、マスクのパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成することができる光照射装置を提供することにある。

本発明の光照射装置は、ショートアーク型の放電ランプ、および、当該放電ランプを取り囲むよう配置された、当該放電ランプからの光をその光軸と平行方向に反射するリフレクタよりなる光源素子の複数が、一方向に並んで配置されてなる光源素子列を有する光出射部と、
各々前記一方向に垂直な方向に伸びる線状の多数の遮光部および多数の透光部が前記一方向に交互に並んで配置されてなるマスクとを備えてなり、
各々光吸収性を有する複数の遮光板が、各々前記リフレクタの光軸に沿って前記一方向に対して垂直に伸びる姿勢で、前記一方向に並んで配設されていることを特徴とする。

本発明の光照射装置においては、前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転放物面状の光反射面を有するものであり、
断面が放物線状の光反射面を有するシリンドリカルミラーよりなる集光部材をさらに備えた構成とされていることが好ましい。

また、本発明の光照射装置においては、前記光出射部は、それぞれ同方向に伸びる少なくとも２つの光源素子列を有してなり、これらの光源素子列は、一の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極間中心点と、当該光源素子に最も接近する、他の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極間中心点とを結ぶ直線が、前記一方向に伸びる直線と斜交するように配置された構成とされていることが好ましい。

さらにまた、本発明の光照射装置においては、前記遮光板が、前記リフレクタの光軸方向に並設された複数の遮光板構成部材からなる構成とされていることが好ましい。

さらにまた、本発明の光照射装置においては、被照射物を前記マスクにおける透光部が伸びる方向に搬送する搬送手段を有し、
前記被照射物がフィルム状のものであり、前記搬送手段は、前記被照射物に接して搬送するローラーを有し、
前記集光部材は、前記光出射部からの光を前記一方向に伸びる線状に集光して、前記ローラーに接する箇所において前記被照射物に照射する構成とすることができる。

本発明の光照射装置によれば、基本的には、光源素子を構成する放電ランプとして、点光源であるショートアーク型のものを用い、このような放電ランプを有する複数の光源素子を一方向に並ぶように配置されてなる光源素子列によって光出射部が構成されているため、光源素子の各々における放電ランプから放射される光を、光源素子における各々のリフレクタおよび集光部材によって、光源素子が並ぶ一方向において互いに平行な平行光とすることが可能となる。しかも、各々光吸収性を有する複数の遮光板が、各々前記リフレクタの光軸に沿って前記一方向に対して垂直に伸びる姿勢で、前記一方向に並んで配設された構成とされていることにより、放電ランプの発光部を構成する例えばガラス材料の肉厚の大きさおよびその不均一性によるレンズ効果によって生ずる光の屈折、および、リフレクタの光反射面の加工精度に起因して、理想的な光路（リフレクタの光軸に平行な光路）から外れて各々の光源素子から出射される光（以下、「迷光」という。）を、遮光板によって吸収して遮光することができるので、光出射部からより一層平行度の高い平行光を出射することができる。従って、被照射物におけるマスクの遮光部の直下に位置する領域に光が照射されることが防止または抑制される結果、被照射物において、マスクのパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す斜視図である。図１に示す光照射装置をＡ−Ａ線で切断して示す側面断面図である。図１に示す光照射装置をＢ−Ｂ線で切断して示す平面断面図である。第１の実施の形態に係る光照射装置における光出射部の構成の概略を示す正面図である。マスクの具体的な構成の一例を示す説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。マスクにおける集光部材からの光が入射される有効照射幅、マスクと被照射物との間のギャップの許容変動値、およびローラーの半径の関係を示す説明図である。パターン化位相差フィルムの製造工程の一例を示す説明図である。本発明の光照射装置によって照射される光の向きを示す説明図である。光源素子を構成するリフレクタの他の構成例を示す正面図である。図９に示すリフレクタを有する光源素子を備えた、本発明の光照射装置の他の例における構成の概略を示す平面断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る光照射装置における光出射部の構成の概略を示す正面図である。本発明の第２の実施の形態に係る光照射装置における光出射部の他の構成の概略を示す正面図である。第３の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。第４の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。パターン化位相差フィルムの製造工程の他の例を示す説明図である。遮光板の他の構成例を示す説明図である。遮光板の支持構造を一部を拡大して示す断面図であるパターン化位相差フィルムの製造工程を示す説明図である。従来の光照射装置によって照射される光の向きを示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す斜視図であり、図２は、図１に示す光照射装置をＡ−Ａで切断して示す側面断面図、図３は、図１に示す光照射装置をＢ−Ｂで切断して示す平面断面図、図４は、第１の実施の形態に係る光照射装置における光出射部の構成の概略を示す正面図である。
この第１の実施の形態に係る光照射装置は、例えばパターン化位相差フィルムを製造するために用いられるものであって、複数例えば３つ以上の光源素子１２よりなる光源素子列１１を有する光出射部１０と、この光出射部１０からの光を、後述する光源素子１２が並ぶ一方向に伸びる線状に集光する集光部材２０と、この集光部材２０からの光をストライプ状に整形するマスク３０と、例えば位相差フィルム製造用の光重合性液晶材料若しくは配向膜材料よりなる被照射物Ｗを搬送する搬送手段４０とを備えている。

光出射部１０を構成する光源素子列１１においては、光源素子１２の各々が、一方向（図２において紙面に垂直な方向。以下、この一方向を「ｘ方向」ともいう。）に並ぶよう配置されている。光源素子列１１における光源素子１２の各々は、発光管１４内にその管軸に沿って互いに対向するよう一対の電極（図示省略）が配置されてなるショートアーク型の放電ランプ１３と、この放電ランプ１３を取り囲むよう配置された、当該放電ランプ１３からの光をその光軸と平行方向に反射するリフレクタ１５とを有する。

放電ランプ１３としては、例えば石英ガラスなどのガラス材料よりなる発光管１４内に水銀、希ガスおよびハロゲンが封入された、例えば波長２７０〜４５０ｎｍの紫外光を高い効率で放射する超高圧水銀ランプを用いることができる。このような放電ランプ１３において、一対の電極間の電極間距離が例えば０．５〜２．０ｍｍ、水銀の封入量が例えば０．０８〜０．３０ｍｇ／ｍｍ³である。

第１の実施の形態に係る光照射装置において、リフレクタ１５は、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の光反射面１６を有するパラボラミラーにより構成されており、当該リフレクタ１５は、その光軸Ｃが放電ランプ１３における発光管１４の管軸上に位置され、かつ、その焦点Ｆが放電ランプ１３における電極間の輝点に位置されるよう配置され、この状態で、固定部材１８によって放電ランプ１３に固定されている。

また、第１の実施の形態に係る光照射装置において、集光部材２０は、ｘ方向に垂直な断面が放物線状の光反射面２１を有する、ｘ方向に沿って伸びるシリンドリカルパラボラミラーにより構成されている。当該集光部材２０は、光出射部１０における各リフレクタ１５の光軸Ｃに垂直な光出射面１７の前方において、その焦点ｆが被照射物Ｗの表面上に位置するよう配置されている。
この集光部材２０は、目的とする波長の紫外光のみを反射させ、不要な可視光および赤外光を透過させるコールドミラーコーティングが施されてなるものであってもよい。

マスク３０は、ｘ方向に長尺な矩形の板状のものであって、集光部材２０の下方において、当該集光部材２０による反射光の光軸Ｌに対して垂直な平面に沿って配置されている。このマスク３０は、それぞれｘ方向に垂直な方向（図２および図３において左右方向。以下、この方向を「ｙ方向」ともいう。）に伸びる線状の多数の遮光部および多数の透光部がｘ方向に交互に並ぶよう配置されてなるものである。
図５は、マスク３０の具体的な構成の一例を示す説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。このマスク３０においては、例えば石英ガラスよりなる透光性基板３１の一面に、例えばクロムよりなる多数の線状の遮光膜３２が所要の間隔で離間して並ぶよう配置されており、遮光膜３２が形成された領域によって線状の遮光部３５が形成され、隣接する遮光膜３２間の領域によって透光部３６が形成されている。このマスク３０には、図５（Ａ）において破線Ｌｂで示すように、遮光部３５および透光部３６が並ぶｘ方向に伸びる帯状の光が入射される。

被照射物Ｗは、後述する搬送手段４０によってｙ方向に搬送されるため、マスク３０は、被照射物Ｗに対して離間して配置される。マスク３０と被照射物Ｗとの間の最小ギャップＧは、例えば５０〜１０００μｍである。
また、被照射物Ｗは、後述するローラー４１に接した状態で搬送されることにより、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップは、当該被照射物Ｗがｙ方向に搬送されるにつれて変動するため、マスク３０における集光部材２０からの光が入射される有効照射幅は、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップの許容変動値や、ローラー４１の半径を考慮して可能な範囲で小さく設定することが好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、被照射物Ｗが搬送されてマスク３０の直下領域を通過する際には、被照射物Ｗとマスク３０との間のギャップは、先ず、被照射物Ｗがｙ方向に移動するにつれて小さくなり、マスク３０の中央位置の直下に到達した後には、被照射物Ｗがｙ方向に移動するにつれて大きくなるが、最小有効照射幅が大きい程、ギャップの変動幅も大きくなるため、後述するマスク３０のパターンに忠実で高解像度のパターンを形成することができないからである。具体的には、図６に示すように、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップの許容変動値をａ、ローラー４１の半径をｒとしたとき、有効照射幅ｄは、ｄ＝√｛ｒ²−（ｒ−ａ）²｝×２により求めることができる。この式において、理論上は、被照射物Ｗを厚みを勘案することが必要であるが、被照射物Ｗの厚みは、ローラー４１の半径に比較して極めて小さいため、無視することができる。具体的な例を挙げると、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップの許容変動値が５０μｍ、ローラー４１の半径ｒが３００ｍｍである場合には、有効照射幅ｄは約１１ｍｍ以下であることが好ましい。従って、上記した光出射部１０におけるショートアーク型の各放電ランプ１３からの放射光を、各リフレクタ１５および集光部材２０によりｘ方向に伸びる線状に集光することが、かかる有効照射幅ｄの範囲内に光を集光させるために有効であり、ひいては、マスク３０のパターンに忠実で高解像度のパターンを形成することに繋がる。

搬送手段４０は、被照射物Ｗに接して当該被照射物Ｗを搬送するローラー４１を有する。具体的には、ローラー４１は、被照射物Ｗに接する箇所がマスク３０の直下位置に位置されるよう、当該ローラー４１の回転中心軸Ｏがｘ方向に伸びる姿勢で配置されており、当該ローラー４１が回転することにより、被照射物Ｗがｙ方向に搬送される。
被照射物がフィルム状のものである場合には、搬送手段４０が被照射物Ｗに接して当該被照射物Ｗを搬送するローラー４１を有するので、ローラー４１の偏芯を少なくすることにより、マスク３０と、ローラー４１に接したフィルム状の被照射物Ｗとの間のギャップを一定に保つことができる。
なお、ローラー４１に水冷機構を設けることにより、被照射物Ｗに高照度の紫外光が照射された場合でも、被照射物Ｗに接したローラー４１により被照射物Ｗを冷却することができるので、被照射物Ｗのシュリンクなどの変形を防止することができる。

而して、この第１の実施の形態に係る光照射装置においては、各々の光源素子１２におけるリフレクタ１５の光出射面１７の、ｘ方向における両側の開口端部近傍位置において、各々光吸収性を有する複数の遮光板７０が、各々前記リフレクタ１５の光軸Ｃに沿ってｘ方向に対して垂直に伸びる姿勢で、光源素子１２を構成するリフレクタ１５の光出射開面１７におけるｘ方向の開口幅とほぼ同じ大きさの配置間隔で、ｘ方向に並んで配設されている。遮光板７０を上記箇所に配設することによって、被照射物Ｗ上に線状に集光される光の照度分布への影響を小さくすることができる。
遮光板７０の各々は、一端部（図４において上端部）が、光源素子列１１の上方において遮光板７０と垂直な方向に伸びるよう設けられた板状の一端側支持部材７５によって支持されて固定されていると共に、他端部（図４において下端部）が、光源素子列１１の下方において遮光板７０と垂直な方向に伸びる板状の他端側支持部材７７によって支持されて固定されている。

各々の遮光板７０の厚みは、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であることが好ましく、これにより、高温時に熱変形することを防止することができると共に、リフレクタ１５からの出射光が阻害されることを回避することができる。

また、各々の遮光板７０の全長（光出射方向の寸法）は、遮光板７０の配列間隔およびカットすべき迷光の種類によって適宜決定することができる。具体的には、遮光板７０の全長をＬｓ、遮光板７０の配列間隔をＰとした場合、光源素子１２からの迷光の出射角度θは、tan θ＝（Ｐ／Ｌｓ）と表すことができるので、カットしたい迷光の角度に応じて、遮光板７０の全長Ｌｓと配列間隔Ｐを決めればよい。例えば、光源素子１２の配列間隔に応じて設定される遮光板７０の配列間隔Ｐが２３ｍｍであり、カットしたい迷光の出射角度θが１１°である場合には、遮光板７０の全長Ｌｓを１２０ｍｍとすればよい。

遮光板７０は、放電ランプ１３から放射される紫外線を吸収して遮蔽することができると共に（紫外線に対する反射率が低いものであること）、耐熱性に優れたものであることが必要とされ、このような遮光板７０を構成する材料としては、例えば、エンジニアリングプラスチック、ＣＦＲＰ（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの樹脂材料、セラミック材料、あるいは、ステンレス鋼などの金属材料などを例示することができる。ここに、遮光板７０がＣＦＲＰよりなる場合には、耐紫外線用クリア塗装が表面に施されたものが用いられ、また、ステンレス鋼よりなる場合には、表面が黒色化処理された厚み１ｍｍ程度であるものが用いられる。

上記の光照射装置においては、光出射部１０から出射された光が、集光部材２０およびマスク３０を介して、搬送手段４０によってｙ方向に搬送される被照射物Ｗに照射される。具体的に説明すると、光出射部１０においては、光源素子列１１における各光源素子１２の放電ランプ１３から放射された光が、当該光源素子１２におけるリフレクタ１５の光反射面１６によって反射されることにより、当該リフレクタ１５の光軸Ｃに沿った平行光とされて光出射面１７から集光部材２０に向かって出射される。その後、光出射部１０から出射された平行光とされた光は、集光部材２０における光反射面２１により下方に向かって反射されることにより、ｘ方向に伸びる線状に集光されながらマスク３０に入射される。このとき、マスク３０に入射される光は、ｘ方向において互いに平行な平行光である。そして、マスク３０に入射された光が当該マスク３０における遮光部３５および透光部３６によってストライプ状に整形されて被照射物Ｗに照射されることにより、被照射物Ｗにおけるローラー４１が接する箇所の表面には、マスク３０における遮光部３５および透光部３６のパターンに対応するストライプ状の光照射領域が形成されると共に、被照射物Ｗが搬送手段４０によってｙ方向に搬送されることにより、当該被照射物Ｗに対して、所要の光照射処理が達成される。

このような光照射装置においては、光重合性液晶材料を用い、以下のようにしてパターン化位相差フィルムを製造することができる。
先ず、図７（Ａ）に示すように、フィルム基材５１上に、液状の配向膜用材料を塗布して乾燥または硬化することによって配向膜用材料層５２Ａを形成し、当該配向膜形成用材料層５２Ａに対してラビング処理を施すことにより、図７（Ｂ）に示すように、フィルム基材５１上に配向膜５２を形成する。次いで、図７（Ｃ）に示すように、配向膜５２上に光重合性液晶材料層５３Ａを形成する。その後、光重合性液晶材料層５３Ａに対し、上記の光照射装置によって選択的露光処理を行って、光重合性液晶材料層５３Ａの一部を硬化させることにより、図７（Ｄ）に示すように、ストライプ状にパターン化された液晶ポリマー層５３が形成される。そして、配向膜５２上に残留する光重合性液晶材料層５３Ａを除去することにより、図７（Ｅ）に示すように、フィルム基材５１上に配向膜５２を介してストライプ状に液晶ポリマー層５３が形成されてなるパターン化位相差フィルムが得られる。

第１の実施の形態に係る光照射装置によれば、基本的には、光源素子１２を構成する放電ランプ１３が点光源であるショートアーク型のものであり、このような放電ランプ１３と回転放物面状の光反射面１６を有するリフレクタ１５とよりなる複数の光源素子１２をｘ方向に沿って並ぶよう配置されてなる光源素子列１１によって、光出射部１０が構成されているため、当該光源素子列１１を構成する光源素子１２の各々における放電ランプ１３から放射される光が、当該光源素子１２の各々におけるリフレクタ１５によって、光源素子１２が並ぶｘ方向において互いに平行な平行光とされる。しかも、各々光吸収性を有する複数の遮光板７０が、リフレクタ１５の光軸Ｃに沿ってｘ方向に対して垂直に伸びる姿勢で、ｘ方向に並んで配設された構成とされていることにより、放電ランプ１３の発光部を構成するガラス材料の肉厚の大きさおよびその不均一性に起因するレンズ効果によって生ずる光の屈折、および、リフレクタ１５の光反射面１６の加工精度に起因して、各々の光源素子１２からリフレクタ１５によって捕捉されずに光出射面１７から直接的に出射される迷光、具体的には、視角の大きい例えば視角が３．５度を超える光は全て遮光板７０によって吸収されて遮光されるので、光出射部１０からより一層平行度の高い平行光を出射することができる。従って、集光部材２０からの光は、図８に示すように、マスク３０の透光部３６にその面方向に対して直交若しくは略直交して入射されて当該透光部３６を透過する。これにより、被照射物Ｗにおけるマスク３０の遮光部３５の直下に位置する領域に光が照射されることが防止または抑制される結果、マスク３０のパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成することができる。

そして、上記の光照射装置のように、複数の光源素子によって光源素子列が形成されて光出射部が構成されたものにおいては、光源素子１２の配列密度を向上させて光源素子の平均輝度を高めるために、図９に示すように、回転放物面状の光反射面１６を有するリフレクタ１５Ａの光出射開口の開口縁（図９において一点鎖線で示す。）における周方向の４箇所を、光出射方向前方側から見たときの光出射面１７の開口縁の外周輪郭が略方形状とされるよう加工された構成のものにより各光源素子１２が構成されることが好ましいが、このようなリフレクタ１５Ａにより構成された光源素子１２を備えた構成のものにおいて、本発明は極めて有用なものとなる。
すなわち、このようなリフレクタ１５Ａを備えた光源素子１２においては、放電ランプ１３からリフレクタ１５Ａの光出射面１７の開口縁の４辺部に向かって放射される光は、切り欠きを介して直接的に、あるいは、図１０に示すように、当該４辺部において切り欠き１５１を塞ぐようリフレクタ１５Ａの光軸Ｃと平行に設けられた、各光源素子１２間を仕切る光照射装置の隔壁１９により反射されて、出射される。当該４辺部より出射される光は、例えばリフレクタの光軸Ｃに対して斜交する理想的な光路から外れた迷光Ｍ１〜Ｍ３となるところ、本発明の光照射装置によれば、当該迷光Ｍ１〜Ｍ３を、遮光板７０によって吸収して遮光し、集光部材２０及びマスク３０に入射することを防止することができ、ひいては、被照射物Ｗに照射されることを確実に防止することができるので、上記効果を確実に得ることができる。

［第２の実施の形態］
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る光照射装置における光出射部の構成の概略を示す正面図である。この第２の実施の形態に係る光照射装置は、光出射部を除き、第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の構成である。
この光照射装置における光出射部１０は、２つの光源素子列１１Ａ，１１Ｂが互いに同方向に伸びて並ぶよう配置されて構成されている。具体的に説明すると、光源素子列１１Ａ，１１Ｂの各々は、複数の光源素子１２が一方向（ｘ方向）に並ぶよう配置されて構成され、光源素子１２の各々は、ショートアーク型の放電ランプ１３と、この放電ランプ１３を取り囲むよう配置された、当該放電ランプ１３からの光を反射するリフレクタ１５Ａとを有する。放電ランプ１３は、第１の実施の形態に係る光照射装置におけるものと同様の構成である。リフレクタ１５Ａは、図９に示すような、光出射方向前方側から見たときの光出射面１７の開口縁の外周輪郭が略方形状とされるよう加工された構成のものである。
そして、２つの光源素子列１１Ａ，１１Ｂは、一方の光源素子列１１Ａに係る光源素子１２における放電ランプ１３の電極間中心点と、当該光源素子１２に最も接近する、他方の光源素子列１１Ｂに係る光源素子１２における放電ランプ１３の電極間中心点とを結ぶ直線Ｔが、ｘ方向に伸びる直線Ｘと斜交するよう配置されている。

この光照射装置においては、一方の光源素子列１１Ａを構成する各々の光源素子１２における光出射面１７の開口端部近傍位置に、各々光吸収性を有する複数の遮光板７０Ａが、各々リフレクタ１５Ａの光軸Ｃに沿ってｘ方向に対して垂直に伸びる姿勢で、光源素子１２を構成するリフレクタ１５Ａの光出射面１７におけるｘ方向の開口幅とほぼ同じ大きさの配置間隔で、ｘ方向に並んで配設されていると共に、他方の光源素子列１１Ｂを構成する各々の光源素子１２における光出射面１７の開口端部近傍位置に、各々光吸収性を有する複数の遮光板７０Ｂが、各々リフレクタ１５Ａの光軸Ｃに沿ってｘ方向に対して垂直に伸びる姿勢で、光源素子１２を構成するリフレクタ１５Ａの光出射面１７におけるｘ方向の開口幅とほぼ同じ大きさの配置間隔で、ｘ方向に並んで配設されている。

一方の光源素子列１１Ａに係る遮光板７０Ａの各々は、一端部（図１１において上端部）が、一方の光源素子列１１Ａの上方において遮光板７０Ａと垂直な方向に伸びるよう設けられた板状の一端側支持部材７５によって支持されて固定されていると共に、他端部（図１１において下端部）が、一方の光源素子列１１Ａと他方の光源素子列１１Ｂとの間の中間位置において遮光板７０Ａと垂直な方向に伸びる板状の中央支持部材７６によって支持されて固定されている。
また、他方の光源素子列１１Ｂに係る遮光板７０Ｂの各々は、一端部（図１１において上端部）が中央支持部材７６によって支持されて固定されていると共に他端部（図１１において下端部）が、他方の光源素子列１１Ｂの下方において遮光板７０Ｂと垂直な方向に伸びる板状の他端側支持部材７７によって支持されて固定されている。
一端側支持部材７５、中央支持部材７６および他端側支持部材７７は、光吸収性を有するものであっても、光吸収性を有さないものであってもよい。

この第２の実施の形態に係る光照射装置によれば、第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の効果が得られると共に、光出射部１０が、それぞれ同方向に伸びる２つの光源素子列１１Ａ，１１Ｂが特定の位置関係で配置されて構成されているため、ｘ方向において均一な照度分布を有する光を照射することができる。

光出射部１０が、それぞれ同方向に伸びる２つの光源素子列１１Ａ，１１Ｂが特定の位置関係で配置されて構成されたものにおいては、図１２に示すように、一方の光源素子列１１Ａにおける各々の遮光板７０Ａが、その他端側部分（図１２においては下端側部分）が一方の光源素子列１１Ａの他端より他方の光源素子列１１Ｂ側に突出して伸び、他方の光源素子列１１Ｂを構成する光源素子１２の各々における光軸Ｃ上に位置されるよう、配設される。さらに、他方の光源素子列１１Ｂにおける各々の遮光板７０Ｂが、その一端側部分（図１２においては上端側部分）が他方の光源素子列１１Ｂの一端より一方の光源素子列１１Ａ側に突出して伸び、一方の光源素子列１１Ａを構成する光源素子１２の各々における光軸Ｃ上に位置されるよう、配設された構成とされていてもよい。

このような光出射部１０を備えた光照射装置によれば、一の光源素子列における遮光板の配置間隔が、光源素子１２を構成するリフレクタ１５Ａの光出射面１７におけるｘ方向の開口幅の約１／２程度と狭いため、各々の光源素子１２から出射される迷光を一層確実に遮光することができ、上記の第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の効果を一層確実に得ることができる。
また、各々の遮光板７０Ａ、７０Ｂの厚みは例えば０．５〜２ｍｍ程度であり、光出射面１７の開口幅に比して十分に小さいため、一方の光源素子列１１Ａ（他方の光源素子列１１Ｂ）における光源素子１２の前方位置に、他方の光源素子列１１Ｂ（一方の光源素子列１１Ａ）における遮光板７０Ｂ（７０Ａ）の一部が位置される構成とされることによって、被照射物Ｗ上に線状に集光される光の照度分布に与える影響は、実際上、無視できるほど小さいものである。

［第３の実施の形態］
図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。
この第３の実施の形態に係る光照射装置は、例えばパターン化位相差フィルムを製造するために用いられるものであって、複数例えば３つ以上の光源素子１２よりなる光源素子列１１を有する光出射部１０と、この光出射部１０からの光を、後述する光源素子１２が並ぶ一方向（ｘ方向）に伸びる線状に集光する集光部材２０と、この集光部材２０からの光をストライプ状に整形するマスク３０と、被照射物Ｗを搬送する搬送手段４０とを備えている。ここで、マスク３０および搬送手段４０は、第１の実施の形態に係る光照射装置におけるマスク３０および搬送手段４０と同様の構成である。

光出射部１０を構成する光源素子列１１においては、リフレクタ１５が、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の光反射面１６を有するパラボラミラーにより構成されており、当該リフレクタ１５が、その光軸Ｃが放電ランプ１３における発光管１４の管軸上に位置され、かつ、その焦点Ｆが放電ランプ１３における電極間の輝点に位置されるよう配置され、この状態で、固定部材１８によって放電ランプ１３に固定された構成とされている。ここで、放電ランプ１３は、第１の実施の形態に係る光照射装置における放電ランプ１３と同様の構成である。

また、第３の実施の形態に係る光照射装置において、集光部材２０は、ｘ方向に沿って伸びるよう配置された、光照射部１０からの光を一方向に伸びる線状に集光するシリンドリカル凸レンズ２２と、このシリンドリカル凸レンズ２２からの光をマスク３０に向かって反射する平面ミラー２３とにより構成されている。
集光部材２０におけるシリンドリカル凸レンズ２２は、光出射部１０における各リフレクタ１５の光軸Ｃに垂直な光出射面１７の前方において、その凸面が光出射面となる向きに、その焦点ｆが平面ミラー２３によって投影される被照射物Ｗの表面上に位置されるよう配置されている。
集光部材２０における平面ミラー２３は、マスク３０の上方において、当該平面ミラーの光反射面２４が、リフレクタ１５の光軸Ｃに対して例えば４５°の角度で傾いた状態で配置されている。

この第３の実施の形態に係る光照射装置においては、各々の光源素子１２におけるリフレクタ１５の光出射面１７の、ｘ方向における両側の開口端部近傍位置において、各々光吸収性を有する複数の遮光板７０が、各々前記リフレクタ１５の光軸Ｃに沿ってｘ方向に対して垂直に伸びる姿勢で、光源素子１２を構成するリフレクタ１５の光出射面１７におけるｘ方向の開口幅とほぼ同じ大きさの配置間隔で、ｘ方向に並んで配設されている。各々の遮光板７０は、第１の実施の形態に係る光照射装置におけるものと同様の構成である。

上記の光照射装置においては、光出射部１０から出射された光が、集光部材２０およびマスク３０を介して、搬送手段４０によってｙ方向に搬送される被照射物Ｗに照射される。具体的に説明すると、光出射部１０においては、光源素子列１１における各光源素子１２の放電ランプ１３から放射された光が、当該光源素子１２におけるリフレクタ１５の光反射面１６によって反射されることにより、当該リフレクタ１５の光軸Ｃに沿った平行光とされて光出射面１７から集光部材２０に向かって出射される。その後、光出射部１０から出射された平行光とされた光は、集光部材２０におけるシリンドリカル凸レンズ２２によってｘ方向に伸びる線状に集光されながら、平面ミラー２３の光反射面２４により下方に向かって反射されることにより、マスク３０に入射される。このとき、マスク３０に入射される光は、ｘ方向において互いに平行な平行光である。そして、マスク３０に入射された光が当該マスク３０における遮光部３５および透光部３６によってストライプ状に整形されて被照射物Ｗに照射されることにより、被照射物Ｗにおけるローラー４１が接する箇所の表面には、マスク３０における遮光部３５および透光部３６のパターンに対応するストライプ状の光照射領域が形成されると共に、被照射物Ｗが搬送手段４０によってｙ方向に搬送されることにより、当該被照射物Ｗに対して、所要の光照射処理が達成される。

第３の実施の形態に係る光照射装置によれば、上記の第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の効果を一層確実に得ることができる。

［第４の実施の形態］
図１４は、本発明の第４の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。
この第４の実施の形態に係る光照射装置は、例えばパターン化位相差フィルムを製造するために用いられるものであって、集光部材２０とマスク３０との間の光路上に偏光素子４５が配置されていることを除き、第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の構成である。
偏光素子４５は、特に限定されるものではないが、例えば、ガラス若しくは石英ガラスよりなる矩形の透明基板の一面に、例えばアルミニウムや銀などの光反射率が高い金属材料よりなる多数の金属ワイヤーが当該透明基板の一辺に平行な方向に沿って一定の間隔で配置されてなるワイヤーグリッド偏光素子により構成されている。
このような偏光素子（ワイヤーグリッド偏光素子）４５においては、金属ワイヤーの配置ピッチの約２倍以上の波長の光が照射されたときに、当該光を構成する振動成分のうち、金属ワイヤーが伸びる方向に振動する成分を反射若しくは吸収すると共に、金属ワイヤーが伸びる方向と垂直な方向に振動する成分を透過することによって、直線偏光光とされる。

上記の光照射装置においては、光出射部１０から出射された光が、集光部材２０、偏光素子４５およびマスク３０を介して、搬送手段４０によってｙ方向に搬送される被照射物Ｗに照射される。このとき、集光部材２０からの光は、偏光素子４５によって直線偏光光とされるため、当該直線偏光光が被照射物Ｗに照射される。

このような光照射装置においては、光配向膜用材料を用い、以下のようにしてパターン化位相差フィルムを製造することができる。
先ず、図１５（Ａ）に示すように、フィルム基材５１上に、液状の光配向膜用材料を塗布して乾燥または硬化することによって光配向膜用材料層５５Ａを形成する。
次いで、光配向膜用材料層５５Ａに対して、上記の光照射装置によって直線偏光光による選択的露光処理を行うことにより、図１５（Ｂ）に示すように、フィルム基材５１上にストライプ状にパターニングされた第１の光配向膜５５を形成する。
更に、適宜の光照射装置によって、上記図１５（Ｂ）で照射した偏光光と９０°偏光方向が異なる直線偏光光により全面露光処理を行うことにより、図１５（Ｃ）に示すように、隣接する第１の光配向膜５５間に第２の光配向膜５６を形成する。
次いで、図１５（Ｄ）に示すように、第１の光配向膜５５および第２の光配向膜５６の表面上に、光重合性液晶材料層５７Ａを形成し、その後、光重合性液晶材料層５７Ａに対し、適宜の光照射装置によって全面露光処理を行って、当該光重合性液晶材料層５７Ａを硬化させることにより、図１５（Ｅ）に示すように、第１の光配向膜５５上に形成された第１の液晶ポリマー層部分５７およびこの第１の液晶ポリマー層部分５７とは液晶の配向状態が異なる第２の液晶ポリマー層部分５８がストライプ状にパターン化されてなる液晶ポリマー層５９が形成され、以て、パターン化位相差フィルムが得られる。

このような光照射装置によれば、第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の効果が得られると共に、被照射物Ｗに対して直線偏光光を照射することができるので、光配向膜用材料を用いてパターン化位相差フィルムを製造するための光照射装置として極めて好適である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。

例えば、第１の実施の形態乃至第３の実施の形態において、遮光板は、図１６に示すように、リフレクタ１５の光軸Ｃ方向において分割された、短冊状の複数枚（この例では４枚）の遮光板構成部材７０１、７０２、７０３、７０４によって構成されていてもよい。遮光板７０Ｃを構成する遮光板構成部材７０１〜７０４は、リフレクタ１５の光軸Ｃ方向において当接ないしは微小な間隙を隔てて配置された状態において、一端部および他端部が、遮光板構成部材７０１〜７０４の長手方向と垂直な方向に伸びるようリフレクタ１５の光軸Ｃに沿って設けられた例えば柱状の一端側支持部材７５Ａおよび他端側支持部材７７Ａによって支持されて固定される。
一端側支持部材７５Ａおよび他端側支持部材７７Ａには、図１７に示すように、リフレクタ１５の光軸Ｃ方向に沿って伸びる凹溝７９Ａ，７９Ｂが形成されており、他端側支持部材７７Ａの凹溝７９Ｂに遮光板構成部材７０１〜７０４の他端部が嵌合されると共に一端側支持部材７５Ａの凹溝７９Ａに遮光板構成部材７０１〜７０４の一端部が遮光板構成部材７０１〜７０４の一端面と凹溝７９Ａの内面との間に間隙Ｋが形成されるよう遊嵌状態で挿入され、これにより、各々の遮光板構成部材７０１〜７０４が支持されている。

このような構成の遮光板７０Ｃによれば、各々の光源素子１２より出射される迷光の吸収によって生ずる遮光板７０Ｃにおける温度分布のムラが生じ、遮光板７０Ｃが高温になった場合でも、熱膨張による変位（伸び）を間隙Ｋによって吸収することができるので、遮光板７０Ｃに反り、撓みなどといった熱に起因する変形が生じることを抑制ないしは防止することができ、遮光板７０Ｃの所期の機能を確実に得ることができて、マスクのパターンに忠実で解像度の高いパターンを確実に形成することができる。

第３の実施の形態において、第４の実施の形態と同様に偏光素子が配置されていてもよい。
また、偏光素子が配置される位置は、光出射部とマスクとの間の光路上であればよく、従って、集光部材とマスクとの間の光路上に限定されず、例えば光出射部と集光部材との間の光路上であってもよい。
また、第３の実施の形態において、光を被照射物に対側面から照射する場合には、平面ミラーでなくてもよい。

１０光出射部
１１，１１Ａ，１１Ｂ光源素子列
１２光源素子
１３放電ランプ
１４発光管
１５，１５Ａリフレクタ
１５１切り欠き
１６光反射面
１７光出射面
１８固定部材
１９隔壁
Ｃリフレクタの光軸
Ｆリフレクタの焦点
２０集光部材
２１光反射面
２２シリンドリカル凸レンズ
２３平面ミラー
ｆ集光部材の焦点
３０マスク
３１透光性基板
３２遮光膜
３５遮光部
３６透光部
Ｗ被照射物
Ｇ最小ギャップ
４０搬送手段
４１ローラー
Ｏローラーの回転中心軸
４５偏光素子
５１フィルム基材
５２Ａ配向膜用材料層
５２配向膜
５３Ａ光重合性液晶材料層
５３液晶ポリマー層
５５Ａ光配向膜用材料層
５５第１の光配向膜
５６第２の光配向膜
５７Ａ光重合性液晶材料層
５７第１の液晶ポリマー層部分
５８第２の液晶ポリマー層部分
５９液晶ポリマー層
７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ遮光板
７０１、７０２、７０３、７０４遮光板構成部材
７５，７５Ａ一端側支持部材
７６中央支持部材
７７，７７Ａ他端側支持部材
７９Ａ，７９Ｂ凹溝
Ｍ１〜Ｍ３迷光
Ｋ間隙
９０フィルム基材
９１配向膜
９２光重合性液晶材料層
９３液晶ポリマー層
９５マスク
９６遮光部
９７透光部

Claims

ショートアーク型の放電ランプ、および、当該放電ランプを取り囲むよう配置された、当該放電ランプからの光をその光軸と平行方向に反射するリフレクタよりなる光源素子の複数が、一方向に並んで配置されてなる光源素子列を有する光出射部と、
各々前記一方向に垂直な方向に伸びる線状の多数の遮光部および多数の透光部が前記一方向に交互に並んで配置されてなるマスクとを備えてなり、
各々光吸収性を有する複数の遮光板が、各々前記リフレクタの光軸に沿って前記一方向に対して垂直に伸びる姿勢で、前記一方向に並んで配設されていることを特徴とする光照射装置。
前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転放物面状の光反射面を有するものであり、
断面が放物線状の光反射面を有するシリンドリカルミラーよりなる集光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
前記光出射部は、それぞれ同方向に伸びる少なくとも２つの光源素子列を有してなり、これらの光源素子列は、一の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極間中心点と、当該光源素子に最も接近する、他の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極間中心点とを結ぶ直線が、前記一方向に伸びる直線と斜交するように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
前記遮光板が、前記リフレクタの光軸方向に並設された複数の遮光板構成部材からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光照射装置。
被照射物を前記マスクにおける透光部が伸びる方向に搬送する搬送手段を有し、
前記被照射物がフィルム状のものであり、前記搬送手段は、前記被照射物に接して搬送するローラーを有し、
前記集光部材は、前記光出射部からの光を前記一方向に伸びる線状に集光して、前記ローラーに接する箇所において前記被照射物に照射することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の光照射装置。