JP5695197B2 - 露光システム - Google Patents

Description

本発明は、偏光パターンを連続的に形成するための露光システムに関するものである。

露光システムは、ロールに巻き取られているフィルムを連続的に繰り出しながら、繰り出した部分にコーティング及び乾燥を施した後、光を照射して偏光パターンを形成する。露光システムがフィルムを繰り出して移動させる過程でフィルムの蛇行と振動が発生するようになるが、これはフィルムに形成される偏光パターンを不規則にさせる要因として作用する。

偏光パターンが不規則的なフィルムは偏光性能が劣り、当該フィルムが付された３Ｄディスプレイの性能をもまた顕著に悪化させる問題をもたらす。それ故に、フィルムに露光パターンを規則的に形成するための手段が求められている。

今までの露光システムは、例えば、韓国公開特許第２００３−４０６７４号公報に開示されているように、連続工程に不適合なものであるか、或いはマスクの露光領域が狭いものであり、効率が低下するといった課題があった。

また、露光領域が曲面である場合には、マスクを通過して露光領域に到逹する露光量が不均一になり、偏光パターンを不規則にさせる要因になるとされ、露光領域を必ず平たくすべきであることが知られている。

韓国公開特許第２００３−４０６７４号公報（２００３年５月２３日）

本発明は、連続的なリターダ偏光パターンの形成時に、フィルムの振動及び蛇行を最小限にすることができる露光システムを提供することを目的とする。

本発明は、より広範囲な領域に対して均一な露光が可能な露光システムを提供することを目的とする。

１．発光部と、フィルムがその表面に密着され、円、楕円又はその一部の曲率で湾曲さ
れた状態で移送されるフィルム移送部と、前記発光部から出射された光を密着された前記
フィルムに伝達し、前記フィルムに偏光パターンを形成するパターン形成部とを備え、前記パターン形成部は、前記曲率と同一曲率で湾曲されたマスク及び偏光子を備える、露光システム。

３．前記項目１において、前記フィルム移送部は円筒形又は楕円形ローラである、露光システム。

４．前記項目１において、前記フィルム移送部は、円、楕円又はその一部の曲率を有する軌跡に隣接して又は離隔して配置された複数の円形ローラである、露光システム。

５．前記項目４において、前記複数の円形ローラの下部には複数の支持ローラをさらに備える、露光システム。

８．前記項目３において、前記パターン形成部は、前記発光部から出射された光を前記ローラの回転軸に向けて伝達するものである、露光システム。

９．前記項目１において、前記パターン形成部は、前記発光部から出射された光を密着した前記フィルムに均一に伝達する、露光システム。

１０．前記項目６又は７において、前記パターン形成部は、前記マスク、或いは前記マスク及び偏光子が前記曲率で湾曲されるようにする内部気圧調節用チャンバをさらに備える、露光システム。

１１．前記項目１において、前記フィルム移送部の表面には粘着層又はすべり防止層が設けられる、露光システム。

１２．前記項目６又は７において、前記マスクから前記フィルム移送部までの距離が一定である、露光システム。

１３．前記項目６又は７において、前記マスクは、四辺を有する四角面形態であり、一辺と対向する対辺が前記パターン形成部の固定部に結合されており、これら二辺を除いた互いに対向する一対の二辺が前記固定部に固定されていない、露光システム。

１４．前記項目１３において、前記マスクの曲率は、前記マスクの二辺の間の距離を調節できる固定装置によって調節することができる、露光システム。

１５．前記項目１において、前記フィルム移送部の表面は、無反射又は無散乱の処理が施されたものである、露光システム。

１６．前記項目１において、前記発光部から出射される光を反射させる第１の反射部と、前記第１の反射部から反射された光を集光して伝達する集光器と、前記集光器から伝達された光を前記パターン形成部に反射させる第２の反射部とをさらに備える、露光システム。

１７．前記項目１において、前記パターン形成部は、前記発光部から出射された光を直接入力を受けて前記フィルム移送部に密着されたフィルムに伝達する、露光システム。

本発明の露光システムは、移送されるフィルムがフィルム移送部に密着して移送されることにより、連続的な偏光パターン形成時にフィルムの振動及び蛇行を最小限にすることができる。

本発明の露光システムは、パターン形成部とフィルム移送部との曲率を一致させてこれらの間の距離を一定にすることにより、フィルムの密着面に光が均一に入射され、均一な露光及びパターンの形成が可能である。

本発明の露光システムは、フィルム移送部が密着されるフィルムを円、楕円又はその一部の曲率で湾曲して移送させるため、例えば、フィルムを一直線上に配置されたロールで移送させる場合などに比べて、単位時間当たりより広範囲な領域の露光及びパターンの形成が可能である。

本発明の露光システムは、フィルム移送部の表面を無反射及び無散乱の処理を施す場合、表面に入射される光が反射及び散乱されることにより発生する光の損失を最小限にすることができ、意図する光の強度及び量を密着されたフィルム上に与えることができるため、均一かつ正確な偏光パターンの形成が可能である。

本発明に係るシステムのフィルム移送部は、円筒形ローラと、楕円形ローラと、複数の円形ローラを円、楕円又はその一部の曲率を有する軌跡に離隔又は隣接配置して構成される大型ローラとなどで容易に具現することができる。

本発明に係るシステムのフィルム移送部として、複数の円形ローラを円、楕円又はその一部の曲率を有する軌跡に離隔又は隣接配置して構成される大型ローラを用いる場合には、非常に広範囲な範囲に対して同時に均一な露光及びパターンの形成が可能である。

本発明のシステムのフィルム移送部として、前記大型ローラを用いる場合、複数の円形ローラの下部に二重又は多重形態で支持ロールを追加し、より安定的にシステムを運用することができる。

本発明の露光システムの一例を示す図である。 本発明のフィルム移送部の例を示す図である。 本発明のパターン形成部の一例を示す図である。

本発明は、発光部と、フィルムがその表面に密着され、円、楕円又はその一部の曲率で湾曲された状態で移送されるフィルム移送部と、前記発光部から出射された光を密着された前記フィルムに伝達し、前記フィルムに偏光パターンを形成するパターン形成部とを備えることにより、ロールに巻き取られたフィルムを連続的に繰り出しながら偏光パターンを形成させる場合にもフィルムの振動及び蛇行を最小限にすることができ、より広範囲の領域に対して均一な露光が可能であって、パターンリターダなどの品質改善及び生産効率の増大に寄与することができる露光システムに関するものである。

以下、本発明を詳しく説明する。

本発明の露光システムは、例えば、図１のように構成され得る。図１の露光システムは、３Ｄディスプレイ用偏光フィルムＦに光を照射して偏光パターンを形成するためのシステムである。

このような機能を遂行する本実施形態による露光システムは、ランプ１１０、第１の反射鏡１２０、集光器１３０、第２の反射鏡１４０、パターン形成部１５０、及びフィルム移送部１６０を具備する。

ランプ１１０は、光を発生させて出射する発光素子であり、発生された光は第１の反射鏡１２０に出射される。第１の反射鏡１２０は、ランプ１１０から出射された光を集光器１３０に向けて反射させる。

集光器１３０は、第１の反射鏡１２０から反射された光を集光し、第２の反射鏡１４０に伝達する。第２の反射鏡１４０は、集光器１３０から伝達された光をパターン形成部１５０に反射させる。

パターン形成部１５０は、第１の反射鏡１２０、集光器１３０、及び第２の反射鏡１４０で構成される光学システムにより、ランプ１１０から照射された光が伝達されることになる。

フィルム移送部１６０は、回転運動を通じて、フィルムＦを図１に示す矢印方向に沿って密着させ移動させる手段である。フィルムＦは、フィルム移送部１６０の曲面に密着して移動することにより、移送過程中に発生する振動及び蛇行を防止する。フィルム移送部１６０の曲面はフィルムＦが密着される密着面に該当し、フィルムＦは、フィルム移送部１６０の表面に密着し、楕円又はその一部の曲率で湾曲された状態で移動する。

フィルム移送部の表面には、フィルムが密着して移送されるために必要な場合、粘着層又はすべり防止層を設けることができる。移送されるフィルムに十分な張力が掛かっている場合には、密着のための別途の層を設けなくてもよい。

フィルム移送部１６０は、図１（ａ）では楕円形ローラとして、図１（ｂ）では円筒形ローラとして示しているが、フィルムがその表面に密着され、円、楕円又はその一部の曲率で湾曲された状態で移送されるようにできるものであれば特に限定されるものではない。例えば、図１（ａ）の楕円形ローラが円筒形ローラとベルトとによって具現される場合、例えば図２のような多様な方法で具現されることができる。

例えば、図２（ａ）のように、２つの円形ローラをベルトで連結して構成する無限軌道形式であってよく、図２（ｂ）のように、複数の円形ローラを楕円又はその一部の曲率を有する軌跡に離隔配置して構成することも可能であり、図２（ｃ）のように、複数の円形ローラを楕円又はその一部の曲率を有する軌跡に隣接するように詰めて配置して構成することも可能である。また、図２（ｄ）及び図２（ｅ）のように、図２（ｂ）及び図２（ｃ）の構成の下部に二重又は多重の支持ロールを載置することも可能である。

パターン形成部１５０は、第１の反射鏡１２０、集光器１３０、及び第２の反射鏡１４０を通じて伝達されるランプ１１０から照射された光を、フィルム移送部１６０の曲面に密着されたフィルムＦに伝達する。これによって、フィルム移送部１６０の曲面に密着されたフィルムＦの一部分に偏光パターンが形成される。

パターン形成部は、ランプ１１０から出射された光を円筒形ローラの回転軸に向けて伝達することができる。このような場合、フィルム移送部１６０の曲面に密着されたフィルムＦ部分に光が均一に入射されるようにする一方法となる。

パターン形成部１５０からフィルム移送部１６０に密着されたフィルムＦに伝達される光は、フィルム移送部１６０の楕円形ローラの中心に向かうようにすることができる。このような場合、フィルム移送部１６０の曲面に密着されたフィルムＦ部分に光が均一に入射されるようにする一方法となる。

また、フィルム移送部１６０の曲面は無反射及び無散乱の処理が施され得る。これによって、フィルム移送部１６０の曲面では入射された光が反射したり散乱したりしないため、フィルム移送部１６０の曲面に密着されたフィルムＦ部分に偏光パターンが一定に形成される。

パターン形成部１５０の詳細な構造は、例えば図３のようである。

図３のように、パターン形成部１５０は、チャンバ１５１、偏光板１５３、偏光板固定部１５５、マスク固定部１５７、及びマスク１５９を具備することができる。

偏光板１５３は、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）／偏光子ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）／ＣＯＰで構成することができる。その時、用いられるＰＶＡは、ヨード染色が行われたものを利用するか、それ以外の他の偏光させることができる手段を用いても構わない。偏光板固定部１５５は、偏光板１５３の両端をパターン形成部１５０に固定させる。

マスク１５９は、偏光パターン形成が可能なフィルム又は石英ガラス材質で具現することができる。マスク固定部１５７は、マスク１５９の両端をパターン形成部１５０に固定させる。

具体的には、マスク１５９は四辺を有する四角面形態であり、その一辺と対向する対辺はマスク固定部１５７に固定されて結合されており、これら二辺を除いた互いに対向する他方の一対の二辺はマスク固定部１５７に固定されない。

チャンバ１５１は、内部気圧を調節し、偏光板１５３及びマスク１５９の曲面と、フィルム移送部１６０の曲面との間の距離が一定になるように調節するための手段である。チャンバ１５１の内部気圧を低下させて偏光板１５３及びマスク１５９の曲率半径を減少させ、偏光板１５３及びマスク１５９の曲面とフィルム移送部１６０の曲面との間の距離が一定になるように調節した結果を図３（ｂ）に示す。また、図１からも、パターン形成部１５０に具備されたマスクの曲面とフィルム移送部１６０の曲面との間の距離が一定（ＡＡ’＝ＢＢ’＝ＣＣ’）になっていることを確認することができる。

偏光板１５３及びマスク１５９の曲面とフィルム移送部１６０の曲面との間の距離は一定に維持されるようにすることが好ましい。フィルム移送部１６０の曲面に密着されたフィルムＦ部分に光が均一に入射されるようにするためである。

以上、円筒形のフィルム移送部１６０に密着されたフィルムＦに光を均一に照射して偏光パターンを形成する露光システムについて、好ましい実施形態を参照しながら詳細に説明した。

本実施形態では、第１の反射鏡１２０、集光器１３０、及び第２の反射鏡１４０で構成された光学システムを通じて、ランプ１１０からパターン形成部１５０に光が伝達されるものであると説明したが、これは例示的なものに過ぎない。

図１に示された形態の光学システムとは異なる形態の光学システムを通じて、ランプ１１０からパターン形成部１５０に光が伝達されるように具現することも可能である。それだけでなく、光学システムなしに、ランプ１１０からパターン形成部１５０に光が直接伝達されるように具現することも可能であることは言うまでもない。

また、内部気圧の調節可能なチャンバ１５１を利用して偏光板１５３及びマスク１５９の曲面を調節するものであると説明したが、これもまた発明の説明のための例示的なものに過ぎず、チャンバ１５１以外の他の手段を利用して偏光板１５３及びマスク１５９の曲面を調節するように具現することも可能である。例えば、偏光板１５３及びマスク１５９の両端に外圧を加える手段を制御して、偏光板１５３及びマスク１５９の曲面を調節するように具現することが可能である。

一方、上述した実施形態では、偏光板１５３及びマスク１５９の曲面が可変されるものであると説明したが、これもまた説明の便宜のための例示に過ぎない。従って、偏光板１５３及びマスク１５９の曲面が固定された状態を維持するように具現することも可能であって、その場合にはチャンバ１５１のような偏光板１５３及びマスク１５９の曲面を調節するための手段は必要としない。

また、上述した実施形態では、フィルム移送部１６０が楕円形ローラであると説明したが、楕円形ローラは、フィルムＦを密着させた状態で楕円又はその一部の曲率で移動させる手段の例示に過ぎないため、これを図２の例を含む多様な手段に代替することが可能である。

また、上述した実施形態では、偏光板１５３及びマスク１５９がフィルム移送部１６０の面に対して、偏光板１５３、マスク１５９の順で積層されているが、これらは適切な範囲内で離隔されるか、或いはその積層の順序を変更するとしても同一の機能を遂行することができる。

また、上述した実施形態では、偏光板１５３及びマスク１５９が順次に積層されているが、光源から出射する光が偏光光の場合には、偏光板もまた省略できる。また、偏光板１５３の中で偏光子のみを用いても構わない。

また、上述した実施形態では、チャンバ１５１を利用してマスク１５９を備える部分の曲面を調節したが、これは曲面を調節する手段の例示に過ぎないため、マスクの曲面を調節すると同時にこのような曲面を維持し得る外力を加えることができる手段であれば、どのようなものでもチャンバ１５１を代替することができる。

例えば、マスクの曲率半径は、パターン形成部に固定されたマスクの二辺の間の距離を調節できる固定装置によって調節されるように具現することが可能である。

上述した実施形態で説明した露光システムは、３Ｄディスプレイ用偏光フィルムに偏光パターンを形成するためのシステムである。しかし、本発明の技術的思想は３Ｄディスプレイ用偏光フィルム以外の他のフィルムにパターンを形成する場合にも適用可能であることは言うまでもない。

また、以上において、本発明の好ましい実施形態に対して図示して説明したが、本発明は、上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲にて請求する本発明の要旨を逸脱せずに該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な変形実施が可能であることは勿論、このような変形実施は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されるべきではない。

１１０：ランプ
１２０：第１の反射鏡
１３０：集光器
１４０：第２の反射鏡
１５０：パターン形成部
１５１：チャンバ
１５３：偏光子
１５５：偏光板固定部
１５７：マスク固定部
１５９：マスク
１６０：フィルム移送部

Claims (14)

1. 発光部と、フィルムがその表面に密着され、円、楕円又はその一部の曲率で湾曲された
   状態で移送されるフィルム移送部と、前記発光部から出射された光を密着された前記フィ
   ルムに伝達し、前記フィルムに偏光パターンを形成するパターン形成部とを備え、前記パ
   ターン形成部は、前記曲率と同一曲率で湾曲されたマスク及び偏光子を備える、露光システム。
2. 前記フィルム移送部は円筒形又は楕円形ローラである、請求項１に記載の露光システム
   。
3. 前記フィルム移送部は、円、楕円又はその一部の曲率を有する軌跡に隣接して又は離隔
   して配置された複数の円形ローラである、請求項１に記載の露光システム。
4. 前記複数の円形ローラの下部には複数の支持ローラをさらに備える、請求項３に記載の
   露光システム。
5. 前記パターン形成部は、前記発光部から出射された光を前記ローラの回転軸に向けて伝
   達するものである、請求項２に記載の露光システム。
6. 前記パターン形成部は、前記発光部から出射された光を密着した前記フィルムに均一に
   伝達する、請求項１に記載の露光システム。
7. 前記パターン形成部は、前記マスク、或いは前記マスク及び偏光子が前記曲率で湾曲さ
   れるようにする内部気圧調節用チャンバをさらに備える、請求項１に記載の露光システム。
8. 前記フィルム移送部の表面には粘着層又はすべり防止層が設けられる、請求項１に記載
   の露光システム。
9. 前記マスクから前記フィルム移送部までの距離が一定である、請求項１に記載の露光システム。
10. 前記マスクは、四辺を有する四角面形態であり、一辺と対向する対辺が前記パターン形
    成部の固定部に結合されており、これら二辺を除いた互いに対向する一対の二辺が前記固
    定部に固定されていない、請求項１に記載の露光システム。
11. 前記マスクの曲率は、前記マスクの二辺の間の距離を調節できる固定装置によって調節
    することができる、請求項１０に記載の露光システム。
12. 前記フィルム移送部の表面は、無反射又は無散乱の処理が施されたものである、請求項
    １に記載の露光システム。
13. 前記発光部から出射される光を反射させる第１の反射部と、前記第１の反射部から反射
    された光を集光して伝達する集光器と、前記集光器から伝達された光を前記パターン形成
    部に反射させる第２の反射部とをさらに備える、請求項１に記載の露光システム。
14. 前記パターン形成部は、前記発光部から出射された光を直接入力を受けて前記フィルム
    移送部に密着されたフィルムに伝達する、請求項１に記載の露光システム。