JPWO2014064742A1 - 露光装置、マスク、及び、光学フィルム - Google Patents

露光装置、マスク、及び、光学フィルム Download PDF

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Abstract

露光装置の構成が複雑になる。露光装置は、配向膜が形成された基材を搬送方向に沿って搬送する搬送部と、配向膜に向けて、第１偏光方向の第１偏光を出力する第１偏光出力部と、配向膜に向けて、搬送方向において第１偏光出力部よりも下流側に配置され、第１偏光方向と９０°未満の角度で交差する第２偏光方向の第２偏光を出力する第２偏光出力部と、基材と第１偏光出力部との間に配置され、配向膜を露光する第１偏光を透過する第１開口部が形成され、第１偏光を遮光する第１マスク部と、基材と第２偏光出力部との間に配置され、配向膜を露光する第２偏光を透過する第２開口部が形成され、第２偏光を遮光する第２マスク部とを備え、第１開口部及び第２開口部は配向膜のある領域を重複して露光するように形成され、第１開口部は領域に向けて第１偏光を透過する第１開口領域を含み、第２開口部は領域に向けて第２偏光を透過する第２開口領域を含む。

Description

本発明は、露光装置、マスク、及び、光学フィルムに関する。
マスクによって配向膜の複数の領域を異なる偏光で露光する露光装置が知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
［特許文献１］ 米国特許出願公開第２０１１／０２１７６３８号明細書
［非特許文献１］Hubert Seiberle、外２名、「Photo-Aligned Anisotropic Optical Thin Films」、SID Symposium Digest of Technical Papers、米国、 Society for Information Display、２０１２年７月５日、 Volume 34, Issue 1, p.1162−1165
しかしながら、上述の露光装置では、複雑なパターンを形成する場合、パターンの数が増加するので、露光装置の構成が複雑になるといった課題がある。
本発明の第１の態様においては、配向膜が形成された基材を搬送方向に沿って搬送する搬送部と、前記基材の前記配向膜に向けて、第１偏光方向を有する第１偏光を出力する第１偏光出力部と、前記基材の前記配向膜に向けて、前記搬送方向において前記第１偏光出力部よりも下流側に配置され、前記第１偏光方向と９０°未満の角度で交差する第２偏光方向を有する第２偏光を出力する第２偏光出力部と、前記基材と前記第１偏光出力部との間に配置され、前記配向膜を露光する前記第１偏光を透過する第１開口部が形成され、前記第１偏光を遮光する第１マスク部と、前記基材と前記第２偏光出力部との間に配置され、前記配向膜を露光する前記第２偏光を透過する第２開口部が形成され、前記第２偏光を遮光する第２マスク部とを備え、前記第１開口部及び前記第２開口部は、前記配向膜のある領域を重複して露光するように形成され、前記第１開口部は、前記領域に向けて前記第１偏光を透過する第１開口領域を含み、前記第２開口部は、前記領域に向けて前記第２偏光を透過する第２開口領域を含む露光装置を提供する。
本発明の第２の態様においては、配向膜が形成された基材へ出力されている第１偏光、及び、前記第１偏光と９０°未満の角度で交差する第２偏光の光路上に配置されるマスクであって、前記第１偏光の光路上に配置され、前記第１偏光を透過する第１開口部が形成され、前記第１偏光を遮光する第１マスク部と、前記第２偏光の光路上に配置され、前記第２偏光を透過する第２開口部が形成され、前記第２偏光を遮光する第２マスク部とを備え、前記第１開口部及び前記第２開口部は、前記配向膜のある領域を重複して露光するように形成され、前記第１開口部は、前記領域に向けて前記第１偏光を透過する第１開口領域を含み、前記第２開口部は、前記領域に向けて前記第２偏光を透過する第２開口領域を含むマスクを提供する。
本発明の第３の態様においては、上述の露光装置によって露光されることにより製造された光学フィルムを提供する。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本実施形態の露光装置により製造される光学フィルム１００の平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った、光学フィルム１００の断面図である。 光学フィルム１００が設けられた調光窓部材対３００の分解斜視図である。 調光窓部材対３００の機能を説明する図である。 調光窓部材対３００の機能を説明する図である。 露光装置１０の全体構成図である。 露光部１８の拡大図である。 マスク３９の底面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った第１マスク３８の縦断面図である。 第１偏光９４及び第２偏光９６の露光量が同じ場合の配向膜１２０の配向方向を説明する図である。 第１偏光９４の露光量Ｅ１が第２偏光９６の露光量Ｅ２よりも少ない場合の配向膜１２０の配向を説明する図である。 変更したマスク１３９を説明する底面図である。 変更したマスク２３９を説明する底面図である。 図１３における位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅでの配向方向について説明するグラフである。 変更した露光部４１８を説明する図である。 マスク４３９を説明する底面図である。 図１６に示すマスク４３９よって配向された光学フィルム５００の写真である。 マスク１４３９を説明する底面図である。 変更した露光部６１８の構成図である。尚、上述した構成と同じ構成には、同じ符号を付与して説明を省略する。 変更した別の露光部７１８の構成図である。 変更した別の露光部８１８の構成図である。 偏光方向と配向膜の光学軸との関係を説明する図である。 撮像装置等に適用されるローパスフィルターとして機能する光学フィルム２３００の平面図である。 図２３のＡ−Ａ線に沿った光学フィルム２３００の断面図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本実施形態の露光装置により製造される光学フィルム１００の平面図である。図１に矢印で示す長手方向及び幅方向を、光学フィルム１００の長手方向及び幅方向とする。尚、光学フィルム１００の長手方向における長さが、光学フィルム１００の幅方向における長さよりも短くてもよい。
光学フィルム１００は、一辺が数ｃｍから数ｍの四角形状に形成されている。図１に示すように、光学フィルム１００は、複数の第１偏光変調部１０２と、複数の第２偏光変調部１０４と、複数の第３偏光変調部１０６とを有する。
第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、平面視において、略同形状に形成されている。第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、長手方向に沿って延びる長方形状に形成されている。第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、互いに一辺が接した状態で、形成されている。第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、この順序で、幅方向に沿って、周期的に配置されている。尚、配置する方向等は適宜変更してよい。尚、図１に示す例では、第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、それぞれ２本ずつ形成しているが、３本以上ずつ形成してもよい。
第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、光を透過可能に形成されている。第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、透過する偏光の偏光状態を変調させる。第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、１／２波長板の位相差機能を有する。尚、第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、１／４波長板の位相差機能を有していてもよい。
第１偏光変調部１０２は、例えば、図１の上端に記載の矢印１１２に示すように長手方向と平行な光学軸を有する。光学軸の例は、進相軸または遅相軸である。これにより、第１偏光変調部１０２は、入射した直線偏光の偏光方向を、自己の光学軸を対称軸とする線対称の方向を偏光方向とする直線偏光に変調させて出射する。
第２偏光変調部１０４の光学軸は、第１偏光変調部１０２の光学軸と異なる方向に形成されている。第２偏光変調部１０４の光学軸の方向は、図１の上端に記載の矢印１１４で示すように、第１偏光変調部１０２の光学軸、即ち、長手方向から２２．５°回転した方向と平行である。第３偏光変調部１０６の光学軸は、第１偏光変調部１０２、及び、第２偏光変調部１０４の光学軸と異なる方向に形成されている。第３偏光変調部１０６の光学軸の方向は、図１の上端に記載の矢印１１６で示すように、第１偏光変調部１０２の光学軸から、第２偏光変調部１０４の光学軸と同じ方向に４５°回転した方向と平行である。換言すれば、第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６を有する光学フィルム１００の光学軸は、幅方向に沿って、段階的に変化する。第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、入射した直線偏光の偏光方向を、自己の光学軸を対称軸とする線対称の方向を偏光方向とする直線偏光に変調させて出射する。
この結果、同じ偏光方向を有する直線偏光が、第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６に入射しても、第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６が出射する直線偏光の偏光方向は異なる。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った、光学フィルム１００の断面図である。図２に示すように、光学フィルム１００は、樹脂基材１１８と、配向膜１２０と、液晶膜１２２とを備える。
樹脂基材１１８は、後述する樹脂製の長尺状のフィルムが一定の長さに切断されて形成される。樹脂基材１１８は、光を透過する。樹脂基材１１８の厚みの一例は、５０μｍ〜１００μｍである。樹脂基材１１８は、第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６を支持する。樹脂基材１１８は、シクロオレフィン系のフィルムによって構成することができる。また、トリアセチルセルロース（＝ＴＡＣ）を含む材料によって構成してもよい。ＴＡＣフィルムは、富士写真フィルム社製のフジタックＴ８０ＳＺ及びＴＤ８０ＵＬ等を挙げることができる。
配向膜１２０は、樹脂基材１１８の面上に形成されている。配向膜１２０は、公知の光配向性化合物を適用できる。光配向性化合物は、紫外線等の直線偏光が照射されると、その直線偏光の偏光方向に分子が規則的に配向される材料である。更に、光配向性化合物は、自己の上に形成された液晶膜１２２の分子を自己の配向に沿って並ばせる機能を有する。光配向性化合物の例として、光分解型、光二量化型、光異性化型等の化合物をあげることができる。
配向膜１２０は、複数の第１配向領域１３２と、複数の第２配向領域１３４と、複数の第３配向領域１３６とを有する。複数の第１配向領域１３２、複数の第２配向領域１３４、及び、複数の第３配向領域１３６は、この順で、幅方向に沿って周期的に配列されている。第１配向領域１３２、第２配向領域１３４、及び、第３配向領域１３６は、互いに隣接する第１配向領域１３２、第２配向領域１３４、及び、第３配向領域１３６と接している。
第１配向領域１３２は、第１偏光変調部１０２の一部を構成する。第１配向領域１３２は、第１偏光変調部１０２の光学軸に対応した方向に配向している。第２配向領域１３４は、第２偏光変調部１０４の一部を構成する。第２配向領域１３４は、第１配向領域１３２の配向方向から２２．５°回転した方向であって、第２偏光変調部１０４の光学軸に対応した方向に配向している。第３配向領域１３６は、第３偏光変調部１０６の一部を構成する。第３配向領域１３６は、第１配向領域１３２の配向方向から、第２配向領域１３４の配向方向と同じ方向に４５°回転した方向であって、第３偏光変調部１０６の光学軸に対応した方向に配向している。
液晶膜１２２は、配向膜１２０上に形成される。液晶膜１２２は、紫外線または加熱等によって硬化可能な液晶分子によって構成することができる。液晶膜１２２は、第１液晶領域１４２と、第２液晶領域１４４と、第３液晶領域１４６とを有する。第１液晶領域１４２は、第１偏光変調部１０２の一部を構成する。第１液晶領域１４２は、第１配向領域１３２上に形成される。第１液晶領域１４２の分子は、第１配向領域１３２の配向に沿って、配向される。第２液晶領域１４４は、第２偏光変調部１０４の一部を構成する。第２液晶領域１４４は、第２配向領域１３４上に形成される。第２液晶領域１４４の分子は、第２配向領域１３４の配向に沿って、配向される。第３液晶領域１４６は、第３偏光変調部１０６の一部を構成する。第３液晶領域１４６は、第３配向領域１３６上に形成される。第３液晶領域１４６の分子は、第３配向領域１３６の配向に沿って、配向される。
図３は、光学フィルム１００が設けられた調光窓部材対３００の分解斜視図である。調光窓部材対３００は、例えば、建物の窓に設置される。図３に示すように、調光窓部材対３００は、調光窓部材３１０、３２０を備える。調光窓部材３１０、３２０は、幅方向に移動可能に窓に設置される。調光窓部材３１０、３２０は、同じ高さに設置される。図３に示す矢印３３０を光の進行方向とする。光の一例は、外部から建物の内部の部屋等に入射する自然光である。
調光窓部材３１０は、ベース板３１２と、偏光板３１４と、光学フィルム１００とを有する。図３において、ベース板３１２、偏光板３１４、及び、光学フィルム１００は、説明上ずらして表示している。調光窓部材３１０が組み立てられた状態では、それぞれの一辺が一致するように、ベース板３１２、偏光板３１４、及び、光学フィルム１００が配置される。
ベース板３１２は、光を透過可能なガラス等によって構成される。
偏光板３１４は、光の進行方向において、ベース板３１２の下流側の面に設けられている。偏光板３１４は、ベース板３１２と同じ形状に形成されている。偏光板３１４は、幅方向と平行な透過軸を有する。従って、外部から矢印３３０に沿って進行する自然光が偏光板３１４に入射すると、偏光板３１４は、幅方向を偏光方向とする直線偏光を光学フィルム１００へと出射する。
光学フィルム１００は、光の進行方向において、偏光板３１４の下流側の面に設けられている。光学フィルム１００は、ベース板３１２と同じ形状に形成されている。光学フィルム１００は、偏光板３１４から出射された直線偏光の偏光方向を変調させて、出射する。ここで、光学フィルム１００の第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６は、方向の異なる光学軸を有するので、それぞれ偏光方向が異なる直線偏光を出射する。
調光窓部材３２０は、調光窓部材３１０よりも光の進行方向の下流側に配置される。調光窓部材３２０は、調光窓部材３１０と一部または全部が重なるように、幅方向に沿って移動できる。調光窓部材３２０は、ベース板３２２と、光学フィルム２００と、偏光板３２４とを有する。ベース板３２２、光学フィルム２００、及び、偏光板３２４の形状は、ベース板３１２の形状と略同じである。
ベース板３２２は、ベース板３１２と同様の構成を有する。
光学フィルム２００は、光の進行方向において、ベース板３２２の下流側の面に設けられている。光学フィルム２００は、第１偏光変調部２０２、第２偏光変調部２０４、第３偏光変調部２０６を有する。光学フィルム２００は、光学フィルム１００と同様の構成を有する。従って、第１偏光変調部２０２の光学軸の方向は、第１偏光変調部１０２の光学軸と同じ長手方向と平行である。第２偏光変調部２０４の光学軸の方向は、第２偏光変調部１０４の光学軸と同じ長手方向から２２．５°傾斜した方向である。第３偏光変調部２０６の光学軸の方向は、第３偏光変調部１０６の光学軸と同じ長手方向から４５°傾斜した方向である。これにより、光学フィルム２００は、直線偏光が入射すると、偏光を変調させて出射する。尚、第１偏光変調部２０２、第２偏光変調部２０４、及び、第３偏光変調部２０６の光学軸の方向は、第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６の光学軸と異ならせてもよい。
偏光板３２４は、光の進行方向において、光学フィルム２００の下流側の面に設けられている。偏光板３２４は、例えば、長手方向と平行な透過軸を有する。換言すれば、偏光板３２４は、偏光板３１４の透過軸と直交する透過軸を有する。これにより、偏光板３２４は、光が入射すると、光の幅方向の成分を遮光して、長手方向を偏光方向とする直線偏光を出射する。
尚、光学フィルム１００、２００が、偏光板３１４と偏光板３２４との間に配置されていれば、ベース板３１２及びベース板３２２の配置は適宜変更してよい。ベース板３１２及びベース板３２２は、省略してもよい。
図４及び図５は、調光窓部材対３００の機能を説明する図である。図４及び図５においては、説明上、光学フィルム１００、２００のみを記載している。また、図４及び図５において、光学フィルム１００、２００の上辺及び下辺は、説明上、ずらして記載しているが、調光窓部材対３００が窓に取り付けられている状態では両辺は一致する。
図４に示す状態では、光学フィルム１００の幅方向の両辺が、光学フィルム２００の幅方向の両辺と一致している。これにより、光学フィルム１００の全面が、光学フィルム２００の全面と重なっている。従って、光学フィルム１００の第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６のそれぞれが、光学軸の同じ光学フィルム２００の第１偏光変調部２０２、第２偏光変調部２０４、及び、第３偏光変調部２０６と重なる。
この場合、偏光板３１４から出射された幅方向を偏光方向とする直線偏光は、光学フィルム１００の第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６を通過すると偏光方向が変調される。しかしながら、変調された直線偏光は、光学フィルム２００の第１偏光変調部２０２、第２偏光変調部２０４、及び、第３偏光変調部２０６を通過することによって、元の幅方向を偏光方向とする直線偏光に変調される。これにより、直線偏光は、偏光板３２４によって遮光される。従って、図４に示す状態では、図３の矢印３３０に進行する光は、ほとんど遮光される。
一方、図５に示す状態では、光学フィルム１００、２００の幅方向の両辺が互いにずれており、光学フィルム１００の第２偏光変調部１０４、第３偏光変調部１０６、及び、第１偏光変調部１０２のそれぞれが、光学フィルム２００の第１偏光変調部２０２、第２偏光変調部２０４、及び、第３偏光変調部２０６と重なっている。従って、互いに重なっている領域において、光学フィルム１００の光学軸の方向と光学フィルム２００の光学軸の方向は、異なる。
この場合、偏光板３１４から出射された幅方向を偏光方向とする直線偏光は、光学フィルム１００の第２偏光変調部１０４、第３偏光変調部１０６、及び、第１偏光変調部１０２によって変調される。この後、変調された直線偏光は、光学フィルム２００の第１偏光変調部２０２、第２偏光変調部２０４、及び、第３偏光変調部２０６によって変調される。ここで、光学フィルム１００、２００が重なっている領域において、光学フィルム１００の光学軸と光学フィルム２００の光学軸は、異なる方向なので、光学フィルム２００から出射される直線偏光は、光学フィルム１００に入射した直線偏光の偏光方向である幅方向と異なる偏光方向を有する直線偏光として出射される。従って、光学フィルム２００から出射された直線偏光の一部は、長手方向を透過軸とする偏光板３２４を通過して出射される。
この結果、調光窓部材対３００は、調光窓部材３１０及び調光窓部材３２０の重なり、即ち、幅方向の相対位置を調整することによって、通過する光の量を調整することができる。
図６は、露光装置１０の全体構成図である。図７は、露光部１８の拡大図である。図６に矢印で示す上下を露光装置１０の上下方向とする。また、上流及び下流は、搬送方向における上流及び下流とする。尚、搬送方向は、長尺状樹脂基材９０の長手方向と同方向であって、幅方向と直交する。長尺状樹脂基材９０は、切断される前の長尺状の樹脂基材１１８である。長尺状樹脂基材９０は、基材の一例である。
図６及び図７に示すように、露光装置１０は、送り出しロール１２と、洗浄部１３と、配向膜塗布部１４と、配向膜乾燥部１６と、露光部１８と、液晶膜塗布部２０と、液晶膜配向部２２と、液晶膜硬化部２４と、フィルム供給部２６と、巻き取りロール２８とを備える。
送り出しロール１２は、長尺状樹脂基材９０の搬送経路の最も上流側に配置されている。送り出しロール１２の外周には、供給用の長尺状樹脂基材９０が巻かれている。送り出しロール１２は、回転可能に支持されている。これにより、送り出しロール１２は、長尺状樹脂基材９０を送り出し可能に保持できる。送り出しロール１２は、モータ等の駆動機構によって回転可能に構成してもよく、巻き取りロール２８の回転に伴って、従動可能に構成してもよい。あるいは、搬送経路の途中に長尺状樹脂基材９０を駆動させる機構を設けてもよい。
洗浄部１３は、送り出しロール１２と、配向膜塗布部１４との間に配置されている。洗浄部１３は、送り出しロール１２から送り出されて、配向膜１２０が塗布される前の長尺状樹脂基材９０を洗浄する。尚、洗浄部１３は、省略してもよい。
配向膜塗布部１４は、送り出しロール１２の下流側であって、露光部１８の上流側に配置されている。配向膜塗布部１４は、搬送される長尺状樹脂基材９０の搬送経路の上方に配置されている。配向膜塗布部１４は、長尺状樹脂基材９０の上面に、未配向の液状の配向膜１２０を供給して塗布する。未配向の配向膜１２０の一例は、配向膜分子を含む溶液である。
配向膜乾燥部１６は、配向膜塗布部１４の下流側に配置されている。配向膜乾燥部１６は、加熱、光照射、または送風等によって、内部を通過する長尺状樹脂基材９０上に塗布された配向膜１２０の溶媒を蒸発させて乾燥させる。
露光部１８は、配向膜乾燥部１６の下流側に配置されている。露光部１８は、光源３０、３２と、第１偏光出力部５０、及び、第２偏光出力部５２と、マスク保持部３４、３６と、第１マスク３８、及び、第２マスク４０を含むマスク３９とを有する。露光部１８は、光源３０、３２から出力された光を、第１偏光出力部５０、及び、第２偏光出力部５２によって、直線偏光とする。そして、露光部１８は、当該直線偏光を第１マスク３８、及び、第２マスク４０を介して、長尺状樹脂基材９０上に塗布された配向膜１２０に照射して露光する。これにより、露光部１８は、配向膜１２０を配向させる。
光源３０、３２は、長尺状樹脂基材９０の搬送経路の上方に配置されている。光源３０、３２は、配向膜塗布部１４と液晶膜塗布部２０との間に配置されている。光源３２は、光源３０の下流側に配置されている。光源３０、３２は、同じ照度の紫外線を出力する。ここでいう、照度とは、出力される光の単位面積当たりのエネルギーのことをいい、単位は、ｍＷ／ｃｍ２である。
第１偏光出力部５０及び第２偏光出力部５２は、それぞれ光源３０、３２の下方に配置されている。第１偏光出力部５０及び第２偏光出力部５２の一例は、ブリュスタープレートである。第１偏光出力部５０は、光源３０からの光が入射すると、第１配向領域１３２の配向に対応した偏光方向を有する第１偏光９４を出力する。第２偏光出力部５２は、光源３２からの光が入射すると、第３配向領域１３６の配向に対応した偏光方向を有する第２偏光９６を出力する。第２偏光出力部５２が出力する第２偏光９６の偏光方向は、第１偏光出力部５０が出力する第１偏光９４の偏光方向と異なり交差する。第１偏光９４の偏光方向の一例は、搬送方向と平行である。第２偏光９６の偏光方向と第１偏光９４の偏光方向の交差角度の一例は、４５°である。尚、第２偏光出力部５２が出力する第２偏光９６の偏光方向と、第１偏光出力部５０が出力する第１偏光９４の偏光方向は、任意の角度で交差させてよい。
第１偏光出力部５０は、搬送されている下方の長尺状樹脂基材９０の配向膜１２０へと第１偏光９４を出力する。第２偏光出力部５２は、搬送されている下方の長尺状樹脂基材９０の配向膜１２０へと第２偏光９６を出力する。光源３２及び第２偏光出力部５２は、搬送方向において、光源３０及び第１偏光出力部５０より下流側から配置されている。これにより、搬送方向において、第２偏光９６が、第１偏光９４よりも下流側の異なる位置で、長尺状樹脂基材９０上の配向膜１２０に達する。
第１偏光出力部５０は、第１偏光９４が長尺状樹脂基材９０に対して略垂直に入射するように出力する。また、第２偏光出力部５２は、第２偏光９６が長尺状樹脂基材９０に対して略垂直に入射するように出力する。尚、第１偏光出力部５０及び第２偏光出力部５２は、第１偏光９４及び第２偏光９６が長尺状樹脂基材９０に対して傾斜して入射するようにしてもよい。これにより、第１偏光９４及び第２偏光９６が、長尺状樹脂基材９０によって反射された後、周辺設備等によって反射された場合であっても、長尺状樹脂基材９０に塗布された配向膜１２０に戻ることを抑制できる。この結果、反射された第１偏光９４及び第２偏光９６が、配向膜１２０上の予定しない個所に照射されて、配向が乱れることを抑制できる。
光源３０、３２は、同じ照度（単位：ｍＷ／ｃｍ２）の紫外線を出力する場合の照度の一例は、４５ｍＷ／ｃｍ２以上である。尚、露光の方法は適宜変更してよい。例えば、第１偏光出力部５０及び第２偏光出力部５２は、第１偏光９４及び第２偏光９６を上下方向から傾斜させて照射してもよい。ここでいう上下方向は、図６の矢印で示す上下方向である。
鉛直方向に延びる遮光壁が、第１偏光出力部５０と第２偏光出力部５２との間から、第１マスク３８と第２マスク４０との間まで、設けられることが好ましい。これにより、遮光壁が、互いの偏光を遮光する。この場合、遮光壁は、第１偏光９４及び第２偏光９６の反射を抑制するために黒色が好ましい。
マスク保持部３４は、第１偏光９４の光路上であって、第１偏光出力部５０と長尺状樹脂基材９０との間に配置されている。マスク保持部３４は、第１マスク３８を保持する。マスク保持部３６は、第２偏光９６の光路上であって、第２偏光出力部５２と長尺状樹脂基材９０との間に配置されている。マスク保持部３６は、第２マスク４０を保持する。
マスク保持部３４及びマスク保持部３６は、長尺状樹脂基材９０に対して、搬送方向と直交する幅方向に、個別に、相対移動可能に保持されている。これにより、第１マスク３８及び第２マスク４０は、モータまたはアクチュエータ等によってマスク保持部３４及びマスク保持部３６とともに移動されて、幅方向の位置が個別に調整される。
第１マスク３８は、マスク保持部３４によって保持されて、第１偏光出力部５０と長尺状樹脂基材９０との間に配置される。一例として、第１マスク３８は、長尺状樹脂基材９０の数百μｍ上方に配置される。これにより、第１マスク３８は、第１偏光９４の光路上に配置される。第１マスク３８は、後述する第１マスク基材５６及び第１マスク部５８を有する。
第２マスク４０は、マスク保持部３６によって保持されて、第２偏光出力部５２と長尺状樹脂基材９０との間に配置される。一例として、第２マスク４０は、長尺状樹脂基材９０の数百μｍ上方に配置される。これにより、第２マスク４０は、第２偏光９６の光路上に配置される。また、第２マスク４０は、第１マスク３８よりも下流側に配置される。第２マスク４０は、後述する第２マスク基材６０及び第２マスク部６２を有する。
液晶膜塗布部２０は、露光部１８の下流側に配置されている。液晶膜塗布部２０は、長尺状樹脂基材９０の搬送経路の上方に配置されている。液晶膜塗布部２０は、長尺状樹脂基材９０に形成された配向膜１２０上に、未配向の液状の液晶膜１２２を供給して、塗布する。未配向の液晶膜１２２の一例は、液晶分子を含む酢酸ブチル溶液である。
液晶膜配向部２２は、液晶膜塗布部２０の下流側に配置されている。液晶膜配向部２２は、加熱、光照射、または、送風等によって、内部を通過する配向膜１２０上に形成された液晶膜１２２を、配向膜１２０の配向方向に沿って配向させつつ、溶媒を蒸発させて乾燥させる。
液晶膜硬化部２４は、液晶膜配向部２２の下流側に配置されている。液晶膜硬化部２４は、紫外線を照射することにより、液晶膜１２２を硬化させる。これにより、配向膜１２０の配向に沿って配向された液晶膜１２２の分子の配向が、固定される。
フィルム供給部２６は、液晶膜硬化部２４と巻き取りロール２８との間に配置されている。フィルム供給部２６は、長尺状樹脂基材９０の液晶膜１２２上にセパレートフィルム９２を供給して、貼り合わせる。セパレートフィルム９２は、巻き取られた長尺状樹脂基材９０間の離脱を容易にする。尚、フィルム供給部２６は、省略してもよい。また、フィルム供給部２６は、偏光板３１４として機能する偏光フィルムをセパレートフィルムに代えて供給するようにしてもよい。これにより、光学フィルム１００を製造する工程を簡略化することができる。
巻き取りロール２８は、搬送部の一例である。巻き取りロール２８は、液晶膜硬化部２４の下流側であって、搬送経路の最も下流側に配置されている。巻き取りロール２８は、回転駆動可能に支持されている。巻き取りロール２８は、配向膜１２０及び液晶膜１２２が形成された長尺状樹脂基材９０を巻き取る。これにより、巻き取りロール２８は、未配向及び配向された配向膜１２０が形成された長尺状樹脂基材９０を搬送方向に沿って搬送する。
図８は、マスク３９の底面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った第１マスク３８の縦断面図である。図８に示すように、幅方向は、搬送方向と直交する直交方向の一例である。
図８及び図９に示すように、第１マスク３８は、第１マスク基材５６と、第１マスク部５８とを有する。第２マスク４０は、第２マスク基材６０と、第２マスク部６２とを有する。
第１マスク基材５６及び第２マスク基材６０は、矩形の板状に形成されている。第１マスク基材５６及び第２マスク基材６０は、熱膨張係数が５．６×１０−７／℃の石英ガラスからなる。第１マスク基材５６及び第２マスク基材６０を、熱膨張係数が８５×１０−７／℃のソーダライムガラスによって構成してもよい。搬送方向における第１マスク基材５６及び第２マスク基材６０の長さは、数十ｍｍである。幅方向における第１マスク基材５６及び第２マスク基材６０の長さは、長尺状樹脂基材９０の幅に合わせて適宜設定される。
第１マスク部５８は、第１マスク基材５６の下面に形成されている。第１マスク部５８は、第１偏光出力部５０と長尺状樹脂基材９０との間に配置される。第１マスク部５８は、酸化クロム等の第１偏光９４を含む光を遮蔽可能な材料からなる。第１マスク部５８には、複数の、例えば、２個の第１開口部６４が形成されている。第１開口部６４は、第１偏光９４の光路上に配置される。第１開口部６４は、第１偏光９４を透過する。従って、第１開口部６４の下方を通過する領域の配向膜１２０は、第１偏光９４によって配向される。第１開口部６４は、平面視にてＬ字状に形成されている。第１開口部６４は、第１開口長部位６６と、第１開口長部位６６と搬送方向における長さの異なる第１開口短部位６８とを含む。第１開口短部位６８は、第１開口領域の一例である。第１開口長部位６６及び第１開口短部位６８は、長方形状に形成されている。幅方向における、第１開口長部位６６の幅は、第１開口短部位６８の幅と等しい。幅方向において、第１開口長部位６６は、第１開口短部位６８と異なる位置に形成されている。従って、幅方向における、第１開口長部位６６は、第１開口短部位６８と重ならない位置に形成されている。第１開口長部位６６と、第１開口短部位６８は、一体に、連続的に形成されている。搬送方向における、第１開口長部位６６の長さは、第１開口短部位６８の長さよりも長い。従って、第１開口部６４は、幅方向の右方向に沿って、搬送方向における長さが段階的に短くなる。例えば、第１開口長部位６６の長さは、第１開口短部位６８の長さの約２倍である。
第２マスク部６２は、第２マスク基材６０の下面に形成されている。第２マスク部６２は、第２偏光出力部５２と長尺状樹脂基材９０との間に配置される。第２マスク部６２は、酸化クロム等の第２偏光９６を含む光を遮蔽可能な材料からなる。第２マスク部６２には、複数の、例えば、２個の第２開口部７０が形成されている。第２開口部７０は、第２偏光９６の光路上に配置される。第２開口部７０は、第２偏光９６を透過する。従って、第２開口部７０の下方を通過する領域の配向膜１２０は、第２偏光９６によって配向される。第２開口部７０は、平面視にてＬ字状に形成されている。第２開口部７０は、第２開口長部位７２と、第２開口長部位７２と搬送方向における長さの異なる第２開口短部位７４とを含む。第２開口短部位７４は、第２開口領域の一例である。第２開口長部位７２及び第２開口短部位７４は、長方形状に形成されている。幅方向における、第２開口長部位７２の幅は、第２開口短部位７４の幅と等しい。幅方向において、第２開口長部位７２は、第２開口短部位７４と異なる位置に形成されている。従って、幅方向における、第２開口長部位７２は、第２開口短部位７４と重ならない位置に形成されている。第２開口長部位７２と、第２開口短部位７４は、一体に、連続的に形成されている。従って、第２開口部７０は、幅方向の右方向に沿って、搬送方向における長さが段階的に長くなる。搬送方向における、第２開口長部位７２の長さは、第２開口短部位７４の長さよりも長い。例えば、第２開口長部位７２の長さは、第２開口短部位７４の長さの約２倍である。
幅方向における、第１開口長部位６６、第１開口短部位６８、第２開口長部位７２及び第２開口短部位７４の幅は、互いに等しく、光学フィルム１００の第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４、及び、第３偏光変調部１０６の幅と等しい。搬送方向における、第１開口長部位６６の長さは、第２開口長部位７２の長さと等しい。幅方向における同じ位置において、搬送方向における第１開口短部位６８の長さは、搬送方向における第２開口短部位７４の長さ未満である。
第１マスク部５８及び第２マスク部６２は、搬送方向における第１開口部６４の長さ及び搬送方向における第２開口部７０の長さによって、配向膜１２０を露光する第１偏光９４及び第２偏光９６の露光量が決定される。尚、ここでいう露光量は、単位面積あたりに照射される第１偏光９４または第２偏光９６のエネルギーの総量である。露光量Ｅは、次式で表すことができる。露光量の単位は、ｍＪ／ｃｍ２である。尚、上述したように第１偏光９４及び第２偏光９６の照度は、同じである。
Ｅ＝（偏光の照度×開口の長さ）／搬送速度
図８に点線Ｌａ、Ｌｃで示すように、第１開口長部位６６は、幅方向において、第２開口部７０と異なる位置に形成されている。従って、第１開口長部位６６の下方を通過する領域の配向膜１２０は、第１開口長部位６６を透過した第１偏光９４によって露光されて、配向される。
点線Ｌｂ、Ｌｃで示すように、第２開口長部位７２は、幅方向において、第１開口部６４と異なる位置に形成されている。従って、第２開口長部位７２の下方を通過する領域の配向膜１２０は、第２開口長部位７２を透過した第２偏光９６によって露光されて、配向される。
ここで、搬送方向における、第１開口長部位６６の長さは、第２開口長部位７２の長さと等しい。従って、第１開口長部位６６の下方を通過する領域の配向膜１２０を露光する第１偏光９４の露光量は、第２開口長部位７２の下方を通過する領域の配向膜１２０を露光する第２偏光９６の露光量と同じである。
点線Ｌａ、Ｌｂで示すように、第１開口短部位６８は、幅方向において、第２開口短部位７４と同じ位置に形成されている。従って、第１開口短部位６８及び第２開口短部位７４の下方を通過する領域の配向膜１２０は、第１開口短部位６８を透過した第１偏光９４、及び、第２開口短部位７４を透過した第２偏光９６によって露光されて、配向される。この第１開口短部位６８を透過した第１偏光９４、及び、第２開口短部位７４を透過した第２偏光９６によって露光される配向膜１２０上の同じ領域が、重複して露光される領域の一例である。これにより、第１開口短部位６８が、重複露光領域に向けて第１偏光を透過して、第２開口短部位７４が、重複露光領域に向けて第２偏光を透過すると、重複露光領域の配向膜１２０は、最初、第１偏光９４によって配向された後、第２偏光９６によって配向方向が回転されて配向される。
ここで、幅方向において、第１開口部６４及び第２開口部７０の両方が形成されている領域、即ち、第１開口短部位６８及び第２開口短部位７４が形成されている領域でも、第１偏光９４の露光量と第２偏光９６の露光量は、それぞれ第１開口短部位６８及び第２開口短部位７４の長さによって決定される。ここで、幅方向の同じ位置において、第１開口部６４の長さと、第２開口部７０の長さは、異なる。具体的には、幅方向の同じ位置において、第１開口短部位６８の長さが、第２開口短部位７４の長さ未満である。また、第１偏光９４の照度と第２偏光９６の照度は等しい。従って、第１偏光９４及び第２偏光９６の両方によって露光される領域において、第１偏光９４の露光量は、第２偏光９６の露光量未満となる。
次に、第１偏光９４及び第２偏光９６の両方によって露光される領域の配向膜１２０の配向方向について説明する。
図１０は、第１偏光９４及び第２偏光９６の露光量が同じ場合の配向膜１２０の配向方向を説明する図である。図１０に示す矢印Ａ１の方向が、第１偏光９４の偏光方向を示すとする。矢印Ａ１の方向は、搬送方向と平行である。矢印Ａ１の長さは、第１偏光９４の露光量Ｅ１を示すとする。矢印Ａ２の方向が、第２偏光９６の偏光方向を示すとする。矢印Ａ１と矢印Ａ２との間の角度θ１は、４５°とする。矢印Ａ２の長さは、第２偏光９６の露光量Ｅ２を示すとする。図１０に示す例では、Ｅ１＝Ｅ２、即ち、矢印Ａ１、矢印Ａ２の長さは等しい。
配向膜１２０は、矢印Ａ１に示す第１偏光９４によって露光されると、矢印Ａ１の方向に沿って配向される。また、配向膜１２０は、矢印Ａ２に示す第２偏光９６によって露光されると、矢印Ａ２の方向に沿って配向される。
ここで、配向膜１２０は、矢印Ａ１に示す第１偏光９４によって露光された後、矢印Ａ２に示す第２偏光９６によって露光されると、第１偏光９４の偏光方向に沿って配向された配向方向が、第２偏光９６の偏光方向へと回転される。従って、配向膜１２０は、矢印Ａ１と矢印Ａ２との間の方向に配向される。しかしながら、露光量Ｅ１、Ｅ２が等しい場合、第１偏光９４及び第２偏光９６によって露光された領域の配向膜１２０は、矢印Ａ１との角度がθ２（＝２２．５°）の矢印Ａ３の方向、即ち、矢印Ａ１と矢印Ａ２の中央の矢印Ａ３ではなく、矢印Ａ１との角度がθ３の矢印Ａ４の方向に配向される。尚、θ３＜θ２である。これは、配向膜１２０の反応性分子が、先の第１偏光９４によって、減少するので、後の第２偏光９６によって配向される反応性分子が少ないことに起因する。
図１１は、第１偏光９４の露光量Ｅ１が第２偏光９６の露光量Ｅ２よりも少ない場合の配向膜１２０の配向を説明する図である。図１１に示す例では、矢印Ａ２が、矢印Ａ１よりも長い。この場合、配向膜１２０は、先に第１偏光９４によって配向されて、反応性分子が減少しても、第１偏光９４の露光量Ｅ１よりも第２偏光９６の露光量Ｅ２が多いので、矢印Ａ１との角度がθ２（＝２２．５°）の矢印Ａ５の方向に配向される。尚、露光量Ｅ１と露光量Ｅ２との関係の一例は、Ｅ１≒０．７×Ｅ２である。
次に、光学フィルム１００の製造方法について説明する。まず、送り出しロール１２に巻かれた長尺状樹脂基材９０を準備する。ここで、長尺状樹脂基材９０の全長の一例は、約１０００ｍである。長尺状樹脂基材９０の幅の一例は、約３５０ｍｍである。この後、保持段階において、長尺状樹脂基材９０の一端を巻き取りロール２８に固定する。
次に、巻き取りロール２８の回転駆動が開始する。この結果、長尺状樹脂基材９０が送り出しロール１２から送り出されて、長尺状樹脂基材９０が、搬送方向に沿って搬送される搬送段階となる。長尺状樹脂基材９０の搬送速度の一例は、１ｍ／分〜１０ｍ／分である。
送り出された長尺状樹脂基材９０は、洗浄部１３によって洗浄された後、配向膜塗布部１４の下方を通過する。これにより、長尺状樹脂基材９０の上面には、配向膜塗布部１４によって、幅方向の略全域にわたって未配向の配向膜１２０が塗布される。配向膜１２０の塗布は、長尺状樹脂基材９０の搬送中、連続して実行される。従って、長尺状樹脂基材９０の上面には、両端の一部を除いて、搬送方向における全長にわたって連続して配向膜１２０が塗布される。
配向膜１２０が塗布された長尺状樹脂基材９０は、搬送されて、配向膜乾燥部１６の内部を通過する。これにより、長尺状樹脂基材９０の上面に塗布された配向膜１２０が、乾燥される。
この後、露光段階において、配向膜１２０が塗布された領域の長尺状樹脂基材９０が第１開口部６４の下方を通過することにより第１配向段階となる。第１配向段階では、長尺状樹脂基材９０の搬送が継続した状態で、第１開口部６４の下方を通過する領域の配向膜１２０が、光源３０及び第１偏光出力部５０から出力されて第１マスク部５８の第１開口部６４を透過した第１偏光９４によって、露光されて配向される。ここで、長尺状樹脂基材９０は、巻き取りロール２８によって連続して一定の速度で搬送が継続されつつ、露光される。従って、第１開口部６４の下方を通過する配向膜１２０は、搬送方向に沿って、連続して、第１偏光出力部５０から出力される第１偏光９４によって配向される。これにより、第１開口部６４の下方を通過した領域の配向膜１２０は、第１開口部６４と同じ幅であって搬送方向に延びる帯状に露光されて、第１偏光９４に対応して配向される。
この後、配向膜１２０が塗布された領域の長尺状樹脂基材９０は搬送されて、第２開口部７０の下方を通過することにより第２配向段階となる。第２配向段階では、搬送段階が継続している状態で、光源３２及び第２偏光出力部５２から出力された第２偏光９６が、第２マスク部６２の第２開口部７０を透過して、第２開口部７０の下方を通過する領域に形成された長尺状樹脂基材９０の配向膜１２０に照射される。長尺状樹脂基材９０の搬送は継続されているので、当該領域の配向膜１２０は第２開口部７０と同じ幅の搬送方向に延びる帯状に露光される。また、当該領域の配向膜１２０は、第２偏光９６によって露光されて、第２偏光９６に対応して配向される。
ここで、第１開口部６４の第１開口長部位６６の下方を通過する領域の配向膜１２０は、第１偏光９４によって露光されるので、第１偏光９４の偏光方向に沿って配向される。これにより、第１配向領域１３２が、第１開口長部位６６の下方を通過する領域の配向膜１２０に形成される。
第２開口部７０の第２開口長部位７２の下方を通過する領域の配向膜１２０は、第２偏光９６によって露光されるので、第１偏光９４の偏光方向から４５°回転した、第２偏光９６の偏光方向に沿って配向される。これにより、第３配向領域１３６が、第２開口長部位７２の下方を通過する領域の配向膜１２０に形成される。
第１開口短部位６８及び第２開口短部位７４の下方を通過する領域の配向膜１２０は、第１偏光９４によって露光された後、第２偏光９６によって露光される。これにより、当該領域の配向膜１２０は、第１偏光９４の偏光方向に沿って配向された後、配向方向が第２偏光９６の偏光方向へと回転される。また、第２開口短部位７４の長さは、第１開口短部位６８の長さ以上なので、第２偏光９６の露光量Ｅ２は、第１偏光９４の露光量Ｅ１よりも大きい。これにより、第１開口短部位６８及び第２開口短部位７４の下方を通過する領域の配向膜１２０は、第１偏光９４の偏光方向及び第２偏光９６の偏光方向から２２．５°回転した方向に沿って配向される。これにより、第２配向領域１３４が、第１開口短部位６８及び第２開口短部位７４の下方を通過する領域の配向膜１２０に形成される。
この後、配向膜１２０が配向された長尺状樹脂基材９０は、液晶膜塗布部２０の下方へと達する。これにより、液晶膜１２２が、配向膜１２０の上面に塗布される。液晶膜１２２は搬送中の長尺状樹脂基材９０の配向膜１２０の上面に連続して塗布されるので、液晶膜１２２は長尺状樹脂基材９０の搬送方向の全長にわたって、塗布されることになる。この後、液晶膜１２２が塗布された長尺状樹脂基材９０は、搬送されて、液晶膜配向部２２を通過する。これにより、液晶膜１２２が液晶膜配向部２２により加熱されて、液晶膜１２２の分子が、下面に形成された配向膜１２０の配向に沿って配向されつつ、乾燥される。
次に、塗布された液晶膜１２２が配向された長尺状樹脂基材９０は、液晶膜硬化部２４を通過する。紫外線が液晶膜１２２に照射されて、液晶膜１２２が配向された状態で硬化する。これにより、第１配向領域１３２、第２配向領域１３４、及び、第３配向領域１３６のそれぞれに対応して、液晶膜１２２の分子が配向されて、第１液晶領域１４２、第２液晶領域１４４、及び、第３液晶領域１４６が形成される。この結果、図１及び図２に示すように、配向膜１２０及び液晶膜１２２によって形成される第１偏光変調部１０２、第２偏光変調部１０４及び第３偏光変調部１０６が、長尺状樹脂基材９０の幅方向に周期的に形成される。次に、液晶膜１２２の上面にセパレートフィルム９２が上面に供給されて貼りあわされる。そして、セパレートフィルム９２が上面に貼られた長尺状樹脂基材９０が、巻き取りロール２８によって巻き取られる。
この後、送り出しロール１２に巻かれた長尺状樹脂基材９０の供給が終了するまで、巻き取りロール２８によって長尺状樹脂基材９０が搬送されつつ、配向膜１２０の露光が継続される。そして、送り出しロール１２に巻かれた長尺状樹脂基材９０が全て供給される露光工程が終了する。尚、終了した長尺状樹脂基材９０の後端に、次の新たな長尺状樹脂基材９０の前端を繋いで、連続して配向膜１２０を露光してもよい。最後に、配向膜１２０及び液晶膜１２２が形成された長尺状樹脂基材９０は、規定の長さに切断されて、図１及び図２に示す幅方向に沿って段階的に変化する光学軸を有する光学フィルム１００となって完成する。
上述したように、露光装置１０では、第１マスク部５８の第１開口部６４の一部と、第２マスク部６２の第２開口部７０の一部とが、幅方向において、同じ領域に形成されている。従って、幅方向において、第１開口部６４のみが形成されている領域と、第２開口部７０のみが形成されている領域と、第１開口部６４及び第２開口部７０が形成されている領域とで、異なる配向方向に配向膜１２０を配向させることができる。即ち、露光装置１０は、２個の第１偏光出力部５０及び第２偏光出力部５２と、２個の第１マスク部５８及び第２マスク部６２とによって、配向方向の異なる３個の第１配向領域１３２、第２配向領域１３４、及び、第３配向領域１３６を形成することができる。これにより、露光装置１０は、従来、偏光変調部の数と同じ数だけ必要であった、第１偏光出力部５０及び第２偏光出力部５２の数、第１マスク部５８及び第２マスク部６２の数を減らして、構成を簡略化することができる。更に、第１偏光９４の偏光方向と第２偏光９６の偏光方向との間の角度が、４５°、即ち、９０°未満となるように、両偏光方向を交差させることにより、第１偏光９４によって配向された配向方向が、第２偏光９６によって回転される方向を制御することができる。
露光装置１０では、幅方向において、第１開口部６４と第２開口部７０とが重なる領域に形成された、搬送方向における第１開口短部位６８と第２開口短部位７４の長さによって、第１偏光９４の露光量及び第２偏光９６の露光量を設定している。これにより、第１偏光９４の露光量及び第２偏光９６の露光量によって決定される配向膜１２０の配向方向を容易に設定できる。従って、露光装置１０は、光源３０、３２の出力を変更することなく、容易に配向方向を設定することができる。
露光装置１０では、幅方向において、第１開口部６４と第２開口部７０とが重なる領域に形成された、搬送方向における第１開口短部位６８と第２開口短部位７４の長さが異なる。これにより、第１偏光９４と第２偏光９６とによって配向される領域の配向膜１２０の配向方向の自由度を向上させることができる。特に、搬送方向における第２開口短部位７４の長さが、搬送方向における第１開口短部位６８の長さ以上とすることにより、露光装置１０は、第１偏光９４の偏光方向と第２偏光９６の偏光方向の略中央の方向を配向方向とする第２配向領域１３４を配向膜１２０に形成することができる。
次に、上述した実施形態の露光装置の一部を変更した実施形態について説明する。
図１２は、変更したマスク１３９を説明する底面図である。図１２の下半分の図は、マスク１３９によって配向された配向膜１２０及び長尺状樹脂基材９０の図である。図１２に示すように、マスク１３９は、第１マスク１３８及び第２マスク１４０を有する。第１マスク１３８は、第２マスク１４０よりも上流側に配置される。
第１マスク１３８は、第１偏光出力部５０から出力される第１偏光９４の光路上に配置される。第１マスク１３８は、第１マスク基材５６と、第１マスク部１５８とを有する。第１マスク部１５８は、第１偏光９４を遮光する材料からなる。第１マスク部１５８には、第１開口部１６４が形成されている。第１開口部１６４は、直角三角形状に形成されている。第１開口部１６４の三角形状は、搬送方向に平行な辺と、幅方向に平行な辺と、幅方向及び搬送方向に対して傾斜する辺とによって囲まれる。第１開口部１６４は、搬送方向における長さが幅方向の右方向に沿って、徐々に連続的に短くなる。
第２マスク１４０は、第２偏光出力部５２から出力される第２偏光９６の光路上に配置される。第２マスク１４０は、第２マスク基材６０と、第２マスク部１６２とを有する。第２マスク部１６２は、第２偏光９６を遮光する材料からなる。第２マスク部１６２には、第２開口部１７０が形成されている。第２開口部１７０は、直角三角形状に形成されている。第２開口部１７０の三角形状は、搬送方向に平行な辺と、幅方向に平行な辺と、幅方向及び搬送方向に対して傾斜する辺とによって囲まれる。第２開口部１７０は、搬送方向における長さが幅方向の右方向に沿って、徐々に連続的に長くなる。
第１開口部１６４の幅方向に平行な辺と幅方向及び搬送方向に対して傾斜する辺とが交差する頂点は、第２開口部１７０の搬送方向に平行な辺の延長線上に配置される。第２開口部１７０の幅方向に平行な辺と幅方向及び搬送方向に対して傾斜する辺とが交差する頂点は、第１開口部１６４の搬送方向に平行な辺の延長線上に配置される。
平面視において、第１開口部１６４の搬送方向に平行な辺は、搬送される長尺状樹脂基材９０の一辺よりも内側に配置される。平面視において、第２開口部１７０の搬送方向に平行な辺は、搬送される長尺状樹脂基材９０の他辺よりも内側に配置される。従って、長尺状樹脂基材９０に形成された配向膜１２０は、幅方向の略全域において、第１偏光９４または第２偏光９６の少なくとも一方で露光される。
また、幅方向の左端部近傍の配向膜１２０は、ほとんど第１偏光９４によって露光される。幅方向の左端部から離れると、配向膜１２０は、第１偏光９４及び第２偏光９６によって露光される。幅方向の右端部に近づくにつれて、配向膜１２０を露光する偏光は、第１偏光９４が減少して、第２偏光９６が増加する。幅方向の右端部近傍の配向膜１２０は、ほとんど第２偏光９６によって露光される。
ここで、図１２の第１開口部１６４の領域に矢印で示すように、第１偏光９４の偏光方向を搬送方向に平行とする。また、第２開口部１７０の領域に矢印で示すように、第２偏光９６の偏光方向を搬送方向から傾斜した方向とする。例えば、第２偏光９６の偏光方向は、第１偏光９４の偏光方向に対して、８０°傾斜しているとする。
この場合、第１マスク１３８及び第２マスク１４０によって露光された配向膜１２０の配向方向は、長尺状樹脂基材９０に矢印で示すようになる。具体的には、幅方向の左端部近傍の領域は、ほとんど第１偏光９４のみによって露光されるので、配向膜１２０の配向方向は、搬送方向と平行になる。幅方向の右側に行くにつれて、配向膜１２０の配向方向は、搬送方向から徐々に連続的に傾斜する。幅方向の右端部近傍では、配向膜１２０の配向方向は、略搬送方向から８０°傾斜する。
上述したように、第１開口部１６４及び第２開口部１７０は、幅方向及び搬送方向に対して傾斜する一辺を有する。これにより、第１マスク部１５８及び第２マスク部１６２は、幅方向において、配向膜１２０を露光する第１偏光９４及び第２偏光９６の露光量Ｅ１、Ｅ２を徐々に変化させることができる。この結果、第１マスク部１５８及び第２マスク部１６２は、幅方向において、配向膜１２０の配向方向を、段階的にではなく、徐々に連続的に変化させることができる。これにより、マスク１３９を設けた露光装置１０によって露光された光学フィルムは、光学軸が、幅方向に沿って、連続的に変化する。
図１３は、変更したマスク２３９を説明する底面図である。図１３の下半分の図は、マスク２３９によって配向された配向膜１２０及び長尺状樹脂基材９０の図である。図１３に示すように、マスク２３９は、第１マスク２３８及び第２マスク２４０を有する。第１マスク２３８は、第２マスク２４０よりも上流側に配置される。
第１マスク２３８は、第１偏光出力部５０から出力される第１偏光９４の光路上に配置される。第１マスク２３８は、第１マスク基材５６と、第１マスク部２５８とを有する。第１マスク部２５８は、第１偏光９４を遮光する材料からなる。第１マスク部２５８には、第１開口部２６４が形成されている。
第１開口部２６４は、複数の、例えば、４個の第１開口部位２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄによって形成されている。第１開口部位２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄは、長方形状に形成されている。第１開口部位２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄは、それぞれの上流側の一辺が一致するように配置されている。第１開口部位２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄは、一体的に、連続して形成されている。第１開口部位２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄの幅方向の幅は、それぞれ等しい。第１開口部位２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄの搬送方向における長さは、左側に行くにつれて、短くなる。例えば、第１開口部位２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄの搬送方向における長さは、それぞれ２０ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍである。
第２マスク２４０は、第２偏光出力部５２から出力される第２偏光９６の光路上に配置される。第２マスク２４０は、第２マスク基材６０と、第２マスク部２６２とを有する。第２マスク部２６２は、第２偏光９６を遮光する材料からなる。第２マスク部２６２には、第２開口部２７０が形成されている。
第２開口部２７０は、複数の、例えば、４個の第２開口部位２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄによって形成されている。第２開口部位２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄは、長方形状に形成されている。第２開口部位２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄは、それぞれの下流側の一辺が一致するように配置されている。第２開口部位２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄは、一体的に、連続して形成されている。第２開口部位２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄの幅方向の幅は、それぞれ等しい。第２開口部位２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄの搬送方向における長さは、右側に行くにつれて、短くなる。例えば、第２開口部位２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄの搬送方向における長さは、それぞれ２０ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍである。
幅方向において、第１開口部位２６６ｂは、第２開口部位２７２ｄと同じ領域に形成されている。幅方向において、第１開口部位２６６ｃは、第２開口部位２７２ｃと同じ領域に形成されている。幅方向において、第１開口部位２６６ｄは、第２開口部位２７２ｂと同じ領域に形成されている。幅方向において、第１開口部位２６６ａ及び第２開口部位２７２ａは、他の第２開口部位２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄ及び第１開口部位２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄと重ならない領域に形成されている。
ここで、図１３の第１開口部２６４の領域に矢印で示すように、第１偏光９４の偏光方向を搬送方向に平行とする。また、第２開口部２７０の領域に矢印で示すように、第２偏光９６の偏光方向を搬送方向から傾斜した方向とする。配向方向は、搬送方向と平行な方向を０°とする。配向方向は、図１３に示す左回りを正の方向とする。例えば、第２偏光９６の偏光方向は、平面視において、第１偏光９４の偏光方向に対して、＋４５°傾斜しているとする。この場合の図１３に示す位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅでの配向方向について説明する。尚、位置Ｐａは、幅方向における第１開口部位２６６ａの中心と通る搬送方向に沿った中心線上である。同様に、位置Ｐｂは、幅方向における第１開口部位２６６ｂ及び第２開口部位２７２ｄの中心線上である。位置Ｐｃは、幅方向における第１開口部位２６６ｃ及び第２開口部位２７２ｃの中心線上である。位置Ｐｄは、幅方向における第１開口部位２６６ｄ及び第２開口部位２７２ｂの中心線上である。位置Ｐｅは、幅方向における第２開口部位２７２ａの中心線上である。
図１４は、図１３における位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅでの配向方向について説明するグラフである。位置Ｐｅでの第２偏光９６の偏光量を５４ｍＪ／ｃｍ２とする。
図１４に示すように、第１偏光９４のみによって配向される右端部の領域の配向膜１２０は、搬送方向と略平行に配向される。幅方向において、左側に行くにつれて、配向膜１２０の配向方向は、左回りに回転して、第２偏光９６の偏光方向に近づく。第２偏光９６のみによって配向される左端部の領域の配向膜１２０は、第２偏光９６の偏光方向と略平行、即ち、搬送方向から４５°回転した方向に配向される。また、第１開口部２６４及び第２開口部２７０は、搬送方向における長さが段階的に変化している。従って、マスク２３９を設けた露光装置１０に露光された光学フィルムは、光学軸が、幅方向に沿って、段階的に変化する。
更に、第１偏光９４及び第２偏光９６の露光量が等しい位置Ｐｃの配向方向は、第２偏光９６の偏光方向よりも第１偏光９４の偏光方向に近い。これにより、第１偏光９４の偏光方向と第２偏光９６の偏光方向のどちらにも偏らない中間の位置に配向膜１２０を配向させる場合、後から露光する第２偏光９６の露光量を第１偏光９４の露光量よりも大きくする必要があることがわかる。
図１５は、変更した露光部４１８を説明する図である。図１５に示すように、露光部４１８は、光源３０、３２、５３０、５３２と、第１偏光出力部５０と、第２偏光出力部５２と、第３偏光出力部５５０と、第４偏光出力部５５２と、マスク保持部３４、３６、５３４、５３６と、第１マスク４３８、第２マスク４４０、第３マスク５３８、及び、第４マスク５４０を含むマスク４３９とを有する。
光源３０、３２、５３０、５３２は、搬送方向に沿って、上流側から下流側へと配置されている。光源３０、３２、５３０、５３２は、同じ照度の紫外線を出力する。
第１偏光出力部５０、第２偏光出力部５２、第３偏光出力部５５０、及び、第４偏光出力部５５２は、この順で、搬送方向に沿って、上流側から下流側へと配置されている。第１偏光出力部５０、第２偏光出力部５２、第３偏光出力部５５０、及び、第４偏光出力部５５２は、それぞれ偏光方向の異なる第１偏光９４、第２偏光９６、第３偏光５９４、第４偏光５９６を出力する。
マスク保持部３４、３６、５３４、５３６は、それぞれ第１マスク４３８、第２マスク４４０、第３マスク５３８、及び、第４マスク５４０を保持する。第１マスク４３８、第２マスク４４０、第３マスク５３８、及び、第４マスク５４０は、搬送方向に沿って、上流側から下流側へと配置されている。
第１マスク４３８は、第１偏光９４の光路上に配置されている。第１マスク４３８は、第１マスク基材４５６と、第１マスク部４５８とを有する。第２マスク４４０は、第２偏光９６の光路上に配置されている。第２マスク４４０は、第２マスク基材４６０と、第２マスク部４６２とを有する。第３マスク５３８は、第３偏光５９４の光路上に配置されている。第３マスク５３８は、第３マスク基材５５６と、第３マスク部５５８とを有する。第４マスク５４０は、第４偏光５９６の光路上に配置されている。第４マスク５４０は、第４マスク基材５６０と、第４マスク部５６２とを有する。
図１６は、マスク４３９を説明する底面図である。図１６の下半分の図は、マスク４３９によって配向された配向膜１２０及び長尺状樹脂基材９０の図である。図１６に示すように、第１マスク部４５８には、第１三角開口部４６４と、２個の半三角開口部４６６、４６８とが形成されている。第１三角開口部４６４の三角形状の一例は、底辺が２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの二等辺三角形である。ここでいう底辺は、幅方向に沿った辺のことである。また、高さは、搬送方向に沿った長さである。従って、第１三角開口部４６４の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って、連続的に短くなる。一方、第１三角開口部４６４の左半分の領域は、幅方向の左方向に沿って、連続的に短くなる。半三角開口部４６６、４６８は、第１三角開口部４６４を半分に分割した形状である。半三角開口部４６６、４６８の三角形状の一例は、底辺が１０ｍｍ、高さ２０ｍｍの直角三角形である。半三角開口部４６６、４６８の幅方向の外側の一辺は、搬送方向に平行に形成されている。幅方向の左側の半三角開口部４６６の外側の一辺は、搬送される長尺状樹脂基材９０の一辺よりも内側の位置に形成されている。幅方向の右側の半三角開口部４６８の外側の一辺は、搬送される長尺状樹脂基材９０の他辺よりも内側の位置に形成されている。
第２マスク部４６２には、２個の第２三角開口部４７０が形成されている。第２三角開口部４７０の形状は、第１三角開口部４６４の形状と同じである。従って、第２三角開口部４７０の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って、連続的に短くなる。一方、第２三角開口部４７０の左半分の領域は、幅方向の左方向に沿って、連続的に短くなる。幅方向において、第２三角開口部４７０は、第１三角開口部４６４に対して、底辺の半分の長さ右側にずれた位置に配置されている。換言すれば、搬送方向に平行な第２三角開口部４７０の中心線の延長線上には、第１三角開口部４６４または半三角開口部４６６、４６８の底辺の一方の頂点が配置される。これにより、幅方向の右方向に沿って連続的に短くなる第１三角開口部４６４の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って連続的に長くなる第２三角開口部４７０の左半分の領域と同じ配向膜１２０上の領域を露光する。
第３マスク部５５８には、２個の第３三角開口部５６４が形成されている。第３三角開口部５６４の形状は、第１三角開口部４６４の形状と同じである。従って、第３三角開口部５６４の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って、連続的に短くなる。一方、第３三角開口部５６４の左半分の領域は、幅方向の左方向に沿って、連続的に短くなる。幅方向において、第３三角開口部５６４は、第２三角開口部４７０に対して、底辺の半分の長さ右側にずれた位置に配置されている。換言すれば、搬送方向に平行な第３三角開口部５６４の中心線の延長線上には、第２三角開口部４７０の底辺の一方の頂点が配置される。これにより、幅方向の右方向に沿って連続的に短くなる第２三角開口部４７０の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って連続的に長くなる第３三角開口部５６４の左半分の領域と同じ配向膜１２０上の領域を露光する。
第４マスク部５６２には、２個の第４三角開口部５７０が形成されている。第４三角開口部５７０の形状は、第１三角開口部４６４の形状と同じである。従って、第４三角開口部５７０の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って、連続的に短くなる。一方、第４三角開口部５７０の左半分の領域は、幅方向の左方向に沿って、連続的に短くなる。幅方向において、第４三角開口部５７０は、第３三角開口部５６４に対して、底辺の半分の長さ右側にずれた位置に配置されている。換言すれば、搬送方向に平行な第４三角開口部５７０の中心線の延長線上には、第３三角開口部５６４の底辺の一方の頂点が配置される。これにより、幅方向の右方向に沿って連続的に短くなる第３三角開口部５６４の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って連続的に長くなる第４三角開口部５７０の左半分の領域と同じ配向膜１２０上の領域を露光する。
第１三角開口部４６４または半三角開口部４６６、４６８、第２三角開口部４７０、第３三角開口部５６４、第４三角開口部５７０は、幅方向において、底辺の半分の長さを周期とする、周期的に配置されている。尚、第１三角開口部４６４、第２三角開口部４７０、第３三角開口部５６４、第４三角開口部５７０の個数を増加させて、更に、複数周期形成してもよい。
図１６の右端に第１偏光９４、第２偏光９６、第３偏光５９４、第４偏光５９６の偏光方向を矢印で示す。第１偏光９４の偏光方向は、幅方向と平行である。第２偏光９６は、第１偏光９４の偏光方向から左回りに４５°回転させた方向である。第３偏光５９４は、第２偏光９６の偏光方向から左回りに４５°回転させた方向であって、搬送方向と平行である。第４偏光５９６は、第３偏光５９４の偏光方向から左回りに４５°回転させた方向である。換言すれば、第１偏光９４、第２偏光９６、第３偏光５９４、第４偏光５９６の偏光方向は、等角度間隔である。
図１６に示すように、位置Ｐｆ、Ｐｇ、Ｐｈ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｍ、Ｐｎ、Ｐｐ、Ｐｑを定義する。位置Ｐｆは、長尺状樹脂基材９０の右端の位置である。位置Ｐｑは、長尺状樹脂基材９０の左端に位置する。位置Ｐｆ、Ｐｇ、Ｐｈ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｍ、Ｐｎ、Ｐｐ、Ｐｑは、第１三角開口部４６４の底辺の半分の間隔で配置されている。換言すれば、位置Ｐｆ、Ｐｇ、Ｐｈ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｍ、Ｐｎ、Ｐｐ、Ｐｑは、幅方向において、第１三角開口部４６４または半三角開口部４６６、４６８、第２三角開口部４７０、第３三角開口部５６４、第４三角開口部５７０のいずれかの頂点と同じ位置である。
図１７は、図１６に示すマスク４３９よって配向された光学フィルム５００の写真である。光学フィルム５００は、配向膜１２０上に１／２波長板の位相差を有する液晶膜１２２が形成されている。図１７の写真は、２枚の偏光板をクロスニコルの状態で光学フィルム５００の前後に配置して、撮影した。図１６及び図１７に示す位置Ｐｆ、Ｐｇ、Ｐｈ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｍ、Ｐｎ、Ｐｐ、Ｐｑは、それぞれ対応している。図１７の上部に、位置Ｐｆ、Ｐｇ、Ｐｈ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｍ、Ｐｎ、Ｐｐ、Ｐｑの配向方向を矢印で示す。図１７に示すように、光学フィルム５００は、幅方向の右側から左側に沿って、配向方向が徐々に、且つ、周期的に変化していることがわかる。これにより、第１三角開口部４６４または半三角開口部４６６、４６８、第２三角開口部４７０、第３三角開口部５６４、第４三角開口部５７０のそれぞれの一辺を傾斜させることにより、配向方向を徐々に連続的に変化させることができることがわかる。この結果、マスク４３９を設けた露光部４１８を適用した露光装置により露光された光学フィルムは、光学軸が、幅方向に沿って、連続的に変化することがわかる。
また、偏光方向の異なる４つの第１偏光９４、第２偏光９６、第３偏光５９４、第４偏光５９６によって、配向膜１２０を露光している。これにより、幅方向の異なる領域において、配向膜１２０を幅方向に対して０°から１８０°まで配向させることができる。この結果、図１６に示す配向膜１２０を有する光学フィルムを調光窓対に適用すると、より細かい調光を連続的にすることができる。
図１８は、マスク１４３９を説明する底面図である。図１８の下半分の図は、マスク１４３９によって配向された配向膜１２０及び長尺状樹脂基材９０の図である。マスク１４３９は、図１６のマスク４３９に代えて、露光部４１８に配置できる。図１８に示すように、マスク１４３９は、第１マスク１４３８、第２マスク１４４０、第３マスク１５３８、及び、第４マスク１５４０を有する。
第１マスク１４３８は、第１マスク基材１４５６と、第１マスク部１４５８とを有する。第１マスク部１４５８には、第１開口部１４６４と、２個の半開口部１４６６、１４６８とが形成されている。第１開口部１４６４は、底辺が幅方向に平行であって、残りの２辺が階段状の三角形状である。第１開口部１４６４の三角形状の一例は、底辺が２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの二等辺三角形である。ここでいう底辺は、幅方向に沿った辺のことである。また、高さは、搬送方向に沿った長さである。従って、第１開口部１４６４の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って、段階的に短くなる。一方、第１開口部１４６４の左半分の領域は、幅方向の左方向に沿って、段階的に短くなる。半開口部１４６６、１４６８は、第１開口部１４６４を半分に分割した形状である。半開口部１４６６、１４６８の幅方向の外側の一辺は、搬送方向に平行に形成されている。幅方向の左側の半開口部１４６６の外側の一辺は、搬送される長尺状樹脂基材９０の一辺よりも内側の位置に形成されている。幅方向の右側の半開口部１４６８の外側の一辺は、搬送される長尺状樹脂基材９０の他辺よりも内側の位置に形成されている。
第２マスク１４４０は、第２マスク基材１４６０と、第２マスク部１４６２とを有する。 第２マスク部１４６２には、２個の第２開口部１４７０が形成されている。第２開口部１４７０の形状は、第１開口部１４６４の形状と同じである。従って、第２開口部１４７０の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って、段階的に短くなる。一方、第２開口部１４７０の左半分の領域は、幅方向の左方向に沿って、段階的に短くなる。幅方向において、第２開口部１４７０は、第１開口部１４６４に対して、底辺の５分の３の長さ右側にずれた位置に配置されている。第２開口部１４７０の中央の最も長い領域は、幅方向において、第１開口部１４６４または半開口部１４６６、１４６８と異なる位置に配置される。これにより、幅方向の右方向に沿って段階的に短くなる第１開口部１４６４の右側の２段の領域は、幅方向の右方向に沿って段階的に長くなる第２開口部１４７０の左側の２段の領域と同じ配向膜１２０上の領域を露光する。
第３マスク１５３８は、第３マスク基材１５５６と、第３マスク部１５５８とを有する。 第３マスク部１５５８には、２個の第３開口部１５６４が形成されている。第３開口部１５６４の形状は、第１開口部１４６４の形状と同じである。従って、第３開口部１５６４の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って、段階的に短くなる。一方、第３開口部１５６４の左半分の領域は、幅方向の左方向に沿って、段階的に短くなる。幅方向において、第３開口部１５６４は、第２開口部１４７０に対して、底辺の５分の３の長さ右側にずれた位置に配置されている。第３開口部１５６４の中央の最も長い領域は、幅方向において、第２開口部１４７０と異なる位置に配置される。これにより、幅方向の右方向に沿って段階的に短くなる第２開口部１４７０の右側の２段の領域は、幅方向の右方向に沿って段階的に長くなる第３開口部１５６４の左側の２段の領域と同じ配向膜１２０上の領域を露光する。
第４マスク１５４０は、第４マスク基材１５６０と、第４マスク部１５６２とを有する。 第４マスク部１５６２には、２個の第４開口部１５７０が形成されている。第４開口部１５７０の形状は、第１開口部１４６４の形状と同じである。従って、第４開口部１５７０の右半分の領域は、幅方向の右方向に沿って、段階的に短くなる。一方、第４開口部１５７０の左半分の領域は、幅方向の左方向に沿って、段階的に短くなる。幅方向において、第４開口部１５７０は、第３開口部１５６４に対して、底辺の５分の３の長さ右側にずれた位置に配置されている。第４開口部１５７０の中央の最も長い領域は、幅方向において、第３開口部１５６４と異なる位置に配置される。これにより、幅方向の右方向に沿って段階的に短くなる第３開口部１５６４の右側の２段の領域は、幅方向の右方向に沿って段階的に長くなる第４開口部１５７０の左側の２段の領域と同じ配向膜１２０上の領域を露光する。
第１開口部１４６４または半開口部１４６６、１４６８、第２開口部１４７０、第３開口部１５６４、第４開口部１５７０は、幅方向において、底辺の半分の長さ底辺の５分の３の長さを周期とする、周期的に配置されている。尚、第１開口部１４６４、第２開口部１４７０、第３開口部１５６４、第４開口部１５７０の個数を増加させて、更に、複数周期形成してもよい。
図１８の右端に第１偏光９４、第２偏光９６、第３偏光５９４、第４偏光５９６の偏光方向を矢印で示す。第１偏光９４の偏光方向は、幅方向と平行である。第２偏光９６は、第１偏光９４の偏光方向から右回りに４５°回転させた方向である。第３偏光５９４は、第２偏光９６の偏光方向から右回りに４５°回転させた方向であって、搬送方向と平行である。第４偏光５９６は、第３偏光５９４の偏光方向から右回りに４５°回転させた方向である。換言すれば、第１偏光９４、第２偏光９６、第３偏光５９４、第４偏光５９６の偏光方向は、等角度間隔である。
図１８に示すように、配向方向が、幅方向の右側から左側に沿って、段階的に、且つ、周期的に変化していることがわかる。これにより、第１開口部１４６４または半開口部１４６６、１４６８、第２開口部１４７０、第３開口部１５６４、第４開口部１５７０のそれぞれの一辺を段階的に変化させることにより、配向方向を徐々に段階的に変化させることができる。
また、偏光方向の異なる４つの第１偏光９４、第２偏光９６、第３偏光５９４、第４偏光５９６によって、配向膜１２０を露光している。これにより、幅方向の異なる領域において、配向膜１２０を幅方向に対して０°から１８０°まで段階的に配向させることができる。この結果、マスク１４３９を設けた露光部４１８を有する露光装置によって露光された光学フィルムは、光学軸が、幅方向に沿って、段階的に変化する。また、図１８に示す配向膜１２０を有する光学フィルムを調光窓対に適用すると、より細かい調光を段階的にすることができる。尚、第１開口部１４６４、第２開口部１４７０、第３開口部１５６４、第４開口部１５７０のそれぞれを分割して、複数としてもよい。この場合、それぞれの開口形状は、第１開口部１４６４、第２開口部１４７０、第３開口部１５６４、第４開口部１５７０の段差の間に間隔があけられた、搬送方向における長さが幅方向に沿って、段階的に長くまたは短くなる縞状となる。
次に、露光部を変更した形態について説明する。
図１９は、変更した露光部６１８の構成図である。尚、上述した構成と同じ構成には、同じ符号を付与して説明を省略する。
図１９に示すように、露光部６１８は、１個の光源６３０と、遮光部６５１とを有する。光源６３０は、第１偏光出力部５０と、第２偏光出力部５２とを跨ぐ領域に紫外線等の光を出力する。
遮光部６５１は、偏光出力部７５０の下方であって、第１マスク３８と第２マスク４０との間の上方に配置されている。これにより、遮光部６５１は、第１マスク３８と第２マスク４０との間に進行する偏光を遮光する。
露光部６１８は、光源６３０を１個とすることにより構成を簡略化することができる。また、遮光部６５１が、第１偏光出力部５０と第２偏光出力部５２との間に配置されているので、第１偏光９４と第２偏光９６とが互いに混合することを抑制できる。
図２０は、変更した別の露光部７１８の構成図である。尚、上述した構成と同じ構成には、同じ符号を付与して説明を省略する。
図２０に示すように、露光部７１８は、１個の光源６３０と、偏光出力部７５０と、λ／２位相差板７５２と、遮光部６５１とを有する。偏光出力部７５０は、光源６３０からの光を偏光にして出力する。偏光出力部７５０の一例は、ブリュスタープレートである。λ／２位相差板７５２は、偏光出力部７５０の下方であって、第２マスク４０の上方に配置されている。λ／２位相差板７５２は、偏光出力部７５０から出力された偏光の偏光方向を、例えば、４５°回転させる。尚、図２０に示す形態では、偏光出力部７５０の上流側の領域が第１偏光出力部に相当し、偏光出力部７５０の下流側の領域とλ／２位相差板７５２とが第２偏光出力部に相当する。
図２１は、変更した別の露光部８１８の構成図である。尚、上述した構成と同じ構成には、同じ符号を付与して説明を省略する。図２１に示す露光部８１８のように、図２０におけるλ／２位相差板７５２を第２マスク４０と、長尺状樹脂基材９０との間に配置してもよい。
上述した各実施形態の構成の形状、配置、個数等の数値、材料は適宜変更してよい。また、各実施形態を組み合わせてもよい。
例えば、偏光変調部の偏光方向は適宜変更してよい。また、露光用の偏光の偏光方向は適宜変更してよい。
上述した実施形態では、長尺状基材を連続搬送する例を示したが、長尺状樹脂基材を搬送及び停止を繰り返して搬送中に露光する露光装置、または、長尺状の樹脂基材ではなく１枚分の樹脂基材を搬送しつつ露光する露光装置に上述の実施形態を適用してもよい。
上述の実施形態では、第１マスク部５８、第２マスク部６２を別々に形成したが、１枚のマスク基材に第１マスク部５８及び第２マスク部６２を形成してもよい。当然に、１枚のマスク基材に３個以上のマスク部を形成してもよい。
上述の実施形態で挙げた偏光の偏光方向は一例である。例えば、２つの偏光方向の偏光によって露光する場合、一の偏光の偏光方向は、他の偏光の偏光方向と異なりつつ、９０°未満、即ち、直交しなければよい。２つの偏光方向が直交しないことにより、一の偏光による配向した後の他の偏光による回転される配向の回転方向を設定できるからである。
上述した実施形態では、２個または４個の偏光出力部を設ける例を示したが、偏光出力部の個数は、これらに限定されるものではない。図２２は、偏光方向と配向膜の光学軸との関係を説明する図である。図２２に示すように、例えば、偏光出力部の個数をｎ個として、偏光方向の異なるｎ個の偏光が出力されるとする。ｎは、３以上の自然数である。同様にマスク部の個数をｎ個とする。
偏光方向Ｐ１、Ｐ２、・・、Ｐｎとする。偏光方向Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎの偏光は、搬送方向において、露光する順序は問わない。従って、偏光方向Ｐ１の偏光、偏光方向Ｐ３の偏光、偏光方向Ｐ２の偏光の順序でもよい。
ここで、搬送方向を０°とし、配向膜面に垂直な方向から配向膜面上を見て左回りを正の角度とし、ｎ個の偏光出力部のそれぞれが出力する偏光の偏光方向Ｐｐの搬送方向からの角度をθｐ（ｐ＝１、２、・・ｎ）とすると、角度θｐが以下の関係を満たすとき、０°から１８０°までの全ての範囲の光学軸を形成することができる。従って、ｎ個の偏光出力部のそれぞれが出射する偏光の偏光方向は以下の関係を満たしていることが好ましい。
０°≦θ１＜θ２＜・・＜θｎ＜１８０°
θｐ＋１−θｐ＜９０°
θｎ−θ１＞９０°
この関係によって、偏光方向Ｐｐの偏光と、偏光方向Ｐｐ＋１の偏光との露光において、θｐ以上θｐ＋１以下の方向の間で、光学軸を自由に形成することができる。すなわち、θ１以上θｎ以下の間で、光学軸を自由に形成できることがわかる。
ここで、最小の角度θ１の偏光方向Ｐ１から最大の角度θｎの偏光方向Ｐｎの間の角度差（θｎ−θ１）が、９０°以下の場合、θ１以上θｎ以下の方向の間でしか光学軸を設定できない。換言すれば、０°以上θ１未満の方向の間と、θｎ超過１８０°未満の方向の間には、光学軸を設定できない。従って、θｎ−θ１＞９０°の条件によって、光学軸が０°から１８０°の全ての範囲で形成することできることがわかる。ただし、ここで、「０°≦θ＜１８０°」とすると、ある角度θの偏光方向と、角度（θ＋１８０°）の偏光方向は同一の偏光方向である。
尚、この場合、ｎ個の偏光出力部は、（１８０／ｎ）°間隔で回転されたｎ個の偏光方向の偏光を出力することが好ましい。これにより、偏光出力部から出力される偏光の照度の設定、及び、マスク部に形成される搬送方向における開口の長さの設計等が容易になる。
また、上述の実施形態では、光学フィルム１００等を調光窓部材対３００に適用する例を示したが、上述した光学フィルムを別の光学部品等に適用してもよい。例えば、光学フィルムを撮像装置等に適用されるローパスフィルターに適用してもよい。
図２３は、撮像装置等に適用されるローパスフィルターとして機能する光学フィルム２３００の平面図である。図２４は、図２３のＡ−Ａ線に沿った光学フィルム２３００の断面図である。図２３及び図２４に示すように、光学フィルム２３００は、複数の、例えば、１０個の偏光変調部２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、２１１４、２１１６、２１１８、２１２０を複数組有する。１０個の偏光変調部２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、２１１４、２１１６、２１１８、２１２０は、基材２２１８上に形成された配向膜２２２０及び液晶膜２２２２によって構成される。
１０個の偏光変調部２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、２１１４、２１１６、２１１８、２１２０は、この順序で幅方向に沿って周期的に配列されている。１０個の偏光変調部２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、２１１４、２１１６、２１１８、２１２０は、同じ形状に形成されている。１０個の偏光変調部２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、２１１４、２１１６、２１１８、２１２０は、それぞれ異なる光学軸を有する。１０個の偏光変調部２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、２１１４、２１１６、２１１８、２１２０の光学軸は、幅方向の右にいくに連れて、ｍを自然数として（１８０／ｍ）°ずつ、例えば、１８°ずつ右回りに回転する。１０個の偏光変調部２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、２１１４、２１１６、２１１８、２１２０は、自己の遅相軸と平行な光の振動成分の位相を遅らせる。１０個の偏光変調部２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、２１１４、２１１６、２１１８、２１２０は、λ／２位相差板として機能する。
このように光学軸が等間隔で変化している場合、光学フィルム２３００は、光２１００が入射すると、略１次回折光を出射する。ここで、一次回折光の分離角度θは、回折格子のピッチをｐとして、入射する光の波長をλとすると、次式で表される。
ｔａｎθ＝λ／ｐ
これにより、光学フィルム２３００は、撮像装置の撮像素子の入射側に配置することによって、撮像素子の画素ピッチよりも高い空間周波数を有する光学像を撮影したときに発生するモアレ縞を防止できる。尚、回折格子のピッチｐの一例は、５００μｍである。また、隣接する偏光変調部の光学軸と光学軸との間の角度変化は、細かいほど１次回折率が大きくなり、モアレ防止の効果が大きくなる。
上述の実施形態では、基材として樹脂基材１１８を適用したが、基材として、ガラス基材を適用してもよい。ガラス基材の厚みの一例は、０．０５ｍｍから５ｍｍである。ガラス基材を構成する材料の例は、アルカリガラス、無アルカリガラス（例えば、日本電気硝子（株）社製 ＯＡ−１０）、石英ガラス等を適用できる。
上述の実施形態では、複数の光源から照射される光の照度が、同じである例をあげたが、複数の光源から異なる照度の光が出射されるようにしてもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０ 露光装置、 １２ 送り出しロール、 １３ 洗浄部、 １４ 配向膜塗布部、 １６ 配向膜乾燥部、 １８ 露光部、 ２０ 液晶膜塗布部、 ２２ 液晶膜配向部、 ２４ 液晶膜硬化部、 ２６ フィルム供給部、 ２８ 巻き取りロール、 ３０ 光源、 ３２ 光源、 ３４ マスク保持部、 ３６ マスク保持部、 ３８ 第１マスク、 ３９ マスク、 ４０ 第２マスク、 ５０ 第１偏光出力部、 ５２ 第２偏光出力部、 ５６ 第１マスク基材、 ５８ 第１マスク部、 ６０ 第２マスク基材、 ６２ 第２マスク部、 ６４ 第１開口部、 ６６ 第１開口長部位、 ６８ 第１開口短部位、 ７０ 第２開口部、 ７２ 第２開口長部位、 ７４ 第２開口短部位、 ９０ 長尺状樹脂基材、 ９２ セパレートフィルム、 ９４ 第１偏光、 ９６ 第２偏光、 １００ 光学フィルム、 １０２ 第１偏光変調部、 １０４ 第２偏光変調部、 １０６ 第３偏光変調部、 １１２ 矢印、 １１４ 矢印、 １１６ 矢印、 １１８ 樹脂基材、 １２０ 配向膜、 １２２ 液晶膜、 １３２ 第１配向領域
１３４ 第２配向領域、 １３６ 第３配向領域、 １３８ 第１マスク、 １３９ マスク、 １４０ 第２マスク、 １４２ 第１液晶領域、 １４４ 第２液晶領域、 １４６ 第３液晶領域、 １５８ 第１マスク部、 １６２ 第２マスク部、 １６４ 第１開口部、 １７０ 第２開口部、 ２００ 光学フィルム、 ２０２ 第１偏光変調部、 ２０４ 第２偏光変調部、 ２０６ 第３偏光変調部、 ２３８ 第１マスク、 ２３９ マスク、 ２４０ 第２マスク、 ２５８ 第１マスク部、 ２６２ 第２マスク部、 ２６４ 第１開口部、 ２６６ 第１開口部位、 ２７０ 第２開口部、 ２７２ 第２開口部位、 ３００ 調光窓部材対、 ３１０ 調光窓部材、 ３１２ ベース板、 ３１４ 偏光板、 ３２０ 調光窓部材、 ３２２ ベース板、 ３２４ 偏光板、 ３３０ 矢印、 ４１８ 露光部、 ４３８ 第１マスク、 ４３９ マスク、 ４４０ 第２マスク、 ４５６ 第１マスク基材、 ４５８ 第１マスク部、 ４６０ 第２マスク基材、 ４６２ 第２マスク部、 ４６４ 第１三角開口部、 ４６６ 半三角開口部、 ４６８ 半三角開口部、 ４７０ 第２三角開口部、 ５００ 光学フィルム
５３０ 光源、 ５３２ 光源、 ５３４ マスク保持部、 ５３６ マスク保持部、 ５３８ 第３マスク、 ５４０ 第４マスク、 ５５０ 第３偏光出力部、 ５５２ 第４偏光出力部、 ５５６ 第３マスク基材、 ５５８ 第３マスク部、 ５６０ 第４マスク基材、 ５６２ 第４マスク部、 ５６４ 第３三角開口部、 ５７０ 第４三角開口部、 ５９４ 第３偏光、 ５９６ 第４偏光、 ６１８ 露光部、 ６３０ 光源、 ６５１ 遮光部、 ７１８ 露光部、 ７５０ 偏光出力部、 ７５２ λ／２位相差板、 ８１８ 露光部、 １４３８ 第１マスク、 １４３９ マスク、 １４４０ 第２マスク、 １４５６ 第１マスク基材、 １４５８ 第１マスク部、 １４６０ 第２マスク基材、 １４６２ 第２マスク部、 １４６４ 第１開口部、 １４６６ 半開口部、 １４６８ 半開口部、 １４７０ 第２開口部、 １５３８ 第３マスク、 １５４０ 第４マスク、 １５５６ 第３マスク基材、 １５５８ 第３マスク部、 １５６０ 第４マスク基材、 １５６２ 第４マスク部、 １５６４ 第３開口部、 １５７０ 第４開口部、 ２１００ 光、 ２１０２ 偏光変調部、 ２１０４ 偏光変調部、 ２１０６ 偏光変調部、 ２１０８ 偏光変調部、 ２１１０ 偏光変調部、 ２１１２ 偏光変調部、 ２１１４ 偏光変調部、 ２１１６ 偏光変調部、 ２１１８ 偏光変調部、 ２１２０ 偏光変調部、 ２２１８ 基材、 ２２２０ 配向膜、 ２２２２ 液晶膜、 ２３００ 光学フィルム

Claims (13)

  1. 配向膜が形成された基材を搬送方向に沿って搬送する搬送部と、
    前記基材の前記配向膜に向けて、第１偏光方向を有する第１偏光を出力する第１偏光出力部と、
    前記基材の前記配向膜に向けて、前記搬送方向において前記第１偏光出力部よりも下流側に配置され、前記第１偏光方向と９０°未満の角度で交差する第２偏光方向を有する第２偏光を出力する第２偏光出力部と、
    前記基材と前記第１偏光出力部との間に配置され、前記配向膜を露光する前記第１偏光を透過する第１開口部が形成され、前記第１偏光を遮光する第１マスク部と、
    前記基材と前記第２偏光出力部との間に配置され、前記配向膜を露光する前記第２偏光を透過する第２開口部が形成され、前記第２偏光を遮光する第２マスク部と
    を備え、
    前記第１開口部及び前記第２開口部は、前記配向膜のある領域を重複して露光するように形成され、
    前記第１開口部は、前記領域に向けて前記第１偏光を透過する第１開口領域を含み、
    前記第２開口部は、前記領域に向けて前記第２偏光を透過する第２開口領域を含む
    露光装置。
  2. 前記搬送方向と直交する直交方向の同じ位置の少なくとも一部において、前記搬送方向における前記第１開口領域の長さと、前記搬送方向における前記第２開口領域の長さとが異なる
    請求項１に記載の露光装置。
  3. 前記少なくとも一部において、前記搬送方向における前記第１開口領域の長さは、前記搬送方向における前記第２開口領域の長さ未満である
    請求項２に記載の露光装置。
  4. 前記第１開口部は、互いに分割された複数であって、
    前記第２開口部は、互いに分割された複数であって、
    前記搬送方向における複数の第１開口部の長さは、異なり
    前記搬送方向における複数の第２開口部の長さは、異なる
    請求項２または３に記載の露光装置。
  5. 前記第１開口部は、前記搬送方向における前記第１開口領域の長さが前記直交方向の第１方向に沿って、段階的に短くなるように形成されている一の領域を含み、
    前記第２開口部は、前記搬送方向における前記一の領域と同じ領域を露光する前記第２開口領域の長さが前記直交方向の前記第１方向に沿って、段階的に長くなるように形成されている領域を含む
    請求項２から４のいずれか１項に記載の露光装置。
  6. 前記第１開口部は、前記搬送方向における前記第１開口領域の長さが前記直交方向の第２方向に沿って、段階的に短くなるように形成されている他の領域をさらに含み、
    前記第２開口部は、前記搬送方向における前記他の領域と同じ領域を露光する前記第２開口領域の長さが前記直交方向の前記第２方向に沿って、段階的に長くなるように形成されている領域をさらに含む
    請求項５に記載の露光装置。
  7. 前記第１開口部は、前記搬送方向における前記第１開口領域の長さが前記直交方向の第１方向に沿って、連続的に短くなるように形成されている一の領域を含み、
    前記第２開口部は、前記搬送方向における前記一の領域と同じ領域を露光する前記第２開口領域の長さが前記直交方向の前記第１方向に沿って、連続的に長くなるように形成されている領域を含む
    請求項２から６のいずれか１項に記載の露光装置。
  8. 前記第１開口部は、前記搬送方向における前記第１開口領域の長さが前記直交方向の第２方向に沿って、連続的に短くなるように形成されている他の領域をさらに含み、
    前記第２開口部は、前記搬送方向における前記他の領域と同じ領域を露光する前記第２開口領域の長さが前記直交方向の前記第２方向に沿って、連続的に長くなるように形成されている領域をさらに含む
    請求項７に記載の露光装置。
  9. 前記第１偏光出力部、及び、前記第２偏光出力部を含むｎ個（ｎは３以上の自然数）の偏光出力部と、
    第１マスク部、及び、第２マスク部を含むｎ個のマスク部と
    を更に備え、
    搬送方向を０°とし、前記配向膜の面に垂直な方向から前記配向膜の面上を見て左回りを正の角度とし、ｎ個の前記偏光出力部のそれぞれが出力する偏光の偏光方向の搬送方向からの角度をθｐ（ｐ＝１、２、・・ｎ）とすると、
    ０≦θ１＜θ２＜・・＜θｎ＜１８０°
    θｐ＋１−θｐ＜９０°
    且つ
    θｎ−θ１＞９０°
    である請求項１から８のいずれか１項に記載の露光装置。
  10. ｎ個の偏光出力部は、互いに（１８０／ｎ）°間隔で回転した偏光方向の偏光を出力する
    請求項９に記載の露光装置。
  11. 配向膜が形成された基材へ出力されている第１偏光、及び、前記第１偏光と９０°未満の角度で交差する第２偏光の光路上に配置されるマスクであって、
    前記第１偏光の光路上に配置され、前記第１偏光を透過する第１開口部が形成され、前記第１偏光を遮光する第１マスク部と、
    前記第２偏光の光路上に配置され、前記第２偏光を透過する第２開口部が形成され、前記第２偏光を遮光する第２マスク部と
    を備え、
    前記第１開口部及び前記第２開口部は、前記配向膜のある領域を重複して露光するように形成され、
    前記第１開口部は、前記領域に向けて前記第１偏光を透過する第１開口領域を含み、
    前記第２開口部は、前記領域に向けて前記第２偏光を透過する第２開口領域を含むマスク。
  12. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の露光装置によって露光されることにより製造された光学フィルム。
  13. 前記搬送方向と直交する直交方向において、光学軸が連続的に変化する請求項１２に記載の光学フィルム。
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