KR20120013896A - 광조사 장치 및 광조사 방법 - Google Patents

광조사 장치 및 광조사 방법 Download PDF

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KR20120013896A
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시게노리 나카타
나오키 가와무라
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우시오덴키 가부시키가이샤
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Abstract

마스크의 패턴에 충실하고 해상도가 높은 패턴을 형성할 수 있는 광조사 장치 및 광조사 방법을 제공한다.
본 발명의 광조사 장치는, 쇼트 아크형의 방전 램프, 및 이 방전 램프를 둘러싸도록 배치된, 당해 방전 램프로부터의 광을 반사하는 리플렉터로 이루어지는 광원 소자의 복수가, 일방향으로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 광원 소자열을 가지는 광출사부와, 각각 상기 일방향에 수직인 방향으로 신장하는 선상의 다수의 차광부 및 다수의 투광부가 상기 일방향으로 교호로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 마스크를 구비하여 이루어지고, 상기 광출사부로부터의 광이, 상기 마스크를 통하여 피조사물에 조사되는 것을 특징으로 한다.

Description

광조사 장치 및 광조사 방법{LIGHT IRRADIATION DEVICE AND LIGHT IRRADIATION METHOD}
본 발명은, 선상 패턴을 형성하기 위해서 이용되는 광조사 장치 및 광조사 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 예를 들면 패턴화 위상차 필름의 제조 공정에 있어서, 광중합성 액정 재료 또는 광배향막에 광을 조사하기에 적합한 광조사 장치 및 광조사 방법에 관한 것이다.
3D 영상 표시 장치는 삼차원 입체 영상을 출현시키는 것이며, 이러한 3D 영상 표시 장치로서는, 종래, 극장용이나 텔레비젼 재생용이 개발되어 있으며, 향후에 있어서, 어뮤즈먼트 시설, 점포 디스플레이, 의료 등의 용도에 이용되는 것이 기대되고 있기 때문에, 최근, 각광을 받고 있다.
도 20은, 3D 영상 표시 장치의 일례에 있어서의 구성의 개략을 나타낸 설명도이다. 이 3D 영상 표시 장치는, 오른쪽 눈용 영상 발신부(81)와 왼쪽 눈용 영상 발신부(82)가 교호로 배치된 액정(LCD)제의 3D 영상 발신부(80)와, 이 3D 영상 발신부(80)의 전방에 설치된, 오른쪽 눈용 영상 발신부(81)의 전방에 위치하도록 배치된 오른쪽 눈용 영상 표시부(86), 및 왼쪽 눈용 영상 발신부(82)의 전방에 위치하도록 배치된 왼쪽 눈용 영상 표시부(87)로 이루어지는 3D 영상 표시체 형성용 필름(85)과, 3D 영상 발신부(80)의 후방에 설치된 광원(88)에 의해 구성되어 있다. 이 3D 영상 표시 장치는, 오른쪽 눈용 영상 발신부(81)로부터는 오른쪽 눈용 영상이 발신됨과 함께, 왼쪽 눈용 영상 발신부(82)로부터는 왼쪽 눈용 영상이 발신되고, 예를 들면, 오른쪽 눈용 영상은 오른쪽 눈용 영상 표시부(86)에 도입되어 그대로 관찰자에게 보내지고, 왼쪽 눈용 영상은 왼쪽 눈용 영상 표시부(87)에 도입되어 일단 편광의 진동 방향이 90° 회전된 후에 관찰자에게 보내진다. 그리고, 관찰자는, 이 편광의 진동 방향이 상이한 오른쪽 눈용 영상 및 왼쪽 눈용 영상을, 오른쪽 눈용 영상 만을 투과하는 편광판이 달린 오른쪽 눈용 렌즈와 왼쪽 눈용 영상 만을 투과하는 편광판이 달린 왼쪽 눈용 렌즈로 이루어지는 편광 안경을 통하여 파악함으로써, 당해 관찰자에 있어서 왼쪽 눈용 영상 및 오른쪽 눈용 영상의 합성 영상이 하나의 입체 영상으로서 인식되는 구성으로 되어 있다. 이러한 3D 영상 표시 장치는, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
그리고, 3D 영상 표시 장치에 있어서는, 관찰자의 왼쪽 눈 및 오른쪽 눈에 각각 왼쪽 눈용 영상 및 오른쪽 눈용 영상을 인식시킴으로써, 관찰자의 뇌 내에 있어서 입체 영상이 인식되지만, 왼쪽 눈용 영상과 오른쪽 눈용 영상을 구별하기 위해서, 패턴화 위상차 필름이 이용되어 있다.
또, 액정 표시 장치 등에 있어서는, 그 성능을 향상시키는 수단으로서, 액정 폴리머층을 가지는 패턴화 위상차 필름을 이용하는 것이 제안되어 있다(특허 문헌 2 참조.).
이러한 패턴화 위상차 필름은, 도 21(a)에 나타내는 바와 같이, 필름 기재(90) 상에 배향막(91)을 통하여 형성된 광중합성 액정 재료층(92)에 대해, 각각 선상의 다수의 차광부(96) 및 다수의 투광부(97)가 교호로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 마스크(95)를 통하여 광을 조사함으로써, 도 21(b)에 나타내는 바와 같이, 스트라이프 형상의 패턴의 액정 폴리머층(93)을 형성하고, 그 후, 잔존하는 광중합성 액정 재료층(92)을 제거함으로써 얻어진다.
이러한 패턴화 위상차 필름의 제조에 있어서, 자외광 등의 활성 에너지선을 광중합성 액정 재료층(92)에 대해 광범위하게 걸쳐 조사함으로써 양산성을 높이기 위해서, 통상, 롱 아크형의 방전 램프를 구비한 광조사 장치가 이용되고, 마스크(95)는, 차광부(96) 및 투광부(97)가 신장되는 방향(도 21에 있어서 종이면에 수직인 방향)이, 롱 아크형의 방전 램프의 길이 방향에 직교하도록 배치된다.
그러나, 이러한 광조사 장치에 있어서는, 이하와 같은 문제가 있다.
즉, 롱 아크형의 방전 램프는 선광원이기 때문에, 광학계에 따라, 방전 램프로부터 방사되는 광을 당해 방전 램프의 길이 방향에 있어서 서로 평행한 평행광으로 할 수 없다. 이 때문에, 도 22에 나타내는 바와 같이, 마스크(95)의 투광부(97)를 투과하는 광의 일부가, 마스크(95)에 그 면방향에 대해 사교(斜交)하여 입사됨으로써, 피조사물인 광중합성 액정 재료층(92)에 있어서의 차광부(96)의 가장자리부의 바로 아래에 위치하는 영역에 조사되는 결과, 마스크(95)의 패턴에 충실하고 해상도가 높은 패턴을 가지는 액정 폴리머층(93)을 형성하는 것이 곤란하다.
일본국 공개특허 2002-185983호 공보 일본국 공개특허 2009-276664호 공보
본 발명은, 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 마스크의 패턴에 충실하고 해상도가 높은 패턴을 형성할 수 있는 광조사 장치 및 광조사 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광조사 장치는, 쇼트 아크형의 방전 램프, 및 이 방전 램프를 둘러싸도록 배치된, 당해 방전 램프로부터의 광을 반사하는 리플렉터로 이루어지는 광원 소자의 복수가, 일방향으로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 광원 소자열을 가지는 광출사부와,
각각 상기 일방향에 수직인 방향으로 신장되는 선상의 다수의 차광부 및 다수의 투광부가 상기 일방향으로 교호로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 마스크를 구비하여 이루어지고,
상기 광출사부로부터의 광이, 상기 마스크를 통하여 피조사물에 조사되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 광출사부와 상기 마스크 사이의 광로 상에 편광 소자가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 광출사부로부터의 광을 상기 일방향으로 신장되는 선상으로 집광하여 상기 피조사물에 상기 마스크를 통하여 조사하는 집광 부재를 더 구비하고 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 리플렉터는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 포물면 형상의 광반사면을 가지는 것이며, 상기 집광 부재는, 단면이 포물선 형상의 광반사면을 가지는 실린드리컬 미러로 이루어지는 것이어도 된다.
또, 상기 리플렉터는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 포물면 형상의 광반사면을 가지는 것이며, 상기 집광 부재는, 실린드리컬 볼록 렌즈를 가지고 이루어지는 것이어도 된다.
또, 상기 리플렉터는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 타원면 형상의 광반사면을 가지는 것이며, 상기 집광 부재는, 단면이 타원 형상인 광반사면을 가지는 실린드리컬 미러와, 상기 광출사부에 있어서의 광원 소자에 대응하여 상기 일방향으로 늘어서도록 배치된 복수의 실린드리컬 볼록 렌즈로 이루어지는 것이어도 된다.
또, 상기 광출사부는, 각각 동일 방향으로 신장되는 적어도 2개의 광원 소자열을 가지고 이루어지며, 이들 광원 소자열은, 하나의 광원 소자열에 관련된 광원 소자에 있어서의 방전 램프의 전극간 중심점과, 당해 광원 소자에 가장 접근하는, 다른 광원 소자열에 관련된 광원 소자에 있어서의 방전 램프의 전극간 중심점을 잇는 직선이, 상기 일방향으로 신장되는 직선과 사교하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 피조사물을 상기 마스크에 있어서의 투광부가 신장되는 방향으로 반송하는 반송 수단을 가지는 것이 바람직하다.
이러한 광조사 장치에 있어서는, 상기 피조사물이 필름 형상의 것이고, 상기 반송 수단은 상기 피조사물에 접하여 반송하는 롤러를 가지고 이루어지며, 상기 피조사물에 있어서의 상기 롤러에 접하는 개소에 광이 조사되는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 리플렉터는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 포물면 형상의 광반사면을 가지는 것이며,
상기 광출사부로부터의 광을 상기 일방향으로 신장되는 띠 형상의 광으로서 상기 마스크를 향해 반사하는 평면 미러가 배치된 구성으로 할 수 있다.
또, 본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 피조사물이, 위상차 필름 제조용 광중합성 액정 재료 혹은 배향막 재료인 것이 바람직하다.
본 발명의 광조사 방법은, 쇼트 아크형의 방전 램프, 및 이 방전 램프를 둘러싸도록 배치된, 당해 방전 램프로부터의 광을 반사하는 리플렉터로 이루어지는 광원 소자의 복수가, 일방향으로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 광원 소자열을 가지는 광출사부로부터 출사된 광을, 각각 상기 일방향에 수직인 방향으로 신장되는 선상의 다수의 차광부 및 다수의 투광부가 상기 일방향으로 교호로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 마스크를 통하여 피조사물에 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광조사 방법에 있어서는, 상기 광출사부와 상기 마스크 사이의 광로 상에 배치된 편광 소자에 의해 편광광을 조사해도 된다.
또, 본 발명의 광조사 방법에 있어서는, 상기 광출사부로부터의 광을, 집광 부재에 의해 상기 일방향으로 신장되는 선상으로 집광하고, 당해 집광된 광을, 상기 마스크를 통하여 피조사물에 조사하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광조사 방법에 있어서는, 상기 피조사물을 상기 마스크에 있어서의 투광부가 신장되는 방향으로 반송하면서, 당해 피조사물에 광을 조사하는 것이 바람직하다.
이러한 광조사 방법에 있어서는, 상기 피조사물이 필름 형상인 것이며, 이 피조사물에 접하여 반송하는 롤러를 가지는 반송 수단에 의해 당해 피조사물을 반송하면서, 당해 피조사물에 있어서의 당해 롤러에 접하는 개소에 광을 조사하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광조사 방법에 있어서는, 상기 피조사물이, 위상차 필름 제조용 광중합성 액정 재료 혹은 배향막 재료인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 광원 소자를 구성하는 방전 램프로서, 점광원인 쇼트 아크형의 것을 이용하여, 이러한 방전 램프를 가지는 복수의 광원 소자를 일방향을 따라 늘어서도록 배치되어 이루어지는 광원 소자열에 의해 광출사부가 구성되어 있기 때문에, 당해 광원 소자열을 구성하는 광원 소자의 각각에 있어서의 방전 램프로부터 방사되는 광을, 광원 소자가 늘어서는 일방향에 있어서 서로 평행한 평행광으로 하는 것이 가능해져, 이것에 의해, 피조사물에 있어서의 마스크의 차광부의 바로 아래에 위치하는 영역에 광이 조사되는 것이 방지 또는 억제되는 결과, 마스크의 패턴에 충실하고 해상도가 높은 패턴을 형성할 수 있다.
도 1은 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 광조사 장치를 A-A선으로 절단하여 나타낸 측면 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 광조사 장치를 B-B선으로 절단하여 나타낸 평면 단면도이다.
도 4는 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서의 광출사부의 정면도이다.
도 5는 마스크의 구체적인 구성의 일례를 나타낸 설명도이며, (a)는 평면도, (b)는 측면도이다.
도 6은 마스크에 있어서의 집광 부재로부터의 광이 입사되는 유효 조사폭, 마스크와 피조사물 사이의 갭의 허용 변동값, 및 롤러의 반경의 관계를 나타낸 설명도이다
도 7은 패턴화 위상차 필름의 제조 공정의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 8은 본 발명의 광조사 장치에 의해 조사되는 광의 방향을 나타낸 설명도이다.
도 9는 제2 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 측면 단면도이다.
도 10은 제3 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 측면 단면도이다.
도 11은 제3 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서의 복합 렌즈의 구성을 나타낸 설명도이다.
도 12는 제4 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 측면 단면도이다.
도 13은 편광 소자의 일례에 있어서의 구성을 나타낸 설명도이며, (a)는 사시도, (b)는, (a)의 A-A선 단면도이다.
도 14는 패턴화 위상차 필름의 제조 공정의 다른 예를 나타낸 설명도이다.
도 15는 제5 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서의 광출사부의 정면도이다.
도 16은 제5 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서, 광출사부로부터의 광을 집광 부재에 의해 집광했을 때의 광조사 영역에 있어서의 x방향의 조도 분포를 나타낸 곡선도이다.
도 17은 제6 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 사시도이다.
도 18은 도 17에 나타낸 광조사 장치를 A-A선으로 절단하여 나타낸 측면 단면도이다.
도 19는 변형예에 관련된 광조사 장치에 있어서, 광출사부로부터의 광을 집광 부재에 의해 집광했을 때의 광조사 영역에 있어서의 x방향의 조도 분포를 나타낸 곡선도이다.
도 20은 3D 영상 표시 장치의 일예에 있어서의 구성의 개략을 나타낸 설명도이다.
도 21은 패턴화 위상차 필름의 제조 공정을 나타낸 설명도이다.
도 22는 종래의 광조사 장치에 의해 조사되는 광의 방향을 나타낸 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 설명한다.
［제1 실시의 형태]
도 1은, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 사시도이며, 도 2는, 도 1에 나타낸 광조사 장치를 A-A선으로 절단하여 나타낸 측면 단면도, 도 3은, 도 1에 나타낸 광조사 장치를 B-B로 절단하여 나타낸 평면 단면도이다.
이 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치는, 예를 들면 패턴화 위상차 필름을 제조하기 위해서 이용되는 것이며, 복수 예를 들면 3개 이상의 광원 소자(12)로 이루어지는 광원 소자열(11)을 가지는 광출사부(10)와, 이 광출사부(10)로부터의 광을, 후술하는 광원 소자(12)가 늘어서는 일방향으로 신장되는 선상으로 집광하는 집광 부재(20)와, 이 집광 부재(20)로부터의 광을 스트라이프 형상으로 정형하는 마스크(30)와, 피조사물 W를 반송하는 반송 수단(40)에 의해 구성되어 있다.
광출사부(10)를 구성하는 광원 소자열(11)에 있어서는, 도 4에도 나타내는 바와 같이, 광원 소자(12)의 각각이, 일방향(도 2에 있어서 종이면에 수직인 방향. 이하, 이 일방향을 「x방향」이라고도 한다.)으로 늘어서도록 배치되어 있다. 광원 소자열(11)에 있어서의 광원 소자(12)의 각각은, 발광관(14) 내에 그 관축을 따라 서로 대향하도록 한 쌍의 전극(도시 생략)이 배치되어 이루어지는 쇼트 아크형의 방전 램프(13)와, 이 방전 램프(13)를 둘러싸도록 배치된, 당해 방전 램프(13)로부터의 광을 반사하는 리플렉터(15)를 가진다.
방전 램프(13)로서는, 발광관(14) 내에 수은, 희가스 및 할로겐이 봉입된, 예를 들면 파장 270~450nm의 자외광을 높은 효율로 방사하는 초고압 수은 램프를 이용할 수 있다. 이러한 방전 램프(13)에 있어서, 한 쌍의 전극간의 전극간 거리가 예를 들면 0.5~2.0mm, 수은의 봉입량이 예를 들면 0.08~0.30mg/mm3이다.
제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서, 리플렉터(15)는, 그 광축 C를 중심으로 하는 회전 포물면 형상의 광반사면(16)을 가지는 파라볼라 미러에 의해 구성되어 있으며, 당해 리플렉터(15)는, 그 광축 C가 방전 램프(13)에 있어서의 발광관(14)의 관축 상에 위치되고, 또한, 그 초점 F가 방전 램프(13)에 있어서의 전극간의 휘점에 위치되도록 배치되며, 이 상태로, 고정 부재(18)에 의해 방전 램프(13)에 고정되어 있다.
또, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서, 집광 부재(20)는, x방향에 수직인 단면이 포물선 형상의 광반사면(21)을 가지는, x방향을 따라 신장되는 실린드리컬 파라볼라 미러에 의해 구성되어 있으며, 당해 집광 부재(20)는, 광출사부(10)에 있어서의 각 리플렉터(15)의 광축 C에 수직인 광출사면(17)의 전방에 있어서, 그 초점 f가 피조사물 W의 표면 상에 위치하도록 배치되어 있다.
이 집광 부재(20)는, 목적으로 하는 파장의 자외광 만을 반사시켜, 불필요한 가시광선 및 적외광을 투과시키는 콜드 미러 코팅이 실시되어 이루어지는 것이어도 된다.
마스크(30)는, x방향으로 긴 직사각형의 판 형상의 것이며, 집광 부재(20)의 하방에 있어서, 당해 집광 부재(20)에 의한 반사광의 광축 L에 대해 수직인 평면을 따라 배치되어 있다. 이 마스크(30)는, 각각 x방향에 수직인 방향(도 2 및 도 3에 있어서 좌우 방향. 이하, 동일 방향을 「y방향」이라고도 한다.)으로 신장되는 선상의 다수의 차광부 및 다수의 투광부가 x방향으로 교호로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 것이다.
도 5는, 마스크(30)의 구체적인 구성의 일례를 나타낸 설명도이며, (a)는 평면도, (b)는 측면도이다. 이 마스크(30)에 있어서는, 예를 들면 석영 유리로 이루어지는 투광성 기판(31)의 일면에, 예를 들면 크롬으로 이루어지는 다수의 선상의 차광막(32)이 소요 간격으로 이간하여 늘어서도록 배치되어 있으며, 차광막(32)이 형성된 영역에 의해 선상의 차광부(35)가 형성되고, 인접하는 차광막(32) 간의 영역에 의해 투광부(36)가 형성되어 있다. 이 마스크(30)에는, 도 5(a)에 있어서 파선 Lb로 나타내는 바와 같이, 차광부(35) 및 투광부(36)가 늘어서는 x방향으로 신장되는 띠 형상의 광이 입사된다.
피조사물 W는, 후술하는 반송 수단(40)에 의해 y방향으로 반송되기 때문에, 마스크(30)는, 피조사물 W에 대해 이간하여 배치된다. 마스크(30)와 피조사물 W 사이의 최소 갭 G는, 예를 들면 50~1000μm이다.
또, 피조사물 W는, 후술하는 롤러(41)에 접한 상태로 반송됨으로써, 마스크(30)와 피조사물 W 사이의 갭은, 당해 피조사물 W가 y방향으로 반송됨에 따라 변동되기 때문에, 마스크(30)에 있어서의 집광 부재(20)로부터의 광이 입사되는 유효 조사폭 d는, 마스크(30)와 피조사물 W 사이의 갭의 허용 변동값이나, 롤러(41)의 반경을 고려하여 가능한 범위에서 작게 설정하는 것이 바람직하다. 이것은, 이하의 이유에 의한 것이다. 즉, 피조사물 W가 반송되어 마스크(30)의 바로 아래 영역을 통과할 때에는, 피조사물 W와 마스크(30) 사이의 갭은, 먼저, 피조사물 W가 y방향으로 이동함에 따라 작아지며, 마스크(30)의 중앙 위치의 바로 아래에 도달한 후에는, 피조사물 W가 y방향으로 이동함에 따라 커지지만, 최소 유효 조사폭 d가 클 수록, 갭의 변동폭도 커지기 때문에, 후술하는 마스크(30)의 패턴에 충실하며 고해상도인 패턴을 형성할 수 없기 때문이다.
구체적으로는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 마스크(30)와 피조사물 W 사이의 갭의 허용 변동값을 a, 롤러(41)의 반경을 r로 했을 때, 유효 조사폭 d는, d=√{r2-(r-a)2}×2에 의해 구할 수 있다. 이 식에 있어서, 이론 상은, 피조사물 W의 두께를 감안하는 것이 필요하지만, 피조사물 W의 두께는, 롤러(41)의 반경에 비교하여 매우 작기 때문에, 무시할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 마스크(30)와 피조사물 W 사이의 갭의 허용 변동값 a가 50μm, 롤러(41)의 반경 r이 300mm인 경우에는, 유효 조사폭 d는 약 11mm 이하인 것이 바람직하다. 따라서, 상기한 광출사부(10)에 있어서의 쇼트 아크형의 각 방전 램프(13)로부터의 방사광을, 각 리플렉터(15) 및 집광 부재(20)에 의해 x방향으로 신장되는 선상으로 집광하는 것이, 이와 같은 유효 조사폭 d의 범위 내에 광을 집광시키기 위해서 유효하고, 나아가서는, 마스크(30)의 패턴에 충실하며 고해상도의 패턴을 형성하는 것으로 연결된다.
반송 수단(40)은, 피조사물 W에 접하여 당해 피조사물 W를 반송하는 롤러(41)를 가진다. 구체적으로는, 롤러(41)는, 피조사물 W에 접하는 개소가 마스크(30)의 바로 아래 위치에 위치되도록, 당해 롤러(41)의 회전축(도시 생략)이 x방향으로 신장되는 자세로 배치되어 있으며, 당해 롤러(41)가 회전함으로써, 피조사물 W가 y방향으로 반송된다.
피조사물이 필름 형상의 것인 경우에는, 반송 수단(40)이 피조사물 W에 접하여 당해 피조사물 W를 반송하는 롤러(41)를 가지므로, 롤러(41)의 편심을 줄임으로써, 마스크(30)와, 롤러(41)에 접한 필름 형상의 피조사물 W 사이의 갭을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 롤러(41)에 수냉 기구를 설치함으로써, 피조사물 W에 고조도의 자외광이 조사된 경우에도, 피조사물 W에 접한 롤러(41)에 의해 피조사물 W를 냉각할 수 있으므로, 피조사물 W의 쉬링크 등의 변형을 방지할 수 있다.
상기 광조사 장치에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 광출사부(10)로부터 출사된 광이, 집광 부재(20) 및 마스크(30)를 통하여, 반송 수단(40)에 의해 y방향으로 반송되는 피조사물 W에 조사된다. 구체적으로 설명하면, 광출사부(10)에 있어서는, 광원 소자열(11)에 있어서의 각 광원 소자(12)의 방전 램프(13)로부터 방사된 광이, 당해 광원 소자(12)에 있어서의 리플렉터(15)의 광반사면(16)에 의해 반사됨으로써, 당해 리플렉터(15)의 광축 C를 따른 평행광이 되어 광출사면(17)으로부터 집광 부재(20)를 향해 출사된다. 그 후, 광출사부(10)로부터 출사된 평행광이 된 광은, 집광 부재(20)에 있어서의 광반사면(21)에 의해 하방을 향하여 반사됨으로써, x방향으로 신장되는 선상으로 집광되면서 마스크(30)에 입사된다. 이 때, 마스크(30)에 입사되는 광은, x방향에 있어서 서로 평행한 평행광이다. 그리고, 마스크(30)에 입사된 광이 도 5에 나타낸 당해 마스크(30)에 있어서의 차광부(35) 및 투광부(36)에 의해 스트라이프 형상으로 정형되어 피조사물 W에 조사됨으로써, 피조사물 W에 있어서의 롤러(41)가 접하는 개소의 표면에는, 마스크(30)에 있어서의 차광부(35) 및 투광부(36)의 패턴에 대응하는 스트라이프 형상의 광조사 영역이 형성됨과 함께, 피조사물 W가 반송 수단(40)에 의해 y방향으로 반송됨으로써, 당해 피조사물 W에 대해, 소요 광조사 처리가 달성된다.
이러한 광조사 장치에 있어서는, 광중합성 액정 재료를 이용하여, 이하와 같이 하여 패턴화 위상차 필름을 제조할 수 있다.
먼저, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 필름 기재(51) 상에, 액상의 배향막용 재료를 도포하여 건조 또는 경화시킴으로써 배향막용 재료층(52A)을 형성하고, 당해 배향막용 재료층(52A)에 대해 러빙 처리를 실시함으로써, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 필름 기재(51) 상에 배향막(52)을 형성한다. 그 다음에, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 배향막(52) 상에 광중합성 액정 재료층(53A)을 형성하고, 그 후, 광중합성 액정 재료층(53A)에 대해, 상기 광조사 장치에 의해 선택적 노광 처리를 행하고, 광중합성 액정 재료층(53A)의 일부를 경화시킴으로써, 도 7(d)에 나타내는 바와 같이, 스트라이프 형상으로 패턴화된 액정 폴리머층(53)이 형성된다. 그리고, 배향막(52) 상에 잔류하는 광중합성 액정 재료층(53A)을 제거함으로써, 도 7(e)에 나타내는 바와 같이, 필름 기재(51) 상에 배향막(52)을 통하여 스트라이프 형상으로 액정 폴리머층(53)이 형성되어 이루어지는 패턴화 위상차 필름을 얻을 수 있다.
제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 의하면, 광원 소자(12)를 구성하는 방전 램프(13)가 점광원인 쇼트 아크형의 것이며, 이러한 방전 램프(13)와 회전 포물면 형상의 광반사면(16)을 가지는 리플렉터(15)로 이루어지는 복수의 광원 소자(12)를 일방향(x방향)을 따라 늘어서도록 배치되어 이루어지는 광원 소자열(11)에 의해, 광출사부(10)가 구성되어 있기 때문에, 당해 광원 소자열(11)을 구성하는 광원 소자(12)의 각각에 있어서의 방전 램프(13)로부터 방사되는 광이, 당해 광원 소자(12)의 각각에 있어서의 리플렉터(15)에 의해, 광원 소자(12)가 늘어서는 일방향에 있어서 서로 평행한 평행광이 되고, 이것에 의해, 집광 부재(20)로부터의 광은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 마스크(30)의 투광부(36)에 그 면방향에 대해 직교 혹은 대략 직교하여 입사되어 당해 투광부(36)를 투과한다. 따라서, 피조사물 W에 있어서의 마스크(30)의 차광부(35)의 바로 아래에 위치하는 영역에 광이 조사되는 것이 방지 또는 억제되는 결과, 마스크(30)의 패턴에 충실하고 해상도가 높은 패턴을 형성할 수 있다.
［제2 실시의 형태］
도 9는, 제2 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 측면 단면도이다.
이 제2 실시의 형태에 관련된 광조사 장치는, 예를 들면 패턴화 위상차 필름을 제조하기 위해서 이용되는 것이며, 복수 예를 들면 3개 이상의 광원 소자(12)로 이루어지는 광원 소자열(11)을 가지는 광출사부(10)와, 이 광출사부(10)로부터의 광을, 후술하는 광원 소자(12)가 늘어서는 일방향(x방향)으로 신장되는 선상으로 집광하는 집광 부재(20)와, 이 집광 부재(20)로부터의 광을 스트라이프 형상으로 정형하는 마스크(30)와, 피조사물 W를 반송하는 반송 수단(40)에 의해 구성되어 있다. 여기서, 마스크(30) 및 반송 수단(40)은, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서의 마스크(30) 및 반송 수단(40)과 동일한 구성이다.
광출사부(10)를 구성하는 광원 소자열(11)에 있어서는, 광원 소자(12)의 각각이, x방향(도 9에 있어서 종이면에 수직인 방향)으로 늘어서도록 배치되어 있다(도 4 참조). 광원 소자열(11)에 있어서의 광원 소자(12)의 각각은, 발광관(14) 내에 그 관축을 따라 서로 대향하도록 한 쌍의 전극(도시 생략)이 배치되어 이루어지는 쇼트 아크형의 방전 램프(13)와, 이 방전 램프(13)를 둘러싸도록 배치된, 당해 방전 램프(13)로부터의 광을 반사하는 리플렉터(15)를 가진다. 여기서, 방전 램프(13)는, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서의 방전 램프(13)와 동일한 구성이다.
제2 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서, 리플렉터(15)는, 그 광축 C를 중심으로 하는 회전 포물면 형상의 광반사면(16)을 가지는 파라볼라 미러에 의해 구성되어 있으며, 당해 리플렉터(15)는, 그 광축 C가 방전 램프(13)에 있어서의 발광관(14)의 관축 상에 위치되고, 또한, 그 초점 F가 방전 램프(13)에 있어서의 전극간의 휘점에 위치되도록 배치되며, 이 상태로, 고정 부재(18)에 의해 방전 램프(13)에 고정되어 있다.
또, 제2 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서, 집광 부재(20)는, x방향을 따라 신장되도록 배치된, 광조사 기구(10)로부터의 광을 일방향으로 신장되는 선상으로 집광하는 실린드리컬 볼록 렌즈(22)와, 이 실린드리컬 볼록 렌즈(22)로부터의 광을 마스크(30)를 향해 반사하는 평면 미러(23)에 의해 구성되어 있다.
집광 부재(20)에 있어서의 실린드리컬 볼록 렌즈(22)는, 광출사부(10)에 있어서의 각 리플렉터(15)의 광축 C에 수직인 광출사면(17)의 전방에 있어서, 그 볼록면이 광출사면이 되는 방향으로, 그 초점 f가 평면 미러(23)에 의해 투영되는 피조사물 W의 표면 상에 위치되도록 배치되어 있다.
집광 부재(20)에 있어서의 평면 미러(23)는, 마스크(30)의 상방에 있어서, 당해 평면 미러의 광반사면(24)이, 리플렉터(15)의 광축 C에 대해 예를 들면 45˚의 각도로 기운 상태로 배치되어 있다.
상기 광조사 장치에 있어서는, 광출사부(10)로부터 출사된 광이, 집광 부재(20) 및 마스크(30)를 통하여, 반송 수단(40)에 의해 y방향으로 반송되는 피조사물 W에 조사된다. 구체적으로 설명하면, 광출사부(10)에 있어서는, 광원 소자열(11)에 있어서의 각 광원 소자(12)의 방전 램프(13)로부터 방사된 광이, 당해 광원 소자(12)에 있어서의 리플렉터(15)의 광반사면(16)에 의해 반사됨으로써, 당해 리플렉터(15)의 광축 C를 따른 평행광이 되어 광출사면(17)으로부터 집광 부재(20)를 향해 출사된다. 그 후, 광출사부(10)로부터 출사된 평행광이 된 광은, 집광 부재(20)에 있어서의 실린드리컬 볼록 렌즈(22)에 의해 x방향으로 신장되는 선상으로 집광되면서, 평면 미러(23)의 광반사면(24)에 의해 하방을 향하여 반사됨으로써, 마스크(30)에 입사된다. 이 때, 마스크(30)에 입사되는 광은, x방향에 있어서 서로 평행한 평행광이다. 그리고, 마스크(30)에 입사된 광이 당해 마스크(30)에 있어서의 차광부(35) 및 투광부(36)에 의해 스트라이프 형상으로 정형되어 피조사물 W에 조사됨으로써, 피조사물 W에 있어서의 롤러(41)가 접하는 개소의 표면에는, 마스크(30)에 있어서의 차광부(35) 및 투광부(36)의 패턴에 대응하는 스트라이프 형상의 광조사 영역이 형성됨과 함께, 피조사물 W가 반송 수단(40)에 의해 y방향으로 반송됨으로써, 당해 피조사물 W에 대해, 소요 광조사 처리가 달성된다.
제2 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 의하면, 광원 소자(12)를 구성하는 방전 램프(13)가 점광원인 쇼트 아크형의 것이며, 이러한 방전 램프(13)와 회전 포물면 형상의 광반사면(16)을 가지는 리플렉터(15)로 이루어지는 복수의 광원 소자(12)를 일방향(x방향)을 따라 늘어서도록 배치되어 이루어지는 광원 소자열(11)에 의해, 광출사부(10)가 구성되어 있기 때문에, 당해 광원 소자열(11)을 구성하는 광원 소자(12)의 각각에 있어서의 방전 램프(13)로부터 방사되는 광이, 당해 광원 소자(12)의 각각에 있어서의 리플렉터(15)에 의해, 광원 소자(12)가 늘어서는 일방향에 있어서 서로 평행한 평행광이 되므로, 이것에 의해, 피조사물 W에 있어서의 마스크(30)의 차광부(35)의 바로 아래에 위치하는 영역에 광이 조사되는 것이 방지 또는 억제되는 결과, 마스크(30)의 패턴에 충실하고 해상도가 높은 패턴을 형성할 수 있다.
［제3 실시의 형태]
도 10은, 제3 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 측면 단면도이다.
이 제3 실시의 형태에 관련된 광조사 장치는, 예를 들면 패턴화 위상차 필름을 제조하기 위해서 이용되는 것이며, 복수 예를 들면 3개 이상의 광원 소자(12)로 이루어지는 광원 소자열(11)을 가지는 광출사부(10)와, 이 광출사부(10)로부터의 광을, 후술하는 광원 소자(12)가 늘어서는 일방향(x방향)으로 신장되는 선상으로 집광하는 집광 부재(20)와, 이 집광 부재(20)로부터의 광을 스트라이프 형상으로 정형하는 마스크(30)와, 피조사물 W를 반송하는 반송 수단(40)에 의해 구성되어 있다. 여기서, 마스크(30) 및 반송 수단(40)은, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서의 마스크(30) 및 반송 수단(40)과 동일한 구성이다.
광출사부(10)를 구성하는 광원 소자열(11)에 있어서는, 광원 소자(12)의 각각이, x방향(도 10에 있어서 종이면에 수직인 방향)으로 늘어서도록 배치되어 있다(도 4 참조). 광원 소자열(11)에 있어서의 광원 소자(12)의 각각은, 발광관(14) 내에 그 관축을 따라 서로 대향하도록 한 쌍의 전극(도시 생략)이 배치되어 이루어지는 쇼트 아크형의 방전 램프(13)와, 이 방전 램프(13)를 둘러싸도록 배치된, 당해 방전 램프(13)로부터의 광을 반사하는 리플렉터(19)를 가진다. 여기서, 방전 램프(13)는, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서의 방전 램프(13)와 동일한 구성이다.
제3 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서, 리플렉터(19)는, 그 광축 C를 중심으로 하는 회전 타원면 형상의 광반사면(16)을 가지는 타원 집광경에 의해 구성되어 있으며, 당해 리플렉터(19)는, 그 광축 C가 방전 램프(13)에 있어서의 발광관(14)의 관축 상에 위치되고, 또한, 그 제1 초점 F1이 방전 램프(13)에 있어서의 전극간의 휘점에 위치됨과 함께, 그 제2 초점 F2가 광조사부(10)와 집광 부재(20) 사이의 위치에 위치되도록 배치되며, 이 상태로, 고정 부재(18)에 의해 방전 램프(13)에 고정되어 있다.
또, 제3 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서, 집광 부재(20)는, x방향에 수직인 단면이 타원 형상인 광반사면(26)을 가지는, x방향을 따라 신장되는 실린드리컬 타원 미러(25)와, 이 실린드리컬 타원 미러(25)에 의해 반사된 광이 입사되는 복합 렌즈(27)에 의해 구성되어 있다.
집광 부재(20)에 있어서의 실린드리컬 타원 미러(25)는, 광출사부(10)에 있어서의 각 리플렉터(19)의 광축 C에 수직인 광사출면(17)의 전방에 있어서, 그 제1 초점 f1이 리플렉터(19)의 제2 초점 F2 상에 위치되고, 그 제2 초점 f2가 피조사물 W의 표면 상에 위치되도록 배치되어 있다.
집광 부재(20)에 있어서의 복합 렌즈(27)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 광출사부(10)에 있어서의 광원 소자(12)의 각각에 대응하는 복수의 실린드리컬 볼록 렌즈(28)가, x방향(도 11에 있어서 좌우 방향)으로 늘어서도록 배치되어 구성되어 있다. 또, 복합 렌즈(27)에 있어서의 실린드리컬 볼록 렌즈(28)의 각각은, 그 볼록면이 광입사면이 되는 방향으로, 그 초점이 실린드리컬 타원 미러(25)에 의해 투영되는 리플렉터(15)의 제2 초점 F2 상에 위치되도록 배치되어 있다.
상기 광조사 장치에 있어서는, 광출사부(10)로부터 출사된 광이, 집광 부재(20) 및 마스크(30)를 통하여, 반송 수단(40)에 의해 y방향으로 반송되는 피조사물 W에 조사된다. 구체적으로 설명하면, 광출사부(10)에 있어서는, 광원 소자열(11)에 있어서의 각 광원 소자(12)의 방전 램프(13)로부터 방사된 광이, 당해 광원 소자(12)에 있어서의 리플렉터(19)의 광반사면(16)에 의해 반사됨으로써, 광출사면(17)으로부터 집광 부재(20)에 있어서의 실린드리컬 타원 미러(25)를 향해 출사된다. 그 후, 광출사부(10)로부터 출사된 광은, 실린드리컬 타원 미러(25)에 있어서의 광반사면(26)에 의해 하방을 향하여 반사됨으로써, x방향으로 신장되는 선상으로 집광되면서, 복합 렌즈(27)를 통하여 마스크(30)에 입사된다. 이 때, 마스크(30)에 입사되는 광은, 복합 렌즈(27)에 있어서의 실린드리컬 볼록 렌즈(28)의 각각에 의해, x방향에 있어서 서로 평행한 평행광이 된다. 그리고, 마스크(30)에 입사된 광이 당해 마스크(30)에 있어서의 차광부(35) 및 투광부(36)에 의해 스트라이프 형상으로 정형되어 피조사물 W에 조사됨으로써, 피조사물 W에 있어서의 롤러(41)가 접하는 개소의 표면에는, 마스크(30)에 있어서의 차광부(35) 및 투광부(36)의 패턴에 대응하는 스트라이프 형상의 광조사 영역이 형성됨과 함께, 피조사물 W가 반송 수단(40)에 의해 y방향으로 반송됨으로써, 당해 피조사물 W에 대해, 소요 광조사 처리가 달성된다.
제3 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 의하면, 광원 소자(12)를 구성하는 방전 램프(13)가 점광원인 쇼트 아크형의 것이며, 이러한 방전 램프(13)와 회전 타원면 형상의 광반사면(16)을 가지는 리플렉터(19)로 이루어지는 복수의 광원 소자(12)를 일방향(x방향)을 따라 늘어서도록 배치되어 이루어지는 광원 소자열(11)에 의해, 광출사부(10)가 구성되어 있기 때문에, 당해 광원 소자열(11)을 구성하는 광원 소자(12)의 각각으로부터 출사되는 광이, 집광 부재(20)에 있어서의 복합 렌즈(27)를 구성하는 실린드리컬 볼록 렌즈(28)에 의해, 광원 소자(12)가 늘어서는 일방향에 있어서 서로 평행한 평행광이 되므로, 이것에 의해, 피조사물 W에 있어서의 마스크(30)의 차광부(35)의 바로 아래에 위치하는 영역에 광이 조사되는 것이 방지 또는 억제되는 결과, 마스크(30)의 패턴에 충실하고 해상도가 높은 패턴을 형성할 수 있다.
［제4 실시의 형태］
도 12는, 제4 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 측면 단면도이다.
이 제4 실시의 형태에 관련된 광조사 장치는, 예를 들면 패턴화 위상차 필름을 제조하기 위해서 이용되는 것이며, 집광 부재(20)와 마스크(30) 사이의 광로 상에 편광 소자(45)가 배치되어 있는 것을 제외하고, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치와 동일한 구성이다.
도 13은, 편광 소자의 일례에 있어서의 구성을 나타낸 설명도이며, (a)는 사시도, (b)는, (a)의 A-A선 단면도이다. 이 편광 소자(45)는, 와이어 그리드 편광 소자이며, 예를 들면 유리 혹은 석영 유리로 이루어지는 직사각형의 투명 기판(46)의 일면에, 다수의 금속 와이어(47)가 당해 투명 기판(46)의 한 변에 평행한 방향을 따라 일정한 간격으로 배치되어 구성되어 있다. 금속 와이어(47)의 배치 피치는, 광출사부(10)로부터의 광의 파장 이하로 되어 있다. 금속 와이어(47)를 구성하는 금속 재료로서는, 광반사율이 높은 것을 이용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는, 알루미늄, 은 등을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 편광 소자(와이어 그리드 편광 소자)(45)에 있어서는, 금속 와이어(47)의 배치 피치의 약 2배 이상의 파장의 광이, 금속 와이어(47)가 배치된 면으로부터 조사되었을 때에, 당해 광을 구성하는 진동 성분 중, 금속 와이어(47)가 신장되는 방향으로 진동하는 성분을 반사 혹은 흡수함과 함께, 금속 와이어(47)가 신장되는 방향과 수직인 방향으로 진동하는 성분을 투과함으로써, 직선 편광광이 된다.
상기 광조사 장치에 있어서는, 광출사부(10)로부터 출사된 광이, 집광 부재(20), 편광 소자(45) 및 마스크(30)를 통하여, 반송 수단(40)에 의해 y방향으로 반송되는 피조사물 W에 조사된다. 이 때, 집광 부재(20)로부터의 광은, 편광 소자(45)에 의해 직선 편광광이 되기 때문에, 당해 직선 편광광이 피조사물 W에 조사된다.
이러한 광조사 장치에 있어서는, 광배향막용 재료를 이용하여, 이하와 같이 하여 패턴화 위상차 필름을 제조할 수 있다.
먼저, 도 14(a)에 나타내는 바와 같이, 필름 기재(51) 상에, 액상의 광배향막용 재료를 도포하여 건조 또는 경화시킴으로써 광배향막용 재료층(55A)을 형성한다.
그 다음에, 광배향막용 재료층(55A)에 대해, 상기 광조사 장치에 의해 직선 편광광에 의한 선택적 노광 처리를 행함으로써, 도 14(b)에 나타내는 바와 같이, 필름 기재(51) 상에 스트라이프 형상으로 패터닝된 제1 광배향막(55)을 형성한다.
또한, 적절한 광조사 장치에 의해, 상기 도 14(b)에서 조사한 편광광과 90˚편광 방향이 상이한 직선 편광광에 의해 전체면 노광 처리를 행함으로써, 도 14(c)에 나타내는 바와 같이, 인접하는 제1 광배향막(55) 사이에 제2 광배향막(56)을 형성한다.
그 다음에, 도 14(d)에 나타내는 바와 같이, 제1 광배향막(55) 및 제2 광배향막(56)의 표면 상에, 광중합성 액정 재료층(57A)을 형성하고, 그 후, 광중합성 액정 재료층(57A)에 대해, 적절한 광조사 장치에 의해 전체면 노광 처리를 행하고, 당해 광중합성 액정 재료층(57A)을 경화시킴으로써, 도 14(e)에 나타내는 바와 같이, 제1 광배향막(55) 상에 형성된 제1 액정 폴리머층 부분(57) 및 이 제1 액정 폴리머층 부분(57)과는 액정의 배향 상태가 상이한 제2 액정 폴리머층 부분(58)이 스트라이프 형상으로 패턴화되어 이루어지는 액정 폴리머층(59)이 형성됨으로써, 패턴화 위상차 필름을 얻을 수 있다.
이러한 광조사 장치에 의하면, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있음과 함께, 피조사물 W에 대해 직선 편광광을 조사할 수 있으므로, 광배향막용 재료를 이용하여 패턴화 위상차 필름을 제조하기 위한 광조사 장치로서 적합하다.
［제5 실시의 형태］
도 15는, 제5 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서의 광출사부를 나타낸 정면도이다.
이 제5 실시의 형태에 관련된 광조사 장치는, 광출사부를 제외하고, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치와 동일한 구성이다.
이 광조사 장치에 있어서의 광출사부(10)는, 2개의 광원 소자열(11a, 11b)이 서로 동일 방향으로 신장되어 늘어서도록 배치되어 구성되어 있다. 구체적으로 설명하면, 광원 소자열(11a, 11b)의 각각은, 복수의 광원 소자(12)가 일방향(x방향)으로 늘어서도록 배치되어 구성되고, 광원 소자(12)의 각각은, 쇼트 아크형의 방전 램프(13)와, 이 방전 램프(13)를 둘러싸도록 배치된, 당해 방전 램프(13)로부터의 광을 반사하는 리플렉터(15)를 가진다. 방전 램프(13) 및 리플렉터(15)는, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서의 방전 램프(13) 및 리플렉터(15)와 동일한 구성이다.
그리고, 2개의 광원 소자열(11a, 11b)은, 한쪽의 광원 소자열(11a)에 관련된 광원 소자(12)에 있어서의 방전 램프(13)의 전극간 중심점과, 당해 광원 소자(12)에 가장 접근하는, 다른쪽의 광원 소자열(11b)에 관련된 광원 소자(12)에 있어서의 방전 램프(13)의 전극간 중심점을 잇는 직선 T가, x방향으로 신장되는 직선 X와 사교하도록 배치되어 있다.
도 16은, 제5 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 있어서, 광출사부로부터의 광을 집광 부재에 의해 집광했을 때의 광조사 영역에 있어서의 x방향의 조도 분포를 나타낸 곡선도이다. 이 도면에 있어서, 종축은 상대 조도, 횡축은 x방향에 있어서의 상대적인 위치를 나타내고, 곡선(1)은, 한쪽의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역의 조도 분포 곡선, 곡선(2)는 다른쪽의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역의 조도 분포 곡선, 곡선(3)은, 광출사부 전체로부터의 광에 의한 광조사 영역의 조도 분포 곡선이다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 광원 소자열 및 다른쪽의 광원 소자열 중 어느 한쪽으로부터의 광에 의한 조도 분포에 있어서는, 당해 광원 소자열에 있어서의 각 광원 소자로부터의 광에 의한 광조사 영역이 서로 중첩하는 일 없이 늘어서 있기 때문에, 조도의 피크와 보텀의 차가 매우 큰 것이다. 이에 반해, 광출사부 전체로부터의 광에 의한 조도 분포에 있어서는, 한쪽의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역과 다른쪽의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역이 중첩되고, 또한, 한쪽의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역에 있어서의 조도의 피크 위치와, 다른쪽의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역에 있어서의 조도의 피크 위치가 서로 상이하기 때문에, 조도의 피크와 보텀의 차가 매우 작은 것이며, 균일한 조도 분포를 얻을 수 있는 것을 이해할 수 있다.
이와 같이, 제5 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 의하면, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있음과 함께, 광출사부가, 각각 동일 방향으로 신장되는 2개의 광원 소자열(11)이 특정의 위치 관계로 배치되어 구성되어 있기 때문에, x방향에 있어서 균일한 조도 분포를 가지는 광을 조사할 수 있다.
［제6 실시의 형태］
도 17은, 제6 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 구성의 개략을 나타낸 사시도, 도 18은, 도 17에 나타낸 광조사 장치를 A-A선으로 절단하여 나타낸 측면 단면도이다.
이 제6 실시의 형태에 관련된 광조사 장치는, 예를 들면 평판 형상의 피조사물 W에 대해 선상의 패턴을 형성하기 위해서 이용되는 것이며, 광출사부(10)의 광출사 방향 전방에 있어서, 집광 부재 대신에 평면 미러(70)가 배치된 구성으로 되어 있는 것 외에는, 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치와 동일한 구성을 가진다.
평면 미러(70)는, 예를 들면 석영 유리로 이루어지는 평판 형상의 기재의 일면에, 목적으로 하는 파장의 자외광 만을 반사시켜, 불필요한 가시광선 및 적외광을 투과시키는 콜드 미러 코팅이 실시되어 광반사면(71)이 형성되어 이루어지는 것이다.
평면 미러(70)는, 광반사면(71)의 법선이 리플렉터(15)의 광축 C에 대해 예를 들면 45˚의 각도로 기운 상태(평면 미러(70)에 의한 반사광이 마스크(30)에 그 법선 방향으로부터 입사되는 상태로)로 배치되어 있다.
피조사물 W는, 예를 들면 액정 패널 제조용 석영 유리나 고분자 재료로 이루어지는 기판이며, 그 표면에, 도 7 또는 도 14에 나타낸 스트라이프 형상의 액정 폴리머층(53, 59)이 형성된다.
피조사물 W는, 예를 들면, 피조사물 W를 y방향으로 마스크(30)의 투광성 기판(31)과 평행으로 반송하는 스테이지로 이루어지는 반송 수단(도시하지 않음)에 의해, 광원 소자(12)가 늘어서는 일방향(x방향)과 직교 방향(y방향)으로 반송된다.
상기 광조사 장치에 있어서는, 광출사부(10)로부터 출사된 광이, 평면 미러(70) 및 마스크(30)를 통하여, 반송 수단(40)에 의해 y방향으로 반송되는 피조사물 W에 조사된다. 구체적으로는, 광출사부(10)에 있어서는, 광원 소자열(11)에 있어서의 각 광원 소자(12)의 방전 램프(13)로부터 방사된 광이, 당해 광원 소자(12)에 있어서의 리플렉터(15)의 광반사면(16)에 의해 반사됨으로써, 당해 리플렉터(15)의 광축 C를 따른 평행광이 되어 광출사면(17)으로부터 평면 미러(70)를 향해 출사된다. 그 후, 광출사부(10)로부터 출사된 평행광은, 평면 미러(70)에 있어서의 광반사면(71)에 의해, x방향으로 신장되는 띠 형상의 광으로서 마스크(30)를 향해 반사된다. 마스크(30)에 입사되는 띠 형상의 광은, x방향에 있어서 서로 평행한 평행광이다. 그리고, 마스크(30)에 입사된 광이 당해 마스크(30)에 있어서의 차광부(35) 및 투광부(36)에 의해 스트라이프 형상으로 정형되어 피조사물 W에 조사된다. 이것에 의해, 피조사물 W의 표면에는, 마스크(30)에 있어서의 차광부(35) 및 투광부(36)의 패턴에 대응하는 스트라이프 형상의 광조사 영역이 형성됨과 함께, 피조사물 W가 반송 수단에 의해 y방향으로 반송됨으로써, 당해 피조사물 W에 대해, 소요 광조사 처리가 달성된다.
이 제6 실시의 형태에 관련된 광조사 장치에 의하면, 상기 서술한 제1 실시의 형태에 관련된 광조사 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이들 실시의 형태에 한정되지 않고, 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.
예를 들면 제2 실시의 형태, 제3 실시의 형태 및 제6 실시의 형태에 있어서, 제4 실시의 형태와 마찬가지로 편광 소자가 배치되어 있어도 된다.
또, 편광 소자가 배치되는 위치는, 광출사부와 마스크 사이의 광로 상이면 되고, 따라서, 집광 부재와 마스크 사이의 광로 상에 한정되지 않고, 예를 들면 광출사부와 집광 부재 사이의 광로 상이어도 된다.
제6 실시의 형태에 관련된 광조사 장치는, 필름 형상의 피처리물에 대해 선상의 패턴을 형성할 때에 비교적 큰 유효 조사폭 d가 허용되는 경우에 있어서도 적용할 수 있다.
또, 광출사부는, 각각 x방향으로 신장되는 3개 이상의 광원 소자열이, 하나의 광원 소자열에 관련된 광원 소자에 있어서의 방전 램프의 전극 중심점과, 당해 광원 소자에 가장 접근하는, 다른 광원 소자열에 관련된 광원 소자에 있어서의 방전 램프의 전극 중심점을 잇는 직선이, x방향으로 신장되는 직선과 사교하도록 배치되어 구성되어 있어도 된다.
예를 들면 제5 실시의 형태에 관련된 광조사 장치의 변형예로서, 4개의 광원 소자열로 이루어지는 광출사부를 가지는 광조사 장치를 구성하고, 이 변형예에 관련된 광출사 장치에 있어서, 광출사부로부터의 광을 집광 부재에 의해 집광했을 때의 광조사 영역에 있어서의 x방향의 조도 분포를 나타낸 곡선도를 도 19에 나타낸다. 이 도면에 있어서, 종축은 상대 조도, 횡축은 x방향에 있어서의 상대적인 위치를 나타내고, 곡선(1)은, 1번째의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역의 조도 분포 곡선, 곡선(2)는 2번째의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역의 조도 분포 곡선, 곡선(3)은, 3번째의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역의 조도 분포 곡선, 곡선(4)는 4번째의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역의 조도 분포 곡선, 곡선(5)는, 광출사부 전체로부터의 광에 의한 광조사 영역의 조도 분포 곡선이다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 각 광원 소자열 중 어느 하나의 광에 의한 조도 분포에 있어서는, 당해 광원 소자열에 있어서의 각 광원 소자로부터의 광에 의한 광조사 영역이 서로 중첩하는 일 없이 늘어서 있기 때문에, 조도의 피크와 보텀의 차가 매우 큰 것이다. 이에 반해, 광출사부 전체로부터의 광에 의한 조도 분포에 있어서는, 1번째 내지 4번째의 각각의 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역이 중첩되고, 또한, 각 광원 소자열로부터의 광에 의한 광조사 영역에 있어서의 조도의 피크 위치가 서로 상이하기 때문에, 제5 실시의 형태에 관련된 광출사 장치와 비교하여, 조도의 피크와 보텀의 차가 더 작은 것이며, 한층 균일한 조도 분포를 얻을 수 있는 것을 이해할 수 있다.
10 광출사부 11, 11a, 11b 광원 소자열
12 광원 소자 13 방전 램프
14 발광관 15 리플렉터
16 광반사면 17 광출사면
18 고정 부재 19 리플렉터
20 집광 부재 21 광반사면
22 실린드리컬 볼록 렌즈 23 평면 미러
24 광반사면 25 실린드리컬 타원 미러
26 광반사면 27 복합 렌즈
28 실린드리컬 볼록 렌즈 30 마스크
31 투광성 기판 32 차광막
35 차광부 36 투광부
40 반송 수단 41 롤러
45 편광 소자 46 투명 기판
47 금속 와이어 51 필름 기재
52 배향막 52A 배향막용 재료층
53 액정 폴리머층 53A 광중합성 액정 재료층
55 제1 광배향막 55A 광배향막용 재료층
56 제2 광배향막 57 제1 액정 폴리머층 부분
57A 광중합성 액정 재료층 58 제2 액정 폴리머층 부분
59 액정 폴리머층 70 평면 미러
71 광반사면 80 3D 영상 발신부
81 오른쪽 눈용 영상 발신부 82 왼쪽 눈용 영상 발신부
85 3D 영상 표시체 형성용 필름 86 오른쪽 눈용 영상 표시부
87 왼쪽 눈용 영상 표시부 88 광원
90 필름 기재 91 배향막
92 광중합성 액정 재료층 93 액정 폴리머층
95 마스크 96 차광부
97 투광부 G 최소 갭

Claims (17)

  1. 쇼트 아크형의 방전 램프, 및 이 방전 램프를 둘러싸도록 배치된, 당해 방전 램프로부터의 광을 반사하는 리플렉터로 이루어지는 광원 소자의 복수가, 일방향으로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 광원 소자열을 가지는 광출사부와,
    각각 상기 일방향에 수직인 방향으로 신장되는 선상의 다수의 차광부 및 다수의 투광부가 상기 일방향으로 교호로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 마스크를 구비하여 이루어지고,
    상기 광출사부로부터의 광이, 상기 마스크를 통하여 피조사물에 조사되는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광출사부와 상기 마스크 사이의 광로 상에 편광 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 광출사부로부터의 광을 상기 일방향으로 신장되는 선상으로 집광하여 상기 피조사물에 상기 마스크를 통하여 조사하는 집광 부재를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 리플렉터는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 포물면 형상의 광반사면을 가지는 것이며, 상기 집광 부재는, 단면이 포물선 형상의 광반사면을 가지는 실린드리컬 미러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 리플렉터는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 포물면 형상의 광반사면을 가지는 것이며, 상기 집광 부재는, 실린드리컬 볼록 렌즈를 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 리플렉터는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 타원면 형상의 광반사면을 가지는 것이며, 상기 집광 부재는, 단면이 타원 형상인 광반사면을 가지는 실린드리컬 미러와, 상기 광출사부에 있어서의 광원 소자에 대응하여 상기 일방향으로 늘어서도록 배치된 복수의 실린드리컬 볼록 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광출사부는, 각각 동일 방향으로 신장되는 적어도 2개의 광원 소자열을 가지고 이루어지며, 이들 광원 소자열은, 하나의 광원 소자열에 관련된 광원 소자에 있어서의 방전 램프의 전극간 중심점과, 당해 광원 소자에 가장 접근하는, 다른 광원 소자열에 관련된 광원 소자에 있어서의 방전 램프의 전극간 중심점을 잇는 직선이, 상기 일방향으로 신장되는 직선과 사교(斜交)하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 피조사물을 상기 마스크에 있어서의 투광부가 신장되는 방향으로 반송하는 반송 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 피조사물이 필름 형상의 것이고, 상기 반송 수단은 상기 피조사물에 접하여 반송하는 롤러를 가지고 이루어지며, 상기 피조사물에 있어서의 상기 롤러에 접하는 개소에 광이 조사되는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 리플렉터는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 포물면 형상의 광반사면을 가지는 것이며,
    상기 광출사부로부터의 광을 상기 일방향으로 신장되는 띠 형상의 광으로서 상기 마스크를 향해 반사하는 평면 미러가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 피조사물이, 위상차 필름 제조용 광중합성 액정 재료 혹은 배향막 재료인 것을 특징으로 하는 광조사 장치.
  12. 쇼트 아크형의 방전 램프, 및 이 방전 램프를 둘러싸도록 배치된, 당해 방전 램프로부터의 광을 반사하는 리플렉터로 이루어지는 광원 소자의 복수가, 일방향으로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 광원 소자열을 가지는 광출사부로부터 출사된 광을, 각각 상기 일방향에 수직인 방향으로 신장되는 선상의 다수의 차광부 및 다수의 투광부가 상기 일방향으로 교호로 늘어서도록 배치되어 이루어지는 마스크를 통하여 피조사물에 조사하는 것을 특징으로 하는 광조사 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 광출사부와 상기 마스크 사이의 광로 상에 배치된 편광 소자에 의해 편광광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광조사 방법.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 광출사부로부터의 광을, 집광 부재에 의해 상기 일방향으로 신장되는 선상으로 집광하고, 당해 집광된 광을, 상기 마스크를 통하여 피조사물에 조사하는 것을 특징으로 하는 광조사 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 피조사물을 상기 마스크에 있어서의 투광부가 신장되는 방향으로 반송하면서, 당해 피조사물에 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광조사 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 피조사물이 필름 형상의 것이며, 이 피조사물에 접하여 반송하는 롤러를 가지는 반송 수단에 의해 당해 피조사물을 반송하면서, 당해 피조사물에 있어서의 당해 롤러에 접하는 개소에 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광조사 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 피조사물이, 위상차 필름 제조용 광중합성 액정 재료 혹은 배향막 재료인 것을 특징으로 하는 광조사 방법.
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