TW201351003A - 曝光裝置及曝光方法 - Google Patents

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TW201351003A
TW201351003A TW102120028A TW102120028A TW201351003A TW 201351003 A TW201351003 A TW 201351003A TW 102120028 A TW102120028 A TW 102120028A TW 102120028 A TW102120028 A TW 102120028A TW 201351003 A TW201351003 A TW 201351003A
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TW102120028A
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Tatsuya Sato
Kazuhiro Ura
Koji Imayoshi
Ryosuke Yasui
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Arisawa Seisakusho Kk
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Abstract

一種曝光裝置及曝光方法。曝光裝置包括：輸送部，輸送長條狀的膜；曝光部，通過光罩對由輸送部輸送的膜進行曝光；冷卻部，對由曝光部曝光的膜進行冷卻。其解決如下技術問題：在曝光區域中，輸送的膜會被逐漸加熱，因此會在膜的上游側與下游側之間產生溫度差。從而造成在膜上形成皺褶，導致曝光用的光無法以希望的角度照射膜表面。

Description

曝光裝置及曝光方法
本發明是有關於一種曝光裝置及曝光方法。
已知的技術是：一邊對膜進行輸送，一邊對膜進行曝光，從而使配向膜配向。
專利文獻1：美國專利申請公開第2011/0217638號說明書
然而，在被曝光用的光照射的曝光區域中，被輸送的膜會被逐漸加熱，因此會在膜的上游側與下游側之間產生溫度差。這樣造成的問題是，會在膜上形成皺褶，導致曝光用的光無法以希望的角度照射膜表面。
在本發明的第一形態中提供了一種曝光裝置，包括：輸送部，輸送長條狀的膜；曝光部，通過光罩對由所述輸送部輸送的所述膜進行曝光；以及冷卻部，對由所述曝光部曝光的所述膜進行冷卻。
在本發明的第二形態中提供了一種曝光方法，包括：輸送步驟，輸送長條狀的膜；曝光步驟，通過光罩對由所述輸送步 驟輸送的所述膜進行曝光；以及冷卻步驟，對由所述曝光步驟曝光的所述膜進行冷卻。
另外，上述發明內容並未列舉出本發明的全部可能特徵，所述特徵群的子組合(sub combination)也有可能構成發明。
10‧‧‧曝光裝置
12‧‧‧送出輥
14‧‧‧配向膜塗佈部
16‧‧‧配向膜乾燥部
18‧‧‧曝光部
20‧‧‧液晶膜塗佈部
22‧‧‧液晶膜配向部
24‧‧‧液晶膜硬化部
26‧‧‧分離膜供給部
28‧‧‧捲取輥
34‧‧‧偏光光源
38‧‧‧光罩
40‧‧‧光罩保持部
44‧‧‧上游側張力輥
46‧‧‧下游側張力輥
48‧‧‧保持輥
50‧‧‧第一偏光輸出部
52‧‧‧第二偏光輸出部
54‧‧‧流路
56‧‧‧光罩基材
58‧‧‧遮光層
62‧‧‧第一透過區域
64‧‧‧第二透過區域
90‧‧‧膜
92‧‧‧分離膜
100‧‧‧光學膜
102‧‧‧樹脂基材
104‧‧‧第一偏光調變部
106‧‧‧第二偏光調變部
110、112、114、116‧‧‧箭頭
120‧‧‧配向膜
122‧‧‧液晶膜
124‧‧‧第一配向區域
126‧‧‧第二配向區域
128‧‧‧第一液晶區域
130‧‧‧第二液晶區域
150‧‧‧立體圖像顯示裝置
152‧‧‧光源
154‧‧‧圖像輸出部
158‧‧‧光學功能膜
164‧‧‧偏光板
166‧‧‧保持基板
168‧‧‧圖像生成部
170‧‧‧保持基板
174‧‧‧偏光板
178‧‧‧右眼用圖像生成部
180‧‧‧左眼用圖像生成部
190‧‧‧偏光眼鏡
192‧‧‧右眼用調變部
194‧‧‧左眼用調變部
248‧‧‧上游側從動輥
249‧‧‧下游側從動輥
250、251、356‧‧‧流路
348‧‧‧保持面部
350、352‧‧‧從動輥
354‧‧‧循環傳送帶
448、449‧‧‧膜送風部
548、549‧‧‧光罩冷卻部
648、649‧‧‧保持空冷部
748、749‧‧‧保持液冷部
圖1為根據本實施形態製造的光學膜100的整體平面圖。
圖2為沿圖1的II-II線的縱截面圖。
圖3為設置有光學膜100的立體圖像顯示裝置的分解斜視圖。
圖4為本實施形態所述曝光裝置10的整體結構圖。
圖5為曝光部18的整體斜視圖。
圖6為光罩38的底面圖。
圖7為沿圖6的VII-VII線的光罩38的縱截面圖。
圖8為部分變更後的曝光部18的附近的放大示意圖。
圖9為部分變更後的曝光部18的附近的放大示意圖。
圖10為部分變更後的曝光部18的附近的放大示意圖。
圖11為部分變更後的曝光部18的附近的放大示意圖。
圖12為部分變更後的曝光部18的附近的放大示意圖。
圖13為部分變更後的曝光部18的附近的放大示意圖。
圖14為部分變更後的曝光部18的附近的放大示意圖。
圖15為調查膜90的皺褶與配向角的偏差的實驗結果圖。
以下通過發明實施方式對本發明進行說明，但以下實施方式並非對申請專利範圍所涉及的發明進行限定。並且，實施方式中說明的特徵組合，也並非全部為本發明的必要解決手段。
圖1為根據本實施形態製造的光學膜100的整體平面圖。光學膜100是由本實施形態所述光學膜製造方法而製成。光學膜100設置於立體圖像顯示裝置的圖像生成部的圖像輸出側，輸出右眼用圖像及左眼用圖像。
光學膜100被形成為一邊是數cm~數m的長方形。如圖1所示，光學膜100具有：樹脂基材102、第一偏光調變部104、第二偏光調變部106。
樹脂基材102是將後述樹脂製的長條狀膜切割成一定長度而形成。樹脂基材102使光透過。樹脂基材102的厚度的一例為50μm~100μm。樹脂基材102支撐第一偏光調變部104及第二偏光調變部106。樹脂基材102可以由環烯烴系(cycloolefin)的膜構成。作為環烯烴系膜，可以使用熱膨脹率為70×10-6/℃的環烯烴聚合物(=COP)，最好使用作為環烯烴聚合物的共聚物的環烯烴共聚物(=COC)。作為COP膜，例如可舉出日本Zeon公司製的ZEONOR膜ZF14。另外，樹脂基材102可以由包含熱膨脹率為54×10-6/℃的三醋酸纖維素(tri-acetylcellulose)(=TAC)的材料製成。TAC膜例如可以舉出富士軟片公司製的FUJITACT T80SZ及TD80UL等。另外，當使用環烯烴系膜時，從脆弱性的角度考慮，最好使用高韌性型的膜。
第一偏光調變部104及第二偏光調變部106在平面視圖 中被形成為相同的形狀。第一偏光調變部104及第二偏光調變部106是沿樹脂基材102的長邊方向延伸的長方形。此處所說的樹脂基材102的長邊方向是：在組裝到立體圖像顯示器中的光學膜100中成為水平方向。因此，樹脂基材102的短邊方向是：在組裝到立體圖像顯示器中的光學膜100中成為鉛直方向。第一偏光調變部104和第二偏光調變部106是：在彼此有一邊相接觸的狀態下，沿鉛直方向交替配置。另外，第一偏光調變部104和第二偏光調變部106也可以沿水平方向交替配置。
第一偏光調變部104及第二偏光調變部106對透過的偏光的偏光狀態進行調變。第一偏光調變部104及第二偏光調變部106具有例如1/4波長板的相位差功能。另外，第一偏光調變部104及第二偏光調變部106可以具有1/2波長板的相位差功能。第一偏光調變部104具有：被配向為例如與圖1所示第一偏光調變部104的右端記載的箭頭110相平行的方向的光學軸。據此，例如當輸入具有從箭頭110轉動45°的偏光方向的直線偏光時，第一偏光調變部104將該偏光調變成具有相鄰箭頭112所示的右旋偏光方向的圓偏光並進行輸出。第二偏光調變部106具有：被配向為例如與圖1所示第二偏光調變部106的右端記載的箭頭114相平行的方向的光學軸，且該光學軸與第一偏光調變部104的光學軸垂直。據此，例如當輸入具有從箭頭110轉動45°的偏光方向的直線偏光時，第二偏光調變部106將該偏光調變成具有相鄰箭頭116所示的左旋偏光方向的圓偏光並進行輸出。另外，光學軸的一例為：相位超前軸(phase advance axis)或相位滯後軸(delay phase axis)。因此，第一偏光調變部104及第二偏光調變部106的光學 軸的配向角的偏差為±0.5°以下，最好為±0.2°以下。關於配向角的偏差將在後續內容進行說明。
其結果是，即便向第一偏光調變部104及第二偏光調變部106輸入具有相同偏光方向的直線偏光，第二偏光調變部106輸出的偏光的偏光方向、與第一偏光調變部104輸出的偏光的偏光方向也不相同。例如，第二偏光調變部106輸出的偏光的偏光方向為：與第一偏光調變部104輸出的偏光的偏光方向相逆旋的圓偏光。
圖2為沿圖1的II-II線的縱截面圖。如圖2所示，各第一偏光調變部104及第二偏光調變部106具有：配向膜120和液晶膜122。
配向膜120形成於樹脂基材102的面上。配向膜120可以適用公知的光配向性化合物。光配向性化合物是：當被照射紫外線等直線偏光時，分子會沿紫外線等直線偏光的偏光方向而規則配向的材料。進一步地，光配向性化合物具有：使在自身上形成的液晶膜122的分子，沿自身的配向而排列的功能。作為光配向性化合物的舉例，可以舉出：光分解型、光二聚合作用化型(photo-dimerization type)、光異性化型等化合物。配向膜120具有：多個第一配向區域124和多個第二配向區域126。多個第一配向區域124與多個第二配向區域126沿排列方向交替排列。此處所說的排列方向為：鉛直方向和平行方向。第一配向區域124與相鄰接的所有第二配向區域126互相接觸。第一配向區域124構成第一偏光調變部104的一部分。第一配向區域124沿與第一偏光調變部104的光學軸對應的方向而配向。第二配向區域126構 成第二偏光調變部106的一部分。第二配向區域126沿與第一配向區域124的配向方向為垂直的方向，即沿與第二偏光調變部106的光學軸對應的方向而配向。
液晶膜122形成於配向膜120上。液晶膜122可以由紫外線或通過加熱等而可硬化的液晶聚合物構成。液晶膜122具有：第一液晶區域128和第二液晶區域130。第一液晶區域128構成第一偏光調變部104的一部分。第一液晶區域128形成於第一配向區域124上。第一液晶區域128的分子沿第一配向區域124的配向而被配向。第二液晶區域130構成第二偏光調變部106的一部分。第二液晶區域130形成於第二配向區域126上。第二液晶區域130的分子沿第二配向區域126的配向而被配向。
圖3為設置有光學膜100的立體圖像顯示裝置的分解斜視圖。如圖3的箭頭所示，為用戶(user)所在方向，將輸出圖像的方向作為立體圖像顯示裝置的前方。如圖3所示，立體圖像顯示裝置150包括：光源152、圖像輸出部154、光學膜100、光學功能膜158。
光源152在面內以大致均勻的強度，而照射白色的無偏光(no-polarized light)。從用戶看來，光源152位於立體圖像顯示裝置150的最後方。光源152中可以適用：由擴散板與冷陰極螢光燈管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp)組合而成的光源、由稜鏡透鏡(prism lens)與發光二極體(LED：Light Emitting Diode)組成而成的光源、或含有有機電致發光(EL：Electro-Luminescence)的面光源等。
圖像輸出部154設置於光源152的前方。圖像輸出部154 根據來自於光源152的光而輸出圖像。圖像輸出部154包括：偏光板164、保持基板166、圖像生成部168、保持基板170和偏光板174。
偏光板164配置於光源152與保持基板166之間。構成偏光板164的材料的一例為：含有聚乙烯醇(PVA：Polyvinyl alcohol)的樹脂。偏光板164具有：從水平方向傾斜45°後的透過軸、和與透過軸相垂直的吸收軸。據此，在從光源152輸出並入射到偏光板164的無偏光中，使振動方向與偏光板164的透過軸相平行的成分透過，同時將與吸收軸相平行的成分吸收並阻擋。因此，從偏光板164輸出的光成為：以偏光板164的透過軸為偏光方向的直線偏光。
保持基板166配置於偏光板164與圖像生成部168之間。保持基板166可以適用透明玻璃板。另外，除玻璃板以外，保持基板166也可以適用於使用包含透明樹脂和玻璃布(glass cloth)的透明複合材料的透明複合片材。據此，能夠實現立體圖像顯示裝置150的輕量化和柔軟性。在保持基板166的後面，通過黏合劑而保持偏光板164。
圖像生成部168被配置並保持在保持基板166與保持基板170之間。圖像生成部168具有：用於生成圖像的多個畫素(=pixel)。多個畫素沿鉛直方向及水平方向，以一定的間距進行二維排列。畫素是指進行圖像處理時的單位，用於輸出色調(color tone)及灰階(gradation)的顏色信息。各個畫素具有：三個副畫素(=sub pixel)。各個副畫素具有：液晶部、以及形成於液晶部前後面的透明電極。透明電極用於向液晶部施加電壓。施加有電壓 的副畫素的液晶部使直線偏光的偏光方向旋轉90°。各畫素中包含的三個副畫素分別具有紅色彩色濾光器、綠色彩色濾光器和藍色彩色濾光器。通過對於施加給副畫素的透明電極的電壓進行控制，可以加強或減弱從副畫素輸出的紅色、綠色、藍色的光，從而形成圖像。
如圖3中的「R」及「L」所示，圖像生成部168具有：用於生成右眼用圖像的右眼用圖像生成部178、和用於生成左眼用圖像的左眼用圖像生成部180。右眼用圖像生成部178及左眼用圖像生成部180被形成為沿水平方向延伸的矩形。右眼用圖像生成部178及左眼用圖像生成部180沿鉛直方向交替配置。
保持基板170被配置於圖像生成部168與偏光板174之間。保持基板166及保持基板170夾持圖像生成部168。保持基板170是：由與保持基板166相同的材料構成。在保持基板170的前面，通過黏合劑而保持偏光板174。
偏光板174被配置於保持基板170與光學膜100之間。偏光板174通過黏合劑，而被黏合在與保持基板170保持圖像生成部168的一側的相對側。偏光板174是由含有PVA(聚乙烯醇)的樹脂構成。偏光板174的厚度最好較薄。偏光板174的厚度例如為100μm~200μm。偏光板174具有：透過軸、和與透過軸相垂直的吸收軸。偏光板174的透過軸是與偏光板164的透過軸相垂直。據此，由圖像生成部168處理後的偏光方向是旋轉90°的直線偏光，此旋轉90°的直線偏光透過偏光板174而成為圖像光，從而形成圖像。另一方面，由圖像生成部168處理後的偏光方向未旋轉的直線偏光被偏光板174遮擋。據此，圖像輸出部154輸出 圖像光，此圖像光是由偏振方向與偏光板174的透過軸相平行的偏光所構成。
光學膜100通過黏合劑，而被黏合於圖像輸出部154的偏光板174的前方。為了抑制光學膜100的尺寸變化，光學膜100的厚度最好比較薄。例如，光學膜100的厚度較佳為50μm~200μm。
光學膜100的第一偏光調變部104及第二偏光調變部106設置於樹脂基材102的後面上。第一偏光調變部104與圖像生成部168的右眼用圖像生成部178的形狀大致相同。第一偏光調變部104設置於右眼用圖像生成部178的前方。據此，由從右眼用圖像生成部178輸出並透過偏光板174的直線偏光而構成的右眼用圖像光，被入射到第一偏光調變部104。第一偏光調變部104將入射的右眼用圖像光調變成右旋圓偏光後，進行輸出。第二偏光調變部106與圖像生成部168的左眼用圖像生成部180的形狀大致相同。第二偏光調變部106設置於左眼用圖像生成部180的前方。據此，由從左眼用圖像生成部180輸出並透過偏光板174的直線偏光而構成的左眼用圖像光，被入射到第二偏光調變部106。第二偏光調變部106將入射的左眼用圖像光調變成左旋圓偏光後，進行輸出。因此，第一偏光調變部104及第二偏光調變部106將構成右眼用圖像及左眼用圖像的相同偏光方向的直線偏光變換成為偏光方向彼此互異的圓偏光後，進行輸出。
光學功能膜158設置於光學膜100的前面。光學功能膜158的一例為：用於減輕或抑制來自於外部照明等的輸出光的反射的減反射膜或防反射膜。據此，光學功能膜158將較少混入外部 光的圖像提供給用戶。光學功能膜158的另一例為：用於抑制眩光的防眩膜、防止表面損傷的硬質塗層膜(hard coat film)等。另外，也可以省略光學功能膜158。
用戶在觀看立體圖像時所使用的偏光眼鏡190具有：右眼用調變部192和左眼用調變部194。右眼用調變部192只允許右旋圓偏光透過。左眼用調變部194只允許左旋圓偏光透過。據此，用戶的右眼只能識別出從第一偏光調變部104輸出的右眼用圖像，用戶的左眼只能識別出從第二偏光調變部106輸出的左眼用圖像。結果是，使用戶能夠觀看到立體圖像。
圖4為本實施方式所述曝光裝置10的整體結構圖。圖5為曝光部18的整體斜視圖。將圖4中的箭頭所示的上下，作為曝光裝置10的上下方向。另外，上游及下游是：在輸送方向中的上游及下游。另外，輸送方向是：與長條狀的膜90的長度方向相同的方向，與排列方向及寬度方向相垂直。
如圖4及圖5所示，曝光裝置10包括：送出輥12、配向膜塗佈部14、配向膜乾燥部16、曝光部18、液晶膜塗佈部20、液晶膜配向部22、液晶膜硬化部24、分離膜供給部26、捲取輥28、以及保持輥48。
送出輥12設置於膜90的輸送路徑的最上游側。供給用的膜90捲繞在送出輥12的外周。送出輥12被可旋轉地支撐。從而，使送出輥12保持為能夠送出膜90。送出輥12可以為通過電動機等驅動機構而能夠旋轉的結構，也可以為隨著捲取輥28的旋轉而能夠從動的結構。或者，也可以在輸送路徑的途中，設置用於對膜90進行驅動的機構。
配向膜塗佈部14設置於曝光部18的上游側，並且是送出輥12的下游側。配向膜塗佈部14設置於被輸送的膜90的輸送路徑的上方。配向膜塗佈部14用於向膜90的上面供給並塗佈作為曝光材料的一例的液狀的配向膜120。
配向膜乾燥部16設置於配向膜塗佈部14的下游側。配向膜乾燥部16通過加熱、光照射或送風等，使經過內部的膜90上所塗佈的配向膜120進行乾燥。
曝光部18通過光罩38對被輸送的膜90進行曝光。曝光部18設置於配向膜乾燥部16的下游側。曝光部18具有：偏光光源34、保持光罩38的光罩保持部40、一對上游側張力輥44及下游側張力輥46。曝光部18通過光罩38，而向膜90上所塗佈的配向膜120照射由偏光光源34輸出的偏光。據此，曝光部18使配向膜120進行配向，從而形成圖案。由偏光光源34輸出的偏光的一例是：波長為280nm~340nm的紫外線。
偏光光源34設置於膜90的輸送路徑的上方。偏光光源34具有：第一偏光輸出部50、與第二偏光輸出部52。第一偏光輸出部50及第二偏光輸出部52設置於上游側張力輥44與下游側張力輥46之間。第二偏光輸出部52設置於第一偏光輸出部50的下游側。第一偏光輸出部50朝下游側且下方輸出第一偏光。第一偏光具有：與第一配向區域124的配向相對應的偏光方向。第一偏光是：從上下方向朝上游側傾斜45°後，入射到膜90。第二偏光輸出部52朝上游側且下方輸出第二偏光。第二偏光具有：與第二配向區域126的配向相對應的偏光方向。第二偏光是：從上下方向朝下游側傾斜45°後，入射到膜90。據此，第一偏光及第二偏光即 使在被膜90和周邊設備等反射的情形下，返回到膜90上所塗佈的配向膜120的機率仍然很低。結果是，能夠抑制：由於被反射的第一偏光及第二偏光照射到膜90上的非預定的地方，而造成的配向混亂。由第一偏光輸出部50輸出的第一偏光的照度、與由第二偏光輸出部52輸出的第二偏光的照度為相等。此處所說的照度是指：輸出的偏光的每單位面積的能量，單位為mW/cm2。當輸出的偏光為紫外線時，照度則成為UV照度。第一偏光及第二偏光的照度的一例為78mW/cm2。另外，也可以適當改變曝光方法。例如，可以沿上下方向照射偏光光源34的第一偏光及第二偏光。此處所說的上下方向是：圖4的箭頭所示的上下方向。另外，此時，有時也可以使第一偏光及第二偏光相對於膜90而傾斜入射。另外，也可以相對於膜90而垂直地照射偏光光源34的第一偏光及第二偏光。
由第二偏光輸出部52輸出的第二偏光的偏光方向是：與由第一偏光輸出部50輸出的第一偏光的偏光方向相垂直。另外，由第二偏光輸出部52輸出的第二偏光的偏光方向、與由第一偏光輸出部50輸出的第一偏光的偏光方向也能夠以任意角度交叉。較佳為，在第一偏光輸出部50與第二偏光輸出部52之間，設置沿鉛直方向延伸到光罩38為止的遮光壁。以便由該遮光壁遮擋相互的偏光。此時，遮光壁較佳為黑色，用於抑制第一偏光及第二偏光的反射。
光罩保持部40用於保持光罩38。光罩保持部40以能夠相對於膜90、沿與輸送方向相垂直的寬度方向相對移動的方式而被保持。從而，使光罩38能夠通過電動機或致動器(actuator)等 而與光罩保持部40共同移動，以便調整幅度方向的位置。
光罩38由光罩保持部40保持，並被設置於偏光光源34與膜90之間。作為一例，光罩38可以設置於膜90的數百μm的上方。
上游側張力輥44位於配向膜乾燥部16的下游側，並且設置於保持輥48、偏光光源34及光罩38的上游側。上游側張力輥44設置於膜90的輸送路徑的上方。上游側張力輥44與在下方輸送的膜90相配合旋轉。上游側張力輥44朝下方按壓輸送中的膜90。
下游側張力輥46位於液晶膜塗佈部20的上游側，並設置於保持輥48、偏光光源34及光罩38的下游側。下游側張力輥46設置於膜90的輸送路徑的上方。下游側張力輥46與在下方輸送的膜90相配合旋轉。而且，下游側張力輥46朝下方按壓輸送中的膜90。
上游側張力輥44及下游側張力輥46被可旋轉地支撐。上游側張力輥44及下游側張力輥46可以為：通過驅動電動機等而能夠進行自轉的結構，也可以為：通過捲取輥28等的驅動力而能夠從動的結構。
液晶膜塗佈部20設置於曝光部18的下游側。液晶膜塗佈部20設置於膜90的輸送路徑的上方。液晶膜塗佈部20用於：往膜90上形成的配向膜120上供給並塗佈液晶膜122。
液晶膜配向部22設置於液晶膜塗佈部20的下游側。液晶膜配向部22用於通過加熱、光照或送風等，使經過內部的配向膜120上所形成的液晶膜122，在沿配向膜120的配向方向上配向 的同時進行乾燥。
液晶膜硬化部24設置於液晶膜配向部22的下游側。液晶膜硬化部24用於通過照射紫外線而使液晶膜122硬化。從而，將沿配向膜120的配向方向而被配向的液晶膜122的分子的配向進行固定。
分離膜供給部26設置於液晶膜硬化部24與捲取輥28之間。分離膜供給部26向膜90的液晶膜122上供給分離膜92且進行貼合。分離膜92使被捲取的膜90之間易於分離。另外，也可以省略分離膜供給部26。
捲取輥28為輸送部的一例。捲取輥28設置於輸送路徑的最下游側，作為液晶膜硬化部24的下游側。捲取輥28被可旋轉驅動地支持。捲取輥28對形成有配向膜120及液晶膜122、並進行圖案化(patterning)後的膜90進行捲取。據此，捲取輥28將長條狀的膜90沿輸送方向進行輸送。
保持輥48為冷卻部的保持部的一例。保持輥48設置於與偏光光源34相對向的位置。保持輥48隔著膜90的輸送路徑，而設置於偏光光源34的相對側。保持輥48設置於膜90的輸送路徑的下方。保持輥48設置於上游側張力輥44與下游側張力輥46之間的上方。據此，由於保持輥48的上面是：對由上游側張力輥44及下游側張力輥46朝下方按壓的曝光區域的膜90進行保持，因此能夠抑制在膜90上產生的皺褶(wrinkle)。此處所說的膜90的皺褶是大致沿輸送方向延伸，在寬度方向上呈波浪形狀。曝光區域是指：膜90上的被來自於偏光光源34的偏光照射，從而被曝光部18曝光的區域。
保持輥48被形成為中空的圓筒形狀。在保持輥48的內部形成有供冷卻用的液體流動的流路54。液體的一例為水。保持輥48與由於光罩3的輻射熱等而溫度上升的曝光區域的膜90相接觸，並由供給到流路54中的液體對膜90進行冷卻。另外，保持輥48將膜90冷卻，較佳為，使曝光區域處的膜90的溫度上升量為2℃以下。為了抑制來自於偏光光源34的光的反射，保持輥48的表面較佳為被塗佈成黑色。保持輥48被可旋轉地支撐。使得保持輥48隨著膜90的輸送而同時進行轉動。
圖6為光罩38的底面圖。圖7為沿圖6的VII-VII線的光罩38的縱截面圖。如圖6及圖7所示，光罩38具有：光罩基材56、以及形成於光罩基材56的下面的遮光層58。
光罩基材56被形成為矩形的板狀。光罩基材56由熱膨脹係數為5.6×10-7/℃的石英玻璃構成。也可以使光罩基材56由熱膨脹係數為85×10-7/℃的鈉鈣玻璃(soda-lime glass)構成。光罩基材56在輸送方向上的長度約為200mm。光罩基材56在寬度方向上的長度是：配合膜90的寬度而進行適當設定。
遮光層58形成於光罩基材56的下面。遮光層58由鉻等能夠遮擋光的材料構成。在遮光層58上形成有：作為第一透過區域62功能的多個開口、和作為第二透過區域64功能的多個開口。第一透過區域62在輸送方向上，被形成在與第二透過區域64不同的位置。
另外，第一透過區域62在與輸送方向垂直的寬度方向上，被形成在與第二透過區域64不同的位置。第一透過區域62設置於從第一偏光輸出部50輸出的第一偏光的輸出方向上。第二 透過區域64設置於從第二偏光輸出部52輸出的第二偏光的輸出方向上。
據此，第一透過區域62使第一偏光透過，第二透過區域64使第二偏光透過。到達第一透過區域62及第二透過區域64以外的區域的偏光是：被遮光層58遮蔽。據此，膜90的配向膜120通過第一偏光及第二偏光，而被曝光出與第一透過區域62及第二透過區域64相重疊的圖案。
第一透過區域62及第二透過區域64在寬度方向上的長度的一例為0.2mm。相鄰第一透過區域62彼此之間、以及相鄰第二透過區域64彼此之間，在寬度方向上的間隔的一例為0.2mm。第一透過區域62及第二透過區域64在輸送方向上的長度的一例為約30mm。第一透過區域62與第二透過區域64在輸送方向上的間隔的一例為約30mm。另外，第一透過區域62及第二透過區域64的各數值可以進行適當變動。
以下，對光學膜100的製造方法進行說明。首先，準備好捲繞在送出輥12上的長條狀的膜90。此處，膜90的全長的一例為約1000m。膜90的寬度的一例為約500mm。然後，將膜90的一端固定於捲取輥28上。在此狀態下，將膜90設置為：通過上游側張力輥44及下游側張力輥46的下面，同時設置成通過保持輥48的上面的狀態。並且，在保持輥48的流路54中，供給被冷卻的液體。
然後，捲取輥28開始進行旋轉驅動。結果是，成為將膜90從送出輥12送出，從而將膜90沿輸送方向輸送的輸送步驟。膜90的輸送速度的一例為2m/分~10m/分。
被送出的膜90通過配向膜塗佈部14的下方。從而，由配向膜塗佈部14在膜90的上面，橫跨寬度方向的幾乎全域內，而塗佈配向膜120。在膜90的輸送中，連續執行配向膜120的塗佈。從而，除了兩端的一部分以外，在膜90的上面沿輸送方向的全長均連續塗佈有配向膜120。
對塗佈有配向膜120的膜90進行輸送、且通過配向膜乾燥部16的內部。從而，使塗佈於膜90上面的配向膜120進行乾燥。此後，膜90通過上游側張力輥44的下面。
使膜90上塗佈有配向膜120的區域通過第一透過區域62的下方，從而成為第一配向步驟。在第一配向步驟中，在持續進行膜90的輸送的狀態下，通過第一透過區域62的下方區域的配向膜120是：被從第一偏光輸出部50輸出並透過光罩38的第一透過區域62的第一偏光進行曝光。此處，膜90在由捲取輥28連續地以一定速度進行持續輸送的同時進行曝光。因此，通過第一透過區域62下方的配向膜120是：沿輸送方向連續地被從第一偏光輸出部50輸出的第一偏光進行曝光。據此，通過第一透過區域62下方的區域處的配向膜120被曝光成：與第一透過區域62寬度相同且沿輸送方向延伸的帶狀。另外，由於該區域的配向膜120被從第一偏光輸出部50輸出的第一偏光進行曝光，因此，該區域的配向膜120對應於透出的第一偏光進行配向。從而，在配向膜120形成多個第一配向區域124。
此後，對塗佈有配向膜120的區域的膜90進行輸送、且通過第二透過區域66的下方，從而成為第二配向步驟。在第二配向步驟中，在持續執行輸送步驟的狀態下，第二偏光通過第二透 過區域64而照射到配向膜120，從而形成多個第二配向區域126。具體地，從第二偏光輸出部52輸出並透過光罩38的第二透過區域64的第二偏光是：對膜90的在通過第二透過區域64的下方的區域上形成的配向膜120進行照射。由於對膜90進行持續輸送，因此該區域的配向膜120也被第二偏光照射成與第二透過區域64的寬度相同、且沿輸送方向延伸的帶狀。
此處，第二透過區域64在寬度方向上，形成於與第一透過區域62不同的位置。據此，第二偏光被照射到：配向膜120中與被第一透過區域62照射的區域不同的區域上。據此，第二偏光被照射到：由第一偏光配向的第一配向區域124與相鄰的第一配向區域124之間，從而在寬度區域中使配向膜120的全部區域得到配向。
此處，從第二偏光輸出部52輸出的第二偏光的偏光方向是：與從第一偏光輸出部50輸出的第一偏光的偏光方向為垂直。藉此，由第一偏光配向的區域的配向方向、與由第二偏光配向的區域的配向方向為相互垂直。其結果是，在配向膜120上形成了交替排列有兩個包含對應於第一偏光調變部104及第二偏光調變部106的不同配向的區域的圖案。
此處，曝光區域的膜90是：在被上游側張力輥44及下游側張力輥46朝下方按壓的狀態，由保持輥48保持。由於在膜90上，由保持輥48在上游側張力輥44與下游側張力輥46之間賦予了沿輸送方向上的張力，因此減少了膜90的皺褶。
進一步地，膜90通過流經保持輥48的流路54的液體而被冷卻。據此，即使由來自於偏光光源34的偏光加熱的光罩38 的輻射熱等對膜90進行加熱，膜90也很難在曝光區域的上游側和下游側產生溫度差。結果是，能夠進一步減少由溫度差引起的熱膨脹差所造成的膜90的皺褶。因此，由於對幾乎不產生皺褶的膜90的配向膜120進行曝光，因此能夠以所希望的角度照射偏光，結果是，減小了配向角的偏差。
此後，使配向膜120被曝光後的膜90通過下游側張力輥46的下方，並送達到液晶膜塗佈部20的下方。藉此，將液晶膜122塗佈於配向膜120的上面。由於液晶膜122被連續地塗佈於輸送中的膜90的配向膜120的上面，因此，液晶膜122被塗佈於膜90沿輸送方向的整個長度上。此後，對塗佈有液晶膜122的膜90進行輸送、且通過液晶膜配向部22。然後，由液晶膜配向部22對液晶膜122進行加熱，使液晶膜122的分子沿著形成在下面的配向膜120的配向而進行配向，並同時進行乾燥。
然後，使塗佈的液晶膜122被配向後的膜90通過液晶膜硬化部24。藉此，向液晶膜122照射紫外線，使液晶膜122在被配向後的狀態進行硬化。其結果是，液晶膜122的分子分別對應於第一配向區域124及第二配向區域126進行配向，從而形成第一液晶區域128及第二液晶區域130。如圖1及圖2所示，在膜90的寬度方向上交替形成有：由配向膜120及液晶膜122形成的第一偏光調變部104及第二偏光調變部106。然後，將分離膜92供給到液晶膜122的上面並進行貼合。並且，由捲取輥28對上面貼有分離膜92的膜90進行捲取。
此後，在由捲取輥28輸送膜90的同時、對膜90持續曝光，直到卷在送出輥12上的膜90的供給結束。然後，當卷在送 出輥12上的膜90被全部供給完時，結束光學膜100的製造工程。另外，可以在結束後的膜90的後端連接下一張新的膜90的前端，從而連續地對膜90進行曝光。最後，將膜90切割成規定的長度，而成為圖1及圖2所示的光學膜100後、則隨即完成。
如上所述，通過曝光裝置10，由保持輥48對被輸送的膜90的曝光區域進行冷卻的同時、進行曝光，因此難以在曝光中的膜90上產生溫度差。據此，曝光裝置10由於能夠抑制由溫度差造成的膜90的皺褶，因此能夠抑制由皺褶引起的配向膜120及液晶膜122的配向角的偏差。
在曝光裝置10中，由保持輥48與曝光區域相接觸，而為膜90賦予張力。藉此，使保持輥48能夠通過該張力，而抑制膜90的皺褶的發生。
以下，對變更上述曝光裝置10的一部分的實施形態進行說明。圖8~圖14為將一部分變更後的曝光部18附近的放大示意圖。在圖10~圖14中，保持輥48具有冷卻功能，但也可以僅作為單純的輥來使用。
如圖8所示，曝光裝置10具有：上游側從動輥248及下游側從動輥249。上游側從動輥248及下游側從動輥249是：冷卻部的保持部的一例。上游側從動輥248被設置為比光罩38更靠近上游側。下游側從動輥249被設置為比光罩38更靠近下游側。因此，上游側從動輥248及下游側從動輥249與曝光區域不同的區域接觸並對膜90進行保持。上游側從動輥248及下游側從動輥249被設置為相同的高度。藉此，使上游側從動輥248及下游側從動輥249將膜90保持為與光罩38平行。
在上游側從動輥248及下游側從動輥249的內部，形成有流路250、251。在膜90的輸送過程中，向流路250、251中提供水等冷卻用液體。藉此，通過在上游側從動輥248及下游側從動輥249中流通的液體，來對膜90進行冷卻。
在曝光裝置10中，通過上游側從動輥248及下游側從動輥249，對曝光中的曝光區域的膜90的前部和後部進行冷卻，因此抑制了膜90的皺褶，從而能夠抑制配向角的偏差。進一步地，由於上游側從動輥248及下游側從動輥249設置於與曝光區域不同的區域，因此通過上游側從動輥248及下游側從動輥249，能夠抑制被反射的偏光對配向膜120進行曝光。據此，曝光裝置10能夠進一步抑制配向角的偏差。
另外，在曝光裝置10中，使上游側從動輥248及下游側從動輥249的雙方均具有冷卻功能，但使任意一方具有冷卻功能也是可以的。另外，也可以使上游側從動輥248及下游側從動輥249的雙方具有冷卻功能，並適當地切換使用。
如圖9所示，曝光裝置10具有保持面部348。保持面部348為冷卻部的保持部的一例。保持面部348設置於與偏光光源34相對向的區域。保持面部348接觸並保持與被偏光照射的曝光區域的膜90。
保持面部348具有：一對從動輥350、352、循環傳送帶354(endless belt)、與流路356。一對從動輥350、352隔著曝光區域，而設置於上游側及下游側。循環傳送帶354架設在從動輥350和從動輥352上。循環傳送帶354的上面被保持為與光罩38相平行。據此，循環傳送帶354使膜90與光罩38相平行地進行 保持。如此，由於循環傳送帶354與膜90進行面接觸，因此能夠在抑制膜90的皺褶的同時，還能夠減少轉印到膜90上的圖案的扭曲。在流路356中供應有冷卻用的液體。流路356的上面被形成為：與膜90的輸送路徑相平行的平面狀。據此，流路356通過循環傳送帶354而與膜90進行面接觸，因此能夠提高膜90的冷卻效率。
如圖10所示，曝光裝置10具有：前端為管狀的一對膜送風部448、449。一方的膜送風部448在輸送方向上隔著保持輥48的中心，而設置於另一方的膜送風部449的相對側。膜送風部448向曝光區域中的上游側部分的膜90吹送被冷卻的氣體，以將該區域的膜90進行空氣冷卻(air cooling)。膜送風部449向曝光區域中的下游側部分的膜90吹送被冷卻的氣體，以將該區域的膜90進行空氣冷卻。由於膜送風部448、449在整個曝光區域對膜90進行直接冷卻，因此能夠提高冷卻效率。
如圖11所示，曝光裝置10具有一對膜送風部448、449。膜送風部448、449設置於與曝光區域相鄰接的區域。膜送風部448被設置為比曝光區域更靠近上游側，比上游側張力輥44更靠近曝光區域側。膜送風部449被設置為比曝光區域更靠近下游側，比下游側張力輥46更靠近曝光區域側。由於膜送風部448、449向與曝光區域相鄰接區域的膜90吹送被冷卻的氣體，從而能夠抑制由送風引起的光罩38與膜90之間的氣體亂流。相鄰區域的一例為：位於曝光區域的外側，比最接近於曝光區域的輥，即上游側張力輥44和下游側張力輥46更靠近曝光區域側的區域。據此，膜送風部448、449能夠冷卻膜90且不擾亂偏光的特性。
如圖12所示，曝光裝置10具有一對光罩冷卻部548、549。一方的光罩冷卻部548在輸送方向上隔著光罩38，而設置在另一方的光罩冷卻部549的相對側。光罩冷卻部548向光罩38的上游部分送風。光罩冷卻部549向光罩38的下游部分送風。據此，光罩冷卻部548、549將光罩38進行空氣冷卻。由於光罩38被冷卻，因此能夠抑制曝光時由光罩38的熱引起的膜90的加熱。據此，由於能夠冷卻膜90，因此能夠抑制膜90的皺褶。另外，較佳為，對光罩38進行冷卻，以使光罩38與曝光前相比不升溫4℃以上，更佳的是不升溫1℃以上。另外，光罩38較佳為在設定的使用環境中使用，使用環境的一例較佳為：在約23℃±1℃的溫度、55%~65%的濕度中使用。
如圖13所示，曝光裝置10具有一對保持空冷部648、649，作為保持冷卻部的一例。保持空冷部648向上游側的光罩保持部40送風。保持空冷部649向下游側的光罩保持部40送風。藉此，使光罩保持部40被保持空冷部648、649進行空氣冷卻。其結果是，由於光罩38被冷卻，因此能夠抑制曝光時由光罩38的熱引起的膜90的加熱，從而能夠使膜90冷卻，以便抑制膜90的皺褶。
如圖14所示，曝光裝置10具有一對保持液冷部748、749，作為保持冷卻部的一例。保持液冷部748、749是形成於光罩保持部40內部的流路。在保持液冷部748、749中供應有水等液體。據此，通過供給到保持液冷部748、749中的液體將光罩保持部40冷卻。其結果是，由於光罩38被冷卻，從而抑制了曝光時由光罩38的熱引起的膜90的加熱，使膜90冷卻，從而能夠抑 制膜90的皺褶。
膜90的冷卻方法並不限於上述實施形態。例如，也可以通過提高捲取輥28的旋轉速度，以提高膜90的輸送速度，藉此來冷卻膜90。另外，膜90的輸送速度的上限可以考慮：以可配向的程度向配向膜120照射偏光來決定。因此，輸送速度的上限可以基於使配向膜120配向所需能量的下限值、所照射的偏光的照度來決定。例如，當配向膜120進行配向所需能量的下限值為15mJ/cm2、輸送方向上的第一透過區域62與第二透過區域64的長度分別為30mm、且偏光的照度為100mW/cm2時，輸送速度的上限為12m/分。
以下，對用於證明上述實施形態效果的實驗進行說明。表一為調查膜冷卻，對配向角的影響的實驗結果的表。
表一所示的配向角的偏差，是根據由王子測量設備(公司)製作的KOBRA-CCD所測量的配向角而算出。另外，配向角的偏差為：以設定值作為0°，從此開始的偏差。在本實驗中，製成由上述實施形態所述曝光裝置10製造的實施例1~實施例4，以及與實施例1~實施例4進行比較的比較例1、比較例2的樣品。被輸送的膜的寬度無論是COP還是TAC，均為350mm。
如表一所示，為了不要升溫1℃以上，對光罩38進行冷卻的同時，在曝光的實施例1~實施例3的情形中，抑制了寬度方向上的皺褶，從而能夠將配向角的偏差降到±0.1°以下。由此可見，膜90並不依賴於COP或TAC。在裝設有實施例1~實施例3的立體圖像顯示裝置中，沒有看出色斑，因此能夠得到良好的立體圖像。另一方面，可以看到，在不將光罩38冷卻的比較例1、2的情形中，配向角的偏差成為±0.8°以上的極大的值。進一步地，如實施例4的結果所示，可以知道，提高輸送速度來冷卻膜90，也能夠將配向角的偏差降到±0.2°以下。
圖15為對膜90的皺褶和配向角的偏差調查後的實驗結果的圖(graph)。另外，在該實驗中，通過圖12所示，利用光罩冷卻來對膜90進行冷卻，以去除膜90的皺褶。圖15所示的橫軸表示：膜90在寬度方向上的位置。
如圖15所示可以知道，在實線所示曝光區域中未發生皺褶的膜90中，配向角的偏差被抑制到±0.2°以下。另一方面，在虛線所示曝光區域中發生了皺褶的膜90中，配向角的偏差為±0.9°以上。藉此，可知道：通過冷卻來抑制皺褶，能夠使配向角的偏差變得極小。
上述實施形態所述結構的形狀、配置、寬度及長度等數值、個數、材料等，可以進行適當變更。另外，也可以將各實施形態進行組合。
例如，在上述實施形態中，表示了連續輸送並同時進行曝光的例子，但在膜90的途中臨時停止輸送也是可以的。此時，成為對膜90交替進行反覆輸送和停止的間歇性輸送。
在上述實施形態中，表示了將光罩38的遮光層58形成於光罩基材56的下面的例子，但將遮光層58形成於光罩基材56的上面也是可以的。
以上，使用本發明的實施方式進行了說明，但本發明的技術範圍不限於上述實施方式所記載的範圍。另外，所屬技術領域中具有通常知識者應當清楚，在上述實施方式的基礎上，可加以增加各種變更或改進。此外，由請求項的範圍的記載可知，這種加以變更或改進的實施方式，也包含在本發明的技術範圍內。
應當注意的是，申請專利範圍、說明書及附圖中所示的裝置、系統、程式以及方法中的動作、順序、步驟及階段等各個處理的執行順序，只要沒有特別明示「更早」、「早於」等，或者只要前面處理的輸出並不用在後面的處理中，則可以以任意順序實現。關於申請專利範圍、說明書及附圖中的動作流程，為方便起見，而使用「首先」、「然後」等進行了說明，但並不意味著必須按照這樣的順序實施。
10‧‧‧曝光裝置
12‧‧‧送出輥
14‧‧‧配向膜塗佈部
16‧‧‧配向膜乾燥部
18‧‧‧曝光部
20‧‧‧液晶膜塗佈部
22‧‧‧液晶膜配向部
24‧‧‧液晶膜硬化部
26‧‧‧分離膜供給部
28‧‧‧捲取輥
34‧‧‧偏光光源
38‧‧‧光罩
40‧‧‧光罩保持部
44‧‧‧上游側張力輥
46‧‧‧下游側張力輥
48‧‧‧保持輥
54‧‧‧流路
90‧‧‧膜
92‧‧‧分離膜
120‧‧‧配向膜
122‧‧‧液晶膜

Claims (14)

  1. 一種曝光裝置，包括：輸送部，輸送長條狀的膜；曝光部，通過光罩對由所述輸送部輸送的所述膜進行曝光；以及冷卻部，對由所述曝光部曝光的所述膜進行冷卻。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，所述冷卻部具有保持部，與所述膜相接觸並進行冷卻。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的曝光裝置，其中，所述保持部是：在由所述曝光部曝光的曝光區域中，與所述膜相接觸並進行冷卻。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的曝光裝置，其中，所述保持部是：在與由所述曝光部曝光的曝光區域不同的區域中，與所述膜相接觸並進行冷卻。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的曝光裝置，其中，所述保持部是：與所述膜的輸送相配合轉動。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，所述冷卻部具有：將所述膜進行空氣冷卻的膜送風部。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的曝光裝置，其中，所述膜送風部是：在由所述曝光部曝光的曝光區域中，對所述膜進行空氣冷卻。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的曝光裝置，其中，所述膜送風部是：在與由所述曝光部曝光的曝光區域相鄰接的區域中，對所述膜進行空氣冷卻。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，所述冷卻部具有：將所述光罩冷卻的光罩冷卻部。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的曝光裝置，其中，所述光罩冷卻部對所述光罩進行空氣冷卻。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，更包括：光罩保持部，保持所述光罩；所述冷卻部具有：將所述光罩保持部冷卻的保持冷卻部。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的曝光裝置，其中，所述保持冷卻部是：對所述光罩保持部進行空氣冷卻。
  13. 如申請專利範圍第11項或第12項所述的曝光裝置，其中，所述保持冷卻部是：通過液體對所述光罩保持部進行冷卻。
  14. 一種曝光方法，包括：輸送步驟，輸送長條狀的膜；曝光步驟，通過光罩對由所述輸送步驟輸送的所述膜進行曝光；以及冷卻步驟，對由所述曝光步驟曝光的所述膜進行冷卻。
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