WO2012032904A1 - フィルム露光装置及びフィルム露光方法 - Google Patents

フィルム露光装置及びフィルム露光方法 Download PDF

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水村　通伸
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株式会社ブイ・テクノロジー
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Definitions

  • the present invention relates to a film exposure apparatus and a film exposure method, and more particularly to a film exposure apparatus and a film exposure method that can stably expose a film by accurately correcting meandering of the film when continuously exposing the film.
  • a substrate with a predetermined marking on the surface is used, and this marking is used for exposure.
  • the position of a mask to be determined is determined (for example, Patent Documents 1 to 3), or positioning pins are installed on a pallet on which a substrate is placed (for example, Patent Document 4).
  • the film to be exposed is continuously supplied into the exposure apparatus as in the roll-to-roll method, it is difficult to apply the alignment technique in the exposure of the flat plate member as described above. That is, in the roll-to-roll film production line, the film to be exposed is supplied into the exposure apparatus 1 in a process as shown in FIG. 8, for example, to expose a flat substrate or the like. Unlike, the film 1 being transported, due to its flexibility, easily waving occurs.
  • processing using the flexibility of the film is performed in every processing step. That is, the film 2 is unwound from the supply reel 80 and supplied to the line, and pretreatment such as dry cleaning and surface modification is performed in the pretreatment unit 3, and a predetermined material is applied to the surface by the slit coater 4. after being coated, the material that has been applied is dried in the drying device 5. Then, the film 2 having the material film formed on the surface is supplied to the exposure apparatus 1, and the material film is exposed by the exposure apparatus 1. At this time, the film 2 is supported by, for example, the rollers 9 between the apparatuses and is conveyed by the rotation. Therefore, it is difficult to apply the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 4 to the exposure of the roll-to-roll film 2.
  • Patent Document 5 discloses a technique in which exposure is performed twice on a single film, and after the first exposure is formed on the film to form a pattern, by detecting the pattern in the line CCD, a technique for adjusting the position of the mask is disclosed. As shown in FIG. 2 of Patent Document 5, the band-shaped portions on both sides in the width direction of the film are not exposure regions.
  • exposure light sources 11 that emit exposure light are arranged to face each other in a pair corresponding to one mask 12 and irradiate exposure light, for example, to the substrate 20 from different directions.
  • FIG. 9 shows the type of conventional exposure apparatus as an example.
  • Such a type of exposure apparatus is used in an exposure process when forming an alignment film on a glass substrate such as a liquid crystal display, for example, and divides a region to be a picture element on the glass substrate into two regions. In each region, the alignment films are aligned in different directions, whereby the liquid crystal molecules sandwiched between the glass substrates are aligned according to the alignment direction of the alignment film, thereby increasing the viewing angle of a liquid crystal display or the like.
  • a technology that can be expanded it has been attracting attention as a technology that can be expanded.
  • the film 2 is exposed in the exposure areas A and C by the masks 121 and 122 arranged separately from each other on the upstream side where the film is supplied, and on the downstream side, A region B between the exposure regions A and C is exposed by a mask 123, and a region D adjacent to the exposure region C is exposed by a mask 124.
  • segmentation can be formed in the substantially whole surface of the film 2.
  • Patent Document 5 requires that the exposure operation be performed twice on a single film, and the productivity is poor.
  • the part (the housing part of the exposure light source 11) that contains the exposure light source 11 for exposure is
  • each light source has a length of about 2 m in the moving direction of the film, and the distance between the exposure areas A and C and the exposure areas B and D as shown in FIG. become longer. Therefore, there is a problem that the film is not only easily waved but also easily displaced in the width direction during conveyance from the upstream exposure areas A and C to the downstream exposure areas B and D. Therefore, in the exposure area on the downstream side in the moving direction of the film, the exposure areas may overlap or an unexposed area may be generated due to the positional deviation in the width direction of the film.
  • an alignment mark is conventionally formed in an area where no exposure material is applied and used as a film feeding area.
  • the film to be marked is usually transparent, and laser light tends to pass through the film in marking with a laser or the like. Therefore, for example, when ultraviolet light having a wavelength of 266 nm is used for the marking, there is a problem that it is difficult to form the alignment mark unless the irradiation energy of the laser light is extremely increased to, for example, 8 J / cm 2 .
  • the present invention has been made in view of such problems, and it is easy to form an alignment mark when continuously exposing a film, accurately corrects meandering of the film, and can stably expose the film exposure apparatus. And it aims at providing the film exposure method.
  • a film having an exposure material film formed on a film substrate is moved from a supply reel on which the film is wound to a take-up reel on which the film after exposure is wound.
  • the film exposure method of exposing the pattern of the mask to the exposure material film by irradiating the exposure material film of the film with exposure light through a mask on both sides in the width direction of the film base material
  • a side exposure material film is formed on at least one of the film base material feeding areas in the same manner as the exposure area between the film base feeding areas, and the alignment mark exposure light is applied to the side exposure material film. Irradiation forms an alignment mark, and the alignment mark is used to detect film meandering, thereby adjusting the position of the mask.
  • the film exposure apparatus irradiates the film with an exposure light source that emits exposure light, a mask having a pattern to be exposed on the film, and the exposure light emitted from the exposure light source through the mask.
  • An optical system and a film in which an exposure material film is formed on a film substrate are moved from a supply reel on which the film is wound to a take-up reel on which the film after exposure is wound, while the mask and A film transport unit that passes an exposure position by the optical system, and an alignment mark light source that irradiates at least one of the film substrate feeding regions on both sides in the width direction of the film substrate with laser light for forming an alignment mark;
  • a control unit that detects film meandering using the alignment mark and adjusts the position of the mask.
  • a side exposure material film is formed in a region irradiated with laser light from the alignment mark light source, and the alignment mark is formed on the side exposure material film by irradiation with the laser light. .
  • the film exposure apparatus and the film exposure method according to the present invention for example, different types of laser light are used for the exposure light and the alignment mark exposure light, or the same laser light is also used.
  • the alignment mark light source irradiates at least one of the film substrate feeding regions on both sides in the width direction of the film substrate with alignment mark forming laser light. Then, the alignment mark is formed by irradiating the region where the side exposure material film of the film is formed with laser light from the alignment mark light source.
  • the alignment mark can be easily formed.
  • the alignment mark formed with high accuracy can detect the meandering of the film and adjust the position of the mask with high accuracy, so that the film can be stably exposed.
  • FIG. 1 is a view showing correction of displacement in the width direction of a film by an alignment mark in a film exposure apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a downstream side of the film exposure method according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the exposure process by a mask.
  • the film exposure apparatus 1 according to this embodiment includes an exposure light source 11 that emits exposure light, a mask 12, an optical system that irradiates the film 2 with exposure light emitted from the exposure light source 11, and the film.
  • a film transport unit such as a transport roller for transporting 2 and an alignment laser marker 14 (an alignment mark light source) for forming an alignment mark 2a on the edge of the film 2 are configured. Then, as in the past, the film 2 is irradiated with the exposure light emitted from the exposure light source 11 through the mask 12 by an optical system such as a collimator lens and / or a reflecting mirror, for example, at the center in the width direction of the film substrate 20. In the region, the exposure material film 21 formed on the film substrate 20 is exposed.
  • an optical system such as a collimator lens and / or a reflecting mirror
  • the exposure apparatus 1 includes a laser marker 13 (retraction mark forming unit) disposed in the vicinity of a film supply unit such as a conveyance roller, and a mask 12 for example.
  • a line CCD 15 film drawing position detection unit
  • the film 2 supplied from the film supply unit is formed with the drawing mark 2b serving as a reference for positioning the mask 12 by the laser marker 13, and the drawing mark 2b is detected by the line CCD 15, whereby the film 2
  • the position of the mask 12 with respect to is adjustable.
  • the film 2 to be exposed is wound up from a roll-to-roll supply reel 80 and supplied to the slit coater 4, and the surface of the film 2 is predetermined on the surface by the slit coater 4.
  • the exposure material for example, an alignment film material
  • an exposure material film 21 is formed on at least one film base material 20 on both sides in the width direction of the film 2 to be exposed. the portion of the section exposed material film is irradiated with a laser beam from the alignment laser marker 14 to form an alignment mark 2a.
  • the area where the side exposure material film is formed is, for example, an area from the edge of the film to 25 mm.
  • the exposure material film 21 is not formed and is used for feeding the film substrate 20. Area.
  • the alignment mark 2a is formed in the region of the side exposure material film, the meandering of the film 2 is detected using the alignment mark 2a, and the position of the mask 12 is adjusted.
  • the exposure light source 11 is a light source that emits ultraviolet light, for example, in an alignment division type exposure apparatus, and a light source that emits continuous light or pulsed laser light such as a mercury lamp, xenon lamp, excimer lamp, and ultraviolet LED is used. Is done.
  • a collimator lens and / or an optical path of the exposure light emitted from the exposure light source 11 is irradiated on the alignment material film on the surface of the film 2 with a predetermined light amount, for example.
  • an optical system such as a reflecting mirror is arranged.
  • the exposure light source 11 can adjust the emission direction of the exposure light by, for example, a control device (not shown), and can thereby adjust the incident angle of the exposure light with respect to the film 2.
  • two exposure light sources 11 are arranged so as to face each other with respect to one exposure region, and after exposing the exposure light emitted from each exposure light source 11 to the mask 12, A region to be one picture element on the film 2 is divided and exposed with different exposure light to form alignment films in which alignment film materials are aligned in different directions in the respective areas.
  • the alignment directions of the liquid crystal molecules can be made different from each other. For example, in one pixel, the alignment direction of the alignment film is followed.
  • the light source 11 is not limited to two for the exposed regions of the one location may be provided three or more, the exposure light from different directions, for example may be oriented alignment film material in three or more directions. Further, for example, one light source 11 is provided for one exposure area, and the exposure light emitted from the light source 11 is divided by a polarizing plate or the like, and the two divided exposure lights are irradiated from different directions. May be. For example, by using a polarizing plate, exposure light can be divided into P-polarized linearly-polarized exposure light and S-polarized linearly-polarized exposure light and irradiated from different directions.
  • a plurality of masks 12 are arranged separately from each other on the upstream side and the downstream side in the moving direction of the film 2, for example, as shown in FIG. 2, the upstream side (masks 121 and 122) and the downstream side (masks). 123, 124), two each.
  • the plurality of masks 12 are arranged in a staggered manner so that the exposure areas formed by the upstream masks 121 and 122 and the exposure areas formed by the downstream masks 123 and 124 are adjacent along the moving direction of the film. and, the mask 12 each, the exposure light source 11 of a pair of the is provided. Then, as shown in FIG.
  • the exposure light from the exposure light source 11 is transmitted through the masks 121 and 122 on the upstream side in the moving direction of the film 2 to expose the alignment film material on the film 2 in the exposure areas A and C. To do. Further, the exposure light from the exposure light source 11 is transmitted through the masks 123 and 124 on the downstream side, and the alignment film material on the film 2 is exposed in the exposure regions B and D.
  • the mask 12 includes, for example, a frame body 120 and a pattern forming portion 121 at the center thereof, and the pattern forming portion 121 includes a pattern 121 a of a predetermined light transmission region. Is formed. That is, an opening having a shape that transmits exposure light corresponding to the pattern shape to be formed on the film 2 is formed, or a light transmissive member is provided.
  • the alignment material film on the surface of the film 2 disposed on the stage 10 is exposed by light transmitted through the pattern forming unit 121.
  • a pair of exposure light sources 11 is arranged for each mask 12 and emits exposure light having different incident angles. Therefore, in the present embodiment, the pattern 121a is formed so that a plurality of slits arranged in the width direction of the film are arranged in two rows in the movement direction of the film.
  • the mask 12 has a width of about 300 ⁇ m and a length of about 250 mm so as to extend in the width direction perpendicular to the moving direction of the film 2 upstream of the pattern 121a. Is provided in the middle of the longitudinal direction of the viewing window 12a. For example, a linear light shielding pattern 12b having a width of about 15 ⁇ m is provided. Then, the position of the light shielding pattern 12 b is detected by a line CCD 15 to be described later and used for positioning the mask 12.
  • Each of the masks 12 is configured such that, for example, a portion of the frame 120 is supported by the mask stage 17, and the entire mask 12 can be moved by the movement of the mask stage 17.
  • the mask stage 17 is connected to a mask position control unit 30 as shown in FIG. 4, for example, and the position thereof is controlled, for example, in the horizontal direction (film width direction or film width direction) under the control of the mask position control unit 30. And the longitudinal direction of the film). Thereby, the exposure position of the film 2 by the mask 12 can be adjusted to a horizontal direction.
  • the mask stage 17 can be moved in the vertical direction, for example, and can be adjusted so that, for example, the alignment film material on the film 2 is exposed to a predetermined size.
  • the film transport unit is, for example, a transport roller 9 provided outside the exposure apparatus 1 and inside the exposure apparatus 1, and is driven by a motor or the like.
  • the film 2 unrolled from the supply reel 80 is rotated to rotate the exposure apparatus 1. transported to the inner, moving the film 2 which is exposed in the exposure apparatus 1 to the take-up reel 81.
  • the alignment laser marker 14 is a laser light source that emits, for example, an Nd: YAG laser or ultraviolet light, and emits pulsed laser light from a pulsed light source such as a xenon flash lamp, for example, as shown in FIG.
  • a pulsed light source such as a xenon flash lamp
  • alignment marks 2 a having a width of 20 ⁇ m and a length of 15 mm, for example, are formed at regular intervals on the edge of the film 2.
  • the alignment laser marker 14 is provided so as to be aligned in the film width direction with respect to, for example, the upstream masks 121 and 122 in the moving direction of the film 2.
  • the alignment laser marker 14 forms an alignment mark 2 a on the edge of the film 2 at a position corresponding to the viewing window 12 a (and the light shielding pattern 12 b) of the upstream masks 121 and 122.
  • the region for forming the alignment mark 2a is, for example, a portion from the edge of the film to 25 mm, which is conventionally used for feeding the film substrate 20, and the exposure material film 21 is formed. It is a portion of the base material 20 of the film that did not exist.
  • the alignment mark detection unit 16 is provided so as to be aligned in the film width direction with respect to the masks 123 and 124 on the downstream side in the film movement direction.
  • the alignment mark detection unit 16 is disposed above or below the film 2 and detects the position in the film width direction of the alignment mark 2 a formed on the edge of the film 2 by the alignment laser marker 14.
  • the alignment mark detection unit 16 is connected to a mask position control unit 30 that controls the position of the mask 12, and transmits the detected signal to the mask position control unit 30.
  • the alignment mark detection unit 16 is a CCD camera, for example, and as shown in FIGS. 1 and 2, for example, the position of the alignment mark 2a in the film width direction at a position corresponding to the viewing window 12a of the downstream masks 123 and 124. Is detected.
  • the alignment mark detection unit 16 transmits the detected position of the alignment mark 2a in the film width direction to a mask position control unit 30 as shown in FIG. 4, for example, and the mask position control unit 30 is based on the position of the alignment mark 2a. , and is configured to adjust the position of the downstream side in the movement direction of the mask 123 and 124 of the film.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the mask position control unit 30 as an example.
  • the mask position control unit 30 is connected to, for example, a control unit of a motor provided in a mask stage driving unit, the exposure light source 11 and the film take-up reel 81 (see FIG. 8).
  • the mask position control unit 30 includes an image processing unit 31, a calculation unit 32, a memory 33, a motor drive control unit 34, a light source drive unit 35, a mask stage drive control unit 36, And a control unit 37.
  • the image processing unit 31 performs image processing of the alignment mark 2a imaged by the alignment mark detection unit 16, and detects, for example, the center position of the alignment mark 2a in the film width direction.
  • the calculating unit 32 calculates, for example, a shift in the film width direction between the center position of the alignment mark 2a to be set and the actual center position of the alignment mark 2a. Further, the calculation unit 32 determines the position of the mask 12 to be set at the start of exposure based on the distance between the position of the film drawing mark 2b detected by the line CCD 15 described later and the position of the light shielding pattern 12b on the mask 12. The deviation in the film width direction from the actual mask 12 position is also calculated.
  • the memory 33 stores, for example, the center position of the alignment mark 2a detected by the image processing unit 31 and the shift amount calculated by the calculation unit 32.
  • the motor drive control unit 34 controls the rotation speed when the motor of the film take-up reel 81 is driven or stopped, or is driven, for example.
  • Light source driving unit 35 lighting or turning off of the exposure light source 11, the output, or controls the oscillation frequency.
  • the mask stage drive control unit 36 controls the drive of the mask stage 17 and controls, for example, the movement direction and the movement amount of the mask stage 17.
  • the control unit 37 controls driving of the image processing unit 31, the calculation unit 32, the memory 33, the motor drive control unit 34, the light source drive unit 35, and the mask stage drive control unit 36.
  • the film exposure apparatus 1 adjusts the position of the mask 12, for example, switches on / off the exposure light irradiation by the exposure light source 11, or the rotational speed of the motor provided on the take-up reel 81 for the film 2 Etc. can be controlled.
  • the mask position control unit 30 positions the positions of the downstream masks 123 and 124. Is moved outward in the width direction of the film by an amount by which the alignment mark 2a is displaced.
  • the mask position control unit 30 moves the positions of the downstream masks 123 and 124 inwardly in the film width direction by the amount by which the alignment mark 2a is shifted. Move.
  • the laser marker 13 is composed of a gantry stage 13a, a transport unit 13b, and a marking unit 13c.
  • the gantry stage 13a is located above the portion where the film is supplied with respect to the moving direction of the film. Are arranged so as to extend in the vertical film width direction.
  • the transport unit 13b is supported by the gantry stage 13a and is configured to be able to move along the longitudinal direction on the gantry stage 13a. Further, the position of the transport unit 13b is controlled by a control device (not shown), and thereby the position of the marking unit 13c can be adjusted.
  • the marking unit 13c emits laser light from a laser light source such as an Nd: YAG laser, for example, and has a predetermined shape, for example, a cross shape, at the leading end of the film 2 supplied from the film supply unit as shown in FIG.
  • the pull-in mark 2b is formed.
  • the marking unit 13c is fixed to the conveyance unit 13b, and is configured to be able to adjust the formation position of the drawing mark 2b on the film 2 by controlling the position of the conveyance unit 13b by a control device.
  • the marking portion 13 c includes four pull-in marks 2 b at the front end portion of the film 2 so as to correspond to the four masks 12, for example, at regular intervals. It is configured to form.
  • the line CCD 15 (film drawing position detection unit) is arranged to extend in the width direction of the film 2 below the viewing window 12 a and the light shielding pattern 12 b provided in each mask 12.
  • the line CCD 15 detects a light shielding pattern 12 b provided in the middle of the viewing window 12 a of the mask 12 as an actual position of the mask 12.
  • the line CCD 15 is connected to the mask position control unit 30 and is configured to transmit the detected positions of the pull-in mark 2 b and the light shielding pattern 12 b to the mask position control unit 30.
  • the mask position control unit 30 is a mask used when the film is first exposed based on the distance between the drawing mark 2b transmitted from the line CCD 15 and the plane parallel to the film surface calculated from the position of the light shielding pattern 12b.
  • the position of 12 is also adjusted. That is, the mask position control unit 30 stores in advance the position data of the mask (light shielding pattern 12b) to be set with reference to the position of the pull-in mark 2b. As shown in FIG.
  • the unit 30 moves the position of the mask stage 17 using the position of the pull-in mark 2b detected by the line CCD 15 as a reference position until the mask position determined by the detected position of the light shielding pattern 12b reaches a predetermined position.
  • the position of the mask 12 can be adjusted with reference to the position of the pull-in mark 2b formed on the film 2 in advance with high accuracy even when the exposure is started.
  • the position to be exposed can be determined with high accuracy.
  • a side exposure material film is also formed in at least one of the feeding areas of the film substrate 20, and the side exposure material film is irradiated with exposure light from the alignment laser marker 14.
  • the alignment mark 2a is formed. Therefore, it is easy to form the alignment mark 2a. That is, conventionally, since the region where the alignment mark 2a is formed is a portion of the base material 20 of the film on which the exposure material film 21 is not formed, for example, the laser light to be used is an ultraviolet light having a wavelength of 266 nm. In this case, there is a problem that it is difficult to form the alignment mark 2a unless the irradiation energy of the laser beam is set to be extremely large, for example, 8 J / cm 2 .
  • the exposure material 21 is applied to, for example, a region 25 mm from the edge on the base material 20 of the film to form a side exposure material film.
  • the alignment mark 2a can be formed clearly and accurately even if the laser beam irradiation energy is reduced to about 0.1 J / cm 2. can do. Therefore, since the alignment mark 2a formed with high accuracy can detect the meandering of the film 2 and adjust the position of the mask 12 with high accuracy, the film can be stably exposed.
  • the exposure area is divided into the upstream side and the downstream side by forming the drawing mark 2b at the leading end of the film and adjusting the position of the mask 12 according to the position of the drawing mark 2b.
  • the exposed areas do not overlap or unexposed areas do not occur due to the undulation of the film 2 and the displacement in the width direction. Since the initial position of the mask 12 is determined with reference to the pull-in mark 2b formed at the leading end of the film 2, the downstream pattern can be accurately formed in addition to the upstream pattern. Thereby, a film can be exposed stably.
  • the exposure light source 11 that emits exposure light and the laser marker 14 that forms the alignment mark 2a can also use the same laser light. That is, when the exposure light is not continuous light from a mercury lamp or the like but pulsed light from, for example, a xenon flash lamp or the like, the exposure light source 11 and the laser marker 14 can share the same laser light.
  • the configuration of the exposure apparatus can be simplified.
  • the initial position of the mask 12 at the start of exposure is adjusted by forming the pull-in mark 2b at the leading end of the film and detecting it by the line CCD 15, but the present invention adjusts the initial position of the mask 12.
  • these configurations may not be provided.
  • the film 2 supplied into the exposure apparatus 1 is supplied at the leading end thereof below the laser marker 13 by a film supply unit such as a transport roller.
  • the marking part 13c is conveyed to a predetermined position by moving the conveyance part 13b of the laser marker 13 on the gantry stage 13a by control by a control apparatus. Thereby, the marking part 13c is arrange
  • a laser beam is emitted from the marking portion 13c to form, for example, a cross-shaped pull-in mark 2b at the leading end of the film 2.
  • the control device moves the marking unit 13c, for example, by moving the transport unit 13b on the gantry stage 13a.
  • a pull-in mark 2b is formed at the leading end of the film.
  • the film 2 reaches below the mask 12 (masks 121 and 122) arranged corresponding to the exposure areas A and C, as shown in FIG.
  • a line CCD 15 is arranged at a position corresponding to the viewing window 12a (and the light shielding pattern 12b) below each mask 12 so as to extend in the width direction of the film 2.
  • the line CCD 15 has a pull-in mark 2b and a line CCD 15 when conveyed to positioned above, to detect the position of the pull-mark 2b. Further, the line CCD 15 detects the position of the light shielding pattern 12 b provided in the middle of the viewing window 12 a of the mask 12. Thus, measuring the distance between the light-shielding pattern 12b of the pull mark 2b and mask 12.
  • the line CCD 15 transmits a signal indicating the distance between the detected pull-in mark 2 b and the light shielding pattern 12 b to the mask position control unit 30. Note that, until the adjustment of the mask position is completed after the detection process by the line CCD 15, for example, the conveyance of the film 2 is stopped or the exposure on the film 2 is not started.
  • the mask position control unit 30 first stores the distance between the two in a plane parallel to the film surface. It is compared with data (data of the initial position to be set of the mask 12 relative to the position of the mark 2b pull). Then, the mask stage 17 is moved until the mask position determined by the position of the light shielding pattern 12b reaches a predetermined initial position. Thereby, before the start of exposure in the exposure areas A and C, the initial position of the mask 12 (masks 121 and 122) is accurately determined with reference to the film 2.
  • the film 2 is transported by, for example, a transport roller until the exposure target portion is positioned in the exposure light irradiation region, and the exposure light from the exposure light source 11 is transmitted through the mask 12 so that the film 2 To expose. Thereby, the alignment film material on the film 2 is aligned in a predetermined direction.
  • the film 2 is sequentially supplied, and the exposure target portions are sequentially exposed. As a result, two patterns exposed in the exposure areas A and C are formed on the film 2 in a strip shape.
  • the exposure apparatus has the alignment laser marker 14 at a position corresponding to the viewing window 12a (and the light shielding pattern 12b) of the upstream mask 12 (masks 121 and 122) in the moving direction of the film 2.
  • the alignment mark 2a is formed on the edge of the film 2 at a position corresponding to the viewing window 12a (and the light shielding pattern 12b) of the upstream mask 12 (masks 121 and 122) in the moving direction of the film 2.
  • the distance between the pattern formed in the region A and the region C on the upstream side in the moving direction of the film 2 and the alignment mark 2a at the edge of the film 2 is a constant interval.
  • the alignment laser marker 14 is configured to also use the same laser beam as the exposure light source 11, the alignment mark 2a can be clearly and accurately formed in the same manner as the pattern 2c.
  • the film 2 to be conveyed is coated with an exposure material 21 up to an area of 25 mm from the edge thereof, and the irradiation area of laser light (for example, ultraviolet light having a wavelength of 266 nm) emitted from the alignment laser marker 14 is applied.
  • the exposure material 21 is applied up to.
  • the laser beam has a high absorption rate to the exposure material 21 on the surface of the film 2, and the alignment mark 2 a can be easily formed on the edge of the film 2. At this time, even if the laser beam irradiation energy is reduced to, for example, about 0.1 J / cm 2 , the alignment mark 2a can be clearly and accurately formed.
  • the film 2 is transported to reach the lower end of the mask 12 (masks 123 and 124) arranged corresponding to the downstream exposure regions B and D as shown in FIG.
  • a line CCD 15 is arranged at a position corresponding to the viewing window 12a (and the light shielding pattern 12b) below each mask 12 so as to extend in the width direction of the film 2, as in the upstream case.
  • the line CCD 15 detects the light shielding pattern 12b provided in the middle of the observation window 12a of the mask 12 as the actual position of the mask 12, and thereby the pull-in mark 2b and the mask 12 The distance from the light shielding pattern 12b is measured. Then, a signal of the distance between the detected pull-in mark 2b and the light shielding pattern 12b is transmitted to the mask position control unit 30. Note that, until the adjustment of the mask position is completed after the detection process by the line CCD 15, for example, the conveyance of the film 2 is stopped or the exposure on the film 2 is not started.
  • the mask position control unit 30 stores the distance between the two in a plane parallel to the film surface (the pull-in mark 2b). And the data of the initial position to be set of the mask 12 with reference to the position of (2). Then, the mask stage 17 is moved until the mask position determined by the position of the light shielding pattern 12b reaches a predetermined initial position. Thereby, before the start of exposure in the exposure regions B and D, the initial position of the mask 12 (masks 123 and 124) is accurately determined with reference to the film 2.
  • the film 2 is transported by, for example, a transport roller until the exposure target portion is positioned in the exposure light irradiation region, and the exposure light from the exposure light source 11 is transmitted through the mask 12 so that the film 2 To expose.
  • the alignment film material on the film 2 is aligned in a predetermined direction.
  • the film 2 is sequentially supplied, and the exposure target portions are sequentially exposed.
  • a pattern exposed by the exposure areas B and D is formed on the film 2, and the pattern formed between the exposure areas A and C is filled with the pattern exposed by the exposure area B.
  • a pattern by the exposure region D is formed so as to be adjacent to the pattern formed by.
  • the pattern already formed by the exposure areas A and C and the pattern formed by the exposure areas B and D do not overlap or leave an unexposed part, and the entire surface of the film is accurate.
  • a pattern is formed.
  • the exposure apparatus 1 can start accurately patterned on the film.
  • the position of the mask 12 (123, 124) on the downstream side in the moving direction of the film is as far as about 4 m from the position of the mask 12 (121, 122) on the upstream side. Therefore, the film is continuously exposed.
  • the film 2 is displaced in the width direction with respect to the mask 12 (123, 124) due to the undulation of the film 2 on the downstream side in the moving direction of the film.
  • an alignment such as a CCD camera is provided at a position corresponding to the viewing window 12a (and the light shielding pattern 12b) of the downstream mask 12 (masks 123 and 124) above or below the edge of the film.
  • a mark detection unit 16 is provided to detect the position of the alignment mark 2 a formed on the edge of the film 2 in the film width direction.
  • the mask position control unit 30 shifts the positions of the downstream masks 123 and 124 by the amount by which the alignment mark 2a is shifted. Move inward direction. Therefore, the distance between the alignment mark 12a and the downstream masks 123 and 124 is maintained at a constant interval on the downstream side in the moving direction of the film 2.
  • the polarizing film for 3D displays is comprised, for example by configuring the exposure apparatus as follows. Can be manufactured. In other words, when exposure light from two light sources, for example, exposure light of P-polarized light and S-polarized linearly polarized light is alternately applied to each region that becomes a pixel adjacent in the width direction of the film, a plurality of picture elements can be obtained.
  • the alignment direction of the alignment material film can be made different for each pixel constituted by the above.
  • the orientation direction in a film surface differs 90 degrees mutually, and the orientation film
  • the present invention can perform continuous exposure by accurately correcting meandering of a film in a roll-to-roll film exposure apparatus.

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Abstract

　フィルム基材（２０）の幅方向の両側のフィルム基材送給用領域の少なくとも一方に側部露光材料膜を形成し、アライメントマーク形成部（１４）により、露光光を照射してアライメントマーク（２ａ）を形成し、このアライメントマーク（２ａ）を使用して、フィルム蛇行を検出してマスク（１２）の位置を調整する。これにより、フィルムを連続露光する際のアライメントマークの形成が容易であり、フィルムの蛇行を精度良く補正して、安定的に露光できるフィルム露光装置及びフィルム露光方法を得ることができる。

Description

フィルム露光装置及びフィルム露光方法
　本発明は、フィルム露光装置及びフィルム露光方法に関し、特にフィルムを連続露光する際に、フィルムの蛇行を精度良く補正して、安定的に露光できるフィルム露光装置及びフィルム露光方法に関する。
　従来、例えば平板状の基板等の部材を露光する際には、その露光位置を精度よく管理するために、例えば表面上に所定のマーキングを施した基板を使用し、このマーキングにより、露光に使用するマスクの位置を決定したり（例えば、特許文献１乃至３）、基板を載置するパレットに位置合わせ用のピンを設置することが行われている（例えば、特許文献４）。
　しかしながら、ロールトゥロール方式のように露光対象であるフィルムが連続的に露光装置内に供給されてくる場合には、上記のような平板状部材の露光における位置合わせ技術を適用することが難しい。即ち、ロールトゥロール方式のフィルムの製造ラインにおいては、露光対象となるフィルムは、例えば図８に示すような工程で、露光装置１内に供給され、平板状の基板等を露光する場合とは異なり、搬送中のフィルム１には、その柔軟性により、容易に波打ちが発生する。
　また、図８に示すようなロールトゥロール方式のフィルムの製造ラインにおいては、あらゆる加工工程において、フィルムの柔軟性を利用した処理が行われている。即ち、フィルム２は、供給リール８０から巻き解かれてラインに供給され、前処理部３において例えばドライ洗浄及び表面改質等の前処理が施され、スリットコーター４にて表面に所定の材料が塗工された後、塗工された材料が乾燥装置５にて乾燥される。そして、表面上に材料膜が形成されたフィルム２は、露光装置１に供給され、材料膜が露光装置１にて露光される。このとき、フィルム２は、各装置間を例えばローラ９により支持されて、その回転により搬送される。よって、特許文献１乃至４に開示された技術をロールトゥロール方式のフィルム２の露光に適用することは困難である。
　ロールトゥロール方式でフィルムを露光する場合におけるマスクの位置合わせ技術としては、例えば特許文献５に開示されたものがある。特許文献５には、１枚のフィルムに露光を２度に分けて行う技術が開示されており、フィルムに１回目の露光を施してパターンを形成した後、２回目の露光の際には、このパターンをラインＣＣＤで検出することにより、マスクの位置を調節する技術が開示されている。なお、この特許文献５の図２に示されているように、フィルムの幅方向の両側の帯状の部分は露光領域ではない。
　図９は、露光光を出射する露光光源１１が１個のマスク１２に対応して１対ずつ向かい合わせて配置され、露光対象の例えば基板２０に対して、互いに異なる方向から露光光を照射する型式の従来の露光装置を一例として示す図である。このような型式の露光装置は、例えば液晶ディスプレイ等のガラス基板上に配向膜を形成する際の露光工程において使用されており、ガラス基板上の１絵素となる領域を２個の領域に分割し、夫々の領域で配向膜を互いに異なる方向に配向させ、これにより、ガラス基板間に挟持する液晶の分子を配向膜の配向方向に応じて配向させ、これにより、液晶ディスプレイ等の視野角を広げることができる技術として、近時、注目を集めている。
　このような露光装置によりフィルムを露光する際には、フィルムには、搬送中に波打ちが発生しやすく、これにより、露光位置のずれが発生するという問題点がある。この露光位置のずれの影響を低減するために、例えば、上記のようなフィルムの移動方向に複数の光源を配置した構成の露光装置においては、例えば図１０に示すように、マスクを複数個に分割し、更に、千鳥状に配置することが行われている。そして、図１０に示すように、フィルムが供給されてくる上流側にて、互いに離隔して配置されたマスク１２１及び１２２により、フィルム２を露光領域Ａ及びＣで露光し、下流側にて、露光領域Ａ及びＣ間の領域Ｂをマスク１２３により露光し、露光領域Ｃに隣接する領域Ｄをマスク１２４により露光することが行われている。これにより、フィルム２のほぼ全面に配向分割したパターンを形成することができる。
特開昭６２－２９４２５２号公報 特開２００５－２８３８９６号公報 特開２００５－３１６４１１号公報 国際公開第０８／１３９６４３号 特開２００６－２９２９１９号公報
　しかしながら、上記従来技術には、以下のような問題点がある。即ち、特許文献５の技術は、１枚のフィルムに露光操作を２度に分けて行う必要があり、生産性が悪い。
　また、フィルムの移動方向に複数の光源を配置した構成の露光装置においては、図９に示すように、露光用の露光光源１１を内蔵している部分（露光光源１１の筐体部分）は、１光源につき、例えばフィルムの移動方向に約２ｍ程度の長さを有しており、図１０に示すような露光領域Ａ及びＣと露光領域Ｂ及びＤとの間の距離は、少なくとも４ｍ程度と長くなる。よって、上流側の露光領域Ａ及びＣから下流側の露光領域Ｂ及びＤへの搬送中に、フィルムが容易に波打つだけではなく、その幅方向にもずれやすいという問題点がある。従って、フィルムの移動方向下流側の露光領域において、フィルムの幅方向の位置ずれにより、露光領域が重なってしまったり、未露光の領域が発生してしまう。
　この問題点を解決するために、本願発明者等は、特願２０１０－０８９６０８号において、従来ではフィルム送給用の領域として使用され露光材料が塗布されていない領域にアライメントマークを形成し、フィルムの移動方向下流側にてアライメントマークのフィルム幅方向のずれを検出することにより、下流側のマスク１２３及び１２４の位置をフィルムの幅方向に調節して露光領域のずれを補正する技術を提案した。
　フィルムの縁部にアライメントマークを形成する方法としては、フィルムに機械的に穴をあけるか、又はレーザ等によるマーキングを行うことが考えられるが、機械的なマーキングについては、その加工の際に、フィルムに振動が加わって加工精度が低下するため、実用には適さない。また、マーキングを施す対象のフィルムは、通常、透明であり、レーザ等によるマーキングにおいては、レーザ光がフィルムを透過しやすい。よって、マーキングに例えば波長が２６６ｎｍの紫外光を使用した場合においては、レーザ光の照射エネルギーを例えば８Ｊ／ｃｍ２と極めて大きくしないとアライメントマークの形成が難しいという問題点がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、フィルムを連続露光する際のアライメントマークの形成が容易であり、フィルムの蛇行を精度良く補正して、安定的に露光できるフィルム露光装置及びフィルム露光方法を提供することを目的とする。
　本発明に係るフィルム露光方法は、フィルム基材上に露光材料膜が形成されたフィルムを、このフィルムが巻回された供給リールから、露光後のフィルムが巻き取られる巻取リールまで移動させる間に、前記フィルムの前記露光材料膜に、マスクを介して露光光を照射することにより、前記露光材料膜に前記マスクのパターンを露光するフィルム露光方法において、前記フィルム基材の幅方向の両側のフィルム基材送給用領域の少なくとも一方に、このフィルム基材送給用領域間の露光領域と同様に、側部露光材料膜を形成し、この側部露光材料膜にアライメントマーク用露光光を照射してアライメントマークを形成し、このアライメントマークを使用してフィルム蛇行を検出し、前記マスクの位置を調整することを特徴とする。
　本発明に係るフィルム露光装置は、露光光を出射する露光光源と、フィルムに露光すべきパターンが形成されたマスクと、前記露光光源から出射した露光光を前記マスクを介して前記フィルムに照射する光学系と、フィルム基材上に露光材料膜が形成されたフィルムを、このフィルムが巻回された供給リールから、露光後のフィルムが巻き取られる巻取リールまで移動させ、その間に前記マスク及び前記光学系による露光位置を通過させるフィルム搬送部と、前記フィルム基材の幅方向の両側のフィルム基材送給領域の少なくとも一方にアライメントマーク形成用のレーザ光を照射するアライメントマーク用光源と、前記アライメントマークを使用してフィルム蛇行を検出し、前記マスクの位置を調整する制御部と、を有し、前記フィルムは、前記アライメントマーク用光源からのレーザ光が照射される領域に側部露光材料膜が形成されており、前記レーザ光による照射により前記側部露光材料膜にアライメントマークを形成することを特徴とする。
　本発明に係るフィルム露光装置及びフィルム露光方法において、例えば前記露光光と前記アライメントマーク用露光光とは、別種のレーザ光が使用されるか、又は同一のレーザ光が兼用される。
　本発明に係るフィルム露光装置及びフィルム露光方法においては、アライメントマーク用光源により、フィルム基材の幅方向の両側のフィルム基材送給領域の少なくとも一方にアライメントマーク形成用のレーザ光を照射する。そして、フィルムの側部露光材料膜が形成された領域にアライメントマーク用光源からのレーザ光を照射してアライメントマークを形成する。これにより、従来は露光材料膜が形成されていないフィルムの側部にも露光材料膜を形成し、これを露光することによりアライメントマークを形成するため、アライメントマークの形成が容易である。
　また、精度よく形成されたアライメントマークにより、フィルムの蛇行を検出してマスクの位置を精度良く調整できるため、安定的にフィルムを露光することができる。
本発明の実施形態に係るフィルムの露光装置において、アライメントマークによるフィルムの幅方向のずれの補正を示す図である。 本発明の実施形態に係るフィルムの露光装置において、下流側のマスクによる露光工程を示す図である。 本発明の実施形態に係るフィルムの露光装置において、マスクを示す平面図である。 フィルム位置の制御部を一例として示す図である。 引き込みマーク形成部を一例として示す図である。 本発明の実施形態に係るフィルムの露光装置において、上流側のマスクによる露光工程を示す図である。 本発明の実施形態に係るフィルムの露光装置において、引き込みマークによるマスク位置の補正を示す図である。 ロールトゥロール方式のフィルム製造ラインの一例を示す図である。 配向分割方式の露光装置を一例として示す斜視図である。 フィルムの移動方向に複数の光源を配置した構成の露光装置を一例として示す図である。
　以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。先ず、本発明の実施形態に係るフィルムの露光装置の構成について説明する。図１は本発明の実施形態に係るフィルムの露光装置において、アライメントマークによるフィルムの幅方向のずれの補正を示す図、図２は本発明の実施形態に係るフィルムの露光方法において、下流側のマスクによる露光工程を示す図である。本実施形態に係るフィルムの露光装置１は、露光光を出射する露光光源１１と、マスク１２と、露光光源１１から出射した露光光をマスク１２を介してフィルム２に照射する光学系と、フィルム２を搬送する例えば搬送ローラ等のフィルム搬送部と、フィルム２の縁部にアライメントマーク２ａを形成するアライメント用レーザマーカ１４（アライメントマーク用光源）と、により構成されている。そして、従来と同様に、例えばコリメータレンズ及び／又は反射鏡等の光学系により、露光光源１１から出射した露光光をマスク１２を介してフィルム２に照射し、フィルム基材２０の幅方向中央の領域において、フィルム基材２０上に形成された露光材料膜２１を露光する。
　また、本実施形態に係る露光装置１は、例えば図２及び図３に示すように、搬送ローラ等のフィルム供給部に近接して配置されたレーザマーカ１３（引き込みマーク形成部）と、例えばマスク１２の下方にてフィルム２の幅方向に延びるように配置された例えばラインＣＣＤ１５（フィルム引き込み位置検出部）とを有する。これにより、フィルム供給部から供給されてくるフィルム２に対して、レーザマーカ１３により、マスク１２の位置決めの基準となる引き込みマーク２ｂを形成し、ラインＣＣＤ１５により引き込みマーク２ｂを検出することにより、フィルム２に対するマスク１２の位置を調整可能に構成されている。
　露光対象のフィルム２は、例えば図８に示すように、フィルム２の基材２０がロールトゥロール方式の供給リール８０から巻き取られてスリットコーター４に供給され、スリットコーター４にて表面に所定の露光材料、例えば配向膜材料が塗工され、乾燥装置５にて乾燥された後、搬送ローラにより、露光装置１内に供給される。本発明においては、図１に示すように、露光対象のフィルム２は、その幅方向の両側の領域の少なくとも一方のフィルム基材２０上にも、露光材料膜２１が形成されており、この側部露光材料膜の部分にアライメント用レーザマーカ１４からレーザ光を照射してアライメントマーク２ａを形成する。この側部露光材料膜が形成されている領域は例えばフィルムの縁部から２５ｍｍまでの領域であり、従来では露光材料膜２１が形成されておらず、フィルム基材２０の送給に使用していた領域である。本発明においては、側部露光材料膜の領域にアライメントマーク２ａを形成し、このアライメントマーク２ａを使用してフィルム２の蛇行を検出し、マスク１２の位置を調整する。
　露光光源１１は、例えば配向分割方式の露光装置においては、紫外光を出射する光源であり、例えば水銀ランプ、キセノンランプ、エキシマランプ及び紫外ＬＥＤ等の連続光又はパルスレーザ光を出射する光源が使用される。本実施形態においては、露光光源１１から出射した露光光の光路上には、夫々、例えばフィルム２の表面の配向材料膜に所定の光量で露光光が照射されるように、例えばコリメータレンズ及び／又は反射鏡等の光学系が配置されている。露光光源１１は、例えば図示しない制御装置により、露光光の出射方向を調整することができ、これにより、フィルム２に対する露光光の入射角を調整可能に構成されている。本実施形態の露光装置１は、１の露光領域に対して夫々２つの露光光源１１が向かい合わせに配置されており、夫々の露光光源１１から出射した露光光をマスク１２に透過させた後、フィルム２上の１絵素となる領域を分割して、夫々異なる露光光により露光し、配向膜材料を夫々の領域にて互いに異なる方向に配向させた配向膜にする。配向材料膜に対して、夫々プレチルト角が異なる２つの露光光を照射することにより、液晶分子の配向方向を相互に異ならせることができ、例えば１絵素内において、配向膜の配向方向に追従して方向が揃う液晶分子の向きを２方向とすることにより、液晶ディスプレイ等の視野角を広くしている。なお、光源１１は、１カ所の露光領域について２個に限らず、３個以上設けてもよく、互いに異なる方向からの露光光により、例えば配向膜材料を３方向以上に配向させてもよい。また、例えば、１カ所の露光領域について、光源１１を１個設け、光源１１から出射された露光光を偏光板等により分割し、分割した２つの露光光を互いに異なる方向から照射するように構成してもよい。例えば、偏光板により、露光光をＰ偏光の直線偏光の露光光とＳ偏光の直線偏光の露光光とに分割して、夫々異なる方向から照射することができる。
　マスク１２は、フィルム２の移動方向の上流側及び下流側に夫々複数個、互いに離隔して配置されており、例えば図２に示すように、上流側（マスク１２１，１２２）及び下流側（マスク１２３，１２４）に夫々２個ずつ設けられている。複数個のマスク１２は、上流側のマスク１２１，１２２による露光領域と下流側のマスク１２３，１２４による露光領域とが、フィルムの移動方向に沿って隣接するように、即ち、千鳥状に配置されており、夫々のマスク１２について、上記の１対の露光光源１１が設けられている。そして、図２に示すように、フィルム２の移動方向の上流側のマスク１２１及び１２２に露光光源１１からの露光光を透過させて、フィルム２上の配向膜材料を露光領域Ａ及びＣで露光する。また、下流側のマスク１２３及び１２４に露光光源１１からの露光光を透過させて、フィルム２上の配向膜材料を露光領域Ｂ及びＤで露光する。
　本実施形態においては、マスク１２は、図３に示すように、例えば枠体１２０とその中央のパターン形成部１２１により構成されており、パターン形成部１２１には、所定の光透過領域のパターン１２１ａが形成されている。即ち、フィルム２に形成しようとするパターン形状に対応して露光光を透過する形状の開口が形成されているか、又は光透過性の部材が設置されている。そして、例えば配向分割方式の露光装置においては、パターン形成部１２１を透過した光によりステージ１０上に配置されたフィルム２の表面の配向材料膜を露光する。本実施形態においては、マスク１２ごとに１対の露光光源１１を配置し、夫々入射角の異なる露光光を出射する。従って、本実施形態においては、パターン１２１ａは、フィルムの幅方向に並ぶ複数個のスリットが、フィルムの移動方向に２列並ぶように形成されている。
　本実施形態においては、マスク１２には、パターン１２１ａよりも上流側に、フィルム２の移動方向に対して垂直の幅方向に延びるように、幅が３００μｍ程度、長さが２５０ｍｍ程度のラインＣＣＤ用の覗き窓１２ａが設けられており、この覗き窓１２ａの長手方向の中間に露光光を遮光する例えば幅が１５μｍ程度のライン状の遮光パターン１２ｂが設けられている。そして、後述するラインＣＣＤ１５により遮光パターン１２ｂの位置を検出し、マスク１２の位置決めに使用する。
　マスク１２の夫々は、例えば枠体１２０の部分がマスクステージ１７により支持されており、マスクステージ１７の移動によりマスク１２の全体が移動可能に構成されている。マスクステージ１７は、例えば図４に示すようなマスク位置制御部３０に接続されており、マスク位置制御部３０による制御により、その位置を、例えば水平方向（フィルムの幅方向、又はフィルムの幅方向及びフィルムの長手方向）に移動可能に構成されている。これにより、マスク１２によるフィルム２の露光位置を水平方向に調整することができる。マスクステージ１７は、例えば鉛直方向にも移動可能であり、これにより、フィルム２上の例えば配向膜材料が所定の大きさで露光されるように調整可能に構成されている。
　フィルム搬送部は、例えば露光装置１外及び露光装置１内に設けられた例えば搬送ローラ９等であり、モータ等により駆動され、供給リール８０から巻き解かれたフィルム２をその回転により露光装置１内へと搬送し、露光装置１内で露光されたフィルム２を巻取リール８１まで移動させる。
　アライメント用レーザマーカ１４（アライメントマーク用光源）は、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ又は紫外光等を照射するレーザ光源であり、例えばキセノンフラッシュランプ等のパルス光源によりパルスレーザ光を出射して、図１に示すように、フィルム２の縁部に、例えば幅が２０μｍ、長さが１５ｍｍのアライメントマーク２ａを一定間隔で形成するものである。アライメント用レーザマーカ１４は、例えばフィルム２の移動方向における上流側のマスク１２１，１２２に対し、フィルムの幅方向に並ぶように設けられている。アライメント用レーザマーカ１４は、上流側マスク１２１，１２２の覗き窓１２ａ（及び遮光パターン１２ｂ）に対応する位置にて、フィルム２の縁部にアライメントマーク２ａを形成する。本発明においては、アライメントマーク２ａを形成する領域は、例えばフィルムの縁部から２５ｍｍまでの部分であり、従来ではフィルム基材２０の送給に使用しており、露光材料膜２１が形成されていなかったフィルムの基材２０の部分である。アライメントマーク２ａを上流側マスク１２１，１２２の覗き窓１２ａの位置に対応するフィルムの縁部に形成することにより、フィルム２の移動方向上流側の夫々領域Ａ及び領域Ｃで形成されるパターンとフィルム２の縁部におけるアライメントマーク２ａとの距離は、常に一定間隔となる。
　本実施形態においては、アライメントマーク検出部１６がフィルムの移動方向下流側のマスク１２３，１２４に対し、フィルムの幅方向に並ぶように設けられている。アライメントマーク検出部１６は、フィルム２の上方又は下方に配置されており、アライメント用レーザマーカ１４によりフィルム２の縁部に形成されたアライメントマーク２ａのフィルム幅方向における位置を検出する。アライメントマーク検出部１６は、マスク１２の位置を制御するマスク位置制御部３０に接続されており、検出した信号をマスク位置制御部３０に送信する。
　アライメントマーク検出部１６は、例えばＣＣＤカメラであり、図１及び図２に示すように、例えば下流側マスク１２３，１２４の覗き窓１２ａに対応する位置にて、アライメントマーク２ａのフィルム幅方向における位置を検出する。アライメントマーク検出部１６は、検出したアライメントマーク２ａのフィルム幅方向における位置を例えば図４に示すようなマスク位置制御部３０に送信し、マスク位置制御部３０はこのアライメントマーク２ａの位置に基づいて、フィルムの移動方向下流側のマスク１２３及び１２４の位置を調整するように構成されている。
　図４はマスク位置制御部３０の構成を一例として示す図である。図４に示すように、マスク位置制御部３０は、例えばマスクステージ駆動部、露光光源１１及びフィルム巻取リール８１（図８参照）に設けられたモータの制御部に接続されている。図４に示すように、マスク位置制御部３０は、画像処理部３１と、演算部３２と、メモリ３３と、モータ駆動制御部３４と、光源駆動部３５と、マスクステージ駆動制御部３６と、制御部３７とを備えている。
　画像処理部３１は、アライメントマーク検出部１６により撮像されたアライメントマーク２ａの画像処理を行い、例えばアライメントマーク２ａのフィルム幅方向における中心位置を検出するものである。演算部３２は、例えば設定すべきアライメントマーク２ａの中心位置と実際のアライメントマーク２ａの中心位置とのフィルムの幅方向のずれを演算する。また、演算部３２は、後述するラインＣＣＤ１５が検出したフィルムの引き込みマーク２ｂの位置とマスク１２上の遮光パターン１２ｂの位置との距離により、露光を開始する際に設定すべきマスク１２の位置と実際のマスク１２の位置とのフィルム幅方向のずれも演算する。メモリ３３は、例えば画像処理部３１が検出したアライメントマーク２ａの中心位置及び演算部３２が演算したずれ量を記憶する。モータ駆動制御部３４は、例えばフィルム巻取リール８１のモータの駆動若しくは停止、又は駆動されている際の回転速度を制御する。
　光源駆動部３５は、露光光源１１の点灯若しくは消灯、出力、又は発振周波数を制御するものである。マスクステージ駆動制御部３６は、マスクステージ１７の駆動を制御するものであり、例えばマスクステージ１７の移動方向及び移動量を制御する。制御部３７は、これらの画像処理部３１、演算部３２、メモリ３３、モータ駆動制御部３４、光源駆動部３５及びマスクステージ駆動制御部３６の駆動を制御する。これにより、フィルムの露光装置１は、例えばマスク１２の位置を調整したり、露光光源１１による露光光の照射のオンオフを切り替えたり、又はフィルム２を巻取リール８１に設けられたモータの回転速度等を制御できるように構成されている。
　これにより、本実施形態においては、例えば、図１に示すように、アライメントマーク２ａの位置がフィルムの幅方向外側にずれた場合、マスク位置制御部３０は、下流側のマスク１２３及び１２４の位置を、アライメントマーク２ａがずれた量だけフィルムの幅方向外側に移動させる。アライメントマーク２ａの位置がフィルムの幅方向内側にずれた場合においては、マスク位置制御部３０は、下流側のマスク１２３及び１２４の位置を、アライメントマーク２ａがずれた量だけフィルムの幅方向内側に移動させる。
　レーザマーカ１３は、図５に示すように、ガントリーステージ１３ａ、搬送部１３ｂ及びマーキング部１３ｃにより構成されており、ガントリーステージ１３ａは、フィルムが供給されてくる部分の上方にてフィルムの移動方向に対して垂直のフィルム幅方向に延びるように配置されている。搬送部１３ｂは、ガントリーステージ１３ａにより支持されていると共に、ガントリーステージ１３ａ上をその長手方向に沿って移動できるように構成されている。また、搬送部１３ｂは、図示しない制御装置により、その位置が制御されており、これによりマーキング部１３ｃの位置が調整可能である。
　マーキング部１３ｃは、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ等のレーザ光源からレーザ光を出射して、図５に示すように、フィルム供給部から供給されてくるフィルム２の先端部に所定形状、例えば十字状の引き込みマーク２ｂを形成するものである。マーキング部１３ｃは、搬送部１３ｂに固定されており、制御装置により搬送部１３ｂの位置が制御されることにより、フィルム２上への引き込みマーク２ｂの形成位置を調整できるように構成されている。本実施形態においては、図６に示すように、マーキング部１３ｃは、４個のマスク１２の夫々に対応するように、フィルム２の先端部に４個の引き込みマーク２ｂを、例えば一定の間隔で形成するように構成されている。
　図７に示すように、ラインＣＣＤ１５（フィルム引き込み位置検出部）は、夫々のマスク１２に設けられた覗き窓１２ａ及び遮光パターン１２ｂの下方にてフィルム２の幅方向に延びるように配置されており、フィルム２の先端部がラインＣＣＤ１５の上方（ラインＣＣＤ１５とマスク１２との間）に位置するまで搬送されてきたときに、フィルム２の先端部に形成された引き込みマーク２ｂの位置を検出する。また、ラインＣＣＤ１５は、マスク１２の覗き窓１２ａの中間に設けられた遮光パターン１２ｂをマスク１２の実際の位置として検出する。ラインＣＣＤ１５は、マスク位置制御部３０に接続されており、検出した引き込みマーク２ｂ及び遮光パターン１２ｂの位置をマスク位置制御部３０に送信するように構成されている。
　マスク位置制御部３０は、ラインＣＣＤ１５から送信されてきた引き込みマーク２ｂ及び遮光パターン１２ｂの位置から演算されたフィルム面に平行な面における両者間の距離により、フィルムに最初に露光を行う際のマスク１２の位置も調整する。即ち、マスク位置制御部３０には、予め、引き込みマーク２ｂの位置を基準として、設定すべきマスク（遮光パターン１２ｂ）の位置のデータが格納されており、図７に示すように、マスク位置制御部３０は、ラインＣＣＤ１５により検出した引き込みマーク２ｂの位置を基準位置として、検出した遮光パターン１２ｂの位置により決まるマスク位置が所定の位置となるまで、マスクステージ１７の位置を移動させる。これにより、本実施形態の露光装置においては、露光を開始する際においても、フィルム２に予め高い精度で形成した引き込みマーク２ｂの位置を基準として、マスク１２の位置を調整することができ、フィルムの露光すべき位置を高精度で決めることができる。
　本実施形態においては、従来ではフィルム基材２０の送給用の領域の少なくとも一方の領域にも側部露光材料膜を形成し、この側部露光材料膜にアライメント用レーザマーカ１４から露光光を照射してアライメントマーク２ａを形成する。よって、アライメントマーク２ａの形成が容易である。即ち、従来であれば、アライメントマーク２ａを形成する領域は、露光材料膜２１が形成されていなかったフィルムの基材２０の部分であったため、例えば使用するレーザ光を波長が２６６ｎｍの紫外光とした場合に、レーザ光の照射エネルギーを例えば８Ｊ／ｃｍ２と極めて大きくしないとアライメントマーク２ａの形成が難しいという問題点があった。これに対して、本実施形態においては、このフィルムの基材２０上の例えば縁部から２５ｍｍの領域まで露光材料２１を塗布して側部露光材料膜を形成するため、例えば露光材料として、光配向性の材料を使用し、レーザ光を波長が２６６ｎｍの紫外光とした場合に、レーザ光の照射エネルギーを０．１Ｊ／ｃｍ２程度まで小さくしても、アライメントマーク２ａを明瞭かつ精度良く形成することができる。従って、精度よく形成されたアライメントマーク２ａにより、フィルム２の蛇行を検出してマスク１２の位置を精度良く調整できるため、安定的にフィルムを露光することができる。
　また、フィルムの先端部に引き込みマーク２ｂを形成し、この引き込みマーク２ｂの位置によってマスク１２の位置を調整することにより、本実施形態においては、露光領域を上流側と下流側とに分けた場合に、フィルム２の波打ち及び幅方向のずれにより、露光領域が重なってしまったり、未露光の領域が発生することはない。そして、マスク１２の初期位置を、フィルム２の先端に形成した引き込みマーク２ｂを基準として決定しているため、上流側のパターンに加えて、下流側のパターンも精度よく形成することができる。これにより、フィルムを安定して露光することができる。
　なお、本実施形態においては、露光光を出射する露光光源１１とアライメントマーク２ａを形成するレーザマーカ１４とは、同一のレーザ光を兼用することができる。即ち、露光光として、水銀ランプ等による連続光ではなく、例えばキセノンフラッシュランプ等によるパルス光を使用する場合においては、露光光源１１とレーザマーカ１４とは、同一のレーザ光を兼用することができ、露光装置の構成を簡略化できる。
　また、本実施形態においては、フィルムの先端部に引き込みマーク２ｂを形成し、これをラインＣＣＤ１５で検出することにより、露光を開始する際のマスク１２の初期位置を調整しているが、本発明においては、これらの構成は設けられていなくてもよい。
　次に、本実施形態のフィルムの露光装置の動作について説明する。先ず、図８に示すようなスリットコーター４及び乾燥装置５等により、縁部から２５ｍｍの領域にも露光材料２１が塗布されたフィルム２は、例えば搬送ローラ９により、その先端部から露光装置１内に供給される。露光装置１内に供給されたフィルム２は、例えば搬送ローラ等のフィルム供給部により、先端部がレーザマーカ１３の下方へと供給される。
　フィルム２の先端部がレーザマーカ１３の下方に供給されたら、例えば、搬送ローラ等によるフィルム２の供給を一旦停止する。そして、制御装置による制御により、レーザマーカ１３の搬送部１３ｂをガントリーステージ１３ａ上で移動させることにより、マーキング部１３ｃを所定の位置まで搬送する。これにより、マーキング部１３ｃは、例えば４個のマスク１２の夫々に設けられた覗き窓１２ａの上流側のいずれかの位置に配置される。
　マーキング部１３ｃの位置が確定したら、マーキング部１３ｃからレーザ光を出射してフィルム２の先端部に、例えば十字状の引き込みマーク２ｂを形成する。このとき、フィルム２はフィルム供給部側の搬送ローラ等により支持された状態であるため、フィルム２の先端部が振動したり波打つことはなく、引き込みマーク２ｂを高精度で形成することができる。１カ所の引き込みマーク２ｂの形成が終了したら、制御装置は、例えば搬送部１３ｂをガントリーステージ１３ａ上で移動させることにより、マーキング部１３ｃを移動させた後、同様に、レーザ光を照射して、フィルムの先端部に引き込みマーク２ｂを形成する。そして、図６に示すように、フィルムの先端部に４個の引き込みマーク２ｂの形成が終了したら、レーザマーカ１３の動作を停止し、搬送ローラ等によるフィルム２の搬送を再開する。
　フィルム２は、搬送ローラ等による搬送により、図７に示すように、先端部が露光領域Ａ及びＣに対応して配置されたマスク１２（マスク１２１，１２２）の下方に到達する。夫々のマスク１２の下方の覗き窓１２ａ（及び遮光パターン１２ｂ）に対応する位置には、フィルム２の幅方向に延びるようにラインＣＣＤ１５が配置されており、ラインＣＣＤ１５は、引き込みマーク２ｂがラインＣＣＤ１５の上方に位置するまで搬送されてきたときに、引き込みマーク２ｂの位置を検出する。また、ラインＣＣＤ１５は、マスク１２の覗き窓１２ａの中間に設けられた遮光パターン１２ｂの位置を検出する。これにより、引き込みマーク２ｂとマスク１２の遮光パターン１２ｂとの間の距離を測定する。そして、ラインＣＣＤ１５は、検出した引き込みマーク２ｂと遮光パターン１２ｂとの間の距離の信号をマスク位置制御部３０に送信する。なお、ラインＣＣＤ１５による検出工程からマスク位置の調整が終了するまでは、例えば、フィルム２の搬送を停止しておくか、又はフィルム２に対する露光を開始させない。
　次に、ラインＣＣＤ１５から引き込みマーク２ｂと遮光パターン１２ｂとの間の距離の信号が入力されたら、マスク位置制御部３０は、先ず、フィルム面に平行な面における両者間の距離を予め格納されたデータ（引き込みマーク２ｂの位置を基準としたマスク１２の設定すべき初期位置のデータ）と比較する。そして、遮光パターン１２ｂの位置により決まるマスク位置が所定の初期位置となるまで、マスクステージ１７を移動させる。これにより、露光領域Ａ及びＣにおける露光の開始前に、フィルム２を基準として、マスク１２（マスク１２１，１２２）の初期位置が精度よく決まる。
　マスク１２の初期位置が決まったら、露光対象部位が露光光の照射領域に位置するまでフィルム２を例えば搬送ローラ等により搬送し、露光光源１１からの露光光をマスク１２に透過させて、フィルム２を露光する。これにより、フィルム２上の配向膜材料が所定の方向に配向する。１カ所の露光が終了したら、順次フィルム２を供給し、露光対象部位を順次露光する。これにより、フィルム２には、露光領域Ａ及びＣにより露光されたパターンが帯状に２本形成されていく。
　また、本実施形態においては、露光装置は、フィルム２の移動方向における上流側マスク１２（マスク１２１，１２２）の覗き窓１２ａ（及び遮光パターン１２ｂ）に対応する位置に、アライメント用レーザマーカ１４を有しており、フィルム２の移動方向における上流側マスク１２（マスク１２１，１２２）の覗き窓１２ａ（及び遮光パターン１２ｂ）に対応する位置にて、フィルム２の縁部にアライメントマーク２ａを形成する。これにより、フィルム２の移動方向の上流側の領域Ａ及び領域Ｃで形成されるパターンとフィルム２の縁部におけるアライメントマーク２ａとの距離は、一定間隔となる。このとき、アライメント用レーザマーカ１４を露光光源１１と同一のレーザ光を兼用するように構成している場合においては、アライメントマーク２ａをパターン２ｃと同様に明瞭且つ精度よく形成することができる。
　搬送されてくるフィルム２には、その縁部から２５ｍｍの領域にまで露光材料２１が塗布されており、アライメント用レーザマーカ１４から出射するレーザ光（例えば、波長が２６６ｎｍの紫外光）の照射領域にまで露光材料２１が塗布されている。レーザ光は、フィルム２の表面の露光材料２１への吸収率が高く、フィルム２の縁部にアライメントマーク２ａを容易に形成することができる。このとき、レーザ光の照射エネルギーを例えば０．１Ｊ／ｃｍ２程度まで小さくしても、アライメントマーク２ａを明瞭かつ精度良く形成することができる。
　フィルム２は、搬送により、図２に示すように、先端部が、下流の露光領域Ｂ及びＤに対応して配置されたマスク１２（マスク１２３，１２４）の下方に到達する。夫々のマスク１２の下方の覗き窓１２ａ（及び遮光パターン１２ｂ）に対応する位置には、上流の場合と同様に、フィルム２の幅方向に延びるようにラインＣＣＤ１５が配置されており、ラインＣＣＤ１５は、フィルムの先端部がラインＣＣＤ１５の上方（ラインＣＣＤ１５とマスク１２との間）に位置するまで搬送されてきたときに、フィルム２の先端部に形成された引き込みマーク２ｂの位置を検出する。そして、上流側の場合と同様に、ラインＣＣＤ１５は、マスク１２の覗き窓１２ａの中間に設けられた遮光パターン１２ｂをマスク１２の実際の位置として検出し、これにより、引き込みマーク２ｂとマスク１２の遮光パターン１２ｂとの間の距離を測定する。そして、検出した引き込みマーク２ｂと遮光パターン１２ｂとの間の距離の信号をマスク位置制御部３０に送信する。なお、ラインＣＣＤ１５による検出工程からマスク位置の調整が終了するまでは、例えば、フィルム２の搬送を停止しておくか、又はフィルム２に対する露光を開始させない。
　ラインＣＣＤ１５から引き込みマーク２ｂと遮光パターン１２ｂとの間の距離の信号が入力されたら、マスク位置制御部３０は、フィルム面に平行な面における両者間の距離を予め格納されたデータ（引き込みマーク２ｂの位置を基準としたマスク１２の設定すべき初期位置のデータ）と比較する。そして、遮光パターン１２ｂの位置により決まるマスク位置が所定の初期位置となるまで、マスクステージ１７を移動させる。これにより、露光領域Ｂ及びＤにおける露光の開始前に、フィルム２を基準として、マスク１２（マスク１２３，１２４）の初期位置が精度よく決まる。
　マスク１２の初期位置が決まったら、露光対象部位が露光光の照射領域に位置するまでフィルム２を例えば搬送ローラ等により搬送し、露光光源１１からの露光光をマスク１２に透過させて、フィルム２を露光する。これにより、フィルム２上の配向膜材料が所定の方向に配向する。１カ所の露光が終了したら、順次フィルム２を供給し、露光対象部位を順次露光する。これにより、フィルム２には、露光領域Ｂ及びＤにより露光されたパターンが形成され、露光領域Ａ及びＣ間により形成されたパターン間が露光領域Ｂにより露光されたパターンにより埋められ、露光領域Ｃにより形成されたパターンに隣接するように、露光領域Ｄによるパターンが形成される。このとき、既に露光領域Ａ及びＣにより形成されたパターンと露光領域Ｂ及びＤにより形成されたパターンとは、重なったり、未露光の部分が残ったりすることはなく、精度よく、フィルムの全面にパターンが形成される。
　露光装置１を以上のように動作させることにより、フィルムへのパターン形成を精度よく開始することができる。しかしながら、フィルムの移動方向の下流側のマスク１２（１２３，１２４）の位置は、上流側のマスク１２（１２１，１２２）の位置から４ｍ程度と遠く、従って、フィルムへの露光を連続的に行っていくうちに、フィルムの移動方向の下流側においては、フィルム２の波打ちにより、フィルム２がマスク１２（１２３，１２４）に対して幅方向にずれてしまう。
　しかしながら、本実施形態においては、フィルムの縁部の上方又は下方における下流側マスク１２（マスク１２３，１２４）の覗き窓１２ａ（及び遮光パターン１２ｂ）に対応する位置には、例えばＣＣＤカメラ等のアライメントマーク検出部１６が設けられており、フィルム２の縁部に形成されたアライメントマーク２ａのフィルム幅方向における位置を検出する。これにより、図１に示すように、例えばアライメントマーク２ａの位置がフィルムの幅方向外側にずれた場合、マスク位置制御部３０は、下流側のマスク１２３及び１２４の位置を、アライメントマーク２ａがずれた量だけフィルムの幅方向外側に移動させる。逆に、アライメントマーク２ａの位置がフィルムの幅方向内側にずれた場合においても、マスク位置制御部３０は、下流側のマスク１２３及び１２４の位置を、アライメントマーク２ａがずれた量だけフィルムの幅方向内側に移動させる。従って、フィルム２の移動方向の下流側において、アライメントマーク１２ａと下流側マスク１２３，１２４との距離が一定間隔に維持される。
　よって、本実施形態においては、連続露光の際に、図１に示すように、フィルム２がその幅方向にずれた場合において、フィルム２の移動方向下流側のマスク１２の位置を補正することにより、フィルム２に対する露光位置がずれることなく、安定した露光を行うことができる。
　なお、本実施形態においては、１絵素となる領域を分割して露光する配向分割方式の露光装置について説明したが、例えば露光装置を以下のように構成することにより、３Ｄディスプレイ用の偏光フィルムを製造することができる。即ち、２つの光源からの露光光により、例えば、フィルムの幅方向に隣接する画素となる領域ごとに、Ｐ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光を交互に照射すれば、複数個の絵素により構成された画素ごとに配向材料膜の配向方向を異ならせることができる。これにより、フィルム面における配向方向が相互に９０°異なり１／４λ板と同様の機能を有する配向膜を得ることができ、得られたフィルムを偏光フィルムとして使用することができる。即ち、直線偏光の画像表示用の光をこの偏光フィルムに透過させれば、複数個の画素により構成されフィルムの幅方向に延びる表示列ごとに、相互に回転方向が逆の円偏光の透過光が出射される。この円偏光の２つの透過光を、夫々例えば３Ｄディスプレイの右目用及び左目用の表示光として使用することができる。
　本発明は、ロールトゥロール方式のフィルム露光装置において、フィルムの蛇行を精度よく補正して、連続露光することができる。
　１：露光装置、１０：ステージ、１１：光源、１２：マスク、１２ａ：覗き窓、１２ｂ：遮光パターン、１２０：マスクパターン、１２１：第１のマスク、１２２：第２のマスク、１２３：第３のマスク、１２４：第４のマスク、１３：レーザマーカ、１３ａ：ガントリーステージ、１３ｂ：搬送部、１３ｃ：マーキング部、１４：アライメント用レーザマーカ、１５：フィルム引き込み位置検出部、１６：アライメントマーク検出部、１７：マスクステージ、２：フィルム、２ａ：アライメントマーク、２ｂ：引き込みマーク、２ｃ：パターン、３０：マスク位置制御部、３１：画像処理部、３２：演算部、３３：メモリ、３４：モータ駆動制御部、３５：光源駆動部、３６：マスクステージ駆動制御部、３７：制御部

Claims (4)

  1. フィルム基材上に露光材料膜が形成されたフィルムを、このフィルムが巻回された供給リールから、露光後のフィルムが巻き取られる巻取リールまで移動させる間に、前記フィルムの前記露光材料膜に、マスクを介して露光光を照射することにより、前記露光材料膜に前記マスクのパターンを露光するフィルム露光方法において、前記フィルム基材の幅方向の両側のフィルム基材送給用領域の少なくとも一方に、このフィルム基材送給用領域間の露光領域と同様に、側部露光材料膜を形成し、この側部露光材料膜にアライメントマーク用露光光を照射してアライメントマークを形成し、このアライメントマークを使用してフィルム蛇行を検出し、前記マスクの位置を調整することを特徴とするフィルム露光方法。
  2. 前記露光光と前記アライメントマーク用露光光とは、別種のレーザ光が使用されるか、又は同一のレーザ光が兼用されることを特徴とする請求項１に記載のフィルム露光方法。
  3. 露光光を出射する露光光源と、フィルムに露光すべきパターンが形成されたマスクと、前記露光光源から出射した露光光を前記マスクを介して前記フィルムに照射する光学系と、フィルム基材上に露光材料膜が形成されたフィルムを、このフィルムが巻回された供給リールから、露光後のフィルムが巻き取られる巻取リールまで移動させ、その間に前記マスク及び前記光学系による露光位置を通過させるフィルム搬送部と、前記フィルム基材の幅方向の両側のフィルム基材送給領域の少なくとも一方にアライメントマーク形成用のレーザ光を照射するアライメントマーク用光源と、前記アライメントマークを使用してフィルム蛇行を検出し、前記マスクの位置を調整する制御部と、を有し、前記フィルムは、前記アライメントマーク用光源からのレーザ光が照射される領域に側部露光材料膜が形成されており、前記レーザ光による照射により前記側部露光材料膜にアライメントマークを形成することを特徴とするフィルム露光装置。
  4. 前記露光光源と前記アライメントマーク用光源とは、別種のレーザ光源が使用されるか、又は同一のレーザ光源が兼用されていることを特徴とする請求項３に記載のフィルム露光装置。
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