WO2012046541A1 - 露光装置 - Google Patents

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WO2012046541A1
WO2012046541A1 PCT/JP2011/070736 JP2011070736W WO2012046541A1 WO 2012046541 A1 WO2012046541 A1 WO 2012046541A1 JP 2011070736 W JP2011070736 W JP 2011070736W WO 2012046541 A1 WO2012046541 A1 WO 2012046541A1
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exposure
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transmitted
beam splitter
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敏成 新井
和重 橋本
Original Assignee
株式会社ブイ・テクノロジー
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/7035—Proximity or contact printers
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70566—Polarisation control

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus capable of selectively irradiating both P-polarized light and S-polarized linearly-polarized exposure light to a member to be exposed, and particularly to the manufacture of a polarizing film for 3D display and the surface of a glass substrate.
  • the present invention relates to an exposure apparatus suitable for forming the alignment film.
  • liquid crystal used for, for example, a liquid crystal display or the like
  • a liquid crystal composed of a plurality of benzene or cyclohexane molecules and rod-shaped molecules composed of modification groups at both ends is used as a liquid crystal used for, for example, a liquid crystal display or the like.
  • the viewing angle and contrast of a liquid crystal display or the like are adjusted by aligning in various directions.
  • an alignment film made of, for example, polyimide or the like is formed on the surface of a glass substrate that sandwiches liquid crystal, and the liquid crystal molecules are aligned with the alignment direction of the alignment film by sandwiching the liquid crystal between the alignment films. Are aligned in a predetermined direction.
  • an alignment film When forming an alignment film on the surface of a glass substrate, for example, a polyimide solution is applied and baked on the glass substrate to form a polyimide film (alignment material film) of about several tens of nm, and then a cloth is wound around the surface.
  • a manufacturing method in which the surface of the polyimide film (alignment material film) is rubbed in one direction by a rubbing roller for example, Patent Document 1 is employed.
  • FIG. 9 shows an example of a conventional photo-alignment type exposure apparatus.
  • the exposure light emitted from the light source 11 is reflected by the reflection mirror 12, and then the intensity thereof is increased by the fly-eye lens (integrator) 13.
  • the fly-eye lens (integrator) 13 Uniform in a plane perpendicular to the optical axis. Then, the light transmitted through the fly-eye lens 13 is converted into parallel light by the condenser lens 14.
  • the mask 16 has a light transmission region pattern 16c having a longitudinal direction in the scanning direction of a member to be exposed, such as a film and a glass substrate, at a constant interval, for example, transmitted light.
  • a plurality of light emitting regions are formed so as to be separated from each other by the width of the pixel to form a light transmitting region group, and the exposure target member is moved in the scanning direction while continuously irradiating the exposure light.
  • an alignment film oriented in the same direction is formed in a strip shape in the scan direction.
  • a polarizing film for 3D display is manufactured using the exposure apparatus 10 having such a configuration, for example, a region in which an alignment film is formed by one exposure is separated for each pixel width of the 3D display apparatus. Then, the polarization direction of exposure light to be irradiated is changed to linear polarization of P-polarized light and S-polarized light for each region serving as an adjacent pixel.
  • the parallel light transmitted through the condenser lens 14 needs to be S-polarized linearly polarized light or P-polarized linearly polarized light. Therefore, in the exposure apparatus for producing a conventional polarizing film for 3D display, it is necessary to configure such that only linearly polarized light of P-polarized light or S-polarized light is transmitted through the mask.
  • the exposure apparatus for producing a conventional polarizing film for 3D display it is necessary to configure such that only linearly polarized light of P-polarized light or S-polarized light is transmitted through the mask.
  • only one exposure light of P-polarized light or S-polarized light can be emitted by one exposure apparatus, and two exposure apparatuses are installed in order to use two types of exposure light. There is a problem that not only the equipment cost increases but also the exposure apparatus becomes larger.
  • Examples of techniques for adjusting the polarization state of exposure light in one exposure apparatus include those disclosed in Patent Documents 1 to 3.
  • a plurality of polarization degree adjusting members such as a ⁇ / 2 plate and a depolarizer are arranged in the laser beam path, and each is configured to be rotatable with respect to the optical axis of the laser beam.
  • a polarization conversion element 15 such as a polarization beam splitter is disposed downstream of an optical system constituted by each lens and the like, and the degree of polarization of laser light transmitted through the mask is converted into polarization. It can be adjusted by the element.
  • the exposure light is transmitted through an optical system including each lens or the like to enlarge the irradiation region. Accordingly, when the polarization conversion element 15 such as a polarization beam splitter is arranged downstream of the optical system such as each lens, a large polarization conversion element corresponding to the entire size of the light transmission region of the mask 16 is required, and the exposure apparatus There is a problem of increasing the size.
  • the present invention has been made in view of such problems, and provides an exposure apparatus that can selectively emit both P-polarized light and S-polarized linearly-polarized exposure light without increasing the size of the entire apparatus.
  • the purpose is to do.
  • An exposure apparatus includes a light source that emits exposure light and exposure light from the light source that is incident and splits the incident light into P-polarized linearly polarized light and S-polarized linearly polarized exposure light.
  • a polarizing beam splitter that transmits the exposure light of the beam, a fly-eye lens that equalizes the intensity of the exposure light transmitted through the polarization beam splitter in a plane perpendicular to the optical axis, and the exposure light transmitted through the fly-eye lens in parallel.
  • a condensing lens that forms light, and a mask that is formed with a pattern of a predetermined light transmission region and that transmits the exposure light transmitted through the condenser lens in correspondence with the pattern, and the exposure light transmitted through the mask is exposed.
  • An exposure apparatus that irradiates and exposes a target member, wherein the polarization beam splitter is provided rotatably about the optical axis of the exposure light, and When the polarization beam splitter is in the first position, the P-polarized light and the S-polarized light can be set at a first position and a second position where the directions of the reflection / transmission surface with respect to the rotation center are different by 90 °.
  • a plurality of the polarization beam splitters are juxtaposed on a plane perpendicular to the optical axis of the exposure light, and for example, the polarization beam splitter includes a first beam perpendicular to the optical axis of the exposure light. It is divided into a plurality along the first direction so as to have a longitudinal direction in one direction.
  • the mask has a plurality of patterns extending in parallel with each other, and the exposure apparatus further drives the mask so as to move the mask in a direction perpendicular to the pattern, and the driving apparatus.
  • a control device that controls the transmitted light of the polarization beam splitter at the first position to pass through the fly-eye lens and the condenser lens and to be transmitted to the mask.
  • the driving device is controlled so that the mask is moved in a direction perpendicular to the pattern, and the second position is controlled.
  • the transmitted light of the polarization beam splitter in the light passes through the fly-eye lens and the condenser lens and is transmitted through the mask. Second light irradiation area that is different from the first light irradiation area of the exposure target member corresponding to the pattern is exposed.
  • a polarization beam splitter that divides exposure light into P-polarized light and S-polarized linearly-polarized exposure light is provided so as to be rotatable about the optical axis, and a reflection / transmission surface with respect to the rotation center. Therefore, it is possible to selectively emit both P-polarized light and S-polarized linearly-polarized exposure light.
  • the polarizing beam splitter is arranged on the optical path of the exposure light upstream from the fly-eye lens and the condenser lens, the incident exposure light beam is small and the entire apparatus needs to be enlarged. There is no.
  • the fly-eye lens and condenser lens are arranged on the optical path of the exposure light downstream from the polarizing beam splitter, the exposure target member is exposed by transmitting high-quality parallel light with uniform intensity through the mask. can do.
  • FIG. 3A is a plan view illustrating an example of a mask
  • FIGS. 3B and 3C are diagrams illustrating an alignment film formed using the mask of FIG. 3A as an example.
  • FIG. 4A is a diagram showing a mask position after forming an alignment film as shown in FIGS. 3B and 3C
  • FIGS. 4B and 4C are FIGS. 1 is a diagram illustrating an example of an alignment film formed using a mask at a position indicated by (2).
  • FIG. 10A is a plan view illustrating an example of a mask
  • FIG. 10B is a diagram illustrating an alignment film formed using the mask of FIG. 10A as an example.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams showing polarization conversion elements in the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 an exposure apparatus 1 according to the present invention, like a conventional photo-alignment type exposure apparatus, has a light source 11 that emits exposure light, and the intensity of the exposure light is uniform in a plane perpendicular to the optical axis.
  • the exposure target member 2 is exposed with the light transmitted through the mask 16.
  • the exposure target member 2 is a film and a polarizing film for 3D display is manufactured by exposing an alignment material film on the surface of the film and aligning it in a predetermined direction.
  • the polarization beam splitter 15 as a polarization conversion element is disposed upstream of the optical system including the fly-eye lens 13 and the condenser lens 14, and is provided to be rotatable about the optical axis of the exposure light. ing.
  • the polarization beam splitter 15 is configured to be set at a first position and a second position where the directions of the reflection / transmission surface with respect to the rotation center differ by 90 °.
  • a support member (not shown) is fixed to a side surface of the polarization beam splitter 15 that does not serve as an optical path of reflected light, and this support member is rotated together with the polarization beam splitter 15. Good.
  • the polarization beam splitter 15 is formed by bonding two columnar right-angle prisms, for example, and a coating made of, for example, a dielectric multilayer film or a metal thin film is applied to the joint surface.
  • the coating film portion of the polarization beam splitter 15 is configured as a reflection / transmission surface that transmits one of P-polarized light and S-polarized light and reflects the other. Accordingly, when the mixed light of P-polarized light and S-polarized light is incident on the polarizing beam splitter 15, the polarization components of P-polarized light and S-polarized light can be separated.
  • the polarization beam splitter 15 according to the present embodiment has a cubic shape with one side of, for example, 10 to 20 mm.
  • the polarizing beam splitter 15 is arranged such that the joint surface (reflection / transmission surface) of the right-angle prisms is inclined by 45 ° with respect to the optical axis of incident light, for example.
  • the P-polarized exposure light is transmitted through the coating film portion (reflection / transmission surface), and the S-polarized exposure light is inclined by 90 ° with respect to the incident direction. It is configured to reflect in the direction.
  • the second position where the polarization beam splitter 15 is rotated by 90 ° about the optical axis from the first position shown in FIG. 2A, as shown in FIG.
  • the exposure light transmitted through the reflection / transmission surface of the splitter 15 becomes light whose phase is shifted by 90 ° from the linear polarization of P-polarized light, that is, linear polarization of S-polarized light. That is, at the second position, the polarization beam splitter 15 transmits the S-polarized exposure light on the reflection / transmission surface, and reflects the P-polarized exposure light in a direction inclined by 90 ° with respect to the incident direction. It is configured.
  • the light source 11 is a light source that emits ultraviolet light, for example, a mercury lamp, a xenon lamp, an excimer lamp, an ultraviolet LED, or the like, and a light source that emits continuous light or pulsed laser light is used.
  • two total reflection mirrors 12 are arranged on the optical path of exposure light such as laser light emitted from the light source 11, and the exposure light emitted from the light source 11 is transmitted by the total reflection mirror 12. The light is reflected and enters the polarization beam splitter 15.
  • the fly-eye lens 13 is formed by arranging a plurality of convex lenses having the same shape, focal length, and the like in a grid pattern in the width direction and the length direction, and is formed in a substantially flat plate shape as a whole. Then, the exposure light incident on each convex lens of the fly-eye lens 13 is condensed at the focal point and then diffused, and the exposure light divided into a plurality of beams is superimposed on the next optical system member. The Thereby, even when the incident light to the fly-eye lens 13 has a non-uniform intensity distribution in a plane perpendicular to the optical axis, for example, the intensity distribution can be made uniform.
  • the exposure light emitted from the light source has a Gaussian distribution in a plane perpendicular to the optical axis, or illuminance unevenness occurs due to reflection by the total reflection mirror 12. By installing, these can be eliminated.
  • the condenser lens 14 is, for example, a focusing lens provided so as to have the same f value as the fly-eye lens 13. That is, in the present embodiment, the condenser lens 14 is arranged so that the focal point of the fly-eye lens 13 and the focal point of the condenser lens 14 are the same position. As a result, the exposure light incident on the condenser lens 14 from the fly-eye lens 13 is configured to be a parallel transmitted light.
  • the mask 16 in this embodiment has the same shape as the conventional one. That is, in the mask 16, a plurality of light transmission region patterns 16c having a longitudinal direction in the film scanning direction are formed on the pattern forming portion 16b inside the frame body 16a.
  • the pattern 16c is formed at regular intervals, for example, such that the irradiated areas of transmitted light are separated by the width of the pixel.
  • the mask 16 is driven by, for example, a driving device (not shown), and the position of the mask 16 can be adjusted by controlling the driving device by a control device. Thereby, the irradiation region of the exposure light transmitted through the pattern 16c of the mask 16 can be adjusted in a direction perpendicular to the pattern 16c, for example.
  • the polarization beam splitter 15 as the polarization conversion element. Is arranged at a position upstream of the fly-eye lens 13 on the light source 11 side. The position closer to the light source 11 than the optical system such as the fly-eye lens 13 and the condenser lens 14 is a position where the luminous flux of the exposure light is small. Therefore, the polarizing beam splitter 15 to be installed is smaller than the conventional one. be able to. Therefore, according to the present invention, even when the exposure apparatus is configured to selectively irradiate both P-polarized light and S-polarized linearly polarized exposure light, the entire apparatus does not increase in size.
  • the exposure with the P-polarized transmitted light shown in FIG. 2A corresponds to FIG. 3, and the exposure with the S-polarized transmitted light shown in FIG. It corresponds to.
  • a polarized beam having the optical axis of the exposure light as a rotation center so as to transmit the P-polarized exposure light and reflect the S-polarized exposure light.
  • the support member is rotated together with the polarization beam splitter 15 so that the position of the splitter 15 becomes the first position.
  • exposure light is emitted from the light source 11.
  • the exposure light emitted from the light source 11 is, for example, non-polarized light, and its P-polarized component and S-polarized component are approximately half each.
  • the non-polarized exposure light emitted from the light source 11 is reflected by the two total reflection mirrors and becomes incident light on the polarization beam splitter 15 shown in FIG. Since this incident light is upstream of the light source 11, the luminous flux is smaller than that of the downstream side. Therefore, even when the polarizing beam splitter 15 is small in accordance with the luminous flux, all of the exposure light can be reliably incident.
  • the incident light is split into a P-polarized component and an S-polarized component at the coating film portion (reflection / transmission surface) of the polarization beam splitter 15, and only the P-polarized linearly polarized exposure light is transmitted.
  • Polarized exposure light is reflected by the reflection / transmission surface and is not used for exposure.
  • the P-polarized exposure light transmitted through the polarization beam splitter 15 enters the fly-eye lens 13.
  • the fly-eye lens 13 has a plurality of convex lenses arranged in a grid pattern, and incident light is divided as incident light to each convex lens, and after passing through each convex lens, is focused on each convex lens. It is condensed and diffuses. Then, the exposure light divided into a plurality of beams is applied to the condenser lens 14 in a superimposed manner. Thereby, the intensity distribution of the exposure light transmitted through the fly-eye lens 13 and incident on the condenser lens 14 is uniform in a plane perpendicular to the optical axis, and unevenness in illuminance is eliminated.
  • the exposure light passes through the condenser lens 14 and travels toward the mask 16. Since the condenser lens 14 is provided so as to have the same f value as that of the fly-eye lens 13, the transmitted light of the condenser lens 14 travels to the mask 16 shown in FIG. 3A as parallel light.
  • the mask 16 is formed with a plurality of light transmission region patterns 16c having a longitudinal direction in the film scanning direction in the pattern forming portion 16b.
  • the alignment film material on the surface of the exposure target member 2 is exposed, and as shown in FIG. 3B, an alignment film oriented in one direction (reference numeral 2a) is formed.
  • the arrow written next to the reference numerals of the alignment films 2a and 2b indicates the alignment direction of each alignment film.
  • the alignment direction is 90 °.
  • the exposure target member 2 is moved in the scanning direction from the state shown in FIG. Thereby, as shown in FIG. 3C, the region exposed by the P-polarized exposure light is formed so as to extend in a band shape in the scanning direction of the film.
  • a shutter (not shown) disposed between the fly-eye lens 13 and the condenser lens 14 is closed.
  • the exposure with the P-polarized exposure light is stopped.
  • the shutter is closed in the same manner as described above to stop the exposure.
  • the driving device fixed to the frame 16c of the mask 16 is controlled by a control device (not shown), so that the mask 16 has, for example, one pattern as shown in FIG.
  • the width is moved in the width direction of the pattern 16c (direction perpendicular to the pattern 16c).
  • the polarizing beam splitter 15 is rotated by 90 ° around the optical axis of the exposure light together with the polarizing beam splitter 15 from the state shown in FIG. 2A to the state shown in FIG. 2B. .
  • the reflection / transmission surface of the polarization beam splitter 15 transmits S-polarized exposure light and reflects P-polarized exposure light.
  • the exposure light incident on the polarization beam splitter 15 from the light source 11 via the total reflection mirror 12 is polarized.
  • the P-polarized light component and the S-polarized light component are split by the coating film (reflection / transmission surface) inside the beam splitter 15, the S-polarized linearly polarized exposure light is transmitted, and the P-polarized linearly polarized exposure light is reflected. Reflected by the transmission surface and not used for exposure.
  • the exposure light transmitted through the polarizing beam splitter 15 is exposed to the alignment film material on the surface of the exposure target member 2 through each optical system and the mask 16, and as shown in FIG.
  • the unexposed areas between the exposed areas are exposed so as to be adjacent to the areas already exposed by the exposure light.
  • alignment films having different alignment directions reference numeral 2b
  • the formed alignment films are alignment films whose phases are different from each other by 90 ° between the strip-shaped regions adjacent in the width direction. That is, the alignment direction of the alignment film 2b shown in FIG. 4B is 0 °.
  • the manufactured film can be used as a polarizing film for a 3D display by making the width of each region equal to the width of a pixel, for example.
  • this film has the same function as a 1 / 4 ⁇ plate. If linearly polarized image display light is transmitted through this polarizing film, it is composed of a plurality of pixels and extends in the width direction of the film. For each display row, circularly polarized transmitted light having opposite rotation directions is emitted. These two circularly polarized transmitted lights can be used as display light for the right eye and the left eye of a 3D display, for example.
  • the polarizing film manufactured by this embodiment is used suitably as a polarizing film for 3D displays of a VA (Vertical Alignment) system.
  • VA Very Alignment
  • both the P-polarized light and the S-polarized linearly polarized exposure light are selectively emitted from the exposure apparatus without increasing the size of the entire apparatus.
  • a polarizing film for a 3D display can be produced.
  • the fly-eye lens 13 and the condenser lens 14 are arranged on the optical path of the exposure light downstream from the polarizing beam splitter 15, the high-quality parallel light with uniform intensity is transmitted through the mask 16 and oriented.
  • the material film can be exposed.
  • the exposure with the polarized exposure light may be performed before the exposure with the P-polarized exposure light.
  • the mask 16 is moved in the width direction perpendicular to the scan direction.
  • the position of the mask 16 may be fixed and the exposure target member 2 may be moved in the width direction perpendicular to the scan direction. .
  • the fly-eye lens 13 and the condenser lens 14 are provided as the optical system.
  • the fly-eye lens 13 and the condenser lens 14 are It does not have to be provided.
  • the case of manufacturing a polarizing film for a VA system 3D display has been described.
  • the alignment film 2a having a polarization direction of + 45 ° and the alignment film 2b having a polarization direction of ⁇ 45 ° can be formed.
  • the polarizing film thus formed can be suitably used as a polarizing film for an IPS (In Plane Switching) type 3D display.
  • the exposure light emitted from the exposure apparatus 10 is irradiated with being inclined with respect to the pattern forming surface of the mask 16, but in the present invention, a predetermined amount is irradiated. It is only necessary that the exposure light can be transmitted through the pattern 16c of the mask 16, and the present invention is not limited by the irradiation angle of the exposure light with respect to the pattern formation surface.
  • the exposure light emitted from the exposure apparatus 10 may be irradiated perpendicularly to the pattern forming surface.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing polarization conversion elements in the exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • a plurality of polarization beam splitters 15 are juxtaposed in the width direction and the length direction on a plane perpendicular to the optical axis of the exposure light.
  • the second embodiment a plurality of polarization beam splitters 15 are juxtaposed in the width direction and the length direction on a plane perpendicular to the optical axis of the exposure light.
  • 1st Embodiment it is the same as that of 1st Embodiment.
  • the polarizing beam splitter 15 of the present embodiment is one in which a plurality of cube-shaped ones are juxtaposed in correspondence with, for example, a case where the luminous flux of incident light is larger than that of the first embodiment. In this case, it is conceivable that the exposure light also enters the boundary portion between each element, the intensity distribution of the exposure light becomes non-uniform, and the illuminance unevenness becomes larger than that in the first embodiment. In the conventional exposure apparatus, since the polarizing beam splitter 15 is installed downstream of the optical system, the exposure light is irradiated onto the alignment material film in a non-uniform intensity distribution state and a large illuminance unevenness.
  • the polarization beam splitter 15 is disposed on the optical path of the exposure light upstream of the fly-eye lens 13 and the condenser lens 14. Therefore, the intensity distribution of the exposure light is made uniform by the fly-eye lens 13 after passing through the polarization beam splitter 15. Therefore, as in the first embodiment, it is possible to expose the film by transmitting high-quality parallel light with uniform intensity through the mask 16.
  • a plurality of polarization beam splitters 15 are juxtaposed in the width direction and the length direction on a plane perpendicular to the optical axis of the exposure light. For example, as shown in FIG. Even when a plurality of long polarization beam splitters 15 are juxtaposed so as to have a longitudinal direction in one direction perpendicular to the optical axis of the exposure light, the same effect as in this embodiment can be obtained. Also in this embodiment, various modifications similar to those in the first embodiment can be applied.
  • the exposure apparatus of the present invention can selectively irradiate both the P-polarized light and the S-polarized linearly-polarized exposure light to the object to be exposed, to manufacture a polarizing film for 3D display and to the glass substrate surface. It is suitable for forming the alignment film.

Abstract

　露光装置（１）には、光源（１１）からの露光光が入射され、これをＰ偏光の直線偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光に分割する偏光ビームスプリッタ（１５）が設けられている。そして、この偏光ビームスプリッタは露光光の光軸を回転中心として回転可能に設けられていると共に、その回転中心に対する反射透過面の方向が９０°相違する第１の位置と第２の位置とに設定可能に構成されている。そして、偏光ビームスプリッタの位置を第１の位置と第２の位置とで切り替えることにより、Ｐ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光の双方を選択的に出射可能である。これにより、装置全体を大型化することなく、Ｐ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光の双方を選択的に出射可能である露光装置を得ることができる。

Description

露光装置
　本発明は、露光対象部材に対して、Ｐ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光の双方を夫々選択的に照射可能な露光装置に関し、特に３Ｄディスプレイ用の偏光フィルムの製造及びガラス基板表面への配向膜の形成に好適な露光装置に関する。
　従来、例えば液晶ディスプレイ等に使用されている液晶としては、複数個のベンゼン又はシクロヘキサン分子と両端部の修飾基からなる棒状の分子により構成されたものが使用されており、棒状の液晶分子を均一な方向に整列させることにより、液晶ディスプレイ等の視野角及びコントラスト等を調整することが行われている。
　液晶分子の整列には、従来、液晶を挟持するガラス基板の表面に例えばポリイミド等からなる配向膜を形成し、配向膜間に液晶を挟持することにより、配向膜の配向方向に合わせて液晶分子を所定の方向に整列させることが行われている。
　ガラス基板の表面に配向膜を形成する際には、例えばポリイミド溶液をガラス基板上に塗布・焼成して数十ｎｍ程度のポリイミド膜（配向材料膜）を形成した後、表面に布が巻き付けられたラビングローラ（例えば特許文献１）により、ポリイミド膜（配向材料膜）の表面を一方向に擦るという製造方法が採用されている。
　しかしながら、ガラス基板の表面に配向膜を形成して液晶分子を整列させる方法においては、配向膜の形成に上記のような製造方法を採用しているため、擦られてローラから離脱したラビング布及び削り取られたポリイミド膜等の塵により、配向膜が傷ついたり、塵そのものが配向膜の表面に付着してしまう。よって、液晶ディスプレイの表示ムラ及び表示不良につながりやすいという問題点がある。
　この問題点を解決するために、近時、配向材料膜の配向に紫外線を使用する光配向という技術が提案されている。即ち、直線偏光又は無偏光の紫外光をポリイミド又はアゾベンゼン等の配向材料膜に照射することにより、配向材料膜は、その光分解特性により、同一方向に配向する。従って、光による非接触方式により配向性のよい配向膜を形成することができ、液晶ディスプレイ等の表示ムラ及び表示不良を防止できる。
　ところで、近時、３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）ディスプレイ装置の開発がますます進んでいるが、この３Ｄディスプレイのガラス基板の表面に貼る偏光フィルムの製造においても、上記光配向の技術が採用されている。図９に、従来の光配向方式の露光装置の一例を示す。図９に示すように、従来の光配向方式の露光装置１０においては、光源１１から出射された露光光は、反射ミラー１２により反射された後、フライアイレンズ（インテグレータ）１３にてその強度を光軸に垂直な面内で均一化される。そして、フライアイレンズ１３の透過光がコンデンサレンズ１４にて平行光に変換される。コンデンサレンズ１４の透過光は、マスク１６を介して、フィルム基材又はガラス基板上の配向材料膜に照射される。図１０（ａ）に示すように、マスク１６には、例えばフィルム及びガラス基板等の露光対象部材のスキャン方向に長手方向を有するような光透過領域のパターン１６ｃが一定の間隔で、例えば透過光の照射領域が画素の幅ずつ離隔するように複数本形成されて、光透過領域群が構成されており、露光光を連続的に照射しながら、露光対象部材をスキャン方向に移動させていくことにより、同一の方向に配向した配向膜をスキャン方向に帯状に形成することが行われている。そして、帯状に形成された配向膜間の未露光の領域には、照射する露光光の偏光方向を変えるか、又は異なる方向から露光光を照射することにより、図１０（ｂ）に示すように、既に形成された配向膜とは異なる方向に配向した配向膜（図１０（ｂ）における二点鎖線部）を形成する。これにより、配向方向が異なる配向膜を相互に隣接するように形成することができる。
　このような構成の露光装置１０を使用して３Ｄディスプレイ用偏光フィルムを製造する際には、例えば１回の露光による配向膜の形成領域を３Ｄディスプレイ装置の画素の幅ごとに離隔するように構成し、照射する露光光の偏光方向を、隣接する画素となる領域ごとに夫々Ｐ偏光及びＳ偏光の直線偏光にすることが行われている。
　従って、図９に示すような従来の露光装置においては、コンデンサレンズ１４を透過した平行光をＳ偏光の直線偏光又はＰ偏光の直線偏光とする必要がある。従って、従来の３Ｄディスプレイ用偏光フィルムを製造する露光装置においては、Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれかの直線偏光のみがマスクを透過するように構成する必要がある。しかしながら、この場合、１つの露光装置により、Ｐ偏光又はＳ偏光のいずれかの露光光のみしか出射することができなくなり、２種類の露光光を使用するためには、露光装置を２台設置する必要があり、設備コストが増大するだけでなく、露光装置が大型化するという問題点がある。
　１台の露光装置において、露光光の偏光状態を調整する技術としては、例えば特許文献１乃至３に開示されたものがある。特許文献１及び２の露光装置は、λ／２板及びデポラライザ等の偏光度調整部材をレーザ光路に複数個並べて配置し、夫々をレーザ光の光軸に対して回転可能に構成している。
　また、特許文献３の露光装置においては、例えば偏光ビームスプリッタ等の偏光変換素子１５を、各レンズ等により構成された光学系の下流に配置し、マスクに透過させるレーザ光の偏光度を偏光変換素子により調整可能に構成している。
特開２０１０－１０７０１号公報 特開２０１０－１４１０９１号公報 特開２００３－２５６２３号公報
　しかしながら、上記従来技術においては、以下のような問題点がある。特許文献１及び２の露光装置は、λ／２板及びデポラライザ等の偏光度調整部材をレーザ光路に複数個並べて配置しているため、露光光の光路が長くなって装置が大型化したり、また、各偏光度調整部材の回転を制御する機構も複雑になる。
　また、上記従来の露光装置１０においては、マスク１６の複数本の光透過領域のパターンに透過させるために、露光光を各レンズ等からなる光学系に透過させて照射領域を大きくしている。従って、偏光ビームスプリッタ等の偏光変換素子１５を各レンズ等の光学系の下流に配置すると、マスク１６の光透過領域の全体の大きさに対応させた大きな偏光変換素子が必要となり、露光装置が大型化する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、装置全体を大型化することなく、Ｐ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光の双方を選択的に出射可能である露光装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る露光装置は、露光光を出射する光源と、この光源からの露光光が入射されこの入射光をＰ偏光の直線偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光に分割してそのいずれかの露光光を透過させる偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタを透過した露光光の強度を光軸に垂直な面内で均一化するフライアイレンズと、このフライアイレンズを透過した露光光を平行光にするコンデンサレンズと、所定の光透過領域のパターンが形成され前記コンデンサレンズを透過した露光光を前記パターンに対応させて透過させるマスクと、を有し、前記マスクを透過した露光光を露光対象部材に照射して露光する露光装置であって、前記偏光ビームスプリッタは、前記露光光の光軸を回転中心として回転可能に設けられていると共に、その回転中心に対する反射透過面の方向が９０°相違する第１の位置と第２の位置とに設定可能であり、前記偏光ビームスプリッタが前記第１の位置にあるときに、前記Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれか一方の第１の直線偏光を前記反射透過面に透過させ、他方の第２の直線偏光を前記反射透過面に反射させ、前記偏光ビームスプリッタが前記第２の位置にあるときに、前記第２の直線偏光を前記反射透過面に透過させ、前記第１の直線偏光を前記反射透過面に反射させることを特徴とする。
　本発明に係る露光装置において、例えば前記偏光ビームスプリッタは、前記露光光の光軸に垂直の面に複数個並置されており、例えば前記偏光ビームスプリッタは、前記露光光の光軸に垂直の第１の方向に長手方向を有するように、前記第１の方向に沿って複数個に分割されている。
　また、例えば前記マスクは、互いに平行に延びる複数本のパターンを有し、前記露光装置は、更に、前記マスクを前記パターンに垂直な方向に移動させるように駆動する駆動装置と、この駆動装置を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記第１の位置における前記偏光ビームスプリッタの透過光が前記フライアイレンズ及び前記コンデンサレンズを透過して前記マスクに透過され、この透過光により前記パターンに対応する前記露光対象部材の第１の光照射領域が露光された後、前記マスクが前記パターンに垂直な方向に移動されるように前記駆動装置を制御し、前記第２の位置における前記偏光ビームスプリッタの透過光が前記フライアイレンズ及び前記コンデンサレンズを透過して前記マスクに透過され、この透過光により前記パターンに対応する前記露光対象部材の前記第１の光照射領域とは異なる第２の光照射領域が露光される。
　本発明に係る露光装置は、露光光をＰ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光に分割する偏光ビームスプリッタが光軸を回転中心として回転可能に設けられており、その回転中心に対する反射透過面の方向が９０°相違する第１の位置と第２の位置とに設定可能であるため、Ｐ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光の双方を選択的に出射することができる。そして、本発明においては、偏光ビームスプリッタは、フライアイレンズ及びコンデンサレンズよりも上流の露光光の光路上に配置されているため、入射させる露光光の光束は小さく、装置全体を大型化する必要がない。また、フライアイレンズ及びコンデンサレンズは、偏光ビームスプリッタよりも下流の露光光の光路上に配置されているため、強度が均一化された良質の平行光をマスクに透過させて露光対象部材を露光することができる。
本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る露光装置において、偏光変換素子を示す図である。 （ａ）は、マスクの一例を示す平面図、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、図３（ａ）のマスクにより形成された配向膜を一例として示す図である。 （ａ）は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すような配向膜を形成した後のマスク位置を示す図、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す位置のマスクにより形成された配向膜を一例として示す図である。 本実施形態の露光装置により形成された配向膜の変形例を示す図である。 本発明の実施形態に係る露光装置の変形例を示す模式図であり、露光光をマスクのパターン形成面に対して垂直に照射する場合を示す。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る露光装置において、偏光変換素子を示す図である。 第２実施形態に係る露光装置において、偏光変換素子の変形例を示す図である。 従来の露光装置の構成を示す模式図である。 （ａ）は、マスクの一例を示す平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のマスクにより形成された配向膜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、第１実施形態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露光装置の構成を示す模式図、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る露光装置において、偏光変換素子を示す図である。図１に示すように、本発明の露光装置１は、従来の光配向方式の露光装置と同様に、露光光を出射する光源１１と、露光光の強度を光軸に垂直な面内で均一化するフライアイレンズ１３と、フライアイレンズ１３の透過光を平行光にして透過させるコンデンサレンズ１４と、コンデンサレンズ１４の透過光を光透過領域のパターンに対応させて透過させるマスク１６と、を有している。そして、マスク１６を透過した光により露光対象部材２を露光する。なお、本実施形態においては、露光対象部材２がフィルムであり、フィルムの表面の配向材料膜を露光して所定の方向に配向させて３Ｄディスプレイ用の偏光フィルムを製造する場合について説明する。
　本発明においては、偏光変換素子としての偏光ビームスプリッタ１５は、フライアイレンズ１３及びコンデンサレンズ１４からなる光学系の上流に配置されており、露光光の光軸を回転中心として回転可能に設けられている。そして、偏光ビームスプリッタ１５は、その回転中心に対する反射透過面の方向が９０°相違する第１の位置と第２の位置とに設定可能に構成されている。偏光ビームスプリッタ１５を回転させる構成としては、例えば、反射光の光路とならない偏光ビームスプリッタ１５の側面に支持部材（図示せず）を固定し、この支持部材を偏光ビームスプリッタ１５と共に回転させればよい。
　偏光ビームスプリッタ１５は、例えば柱状の直角プリズムを２個貼り合わせたものであり、接合面には、例えば誘電体多層膜又は金属薄膜からなるコーティングが施されている。これにより、偏光ビームスプリッタ１５のコーティング膜部分は、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちのいずれか一方を透過させ、他方を反射する反射透過面として構成されている。従って、偏光ビームスプリッタ１５に、Ｐ偏光とＳ偏光とが混在した光を入射させると、Ｐ偏光及びＳ偏光の各偏光成分を分離できるように構成されている。本実施形態に係る偏光ビームスプリッタ１５は、図２に示すように、１辺が例えば１０乃至２０ｍｍの立方体形状のものである。図２に示すように、本実施形態においては、偏光ビームスプリッタ１５は、直角プリズム同士の接合面（反射透過面）が例えば入射光の光軸に対して４５°傾斜するように配置されており、図２（ａ）に示すような第１の位置において、コーティング膜部分（反射透過面）にてＰ偏光の露光光を透過し、Ｓ偏光の露光光を入射方向に対して９０°傾斜した方向へと反射するように構成されている。また、図２（ａ）に示す第１の位置から、偏光ビームスプリッタ１５が光軸を回転中心として９０°回転された第２の位置においては、図２（ｂ）に示すように、偏光ビームスプリッタ１５の反射透過面に透過される露光光は、Ｐ偏光の直線偏光から位相が９０°ずれた光、即ちＳ偏光の直線偏光となる。即ち、第２の位置においては、偏光ビームスプリッタ１５は、反射透過面にてＳ偏光の露光光を透過し、Ｐ偏光の露光光を入射方向に対して９０°傾斜した方向へと反射するように構成されている。
　光源１１は、例えば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等であって、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、光源１１から出射したレーザ光等の露光光の光路上には、２個の全反射ミラー１２が配置されており、光源１１から出射された露光光が全反射ミラー１２により反射され、偏光ビームスプリッタ１５に入射される。
　フライアイレンズ１３は、例えば同一形状及び焦点距離等を有する複数個の凸レンズが幅方向及び長さ方向に碁盤の目状に配列されて全体として略平板状に形成されたものである。そして、フライアイレンズ１３の各凸レンズに入射した露光光は、夫々、焦点に集光された後、拡散し、複数本に分割された露光光が重畳的に次の光学系部材へと照射される。これにより、フライアイレンズ１３への入射光が例えば光軸に垂直な面内にて不均一な強度分布を有する場合においても、この強度分布を均一化することができる。例えば光源から出射される露光光は、その強度が光軸に垂直な面内にてガウス分布を有していたり、全反射ミラー１２による反射により、照度ムラが発生するが、フライアイレンズ１３を設置することにより、これらを解消することができる。
　コンデンサレンズ１４は、例えばフライアイレンズ１３とｆ値が同一となるように設けられた集束レンズである。即ち、本実施形態においては、フライアイレンズ１３の焦点とコンデンサレンズ１４の焦点とが同一の位置となるように、コンデンサレンズ１４が配置されている。これにより、フライアイレンズ１３からコンデンサレンズ１４に入射した露光光は、平行光の透過光となるように構成されている。
　本実施形態におけるマスク１６は、従来と同様の形状を有している。即ち、マスク１６は、枠体１６ａの内側のパターン形成部１６ｂにフィルムのスキャン方向に長手方向を有するような複数本の光透過領域のパターン１６ｃが形成されている。パターン１６ｃは、一定の間隔で、例えば透過光の照射領域が画素の幅ずつ離隔するように形成されている。本実施形態においては、マスク１６は、例えば図示しない駆動装置により駆動され、制御装置により駆動装置が制御されることによりマスク１６の位置を調整できるように構成されている。これにより、マスク１６のパターン１６ｃを透過した露光光の照射領域を、例えばパターン１６ｃに垂直な方向に調整可能に構成されている。
　従来の露光装置においては、偏光変換素子をマスク１６の光透過領域の全体の大きさに対応させて大型化する必要があったが、本実施形態においては、偏光変換素子としての偏光ビームスプリッタ１５は、フライアイレンズ１３よりも光源１１側の上流の位置に配置されている。このフライアイレンズ１３及びコンデンサレンズ１４等の光学系よりも光源１１側の位置は、露光光の光束が小さい位置であり、従って、設置する偏光ビームスプリッタ１５は、従来よりも小さいものを使用することができる。よって、本発明によれば、露光装置において、Ｐ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光の双方を選択的に照射可能に構成した場合においても、装置全体が大型化することはない。
　次に、本実施形態の露光装置の動作について図２乃至図４を参照して説明する。なお、本実施形態においては、図２（ａ）に示すＰ偏光の透過光による露光は、図３に対応しており、図２（ｂ）に示すＳ偏光の透過光による露光は、図４に対応している。本実施形態においては、先ず、図２（ａ）に示すように、Ｐ偏光の露光光を透過し、Ｓ偏光の露光光を反射させるように、露光光の光軸を回転中心とした偏光ビームスプリッタ１５の位置が第１の位置となるように、支持部材を偏光ビームスプリッタ１５と共に回転させる。
　次に、光源１１から露光光を出射させる。光源１１から出射される露光光は、例えば無偏光の光であり、そのＰ偏光成分及びＳ偏光成分は大凡半分ずつである。光源１１から出射された無偏光の露光光は、２枚の全反射ミラーにより反射され、図２（ａ）に示す偏光ビームスプリッタ１５への入射光となる。この入射光は、光源１１側の上流にあるため、下流側に比して光束は小さい。従って、偏光ビームスプリッタ１５もこの光束に合わせて小さいものが使用されている場合においても、露光光の全てを確実に入射させることができる。そして、入射光は、偏光ビームスプリッタ１５のコーティング膜部分（反射透過面）にてＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分割され、Ｐ偏光の直線偏光の露光光のみが透過され、Ｓ偏光の直線偏光の露光光は、反射透過面に反射され、露光に使用されない。
　偏光ビームスプリッタ１５を透過したＰ偏光の露光光は、フライアイレンズ１３に入射する。フライアイレンズ１３は複数個の凸レンズが碁盤の目状に配列されており、入射光は、各凸レンズへの入射光として分割され、各凸レンズを透過した後、各凸レンズごとに、夫々、焦点に集光され、拡散していく。そして、複数本に分割された露光光は、重畳的にコンデンサレンズ１４に照射される。これにより、フライアイレンズ１３を透過し、コンデンサレンズ１４に入射する露光光は、光軸に垂直な面内にて強度分布が均一化されており、照度ムラが解消される。
　そして、露光光は、コンデンサレンズ１４を透過し、マスク１６へと向かう。コンデンサレンズ１４は、フライアイレンズ１３とｆ値が同一となるように設けられているため、コンデンサレンズ１４の透過光は、平行光として、図３（ａ）に示すマスク１６へと向かう。
　図３（ａ）に示すように、マスク１６には、パターン形成部１６ｂにフィルムのスキャン方向に長手方向を有するような複数本の光透過領域のパターン１６ｃが形成されており、このパターン１６ｃを透過した光が照射されることにより、露光対象部材２の表面の配向膜材料が露光され、図３（ｂ）に示すように、１方向に配向した（符号２ａの）配向膜が形成される。なお、図３及び後述する図４において、配向膜２ａ及び２ｂの符号の横に記載した矢印は、各配向膜の配向方向を示す。この図３（ｂ）に示す配向膜２ａにおいては、その配向方向は、９０°である。
　連続露光の場合においては、露光光の照射を継続した状態で、図３（ｂ）に示す状態から、露光対象部材２をスキャン方向に移動させていく。これにより、図３（ｃ）に示すように、Ｐ偏光の露光光により露光された領域が、フィルムのスキャン方向に帯状に延びるように形成されていく。なお、パルス露光の場合においては、図３（ｂ）に示す状態で配向膜が形成されたら、例えばフライアイレンズ１３とコンデンサレンズ１４との間に配置されたシャッタ（図示せず）を閉じることにより、Ｐ偏光の露光光による露光を停止する。連続露光の場合においても、Ｐ偏光の露光光により形成すべき領域に配向膜を形成したら、上記と同様にシャッタを閉じて、露光を停止する。
　Ｐ偏光の露光光による露光が終了したら、図示しない制御装置によりマスク１６の枠体１６ｃに固定された駆動装置を制御することにより、図４（ａ）に示すように、マスク１６を例えば１パターン幅だけパターン１６ｃの幅方向（パターン１６ｃに垂直な方向）に移動させる。そして、偏光ビームスプリッタ１５については、支持部材を偏光ビームスプリッタ１５と共に露光光の光軸を回転中心として９０°回転させ、図２（ａ）に示す状態から図２（ｂ）に示す状態とする。この図２（ｂ）に示す第２の位置において、偏光ビームスプリッタ１５の反射透過面は、Ｓ偏光の露光光を透過し、Ｐ偏光の露光光は反射する。
　従って、偏光ビームスプリッタ１５を回転させた後、シャッタを開け、光源１１からの露光光の出射を再開すると、光源１１から全反射ミラー１２を介して偏光ビームスプリッタ１５に入射した露光光は、偏光ビームスプリッタ１５の内部のコーティング膜（反射透過面）にてＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分割され、Ｓ偏光の直線偏光の露光光は透過し、Ｐ偏光の直線偏光の露光光は、反射透過面に反射され、露光に使用されない。
　以降、偏光ビームスプリッタ１５を透過した露光光は、各光学系及びマスク１６を介して、露光対象部材２の表面の配向膜材料が露光され、図４（ｂ）に示すように、Ｐ偏光の露光光により既に露光された領域に隣接するように、各露光済みの領域間の未露光の領域が露光される。これにより、配向方向が異なる（符号２ｂの）配向膜が形成される。図４に示すように、この露光光はＳ偏光の直線偏光であるため、形成される配向膜は、幅方向に隣接する帯状の領域間で、位相が相互に９０°異なる配向膜となる。即ち、図４（ｂ）に示す配向膜２ｂの配向方向は、０°である。よって、これらの各領域の幅を例えば画素の幅と等しくすることにより、製造されたフィルムを３Ｄディスプレイ用の偏光フィルムとして使用することができる。即ち、このフィルムは、１／４λ板と同様の機能を有するものとなり、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。なお、本実施形態により製造される偏光フィルムは、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の３Ｄディスプレイ用偏光フィルムとして好適に使用される。
　以上のように、本実施形態においては、装置全体を大型化することなく、露光装置からＰ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光の双方を選択的に出射して、１台の露光装置により、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。
　また、フライアイレンズ１３及びコンデンサレンズ１４は、偏光ビームスプリッタ１５よりも下流の露光光の光路上に配置されているため、強度が均一化された良質の平行光をマスク１６に透過させて配向材料膜を露光することができる。
　なお、本実施形態においては、図２（ｂ）に示す第１の位置における露光を図２（ｃ）の第２の位置よりも先に行った場合を説明したが、本発明においては、Ｓ偏光の露光光による露光をＰ偏光の露光光による露光よりも先に行ってもよい。
　また、本実施形態においては、マスク１６をスキャン方向に垂直の幅方向に移動させたが、マスク１６の位置を固定し、露光対象部材２をスキャン方向に垂直の幅方向に移動させてもよい。
　更に、本実施形態においては、光学系として、フライアイレンズ１３及びコンデンサレンズ１４を設けた場合について説明したが、各レンズによる効果を必要としない場合においては、フライアイレンズ１３及びコンデンサレンズ１４は設けなくてもよい。
　更にまた、本実施形態においては、ＶＡ方式の３Ｄディスプレイ用偏光フィルムを製造する場合について説明したが、例えば、Ｐ偏光及びＳ偏光の各露光光の照射角度を変更することにより、図５に示すように、偏光方向が夫々＋４５°の配向膜２ａ及び偏光方向が－４５°の配向膜２ｂを形成することもできる。このように形成した偏光フィルムは、ＩＰＳ（Ｉｎ　Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の３Ｄディスプレイ用の偏光フィルムとして好適に使用することができる。
　更にまた、本実施形態においては、図１に示すように、露光装置１０から出射した露光光をマスク１６のパターン形成面に対して傾斜させて照射しているが、本発明においては、所定の露光光をマスク１６のパターン１６ｃに透過させることができればよく、本発明は、パターン形成面に対する露光光の照射角度により限定されるものではない。例えば、図６に示すように、露光装置１０から出射した露光光をパターン形成面に対して垂直に照射してもよい。
　次に、本発明の第２実施形態に係る露光装置について説明する。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る露光装置において、偏光変換素子を示す図である。本第２実施形態においては、偏光ビームスプリッタ１５は、露光光の光軸に垂直の面に複数個がその幅方向及び長さ方向に並置されている。その他の構成については、第１実施形態と同様である。
　本実施形態の偏光ビームスプリッタ１５は、例えば入射光の光束が第１実施形態に比して大きい場合に対応させて、立方体形状のものを複数個並置したものである。この場合には、各素子間の境界部分にも露光光が入射し、露光光の強度分布が不均一になったり、照度ムラが第１実施形態に比して大きくなることも考えられる。従来の露光装置においては、光学系の下流に偏光ビームスプリッタ１５を設置しているため、露光光は、不均一な強度分布の状態、及び照度ムラが大きい状態で配向材料膜に照射される。これに対して、本実施形態においては、偏光ビームスプリッタ１５は、フライアイレンズ１３及びコンデンサレンズ１４よりも上流の露光光の光路上に配置されている。よって、露光光は、偏光ビームスプリッタ１５を透過した後に、フライアイレンズ１３によって強度分布の均一化が施される。従って、第１実施形態と同様に、強度が均一化された良質の平行光をマスク１６に透過させてフィルムを露光することができる。
　なお、本実施形態においては、偏光ビームスプリッタ１５は、露光光の光軸に垂直の面に複数個がその幅方向及び長さ方向に並置されているが、例えば、図８に示すように、露光光の光軸に垂直の１方向に長手方向を有するように、長尺の偏光ビームスプリッタ１５が複数個並置されている場合についても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態においても、第１実施形態と同様の種々の変形例を適用することができる。
　以上説明した実施形態においては、露光対象部材としてフィルム基材の表面に配向膜材料が形成されたフィルムを使用し、配向膜材料を光配向させて３Ｄディスプレイ用の偏光フィルムを製造する場合について述べたが、表面に配向材料膜が形成されたガラス基板を露光対象部材として使用した場合においても、本発明の露光装置を使用することにより、同様の効果を得ることができる。
　本発明の露光装置は、露光対象部材に対して、Ｐ偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光の双方を夫々選択的に照射可能であり、３Ｄディスプレイ用の偏光フィルムの製造及びガラス基板表面への配向膜の形成に好適である。
　１，１０：露光装置、１１：光源、１２：全反射ミラー、１３：フライアイレンズ、１４：コンデンサレンズ、１５、１５０：偏光ビームスプリッタ、１６：マスク、１６ａ：枠体、１６ｂ：パターン形成部、１６ｃ：パターン、２：露光対象部材、２ａ，２ｂ：配向膜

Claims (4)

  1. 露光光を出射する光源と、この光源からの露光光が入射されこの入射光をＰ偏光の直線偏光及びＳ偏光の直線偏光の露光光に分割してそのいずれかの露光光を透過させる偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタを透過した露光光の強度を光軸に垂直な面内で均一化するフライアイレンズと、このフライアイレンズを透過した露光光を平行光にするコンデンサレンズと、所定の光透過領域のパターンが形成され前記コンデンサレンズを透過した露光光を前記パターンに対応させて透過させるマスクと、を有し、前記マスクを透過した露光光を露光対象部材に照射して露光する露光装置であって、前記偏光ビームスプリッタは、前記露光光の光軸を回転中心として回転可能に設けられていると共に、その回転中心に対する反射透過面の方向が９０°相違する第１の位置と第２の位置とに設定可能であり、前記偏光ビームスプリッタが前記第１の位置にあるときに、前記Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれか一方の第１の直線偏光を前記反射透過面に透過させ、他方の第２の直線偏光を前記反射透過面に反射させ、前記偏光ビームスプリッタが前記第２の位置にあるときに、前記第２の直線偏光を前記反射透過面に透過させ、前記第１の直線偏光を前記反射透過面に反射させることを特徴とする露光装置。
  2. 前記偏光ビームスプリッタは、前記露光光の光軸に垂直の面に複数個並置されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
  3. 前記偏光ビームスプリッタは、前記露光光の光軸に垂直の第１の方向に長手方向を有するように、前記第１の方向に沿って複数個に分割されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
  4. 前記マスクは、互いに平行に延びる複数本のパターンを有し、
    前記露光装置は、更に、前記マスクを前記パターンに垂直な方向に移動させるように駆動する駆動装置と、この駆動装置を制御する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、前記第１の位置における前記偏光ビームスプリッタの透過光が前記フライアイレンズ及び前記コンデンサレンズを透過して前記マスクに透過され、この透過光により前記パターンに対応する前記露光対象部材の第１の光照射領域が露光された後、前記マスクが前記パターンに垂直な方向に移動されるように前記駆動装置を制御し、前記第２の位置における前記偏光ビームスプリッタの透過光が前記フライアイレンズ及び前記コンデンサレンズを透過して前記マスクに透過され、この透過光により前記パターンに対応する前記露光対象部材の前記第１の光照射領域とは異なる第２の光照射領域が露光されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
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