スキャン露光用メタルマスク及びスキャン露光装置
【課題】３Ｄ偏光フィルム及び配向フィルム等の製造時の露光に使用でき、薄いが剛性が高く、高精度で露光することができると共に、マスクコストを低減できるスキャン露光用メタルマスク及びスキャン露光装置を提供する。
【解決手段】メタルスリットマスク５は、金属製の基板１５に、スキャン方向に延びる矩形のスリット５ａがスキャン方向及びスキャン方向に直交する方向にマトリクス状に配列されて形成されている。これらのスリット５ａ群の中で、スキャン方向に配列された各列３個のスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３は、それらの相互間に、基板１５の領域１５ａ、１５ｂが位置しており、これらの領域１５ａ、１５ｂは、スキャン方向に直交する方向に直線状に連なっている。この３個のスリット５ａ、５ｂ、５ｃのスリット列のスキャン方向に直交する方向に隣接するもの同士の間隔は、フィルムに形成すべき帯状の露光領域の幅に対応して決められている。
【解決手段】メタルスリットマスク５は、金属製の基板１５に、スキャン方向に延びる矩形のスリット５ａがスキャン方向及びスキャン方向に直交する方向にマトリクス状に配列されて形成されている。これらのスリット５ａ群の中で、スキャン方向に配列された各列３個のスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３は、それらの相互間に、基板１５の領域１５ａ、１５ｂが位置しており、これらの領域１５ａ、１５ｂは、スキャン方向に直交する方向に直線状に連なっている。この３個のスリット５ａ、５ｂ、５ｃのスリット列のスキャン方向に直交する方向に隣接するもの同士の間隔は、フィルムに形成すべき帯状の露光領域の幅に対応して決められている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＲ（Film Patterned Retarder（フィルム・パターンド・リターダー））方式の３次元（３Ｄ）映像表示装置に使用される偏光フィルム又は視野角を調整する光配向フィルム等の形成に使用されるスキャン露光用メタルマスク及びスキャン露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャン露光装置において、メタルマスクは、半導体集積回路の製造に使用されている（特許文献１等）。このメタルマスクに対し、スリット状の露光帯を、このスリットの長手方向に直交する方向に相対的に移動させることにより、マスク上の回路パターンをウエハ状の所定位置に転写する。
【０００３】
一方、偏光フィルム及び配向膜の製造に際し、メタルマスクを使用した例は、従来、存在しない。ＦＰＲ方式の３Ｄ技術においては、液晶表示装置等の表示装置の画面に、走査線１ライン毎に光線の方向を変える偏光フィルムを張り、表示装置が、走査線１ライン毎に右目用と左目用の画像を表示すると共に、偏光メガネに張られた偏光フィルムが右目用のものが右目に入射させるべき光のみを通過させ、左目用のものが左目に入射させるべき光のみを通過させることにより、右目及び左目に入射した画像に視差を生じさせて、立体表示を可能とする。
【０００４】
図７は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム１を示す模式図である。この偏光フィルム１は、表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の左目用の偏光部１ａと、同じく表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の右目用の偏光部１ｂとが、垂直方向に交互に配置されるようにして、透明の基材上に塗布されている。左目用の偏光部１ａは−４５°の直線偏光を有するか、又は時計方向に偏光するＣＷ(clockwise)円方向偏光を有する。一方、右目用の偏光部１ｂは＋４５°の直線偏光を有するか、又は反時計方向に偏光するＣＣＷ(counter clockwise)円方向偏光を有するものである。そして、この偏光フィルム１を、その偏光部１ａ及び偏光部１ｂを夫々液晶表示装置の走査線に対応させ、左目用偏光部１ａが液晶表示装置の左目用信号の走査線に一致し、右目用偏光部１ｂが液晶表示装置の右目用信号の走査線に一致するようにして、液晶表示装置の画面に貼り付ける。そうすると、液晶表示装置の画面の左目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の左目用偏光部１ａを透過し、偏光メガネの左目用レンズに張られた左目用偏光フィルムを透過して左目に入射し、液晶表示装置の画面の右目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の右目用偏光部１ｂを透過し、偏光メガネの右目用レンズに張られた右目用偏光フィルムを透過して右目に入射する。これにより、右目と左目とは、視差をもつ画像を見ることができ、立体的な画像を視認することができる。
【０００５】
図８は、この従来の偏光フィルム１の露光装置を示す模式図である。透明のフィルム基材の表面に配向材料が塗布されたフィルム１０が、ロール１００から巻き解かれ、ロール１０２，１０３を介してその移動軌跡が規制されて露光光源１０４，１０５の配設位置の近傍を通過し、ロール１０１に巻き取られる。このロール１０２，１０３間において、フィルム１０は水平に進行し、このフィルム１０の水平移動域の上方に、この移動方向に沿ってスリットマスク１０６，１０７が配置され、これらのスリットマスク１０６，１０７の上方に露光光源１０４，１０５が配置されていて、露光光源１０４，１０５からの露光光がスリットマスク１０６，１０７を介してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射される。スリットマスク１０６，１０７の一端部の上方、即ち、露光光源１０４，１０５の側方には、アライメントマークを観察するためのカメラ１０８，１０９が設置されている。フィルム移動方向におけるスリットマスク１０６の上流側には、フィルム１０の側部にアライメントマークを形成するためのレーザマーカ１１０が設置されている。このスリットマスク１０６，１０７は、ガラス基板上にスリット状の開口（スリット１０６ａ、１０７ａ）を有するＣｒ膜を形成したものであり、このＣｒ膜により遮光され、前記開口を露光光が透過する。
【０００６】
この従来の露光装置においては、図９に示すように、ロール１０２，１０３間を移動するフィルム１０に対して、レーザマーカ１１０により、フィルム１０の側部にアライメント用のマーク１１１を形成し、カメラ１０８がスリットマスク１０６の一端部に設けられた開口１０６ｂからマーク１１１を観察し、このマーク１１１に対するスリットマスク１０６のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。また、スリットマスク１０７においても、カメラ１０９がスリットマスク１０７の一端部に設けられた開口１０７ｂからマーク１１１を観察し、スリットマスク１０７のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。その上で、露光光源１０４からの露光光がスリットマスク１０６のスリット１０６ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、フィルム１０は白抜き矢印にて示す方向に連続的に搬送されているので、配向膜に同一の方向に配向した帯状の偏光部１ａが形成される。また、露光光源１０５からの露光光がスリットマスク１０７のスリット１０７ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、偏光部１ａ間に偏光部１ｂが形成される。この帯状の偏光部１ａ、１ｂは、走査線１ライン分に相当する間隔を有して相互に離隔しており、相互に異なる方向に配向した偏光部を形成している。これにより、図７に示すように、隣接する帯状の偏光部間で配向方向が９０°異なる偏光フィルム１を製造することができる。
【０００７】
なお、液晶表示装置に使用される光学フィルム等の製造方法に関し、特許文献２及び３がある。また、メタルマスクとしては、有機ＥＬディスプレイ用のパネルの製造に使用されるものとして、特許文献４がある。この特許文献４の発明は、メタルマスクを使用して、基板表面に有機材料をパターン蒸着するものであり、メタルマスクが薄いことにより、メタルマスクの製作工程において、外観検査における捩れ、目開き、変形が起きることを防止するために、枠体と、メタルマスクの１辺にてメタルマスクを挟持する手段と、メタルマスクの他の１辺にて張力を与える張着手段とを有するメタルマスクの保持具を提案するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２８２３９１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５０１７２号公報
【特許文献３】特開２００７−１１４５６３号公報
【特許文献４】特開２００９−１２９７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の従来技術においては、スリットマスク１０６，１０７が、ガラス基板上にＣｒ膜を遮光膜として形成し、このＣｒ膜にスリット１０６ａ、１０７ａを開口したものであるので、製造コストが高いという問題点がある。
【００１０】
なお、図８に示す露光装置は、ロール１０２，１０３間にフィルム１０を張った状態で、フィルム１０上の配向材料膜を露光するので、フィルム１０の搬送時のフィルム１０の上下振動によりスリットマスク１０６，１０７とフィルム１０との間の間隔が変動し、高精度で偏光部１ａ、１ｂを形成することが困難であった。また、ロール１０２，１０３間に張架されたフィルム１０には、シワが発生しやすく、これによっても、偏光部１ａ、１ｂを高精度で形成することが困難であった。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、３Ｄ偏光フィルム及び配向フィルム等の製造時の露光に使用でき、薄いが剛性が高く、高精度で露光することができると共に、マスクコストを低減できるスキャン露光用メタルマスク及びスキャン露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るスキャン露光用メタルマスクは、
露光装置において露光光に対し相対的に一方向に移動する基材に対し、前記一方向に延びる帯状の露光領域を、前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個形成するために使用されるスキャン露光用メタルマスクにおいて、
前記露光装置に設置されたときに前記一方向に平行に延び前記一方向及び前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個配置されたスリットを有し、
前記スリットの幅及び前記一方向に直交する方向についての前記スリットの配置間隔は、前記帯状の露光領域の幅により決まり、
前記一方向に離隔する前記スリット間の領域は、前記一方向に直交する方向に連なっていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るスキャン露光装置は、
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置された第２のマスクと、
前記第２のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第２の露光光源と、
を有し、
前記第１及び第２のスリットマスクの少なくとも一つは、
前記フィルム基材が前記第１及び／又は第２のスリットマスクに対して移動する方向を一方向として、
前記一方向に平行に延び前記一方向及び前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個配置されたスリットを有し、
前記スリットの幅及び前記一方向に直交する方向についての前記スリットの配置間隔は、前記帯状の露光領域の幅により決まり、
前記一方向に離隔する前記スリット間の領域は、前記一方向に直交する方向に連なっていることを特徴とする。
【００１４】
このスキャン露光装置において、前記露光光源は、例えば、一方がＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射するものであり、他方がＣＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射するものである。
【００１５】
又は、前記露光光源は、例えば、一方がフィルムに対してフィルム移動方向に４０°傾斜するように入射する露光光を前記フィルムに照射するものであり、他方がフィルムに対してフィルム移動方向に−４０°傾斜するように入射する露光光を前記フィルムに照射するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、露光光源に対し基材を一方向に相対的に移動させつつ、露光光をメタルマスクを介して基材に照射するので、一方向に配置された複数個のスリットにより、この一方向に延びる１個の帯状の露光領域が形成される。よって、スリットがスキャン方向（一方向）に分断されていても、即ち、スキャン方向のマスク開口が、スキャン方向に並ぶ複数個のスリットにより構成されていても、スキャン方向に１個のスリットの場合と同様に、１個の帯状の露光領域を支障なく、形成することができる。このスリットは、一方向に直交する方向（スキャン方向に直交する方向）にも複数組配置されているので、スキャン方向に直交する方向に、複数個の帯状の露光領域を形成することができる。その上で、本発明においては、スキャン方向に関し、スリットが複数個に分断されており、スキャン方向に離隔するスリット間の領域は、スキャン方向に垂直の方向に直線状に連なっているので、この領域により、メタルマスクの剛性を高めることができる。よって、本発明により、薄いが剛性が高いメタルマスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態のメタルマスクを示す平面図である。
【図２】従来のガラス基板上にＣｒ膜によりスリットを形成したマスクと同一形状のメタルマスクを示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態のフィルムのスキャン露光装置を示す模式図である。
【図４】同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態のフィルムのスキャン露光装置を示す模式図である。
【図６】同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。
【図７】ＦＰＲ方式の偏光フィルムを示す模式図である。
【図８】従来の偏光フィルムの露光方法を示す模式図である。
【図９】同じく、そのスリットマスクによる露光方法を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図３は本発明の実施形態に係るフィルムのスキャン露光装置を示す模式図、図４はバックロール近傍のフィルム１０を展開して示す図である。フィルム基材の表面上に、適宜の塗布装置において配向材料が塗布され、この配向材料膜が塗布されたフィルムは、そのまま、バックロール８の配設位置に送給され、又は、図８に示すように一旦ロール１００として巻回された後、このロール１００から巻き解かれて、バックロール８まで送給される。
【００１９】
バックロール８においては、その周面の略半分（下半分）だけフィルム１０が巻き架けられ、フィルム１０の裏面がバックロール８に接触すると共に、フィルム１０の表面、即ち、配向材料膜が外方を向く。このバックロール８を間に挟んで対向するようにして、マスク７及びスリットマスク５が配向材料膜に面してフィルム１０から若干の距離（２００μｍ程度）をおいて設置されており、更に、このマスク７及びスリットマスク５の背後には、露光光源６、１６が設置されている。これにより、表面に配向膜が塗布されたフィルム１０は、バックロール８の周面に接触し、フィルム１０の搬送時の若干の張力によりシワが伸ばされた状態で、バックロール８により支持される。そして、フィルム１０を白抜き矢印方向に連続的に搬送し、露光光源６、１６から露光光を連続的に照射することにより、この露光光はマスク７及びスリットマスク５の開口７ａ及びスリット５ａを透過してフィルム１０に照射される。これにより、偏光部が形成された偏光フィルムは、巻取ローラ１０１（図８参照）等に巻き取られる。
【００２０】
バックロール８は内部を水冷された水冷ロールであり、その中心軸の周りに回転可能になっている。そして、このバックロール８は、自由に回転することができ、フィルム１０の移動とともに、その周速度がフィルム１０の移動速度と同一になるように回転する。これにより、フィルム１０はバックロール８の周面に相対的速度差が存在しない状態で支持される。従って、適宜の張力を印加されて搬送されるフィルム１０は、バックロール８の周面上で、シワが発生することが防止される。
【００２１】
バックロール８の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の始端部の近傍には、このバックロール８に対向するようにして、マスク７が配置されており、このマスク７の背後には、マスク７を介してフィルム１０を露光する露光光の光源６が配置されている。また、バックロール８の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の後端部の近傍には、このバックロール８に対向するようにして、スリットマスク５が配置されており、このスリットマスク５の背後には、スリットマスク５を介してフィルム１０を露光する露光光の光源１６が配置されている。マスク７は、フィルム１０の幅方向に延びてこのフィルム１０の幅方向のほぼ全域で開口する開口７ａを有し、スリットマスク５には、フィルム１０の移動方向に若干長い矩形の複数個のスリット５ａが、フィルム１０の長手方向及び幅方向（スキャン方向及びスキャン方向に垂直の方向）に配列されている。このスリット５ａのフィルム幅方向の配列ピッチは、ＦＰＲ方式の３Ｄ液晶表示装置に対応して、走査線２ライン分に相当する。
【００２２】
そして、例えば、露光光源６からの露光光は、時計方向に偏光する円偏光（ＣＷ(clockwise)円偏光）の光であり、露光光源１６からの露光光は、反時計方向に偏光する円偏光（ＣＣＷ(counter clockwise)円偏光）の光である。白抜き矢印にて示すように、一方向に移動するフィルム１０に対して、マスク７の開口７ａから露光光源６の露光光をフィルム１０に照射することにより、フィルム１０にはその両側部の部分を除いて、一面に露光光が照射される。また、スリットマスク５のスリット５ａから露光光源１６の露光光をフィルム１０に照射することにより、このスリット５ａに対応するフィルム上の部分が、露光光源１６からの露光光により、上書き露光される。
【００２３】
フィルム１０の表面上に、露光光の照射により硬化量が変化する露光材料からなる配向材料膜が形成されており、先ず、マスク７の開口７ａを介するＣＷ円偏光の露光光により、フィルム１０の表面の配向材料膜の全域が所定の第１の硬化量（例えば、５０％）になるまで露光される。次いで、スリットマスク５のスリット５ａからのＣＣＷ円偏光の露光光により、スリット５ａに対応する帯状の領域を第１の硬化量より大きな第２の硬化量（例えば、１００％）になるまで露光する。そうすると、スリット５ａに対応する帯状の露光部分（ＣＣＷ円偏光）は、配向方向が固定され、偏光部１ｂとなる。一方、スキャン方向に直交する方向（フィルム幅方向）に離隔するスリット５ａ間の部分に対応する帯状の部分（ＣＷ円偏光）は、硬化量が５０％で配向方向が固定されていないが、この部分はその後のポストベーク（乾燥温度より高い温度での熱硬化）により硬化量を１００％にすれば、配向方向を固定することができる。
【００２４】
而して、本実施形態において、スリットマスク５は、図１に示すように、ステンレス鋼又はアルミニウム等の極めて薄い板で成形されたメタルマスクであり、厚さは、例えば、１００乃至２００μｍである。また、このスリットマスク５（メタルマスク）は、フィルム１０の幅方向をカバーするために、幅が、例えば、１５００〜１６００ｍｍであり、フィルム１０の移動方向（露光スキャン方向）についてのスリット５ａの長さ（図２参照）は、例えば、２０〜３０ｍｍ、スリット５ａの幅は、例えば、１画素分に相当する２００〜３００μｍである。これらのスリット（開口）は、レーザ加工等により形成することができる。
【００２５】
本実施形態のメタルマスク（スリットマスク５）は、金属製の基板１５に、スキャン方向（フィルム１０の移動方向）に延びる矩形のスリット５ａがスキャン方向及びスキャン方向に直交する方向にマトリクス状に配列されて形成されている。これらのスリット５ａ群の中で、スキャン方向に配列された各列３個のスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３は、それらの相互間に、基板１５の領域１５ａ、１５ｂが位置しており、これらの領域１５ａ、１５ｂは、スキャン方向に直交する方向に直線状に連なっている。このスキャン方向に配列された３個のスリット５ａ、５ｂ、５ｃのスリット列のスキャン方向に直交する方向に隣接するもの同士の間隔は、フィルム１０に形成すべき帯状の露光領域の幅に対応して決められている。スリット５ａの幅が例えば１画素分の大きさに対応して決められている場合は、このスリット列間の間隔も１画素分の大きさに対応して決められる。
【００２６】
なお、メタルマスク（スリットマスク５）は、前述のごとく、例えば、１００〜２００μｍの厚さを有するように薄いものであるので、その周辺部はホルダ（図示せず）により支持されている。このスリットマスク５とマスク７は、図３に示すように、バックロール８の回転中心の水平方向両側に、その面を垂直にして設置されている。
【００２７】
次に、上述のごとく構成された本実施形態のフィルム露光装置の動作について説明する。フィルム１０は、その表面に配向材料が塗布され、例えば、幅が１５００ｍｍ、厚さが１００μｍ、１個のロール１００のフィルム長は例えば２ｋｍであり、通常、２〜１０ｍ／分の速度で搬送される。また、例えば、このフィルム１０の材質は、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）又はＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムである。このフィルム１０は、バックロール８の配設位置まで送給され、バックロール８に巻き架けられて支持される。そして、フィルム１０の配向材料膜は、露光光源６から、マスク７の開口７ａを介して、ＣＷ円偏光の露光光をフィルム１０のほぼ全域に照射され、その後、露光光源１６から、スリットマスク５のスリット５ａを介して、ＣＣＷ円偏光の露光光を帯状に照射され、このスリット５ａに対応するフィルム１０の部分が、ＣＷ円偏光の露光部から、ＣＣＷ円偏光の露光部に上書き露光される。このとき、フィルム１０の配向材料膜は、可逆性の配向材料であり、ＣＷ円偏光の露光光のほぼフィルム全面の照射により、フィルム１０のほぼ全面が例えば５０％硬化し、更に、ＣＣＷ円偏光の露光光の帯状の照射により、このフィルム１０における帯状の部分が例えば１００％に硬化する。これにより、フィルム１０のスリット５ａに対応する部分は、ＣＣＷ円偏光として配向方向が固定され、偏光部１ｂ（図７参照）が形成される。一方、この偏光部１ｂ間の帯状の部分は配向方向が固定されていないが、後工程にて、ポストベークすることにより、１００％硬化し、配向方向がＣＷ円偏光として固定され、偏光部１ａが形成される。このようにして、偏光部１ａ、１ｂが交互に形成され、偏光部１ａ、１ｂが走査線１ラインに対応して形成されたＦＰＲ方式の偏光フィルムを製造することができる。
【００２８】
本実施形態においては、フィルム１０がスキャン方向に移動する間に、１個の帯状露光領域は、３個の１列に配列されたスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３を透過した露光光の照射を受ける。この場合に、フィルム１０は移動している間に露光を受けるので、スリット５ａが、スリット５ａ１，５ａ２，５ａ３としてスキャン方向に分断されていても、図２に示すように、スキャン方向に１個の長いスリット５ａが形成されている場合と同様に、１個の帯状の露光領域（図４の偏光部１ｂ）を支障なく、形成することができる。このスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３の列は、スキャン方向に直交する方向にも複数組配置されているので、スキャン方向に直交する方向に、複数個の帯状の露光領域（図４の偏光部１ｂ）を形成することができる。
【００２９】
そして、本実施形態においては、スキャン方向に離隔するスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３間の領域１５ａ、１５ｂは、スキャン方向に垂直の方向に直線状に連なっているので、この領域により、メタルマスク（スリットマスク５）の剛性を高めることができる。よって、本実施形態の場合は、メタルマスクを使用しても十分に剛性が高いスリットマスクを得ることができる。図２は、従来のガラス基板上にＣｒ膜を形成し、このＣｒ膜にスリットを形成したスリットマスク（１０６，１０７）と同一形状のメタルマスクを示す。このメタルマスクは、金属基板１５に、複数個のスリット５ａをスキャン方向に直交する方向にのみ配列したものである。このような図２に示すメタルマスクの場合は、金属基板１５の厚さが薄いため、剛性が不足し、スリット５ａの近傍の部分が波打ったり、よじれたりするため、正確なスリット幅での露光が困難である。このようにメタルマスクの厚さを例えば１００〜２００μｍの薄いものにするのは、マスク透過時の回折光を少なくするためである。従来のガラス基板上にＣｒ膜で遮光膜を形成したスリットマスクの場合は、剛性が高いと共に、Ｃｒ膜自体は薄いので、回折光の問題も生じない。しかし、メタルマスクの場合は、回折光を防止するために、基板１５自体の厚さを薄くする必要があり、剛性が不足してしまう。なお、図２に示すメタルマスクのスリット５ａのスキャン方向の長さを、短くすると、メタルマスクの剛性を高めることができるが、そうすると、露光光の光量が不足してしまう。
【００３０】
このような図２に示すメタルマスクに対し、本発明は、図１に示すように、スキャン方向に分断した複数個のスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３の全体により、１個の帯状の露光領域に必要な露光光量を確保する。そして、この図１のメタルマスクは、スリット５ａ１，５ａ２，５ａ３の相互間に、基板１５の領域１５ａ、１５ｂが存在し、これらの領域１５ａ、１５ｂがスキャン方向に直交する方向に連なっているので、これにより、メタルマスク５の剛性が確保される。従って、スリットの近傍で基板が波打ったり、よじれたりすることがなく、スリット５ａの位置は所望の位置に配置され、正確なスリット幅でフィルム１０を露光することができる。
【００３１】
なお、薄いフィルム１０は、バックロール８に支持され、またシワが伸ばされた状態で、スリットマスク５のスリット５ａを介して露光がなされるので、フィルムのシワ及び振動が防止されて、高精度で、偏光部１ａ、１ｂを形成することができる。また、マスク７を介しての露光は、フィルム幅方向の全域に対してなされるので、マスク７と、スリットマスク５との間の位置合わせが不要であり、位置合わせの不良が存在せず、この点でも、偏光部１ａ、１ｂを高精度で形成することができる。そして、本発明においては、１個のバックロール８に対して、２回の露光を行うので、各露光毎に高価なバックロールを使用する必要がなく、ＦＰＲ偏光フィルムの製造コストを低減できる。
【００３２】
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、フィルム１０が先ずスリット５ａを有するスリットマスク５を介して、露光光源６からＣＷ円偏光の露光光の照射を受け、次いで、開口７ａを有するマスク７を介して、露光光源１６からＣＣＷ円偏光の露光光の照射を受ける点が、第１実施形態と異なり、その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。図６に示すように、露光光源６からのＣＷ円偏光の露光光を、スリット５ａを介してフィルム１０上の配向材料膜に露光することにより、帯状の偏光部１ａを形成する。このとき、フィルム１０上の配向材料膜は、非可逆性の材料であり、このＣＷ円偏光の露光光の照射により、照射を受けた帯状の部分が１００％硬化し、この部分の配向材料膜の配向方向が固定される。次いで、露光光源１６からのＣＣＷ円偏光の露光光を、開口５ａを介してフィルム１０上の配向材料膜に露光することにより、フィルム１０のほぼ全面にＣＣＷ円偏光の露光光を照射する。このとき、偏光部１ａはＣＷ円偏光で偏光方向が固定されているので、ＣＣＷ円偏光の露光光の照射を受けても、偏光方向は変化しない。そして、偏光部１ａ間の露光光源６の未露光部が、露光光源１６からのＣＣＷ円偏光の露光光の照射を受けて、この部分がＣＣＷ円偏光に対応する偏光部１ｂとなる。これにより、図７に示すように、偏光部１ａと偏光部１ｂとが走査線の１ラインに対応して交互に位置する偏光フィルム１を製造することができる。
【００３３】
このようにして、本実施形態は、ＣＷ円偏光により帯状の偏光部１ａを形成した後、ＣＣＷ円偏光の露光光の全面露光により、偏光部１ａ間に偏光部１ｂを形成するので、第１実施形態と同様に、マスク７とスリットマスク５との位置合わせは不要である。また、本実施形態も第１実施形態と同様に、フィルムの振動及びシワが防止され、高精度で偏光部１ａ、１ｂを形成することができる。これにより、走査線１ラインに高精度で整合した偏光部１ａ、１ｂを有するＦＰＲ偏光フィルム１を製造することができる。
【００３４】
なお、本発明は、ＦＰＲ偏光フィルム１の製造に限らず、種々の膜の製造に使用することができる。例えば、本発明を光配向膜の製造に使用することができる。この場合、露光光源６からの露光光が、マスク７に対して、例えば、４０°の傾斜角度で入射し、露光光源１６からの露光光が、スリットマスク５に対して、例えば、−４０°の傾斜角度で入射するようにすれば良い。即ち、図４と同様に、可逆性の配向材料膜が形成されたフィルム１０に対して、フィルム１０の搬送方向に４０°傾斜する露光光をフィルム１０のほぼ全域に照射し、その後、フィルム１０の搬送方向に−４０°傾斜する露光光をスリット５ａに対応する帯状の領域（配向部）に照射して、この領域については、−４０°傾斜露光光により上書き露光する。本実施形態においても、最初の露光においては、配向材料膜は例えば５０％硬化し、次順の露光により、帯状の照射領域は配向材料膜が例えば１００％硬化する。このため、２回の露光により、配向部１ｄにおいては、２回目の露光による−４０°傾斜入射の露光光により配向方向が決まり、この配向部においては、１回目の露光による４０°傾斜入射の露光光により配向方向が揃えられた後、その後のポストベークによりその配向方向が固定されたものとなる。これにより、光配向方向が交互に異なる複数の帯状の配向部を有する光配向膜を得ることができ、液晶表示装置の光配向膜として、視野角を拡大するために使用することができる。また、この配向膜を図６と同様にして形成することもできる。なお、露光光の入射傾斜角度は４０°及び−４０°に限らず、種々の角度を採用することができる。
【００３５】
更に、図１に示す実施形態のメタルマスク（スリットマスク５）は、そのスリット５ａがフィルム移動方向について各３個に分断され、分断されたスリット５ａ１，５ａ２、５ａ３の相互間の領域１５ａ、１５ｂは、フィルム移動方向に直交する方向に直線状に連なっているが、これに限らず、このスリット５ａ１，５ａ２、５ａ３の相互間の領域は、千鳥状等で連なっていても良く、このスリット５ａ１，５ａ２、５ａ３の相互間の領域の形状は任意である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム及び光配向膜等を、メタルマスクを使用して高精度で製造することができ、３Ｄ方式又は２Ｄ方式の液晶表示装置の高精細化に寄与する。そして、本発明により、メタルマスクを使用したスキャン露光が実用化されるので、マスクコストを低減できる。
【符号の説明】
【００３７】
１：偏光フィルム
１ａ、１ｂ：偏光部
１ｃ、１ｄ：配向部
５：スリットマスク
５ａ：スリット
８：バックロール
６，１６：露光光源
７：マスク
７ａ：開口
１０：フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＲ（Film Patterned Retarder（フィルム・パターンド・リターダー））方式の３次元（３Ｄ）映像表示装置に使用される偏光フィルム又は視野角を調整する光配向フィルム等の形成に使用されるスキャン露光用メタルマスク及びスキャン露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャン露光装置において、メタルマスクは、半導体集積回路の製造に使用されている（特許文献１等）。このメタルマスクに対し、スリット状の露光帯を、このスリットの長手方向に直交する方向に相対的に移動させることにより、マスク上の回路パターンをウエハ状の所定位置に転写する。
【０００３】
一方、偏光フィルム及び配向膜の製造に際し、メタルマスクを使用した例は、従来、存在しない。ＦＰＲ方式の３Ｄ技術においては、液晶表示装置等の表示装置の画面に、走査線１ライン毎に光線の方向を変える偏光フィルムを張り、表示装置が、走査線１ライン毎に右目用と左目用の画像を表示すると共に、偏光メガネに張られた偏光フィルムが右目用のものが右目に入射させるべき光のみを通過させ、左目用のものが左目に入射させるべき光のみを通過させることにより、右目及び左目に入射した画像に視差を生じさせて、立体表示を可能とする。
【０００４】
図７は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム１を示す模式図である。この偏光フィルム１は、表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の左目用の偏光部１ａと、同じく表示装置の水平の１走査線に対応する幅を持つ帯状の右目用の偏光部１ｂとが、垂直方向に交互に配置されるようにして、透明の基材上に塗布されている。左目用の偏光部１ａは−４５°の直線偏光を有するか、又は時計方向に偏光するＣＷ(clockwise)円方向偏光を有する。一方、右目用の偏光部１ｂは＋４５°の直線偏光を有するか、又は反時計方向に偏光するＣＣＷ(counter clockwise)円方向偏光を有するものである。そして、この偏光フィルム１を、その偏光部１ａ及び偏光部１ｂを夫々液晶表示装置の走査線に対応させ、左目用偏光部１ａが液晶表示装置の左目用信号の走査線に一致し、右目用偏光部１ｂが液晶表示装置の右目用信号の走査線に一致するようにして、液晶表示装置の画面に貼り付ける。そうすると、液晶表示装置の画面の左目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の左目用偏光部１ａを透過し、偏光メガネの左目用レンズに張られた左目用偏光フィルムを透過して左目に入射し、液晶表示装置の画面の右目用走査線から出射した表示光は、偏光フィルム１の右目用偏光部１ｂを透過し、偏光メガネの右目用レンズに張られた右目用偏光フィルムを透過して右目に入射する。これにより、右目と左目とは、視差をもつ画像を見ることができ、立体的な画像を視認することができる。
【０００５】
図８は、この従来の偏光フィルム１の露光装置を示す模式図である。透明のフィルム基材の表面に配向材料が塗布されたフィルム１０が、ロール１００から巻き解かれ、ロール１０２，１０３を介してその移動軌跡が規制されて露光光源１０４，１０５の配設位置の近傍を通過し、ロール１０１に巻き取られる。このロール１０２，１０３間において、フィルム１０は水平に進行し、このフィルム１０の水平移動域の上方に、この移動方向に沿ってスリットマスク１０６，１０７が配置され、これらのスリットマスク１０６，１０７の上方に露光光源１０４，１０５が配置されていて、露光光源１０４，１０５からの露光光がスリットマスク１０６，１０７を介してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射される。スリットマスク１０６，１０７の一端部の上方、即ち、露光光源１０４，１０５の側方には、アライメントマークを観察するためのカメラ１０８，１０９が設置されている。フィルム移動方向におけるスリットマスク１０６の上流側には、フィルム１０の側部にアライメントマークを形成するためのレーザマーカ１１０が設置されている。このスリットマスク１０６，１０７は、ガラス基板上にスリット状の開口（スリット１０６ａ、１０７ａ）を有するＣｒ膜を形成したものであり、このＣｒ膜により遮光され、前記開口を露光光が透過する。
【０００６】
この従来の露光装置においては、図９に示すように、ロール１０２，１０３間を移動するフィルム１０に対して、レーザマーカ１１０により、フィルム１０の側部にアライメント用のマーク１１１を形成し、カメラ１０８がスリットマスク１０６の一端部に設けられた開口１０６ｂからマーク１１１を観察し、このマーク１１１に対するスリットマスク１０６のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。また、スリットマスク１０７においても、カメラ１０９がスリットマスク１０７の一端部に設けられた開口１０７ｂからマーク１１１を観察し、スリットマスク１０７のフィルム移動方向に垂直方向の位置を調整する。その上で、露光光源１０４からの露光光がスリットマスク１０６のスリット１０６ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、フィルム１０は白抜き矢印にて示す方向に連続的に搬送されているので、配向膜に同一の方向に配向した帯状の偏光部１ａが形成される。また、露光光源１０５からの露光光がスリットマスク１０７のスリット１０７ａを透過してフィルム１０の表面の配向材料膜に照射され、偏光部１ａ間に偏光部１ｂが形成される。この帯状の偏光部１ａ、１ｂは、走査線１ライン分に相当する間隔を有して相互に離隔しており、相互に異なる方向に配向した偏光部を形成している。これにより、図７に示すように、隣接する帯状の偏光部間で配向方向が９０°異なる偏光フィルム１を製造することができる。
【０００７】
なお、液晶表示装置に使用される光学フィルム等の製造方法に関し、特許文献２及び３がある。また、メタルマスクとしては、有機ＥＬディスプレイ用のパネルの製造に使用されるものとして、特許文献４がある。この特許文献４の発明は、メタルマスクを使用して、基板表面に有機材料をパターン蒸着するものであり、メタルマスクが薄いことにより、メタルマスクの製作工程において、外観検査における捩れ、目開き、変形が起きることを防止するために、枠体と、メタルマスクの１辺にてメタルマスクを挟持する手段と、メタルマスクの他の１辺にて張力を与える張着手段とを有するメタルマスクの保持具を提案するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２８２３９１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５０１７２号公報
【特許文献３】特開２００７−１１４５６３号公報
【特許文献４】特開２００９−１２９７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の従来技術においては、スリットマスク１０６，１０７が、ガラス基板上にＣｒ膜を遮光膜として形成し、このＣｒ膜にスリット１０６ａ、１０７ａを開口したものであるので、製造コストが高いという問題点がある。
【００１０】
なお、図８に示す露光装置は、ロール１０２，１０３間にフィルム１０を張った状態で、フィルム１０上の配向材料膜を露光するので、フィルム１０の搬送時のフィルム１０の上下振動によりスリットマスク１０６，１０７とフィルム１０との間の間隔が変動し、高精度で偏光部１ａ、１ｂを形成することが困難であった。また、ロール１０２，１０３間に張架されたフィルム１０には、シワが発生しやすく、これによっても、偏光部１ａ、１ｂを高精度で形成することが困難であった。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、３Ｄ偏光フィルム及び配向フィルム等の製造時の露光に使用でき、薄いが剛性が高く、高精度で露光することができると共に、マスクコストを低減できるスキャン露光用メタルマスク及びスキャン露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るスキャン露光用メタルマスクは、
露光装置において露光光に対し相対的に一方向に移動する基材に対し、前記一方向に延びる帯状の露光領域を、前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個形成するために使用されるスキャン露光用メタルマスクにおいて、
前記露光装置に設置されたときに前記一方向に平行に延び前記一方向及び前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個配置されたスリットを有し、
前記スリットの幅及び前記一方向に直交する方向についての前記スリットの配置間隔は、前記帯状の露光領域の幅により決まり、
前記一方向に離隔する前記スリット間の領域は、前記一方向に直交する方向に連なっていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るスキャン露光装置は、
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置された第２のマスクと、
前記第２のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第２の露光光源と、
を有し、
前記第１及び第２のスリットマスクの少なくとも一つは、
前記フィルム基材が前記第１及び／又は第２のスリットマスクに対して移動する方向を一方向として、
前記一方向に平行に延び前記一方向及び前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個配置されたスリットを有し、
前記スリットの幅及び前記一方向に直交する方向についての前記スリットの配置間隔は、前記帯状の露光領域の幅により決まり、
前記一方向に離隔する前記スリット間の領域は、前記一方向に直交する方向に連なっていることを特徴とする。
【００１４】
このスキャン露光装置において、前記露光光源は、例えば、一方がＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射するものであり、他方がＣＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射するものである。
【００１５】
又は、前記露光光源は、例えば、一方がフィルムに対してフィルム移動方向に４０°傾斜するように入射する露光光を前記フィルムに照射するものであり、他方がフィルムに対してフィルム移動方向に−４０°傾斜するように入射する露光光を前記フィルムに照射するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、露光光源に対し基材を一方向に相対的に移動させつつ、露光光をメタルマスクを介して基材に照射するので、一方向に配置された複数個のスリットにより、この一方向に延びる１個の帯状の露光領域が形成される。よって、スリットがスキャン方向（一方向）に分断されていても、即ち、スキャン方向のマスク開口が、スキャン方向に並ぶ複数個のスリットにより構成されていても、スキャン方向に１個のスリットの場合と同様に、１個の帯状の露光領域を支障なく、形成することができる。このスリットは、一方向に直交する方向（スキャン方向に直交する方向）にも複数組配置されているので、スキャン方向に直交する方向に、複数個の帯状の露光領域を形成することができる。その上で、本発明においては、スキャン方向に関し、スリットが複数個に分断されており、スキャン方向に離隔するスリット間の領域は、スキャン方向に垂直の方向に直線状に連なっているので、この領域により、メタルマスクの剛性を高めることができる。よって、本発明により、薄いが剛性が高いメタルマスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態のメタルマスクを示す平面図である。
【図２】従来のガラス基板上にＣｒ膜によりスリットを形成したマスクと同一形状のメタルマスクを示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態のフィルムのスキャン露光装置を示す模式図である。
【図４】同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態のフィルムのスキャン露光装置を示す模式図である。
【図６】同じく、そのバックロール及びスリットマスクの近傍でフィルムを展開して示す図である。
【図７】ＦＰＲ方式の偏光フィルムを示す模式図である。
【図８】従来の偏光フィルムの露光方法を示す模式図である。
【図９】同じく、そのスリットマスクによる露光方法を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図３は本発明の実施形態に係るフィルムのスキャン露光装置を示す模式図、図４はバックロール近傍のフィルム１０を展開して示す図である。フィルム基材の表面上に、適宜の塗布装置において配向材料が塗布され、この配向材料膜が塗布されたフィルムは、そのまま、バックロール８の配設位置に送給され、又は、図８に示すように一旦ロール１００として巻回された後、このロール１００から巻き解かれて、バックロール８まで送給される。
【００１９】
バックロール８においては、その周面の略半分（下半分）だけフィルム１０が巻き架けられ、フィルム１０の裏面がバックロール８に接触すると共に、フィルム１０の表面、即ち、配向材料膜が外方を向く。このバックロール８を間に挟んで対向するようにして、マスク７及びスリットマスク５が配向材料膜に面してフィルム１０から若干の距離（２００μｍ程度）をおいて設置されており、更に、このマスク７及びスリットマスク５の背後には、露光光源６、１６が設置されている。これにより、表面に配向膜が塗布されたフィルム１０は、バックロール８の周面に接触し、フィルム１０の搬送時の若干の張力によりシワが伸ばされた状態で、バックロール８により支持される。そして、フィルム１０を白抜き矢印方向に連続的に搬送し、露光光源６、１６から露光光を連続的に照射することにより、この露光光はマスク７及びスリットマスク５の開口７ａ及びスリット５ａを透過してフィルム１０に照射される。これにより、偏光部が形成された偏光フィルムは、巻取ローラ１０１（図８参照）等に巻き取られる。
【００２０】
バックロール８は内部を水冷された水冷ロールであり、その中心軸の周りに回転可能になっている。そして、このバックロール８は、自由に回転することができ、フィルム１０の移動とともに、その周速度がフィルム１０の移動速度と同一になるように回転する。これにより、フィルム１０はバックロール８の周面に相対的速度差が存在しない状態で支持される。従って、適宜の張力を印加されて搬送されるフィルム１０は、バックロール８の周面上で、シワが発生することが防止される。
【００２１】
バックロール８の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の始端部の近傍には、このバックロール８に対向するようにして、マスク７が配置されており、このマスク７の背後には、マスク７を介してフィルム１０を露光する露光光の光源６が配置されている。また、バックロール８の周面におけるフィルム１０が巻き架けられた部分の後端部の近傍には、このバックロール８に対向するようにして、スリットマスク５が配置されており、このスリットマスク５の背後には、スリットマスク５を介してフィルム１０を露光する露光光の光源１６が配置されている。マスク７は、フィルム１０の幅方向に延びてこのフィルム１０の幅方向のほぼ全域で開口する開口７ａを有し、スリットマスク５には、フィルム１０の移動方向に若干長い矩形の複数個のスリット５ａが、フィルム１０の長手方向及び幅方向（スキャン方向及びスキャン方向に垂直の方向）に配列されている。このスリット５ａのフィルム幅方向の配列ピッチは、ＦＰＲ方式の３Ｄ液晶表示装置に対応して、走査線２ライン分に相当する。
【００２２】
そして、例えば、露光光源６からの露光光は、時計方向に偏光する円偏光（ＣＷ(clockwise)円偏光）の光であり、露光光源１６からの露光光は、反時計方向に偏光する円偏光（ＣＣＷ(counter clockwise)円偏光）の光である。白抜き矢印にて示すように、一方向に移動するフィルム１０に対して、マスク７の開口７ａから露光光源６の露光光をフィルム１０に照射することにより、フィルム１０にはその両側部の部分を除いて、一面に露光光が照射される。また、スリットマスク５のスリット５ａから露光光源１６の露光光をフィルム１０に照射することにより、このスリット５ａに対応するフィルム上の部分が、露光光源１６からの露光光により、上書き露光される。
【００２３】
フィルム１０の表面上に、露光光の照射により硬化量が変化する露光材料からなる配向材料膜が形成されており、先ず、マスク７の開口７ａを介するＣＷ円偏光の露光光により、フィルム１０の表面の配向材料膜の全域が所定の第１の硬化量（例えば、５０％）になるまで露光される。次いで、スリットマスク５のスリット５ａからのＣＣＷ円偏光の露光光により、スリット５ａに対応する帯状の領域を第１の硬化量より大きな第２の硬化量（例えば、１００％）になるまで露光する。そうすると、スリット５ａに対応する帯状の露光部分（ＣＣＷ円偏光）は、配向方向が固定され、偏光部１ｂとなる。一方、スキャン方向に直交する方向（フィルム幅方向）に離隔するスリット５ａ間の部分に対応する帯状の部分（ＣＷ円偏光）は、硬化量が５０％で配向方向が固定されていないが、この部分はその後のポストベーク（乾燥温度より高い温度での熱硬化）により硬化量を１００％にすれば、配向方向を固定することができる。
【００２４】
而して、本実施形態において、スリットマスク５は、図１に示すように、ステンレス鋼又はアルミニウム等の極めて薄い板で成形されたメタルマスクであり、厚さは、例えば、１００乃至２００μｍである。また、このスリットマスク５（メタルマスク）は、フィルム１０の幅方向をカバーするために、幅が、例えば、１５００〜１６００ｍｍであり、フィルム１０の移動方向（露光スキャン方向）についてのスリット５ａの長さ（図２参照）は、例えば、２０〜３０ｍｍ、スリット５ａの幅は、例えば、１画素分に相当する２００〜３００μｍである。これらのスリット（開口）は、レーザ加工等により形成することができる。
【００２５】
本実施形態のメタルマスク（スリットマスク５）は、金属製の基板１５に、スキャン方向（フィルム１０の移動方向）に延びる矩形のスリット５ａがスキャン方向及びスキャン方向に直交する方向にマトリクス状に配列されて形成されている。これらのスリット５ａ群の中で、スキャン方向に配列された各列３個のスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３は、それらの相互間に、基板１５の領域１５ａ、１５ｂが位置しており、これらの領域１５ａ、１５ｂは、スキャン方向に直交する方向に直線状に連なっている。このスキャン方向に配列された３個のスリット５ａ、５ｂ、５ｃのスリット列のスキャン方向に直交する方向に隣接するもの同士の間隔は、フィルム１０に形成すべき帯状の露光領域の幅に対応して決められている。スリット５ａの幅が例えば１画素分の大きさに対応して決められている場合は、このスリット列間の間隔も１画素分の大きさに対応して決められる。
【００２６】
なお、メタルマスク（スリットマスク５）は、前述のごとく、例えば、１００〜２００μｍの厚さを有するように薄いものであるので、その周辺部はホルダ（図示せず）により支持されている。このスリットマスク５とマスク７は、図３に示すように、バックロール８の回転中心の水平方向両側に、その面を垂直にして設置されている。
【００２７】
次に、上述のごとく構成された本実施形態のフィルム露光装置の動作について説明する。フィルム１０は、その表面に配向材料が塗布され、例えば、幅が１５００ｍｍ、厚さが１００μｍ、１個のロール１００のフィルム長は例えば２ｋｍであり、通常、２〜１０ｍ／分の速度で搬送される。また、例えば、このフィルム１０の材質は、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）又はＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムである。このフィルム１０は、バックロール８の配設位置まで送給され、バックロール８に巻き架けられて支持される。そして、フィルム１０の配向材料膜は、露光光源６から、マスク７の開口７ａを介して、ＣＷ円偏光の露光光をフィルム１０のほぼ全域に照射され、その後、露光光源１６から、スリットマスク５のスリット５ａを介して、ＣＣＷ円偏光の露光光を帯状に照射され、このスリット５ａに対応するフィルム１０の部分が、ＣＷ円偏光の露光部から、ＣＣＷ円偏光の露光部に上書き露光される。このとき、フィルム１０の配向材料膜は、可逆性の配向材料であり、ＣＷ円偏光の露光光のほぼフィルム全面の照射により、フィルム１０のほぼ全面が例えば５０％硬化し、更に、ＣＣＷ円偏光の露光光の帯状の照射により、このフィルム１０における帯状の部分が例えば１００％に硬化する。これにより、フィルム１０のスリット５ａに対応する部分は、ＣＣＷ円偏光として配向方向が固定され、偏光部１ｂ（図７参照）が形成される。一方、この偏光部１ｂ間の帯状の部分は配向方向が固定されていないが、後工程にて、ポストベークすることにより、１００％硬化し、配向方向がＣＷ円偏光として固定され、偏光部１ａが形成される。このようにして、偏光部１ａ、１ｂが交互に形成され、偏光部１ａ、１ｂが走査線１ラインに対応して形成されたＦＰＲ方式の偏光フィルムを製造することができる。
【００２８】
本実施形態においては、フィルム１０がスキャン方向に移動する間に、１個の帯状露光領域は、３個の１列に配列されたスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３を透過した露光光の照射を受ける。この場合に、フィルム１０は移動している間に露光を受けるので、スリット５ａが、スリット５ａ１，５ａ２，５ａ３としてスキャン方向に分断されていても、図２に示すように、スキャン方向に１個の長いスリット５ａが形成されている場合と同様に、１個の帯状の露光領域（図４の偏光部１ｂ）を支障なく、形成することができる。このスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３の列は、スキャン方向に直交する方向にも複数組配置されているので、スキャン方向に直交する方向に、複数個の帯状の露光領域（図４の偏光部１ｂ）を形成することができる。
【００２９】
そして、本実施形態においては、スキャン方向に離隔するスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３間の領域１５ａ、１５ｂは、スキャン方向に垂直の方向に直線状に連なっているので、この領域により、メタルマスク（スリットマスク５）の剛性を高めることができる。よって、本実施形態の場合は、メタルマスクを使用しても十分に剛性が高いスリットマスクを得ることができる。図２は、従来のガラス基板上にＣｒ膜を形成し、このＣｒ膜にスリットを形成したスリットマスク（１０６，１０７）と同一形状のメタルマスクを示す。このメタルマスクは、金属基板１５に、複数個のスリット５ａをスキャン方向に直交する方向にのみ配列したものである。このような図２に示すメタルマスクの場合は、金属基板１５の厚さが薄いため、剛性が不足し、スリット５ａの近傍の部分が波打ったり、よじれたりするため、正確なスリット幅での露光が困難である。このようにメタルマスクの厚さを例えば１００〜２００μｍの薄いものにするのは、マスク透過時の回折光を少なくするためである。従来のガラス基板上にＣｒ膜で遮光膜を形成したスリットマスクの場合は、剛性が高いと共に、Ｃｒ膜自体は薄いので、回折光の問題も生じない。しかし、メタルマスクの場合は、回折光を防止するために、基板１５自体の厚さを薄くする必要があり、剛性が不足してしまう。なお、図２に示すメタルマスクのスリット５ａのスキャン方向の長さを、短くすると、メタルマスクの剛性を高めることができるが、そうすると、露光光の光量が不足してしまう。
【００３０】
このような図２に示すメタルマスクに対し、本発明は、図１に示すように、スキャン方向に分断した複数個のスリット５ａ１，５ａ２，５ａ３の全体により、１個の帯状の露光領域に必要な露光光量を確保する。そして、この図１のメタルマスクは、スリット５ａ１，５ａ２，５ａ３の相互間に、基板１５の領域１５ａ、１５ｂが存在し、これらの領域１５ａ、１５ｂがスキャン方向に直交する方向に連なっているので、これにより、メタルマスク５の剛性が確保される。従って、スリットの近傍で基板が波打ったり、よじれたりすることがなく、スリット５ａの位置は所望の位置に配置され、正確なスリット幅でフィルム１０を露光することができる。
【００３１】
なお、薄いフィルム１０は、バックロール８に支持され、またシワが伸ばされた状態で、スリットマスク５のスリット５ａを介して露光がなされるので、フィルムのシワ及び振動が防止されて、高精度で、偏光部１ａ、１ｂを形成することができる。また、マスク７を介しての露光は、フィルム幅方向の全域に対してなされるので、マスク７と、スリットマスク５との間の位置合わせが不要であり、位置合わせの不良が存在せず、この点でも、偏光部１ａ、１ｂを高精度で形成することができる。そして、本発明においては、１個のバックロール８に対して、２回の露光を行うので、各露光毎に高価なバックロールを使用する必要がなく、ＦＰＲ偏光フィルムの製造コストを低減できる。
【００３２】
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、フィルム１０が先ずスリット５ａを有するスリットマスク５を介して、露光光源６からＣＷ円偏光の露光光の照射を受け、次いで、開口７ａを有するマスク７を介して、露光光源１６からＣＣＷ円偏光の露光光の照射を受ける点が、第１実施形態と異なり、その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。図６に示すように、露光光源６からのＣＷ円偏光の露光光を、スリット５ａを介してフィルム１０上の配向材料膜に露光することにより、帯状の偏光部１ａを形成する。このとき、フィルム１０上の配向材料膜は、非可逆性の材料であり、このＣＷ円偏光の露光光の照射により、照射を受けた帯状の部分が１００％硬化し、この部分の配向材料膜の配向方向が固定される。次いで、露光光源１６からのＣＣＷ円偏光の露光光を、開口５ａを介してフィルム１０上の配向材料膜に露光することにより、フィルム１０のほぼ全面にＣＣＷ円偏光の露光光を照射する。このとき、偏光部１ａはＣＷ円偏光で偏光方向が固定されているので、ＣＣＷ円偏光の露光光の照射を受けても、偏光方向は変化しない。そして、偏光部１ａ間の露光光源６の未露光部が、露光光源１６からのＣＣＷ円偏光の露光光の照射を受けて、この部分がＣＣＷ円偏光に対応する偏光部１ｂとなる。これにより、図７に示すように、偏光部１ａと偏光部１ｂとが走査線の１ラインに対応して交互に位置する偏光フィルム１を製造することができる。
【００３３】
このようにして、本実施形態は、ＣＷ円偏光により帯状の偏光部１ａを形成した後、ＣＣＷ円偏光の露光光の全面露光により、偏光部１ａ間に偏光部１ｂを形成するので、第１実施形態と同様に、マスク７とスリットマスク５との位置合わせは不要である。また、本実施形態も第１実施形態と同様に、フィルムの振動及びシワが防止され、高精度で偏光部１ａ、１ｂを形成することができる。これにより、走査線１ラインに高精度で整合した偏光部１ａ、１ｂを有するＦＰＲ偏光フィルム１を製造することができる。
【００３４】
なお、本発明は、ＦＰＲ偏光フィルム１の製造に限らず、種々の膜の製造に使用することができる。例えば、本発明を光配向膜の製造に使用することができる。この場合、露光光源６からの露光光が、マスク７に対して、例えば、４０°の傾斜角度で入射し、露光光源１６からの露光光が、スリットマスク５に対して、例えば、−４０°の傾斜角度で入射するようにすれば良い。即ち、図４と同様に、可逆性の配向材料膜が形成されたフィルム１０に対して、フィルム１０の搬送方向に４０°傾斜する露光光をフィルム１０のほぼ全域に照射し、その後、フィルム１０の搬送方向に−４０°傾斜する露光光をスリット５ａに対応する帯状の領域（配向部）に照射して、この領域については、−４０°傾斜露光光により上書き露光する。本実施形態においても、最初の露光においては、配向材料膜は例えば５０％硬化し、次順の露光により、帯状の照射領域は配向材料膜が例えば１００％硬化する。このため、２回の露光により、配向部１ｄにおいては、２回目の露光による−４０°傾斜入射の露光光により配向方向が決まり、この配向部においては、１回目の露光による４０°傾斜入射の露光光により配向方向が揃えられた後、その後のポストベークによりその配向方向が固定されたものとなる。これにより、光配向方向が交互に異なる複数の帯状の配向部を有する光配向膜を得ることができ、液晶表示装置の光配向膜として、視野角を拡大するために使用することができる。また、この配向膜を図６と同様にして形成することもできる。なお、露光光の入射傾斜角度は４０°及び−４０°に限らず、種々の角度を採用することができる。
【００３５】
更に、図１に示す実施形態のメタルマスク（スリットマスク５）は、そのスリット５ａがフィルム移動方向について各３個に分断され、分断されたスリット５ａ１，５ａ２、５ａ３の相互間の領域１５ａ、１５ｂは、フィルム移動方向に直交する方向に直線状に連なっているが、これに限らず、このスリット５ａ１，５ａ２、５ａ３の相互間の領域は、千鳥状等で連なっていても良く、このスリット５ａ１，５ａ２、５ａ３の相互間の領域の形状は任意である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、ＦＰＲ方式の偏光フィルム及び光配向膜等を、メタルマスクを使用して高精度で製造することができ、３Ｄ方式又は２Ｄ方式の液晶表示装置の高精細化に寄与する。そして、本発明により、メタルマスクを使用したスキャン露光が実用化されるので、マスクコストを低減できる。
【符号の説明】
【００３７】
１：偏光フィルム
１ａ、１ｂ：偏光部
１ｃ、１ｄ：配向部
５：スリットマスク
５ａ：スリット
８：バックロール
６，１６：露光光源
７：マスク
７ａ：開口
１０：フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置において露光光に対し相対的に一方向に移動する基材に対し、前記一方向に延びる帯状の露光領域を、前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個形成するために使用されるスキャン露光用メタルマスクにおいて、
前記露光装置に設置されたときに前記一方向に平行に延び前記一方向及び前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個配置されたスリットを有し、
前記スリットの幅及び前記一方向に直交する方向についての前記スリットの配置間隔は、前記帯状の露光領域の幅により決まり、
前記一方向に離隔する前記スリット間の領域は、前記一方向に直交する方向に連なっていることを特徴とするスキャン露光用メタルマスク。
【請求項２】
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置された第２のマスクと、
前記第２のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第２の露光光源と、
を有し、
前記第１及び第２のスリットマスクの少なくとも一つは、
前記フィルム基材が前記第１及び／又は第２のスリットマスクに対して移動する方向を一方向として、
前記一方向に平行に延び前記一方向及び前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個配置されたスリットを有し、
前記スリットの幅及び前記一方向に直交する方向についての前記スリットの配置間隔は、前記帯状の露光領域の幅により決まり、
前記一方向に離隔する前記スリット間の領域は、前記一方向に直交する方向に連なっていることを特徴とするスキャン露光装置。
【請求項３】
前記露光光源は、一方がＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射するものであり、他方がＣＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射するものであることを特徴とする請求項２に記載のスキャン露光装置。
【請求項４】
前記露光光源は、一方がフィルムに対してフィルム移動方向に４０°傾斜するように入射する露光光を前記フィルムに照射するものであり、他方がフィルムに対してフィルム移動方向に−４０°傾斜するように入射する露光光を前記フィルムに照射するものであることを特徴とする請求項２に記載のスキャン露光装置。
【請求項１】
露光装置において露光光に対し相対的に一方向に移動する基材に対し、前記一方向に延びる帯状の露光領域を、前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個形成するために使用されるスキャン露光用メタルマスクにおいて、
前記露光装置に設置されたときに前記一方向に平行に延び前記一方向及び前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個配置されたスリットを有し、
前記スリットの幅及び前記一方向に直交する方向についての前記スリットの配置間隔は、前記帯状の露光領域の幅により決まり、
前記一方向に離隔する前記スリット間の領域は、前記一方向に直交する方向に連なっていることを特徴とするスキャン露光用メタルマスク。
【請求項２】
透明のフィルム基材の一面に配向膜が塗布されたフィルムが前記配向膜を外側にして巻き架けられ、前記フィルムをその周面で支持しつつ前記フィルムをその周面に沿って移動させるバックロールと、
前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置された第１のスリットマスクと、
前記第１のスリットマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第１の露光光源と、
前記フィルムの移動方向における前記第１のスリットマスクの下流側において、前記バックロールに巻き架けられた前記フィルムに対向するように配置された第２のマスクと、
前記第２のマスクを介して前記フィルムの前記配向膜を露光する第２の露光光源と、
を有し、
前記第１及び第２のスリットマスクの少なくとも一つは、
前記フィルム基材が前記第１及び／又は第２のスリットマスクに対して移動する方向を一方向として、
前記一方向に平行に延び前記一方向及び前記一方向に直交する方向に適長間隔をおいて複数個配置されたスリットを有し、
前記スリットの幅及び前記一方向に直交する方向についての前記スリットの配置間隔は、前記帯状の露光領域の幅により決まり、
前記一方向に離隔する前記スリット間の領域は、前記一方向に直交する方向に連なっていることを特徴とするスキャン露光装置。
【請求項３】
前記露光光源は、一方がＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射するものであり、他方がＣＣＷ円偏光の露光光を前記フィルムに照射するものであることを特徴とする請求項２に記載のスキャン露光装置。
【請求項４】
前記露光光源は、一方がフィルムに対してフィルム移動方向に４０°傾斜するように入射する露光光を前記フィルムに照射するものであり、他方がフィルムに対してフィルム移動方向に−４０°傾斜するように入射する露光光を前記フィルムに照射するものであることを特徴とする請求項２に記載のスキャン露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９７２０４（Ｐ２０１３−９７２０４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０６０３（Ｐ２０１１−２４０６０３）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
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