(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショートアーク型の放電ランプ、およびこの放電ランプを取り囲むよう配置された、当該放電ランプからの光を反射するリフレクタよりなる光源素子の複数が、一方向に並ぶよう配置されてなる光源素子列を有する光出射部と、
それぞれ前記一方向に垂直な方向に伸びる線状の多数の遮光部および多数の透光部が前記一方向に交互に並ぶよう配置されてなるマスクと、
前記光出射部からの光を前記一方向に伸びる線状に集光して、ローラーに接した状態で前記マスクにおける透光部が伸びる方向に搬送されるフィルム状の被照射物に前記マスクを介して照射する集光部材とを備えてなり、
前記光出射部からの光が、前記一方向において互いに平行な平行光とされた状態で前記マスクに入射され、前記被照射物における前記ローラーに接する箇所に照射されることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記光出射部と前記マスクとの間の光路上に偏光素子が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転放物面状の光反射面を有するものであり、前記集光部材は、断面が放物線状の光反射面を有するシリンドリカルミラーよりなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転放物面状の光反射面を有するものであり、前記集光部材は、シリンドリカル凸レンズを有してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転楕円面状の光反射面を有するものであり、前記集光部材は、断面が楕円状の光反射面を有するシリンドリカルミラーと、前記光出射部における光源素子に対応して前記一方向に並ぶよう配置された複数のシリンドリカル凸レンズとよりなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記光出射部は、それぞれ同方向に伸びる少なくとも２つの光源素子列を有してなり、これらの光源素子列は、一の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極間中心点と、当該光源素子に最も接近する、他の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極間中心点とを結ぶ直線が、前記一方向に伸びる直線と斜交するよう配置されており、
前記一方の光源素子列からの光による光照射領域と前記他方の光源素子列からの光による光照射領域とが重畳されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項７】
前記被照射物が、位相差フィルム製造用の光重合性液晶材料若しくは配向膜材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項８】
ショートアーク型の放電ランプ、およびこの放電ランプを取り囲むよう配置された、当該放電ランプからの光を反射するリフレクタよりなる光源素子の複数が、一方向に並ぶよう配置されてなる光源素子列を有する光出射部から出射された光を、それぞれ前記一方向に垂直な方向に伸びる線状の多数の遮光部および多数の透光部が前記一方向に交互に並ぶよう配置されてなるマスクを介して被照射物に照射する光照射方法であって、
前記光出射部からの光を、集光部材によって前記一方向に伸びる線状に集光すると共に、前記一方向において互いに平行な平行光とした状態で前記マスクに入射させ、当該マスクを介して、ローラーに接した状態で前記マスクにおける透光部が伸びる方向に搬送されるフィルム状の被照射物における前記ローラーに接する箇所に照射することを特徴とする光照射方法。
【請求項９】
前記光出射部と前記マスクとの間の光路上に配置された偏光素子によって偏光光を照射することを特徴とする請求項８に記載の光照射方法。
【請求項１０】
前記被照射物が、位相差フィルム製造用の光重合性液晶材料若しくは配向膜材料であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状パターンを形成するために用いられる光照射装置および光照射方法に関し、更に詳しくは、例えばパターン化位相差フィルムの製造工程において、光重合性液晶材料または光配向膜に光を照射するために好適な光照射装置および光照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ映像表示装置は三次元立体映像を現出させるものであり、このような３Ｄ映像表示装置としては、従来、劇場用のものやテレビ再生用のものが開発されており、今後において、アミューズメント施設、店舗ディスプレイ、医療などの用途に利用されることが期待されていることから、近年、脚光を浴びている。
【０００３】
図２０は、３Ｄ映像表示装置の一例における構成の概略を示す説明図である。この３Ｄ映像表示装置は、右目用映像発信部８１と左目用映像発信部８２とが交互に配置された液晶（ＬＣＤ）製の３Ｄ映像発信部８０と、この３Ｄ映像発信部８０の前方に設けられた、右目用映像発信部８１の前方に位置するよう配置された右目用映像表示部８６、および左目用映像発信部８２の前方に位置するよう配置された左目用映像表示部８７よりなる３Ｄ映像表示体形成用フィルム８５と、３Ｄ映像発信部８０の後方に設けられた光源８８とにより構成されている。この３Ｄ映像表示装置は、右目用映像発信部８１からは右目用映像が発信されると共に、左目用映像発信部８２からは左目用映像が発信され、例えば、右目用映像は右目用映像表示部８６に導入されてそのまま観察者に送られ、左目用映像は左目用映像表示部８７に導入されて一旦偏光の振動方向が９０°回転された後に観察者に送られる。そして、観察者は、この偏光の振動方向が異なる右目用映像および左目用映像を、右目用映像のみを透過する偏光板付右目用レンズと左目用映像のみを透過する偏光板付左目用レンズとからなる偏光メガネを介して捉えることにより、当該観察者において左目用映像および右目用映像の合成映像がひとつの立体映像として認識される構成とされている。このような３Ｄ映像表示装置は、例えば特許文献１に記載されている。
そして、３Ｄ映像表示装置においては、観察者の左目および右目にそれぞれ左目用映像および右目用映像を認識させることにより、観察者の脳内において立体映像が認識されるが、左目用映像と右目用映像とを区別するために、パターン化位相差フィルムが用いられている。
【０００４】
また、液晶表示装置等においては、その性能を向上させる手段として、液晶ポリマー層を有するパターン化位相差フィルムを用いることが提案されている（特許文献２参照。）。
【０００５】
このようなパターン化位相差フィルムは、図２１（ａ）に示すように、フィルム基材９０上に配向膜９１を介して形成された光重合性液晶材料層９２に対して、それぞれ線状の多数の遮光部９６および多数の透光部９７が交互に並ぶよう配置されてなるマスク９５を介して光を照射することにより、図２１（ｂ）に示すように、ストライプ状のパターンの液晶ポリマー層９３を形成し、その後、残存する光重合性液晶材料層９２を除去することによって得られる。
このようなパターン化位相差フィルムの製造において、紫外光などの活性エネルギー線を光重合性液晶材料層９２に対して広範囲にわたって照射することによって量産性を高めるために、通常、ロングアーク型の放電ランプを具えた光照射装置が用いられ、マスク９５は、遮光部９６および透光部９７が伸びる方向（図２１において紙面に垂直な方向）が、ロングアーク型の放電ランプの長手方向に直交するよう配置される。
【０００６】
しかしながら、このような光照射装置においては、以下のような問題がある。
すなわち、ロングアーク型の放電ランプは線光源であるために、光学系によって、放電ランプから放射される光を当該放電ランプの長手方向において互いに平行な平行光とすることができない。このため、図２２に示すように、マスク９５の透光部９７を透過する光の一部が、マスク９５にその面方向に対して斜交して入射されることにより、被照射物である光重合性液晶材料層９２における遮光部９６の縁部の直下に位置する領域に照射される結果、マスク９５のパターンに忠実で解像度の高いパターンを有する液晶ポリマー層９３を形成することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８５９８３号公報
【特許文献２】特開２００９−２７６６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、マスクのパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成することができる光照射装置および光照射方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光照射装置は、ショートアーク型の放電ランプ、およびこの放電ランプを取り囲むよう配置された、当該放電ランプからの光を反射するリフレクタよりなる光源素子の複数が、一方向に並ぶよう配置されてなる光源素子列を有する光出射部と、
それぞれ前記一方向に垂直な方向に伸びる線状の多数の遮光部および多数の透光部が前記一方向に交互に並ぶよう配置されてなるマスクと、
前記光出射部からの光を前記一方向に伸びる線状に集光して、ローラーに接した状態で前記マスクにおける透光部が伸びる方向に搬送されるフィルム状の被照射物に前記マスクを介して照射する集光部材とを備えてなり、
前記光出射部からの光が、前記一方向において互いに平行な平行光とされた状態で前記マスクに入射され、前記被照射物における前記ローラーに接する箇所に照射されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光照射装置においては、前記光出射部と前記マスクとの間の光路上に偏光素子が配置されていることが好ましい。
また、前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転放物面状の光反射面を有するものであり、前記集光部材は、断面が放物線状の光反射面を有するシリンドリカルミラーよりなるものであってもよい。
また、前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転放物面状の光反射面を有するものであり、前記集光部材は、シリンドリカル凸レンズを有してなるものであってもよい。
また、前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転楕円面状の光反射面を有するものであり、前記集光部材は、断面が楕円状の光反射面を有するシリンドリカルミラーと、前記光出射部における光源素子に対応して前記一方向に並ぶよう配置された複数のシリンドリカル凸レンズとよりなるものであってもよい。
また、前記光出射部は、それぞれ同方向に伸びる少なくとも２つの光源素子列を有してなり、これらの光源素子列は、一の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極間中心点と、当該光源素子に最も接近する、他の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極間中心点とを結ぶ直線が、前記一方向に伸びる直線と斜交するよう配置されており、前記一方の光源素子列からの光による光照射領域と前記他方の光源素子列からの光による光照射領域とが重畳されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の光照射装置においては、前記被照射物が、位相差フィルム製造用の光重合性液晶材料若しくは配向膜材料であることが好ましい。
【００１４】
本発明の光照射方法は、ショートアーク型の放電ランプ、およびこの放電ランプを取り囲むよう配置された、当該放電ランプからの光を反射するリフレクタよりなる光源素子の複数が、一方向に並ぶよう配置されてなる光源素子列を有する光出射部から出射された光を、それぞれ前記一方向に垂直な方向に伸びる線状の多数の遮光部および多数の透光部が前記一方向に交互に並ぶよう配置されてなるマスクを介して被照射物に照射する光照射方法であって、
前記光出射部からの光を、集光部材によって前記一方向に伸びる線状に集光すると共に、前記一方向において互いに平行な平行光とした状態で前記マスクに入射させ、当該マスクを介して、ローラーに接した状態で前記マスクにおける透光部が伸びる方向に搬送されるフィルム状の被照射物における前記ローラーに接する箇所に照射することを特徴とする。
【００１５】
本発明の光照射方法においては、前記光出射部と前記マスクとの間の光路上に配置された偏光素子によって偏光光を照射してもよい。
また、本発明の光照射方法においては、前記被照射物が、位相差フィルム製造用の光重合性液晶材料若しくは配向膜材料であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光源素子を構成する放電ランプとして、点光源であるショートアーク型のものを用い、このような放電ランプを有する複数の光源素子を一方向に沿って並ぶよう配置されてなる光源素子列によって光出射部が構成されているため、当該光源素子列を構成する光源素子の各々における放電ランプから放射される光を、光源素子が並ぶ一方向において互いに平行な平行光とすることが可能となり、これにより、被照射物におけるマスクの遮光部の直下に位置する領域に光が照射されることが防止または抑制される結果、マスクのパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す光照射装置をＡ−Ａ線で切断して示す側面断面図である。
【図３】図１に示す光照射装置をＢ−Ｂ線で切断して示す平面断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る光照射装置における光出射部の正面図である。
【図５】マスクの具体的な構成の一例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】マスクにおける集光部材からの光が入射される有効照射幅、マスクと被照射物との間のギャップの許容変動値、およびローラーの半径の関係を示す説明図である。
【図７】パターン化位相差フィルムの製造工程の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の光照射装置によって照射される光の向きを示す説明図である。
【図９】第２の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る光照射装置における複合レンズの構成を示す説明図である。
【図１２】第４の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。
【図１３】偏光素子の一例における構成を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】パターン化位相差フィルムの製造工程の他の例を示す説明図である。
【図１５】第５の実施の形態に係る光照射装置における光出射部の正面図である。
【図１６】第５の実施の形態に係る光照射装置において、光出射部からの光を集光部材によって集光したときの光照射領域におけるｘ方向の照度分布を示す曲線図である。
【図１７】第６の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図１８】図１７に示す光照射装置をＡ−Ａ線で切断して示す側面断面図である。
【図１９】変形例に係る光照射装置において、光出射部からの光を集光部材によって集光したときの光照射領域におけるｘ方向の照度分布を示す曲線図である。
【図２０】３Ｄ映像表示装置の一例における構成の概略を示す説明図である。
【図２１】パターン化位相差フィルムの製造工程を示す説明図である。
【図２２】従来の光照射装置によって照射される光の向きを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す斜視図であり、図２は、図１に示す光照射装置をＡ−Ａ線で切断して示す側面断面図、図３は、図１に示す光照射装置をＢ−Ｂで切断して示す平面断面図である。
この第１の実施の形態に係る光照射装置は、例えばパターン化位相差フィルムを製造するために用いられるものであって、複数例えば３つ以上の光源素子１２よりなる光源素子列１１を有する光出射部１０と、この光出射部１０からの光を、後述する光源素子１２が並ぶ一方向に伸びる線状に集光する集光部材２０と、この集光部材２０からの光をストライプ状に整形するマスク３０と、被照射物Ｗを搬送する搬送手段４０とにより構成されている。
【００１９】
光出射部１０を構成する光源素子列１１においては、図４にも示すように、光源素子１２の各々が、一方向（図２において紙面に垂直な方向。以下、この一方向を「ｘ方向」ともいう。）に並ぶよう配置されている。光源素子列１１における光源素子１２の各々は、発光管１４内にその管軸に沿って互いに対向するよう一対の電極（図示省略）が配置されてなるショートアーク型の放電ランプ１３と、この放電ランプ１３を取り囲むよう配置された、当該放電ランプ１３からの光を反射するリフレクタ１５とを有する。
【００２０】
放電ランプ１３としては、発光管１４内に水銀、希ガスおよびハロゲンが封入された、例えば波長２７０〜４５０ｎｍの紫外光を高い効率で放射する超高圧水銀ランプを用いることができる。このような放電ランプ１３において、一対の電極間の電極間距離が例えば０．５〜２．０ｍｍ、水銀の封入量が例えば０．０８〜０．３０ｍｇ／ｍｍ3 である。
【００２１】
第１の実施の形態に係る光照射装置において、リフレクタ１５は、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の光反射面１６を有するパラボラミラーにより構成されており、当該リフレクタ１５は、その光軸Ｃが放電ランプ１３における発光管１４の管軸上に位置され、かつ、その焦点Ｆが放電ランプ１３における電極間の輝点に位置されるよう配置され、この状態で、固定部材１８によって放電ランプ１３に固定されている。
【００２２】
また、第１の実施の形態に係る光照射装置において、集光部材２０は、ｘ方向に垂直な断面が放物線状の光反射面２１を有する、ｘ方向に沿って伸びるシリンドリカルパラボラミラーにより構成されており、当該集光部材２０は、光出射部１０における各リフレクタ１５の光軸Ｃに垂直な光出射面１７の前方において、その焦点ｆが被照射物Ｗの表面上に位置するよう配置されている。
この集光部材２０は、目的とする波長の紫外光のみを反射させ、不要な可視光および赤外光を透過させるコールドミラーコーティングが施されてなるものであってもよい。
【００２３】
マスク３０は、ｘ方向に長尺な矩形の板状のものであって、集光部材２０の下方において、当該集光部材２０による反射光の光軸Ｌに対して垂直な平面に沿って配置されている。このマスク３０は、それぞれｘ方向に垂直な方向（図２および図３において左右方向。以下、この方向を「ｙ方向」ともいう。）に伸びる線状の多数の遮光部および多数の透光部がｘ方向に交互に並ぶよう配置されてなるものである。
図５は、マスク３０の具体的な構成の一例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。このマスク３０においては、例えば石英ガラスよりなる透光性基板３１の一面に、例えばクロムよりなる多数の線状の遮光膜３２が所要の間隔で離間して並ぶよう配置されており、遮光膜３２が形成された領域によって線状の遮光部３５が形成され、隣接する遮光膜３２間の領域によって透光部３６が形成されている。このマスク３０には、図５（ａ）において破線Ｌｂで示すように、遮光部３５および透光部３６が並ぶｘ方向に伸びる帯状の光が入射される。
【００２４】
被照射物Ｗは、後述する搬送手段４０によってｙ方向に搬送されるため、マスク３０は、被照射物Ｗに対して離間して配置される。マスク３０と被照射物Ｗとの間の最小ギャップＧは、例えば５０〜１０００μｍである。
また、被照射物Ｗは、後述するローラー４１に接した状態で搬送されることにより、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップは、当該被照射物Ｗがｙ方向に搬送されるにつれて変動するため、マスク３０における集光部材２０からの光が入射される有効照射幅ｄは、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップの許容変動値や、ローラー４１の半径を考慮して可能な範囲で小さく設定することが好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、被照射物Ｗが搬送されてマスク３０の直下領域を通過する際には、被照射物Ｗとマスク３０との間のギャップは、先ず、被照射物Ｗがｙ方向に移動するにつれて小さくなり、マスク３０の中央位置の直下に到達した後には、被照射物Ｗがｙ方向に移動するにつれて大きくなるが、最小有効照射幅ｄが大きい程、ギャップの変動幅も大きくなるため、後述するマスク３０のパターンに忠実で高解像度のパターンを形成することができないからである。
具体的には、図６に示すように、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップの許容変動値をａ、ローラー４１の半径をｒとしたとき、有効照射幅ｄは、ｄ＝√｛ｒ2 −（ｒ−ａ）2 ｝×２により求めることができる。この式において、理論上は、被照射物Ｗの厚みを勘案することが必要であるが、被照射物Ｗの厚みは、ローラー４１の半径に比較して極めて小さいため、無視することができる。具体的な例を挙げると、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップの許容変動値ａが５０μｍ、ローラー４１の半径ｒが３００ｍｍである場合には、有効照射幅ｄは約１１ｍｍ以下であることが好ましい。従って、上記した光出射部１０におけるショートアーク型の各放電ランプ１３からの放射光を、各リフレクタ１５および集光部材２０によりｘ方向に伸びる線状に集光することが、かかる有効照射幅ｄの範囲内に光を集光させるために有効であり、ひいては、マスク３０のパターンに忠実で高解像度のパターンを形成することに繋がる。
【００２５】
搬送手段４０は、被照射物Ｗに接して当該被照射物Ｗを搬送するローラー４１を有する。具体的には、ローラー４１は、被照射物Ｗに接する箇所がマスク３０の直下位置に位置されるよう、当該ローラー４１の回転軸（図示省略）がｘ方向に伸びる姿勢で配置されており、当該ローラー４１が回転することにより、被照射物Ｗがｙ方向に搬送される。
被照射物がフィルム状のものである場合には、搬送手段４０が被照射物Ｗに接して当該被照射物Ｗを搬送するローラー４１を有するので、ローラー４１の偏芯を少なくすることにより、マスク３０と、ローラー４１に接したフィルム状の被照射物Ｗとの間のギャップを一定に保つことができる。
なお、ローラー４１に水冷機構を設けることにより、被照射物Ｗに高照度の紫外光が照射された場合でも、被照射物Ｗに接したローラー４１により被照射物Ｗを冷却することができるので、被照射物Ｗのシュリンクなどの変形を防止することができる。
【００２６】
上記の光照射装置においては、図２に示すように、光出射部１０から出射された光が、集光部材２０およびマスク３０を介して、搬送手段４０によってｙ方向に搬送される被照射物Ｗに照射される。具体的に説明すると、光出射部１０においては、光源素子列１１における各光源素子１２の放電ランプ１３から放射された光が、当該光源素子１２におけるリフレクタ１５の光反射面１６によって反射されることにより、当該リフレクタ１５の光軸Ｃに沿った平行光とされて光出射面１７から集光部材２０に向かって出射される。その後、光出射部１０から出射された平行光とされた光は、集光部材２０における光反射面２１により下方に向かって反射されることにより、ｘ方向に伸びる線状に集光されながらマスク３０に入射される。このとき、マスク３０に入射される光は、ｘ方向において互いに平行な平行光である。そして、マスク３０に入射された光が図５に示す当該マスク３０における遮光部３５および透光部３６によってストライプ状に整形されて被照射物Ｗに照射されることにより、被照射物Ｗにおけるローラー４１が接する箇所の表面には、マスク３０における遮光部３５および透光部３６のパターンに対応するストライプ状の光照射領域が形成されると共に、被照射物Ｗが搬送手段４０によってｙ方向に搬送されることにより、当該被照射物Ｗに対して、所要の光照射処理が達成される。
【００２７】
このような光照射装置においては、光重合性液晶材料を用い、以下のようにしてパターン化位相差フィルムを製造することができる。
先ず、図７（ａ）に示すように、フィルム基材５１上に、液状の配向膜用材料を塗布して乾燥または硬化することによって配向膜用材料層５２Ａを形成し、当該配向膜用材料層５２Ａに対してラビング処理を施すことにより、図７（ｂ）に示すように、フィルム基材５１上に配向膜５２を形成する。次いで、図７（ｃ）に示すように、配向膜５２上に光重合性液晶材料層５３Ａを形成し、その後、光重合性液晶材料層５３Ａに対し、上記の光照射装置によって選択的露光処理を行って、光重合性液晶材料層５３Ａの一部を硬化させることにより、図７（ｄ）に示すように、ストライプ状にパターン化された液晶ポリマー層５３が形成される。そして、配向膜５２上に残留する光重合性液晶材料層５３Ａを除去することにより、図７（ｅ）に示すように、フィルム基材５１上に配向膜５２を介してストライプ状に液晶ポリマー層５３が形成されてなるパターン化位相差フィルムが得られる。
【００２８】
第１の実施の形態に係る光照射装置によれば、光源素子１２を構成する放電ランプ１３が点光源であるショートアーク型のものであり、このような放電ランプ１３と回転放物面状の光反射面１６を有するリフレクタ１５とよりなる複数の光源素子１２を一方向（ｘ方向）に沿って並ぶよう配置されてなる光源素子列１１によって、光出射部１０が構成されているため、当該光源素子列１１を構成する光源素子１２の各々における放電ランプ１３から放射される光が、当該光源素子１２の各々におけるリフレクタ１５によって、光源素子１２が並ぶ一方向において互いに平行な平行光とされ、これにより、集光部材２０からの光は、図８に示すように、マスク３０の透光部３６にその面方向に対して直交若しくは略直交して入射されて当該透光部３６を透過する。従って、被照射物Ｗにおけるマスク３０の遮光部３５の直下に位置する領域に光が照射されることが防止または抑制される結果、マスク３０のパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成することができる。
【００２９】
［第２の実施の形態］
図９は、第２の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。
この第２の実施の形態に係る光照射装置は、例えばパターン化位相差フィルムを製造するために用いられるものであって、複数例えば３つ以上の光源素子１２よりなる光源素子列１１を有する光出射部１０と、この光出射部１０からの光を、後述する光源素子１２が並ぶ一方向（ｘ方向）に伸びる線状に集光する集光部材２０と、この集光部材２０からの光をストライプ状に整形するマスク３０と、被照射物Ｗを搬送する搬送手段４０とにより構成されている。ここで、マスク３０および搬送手段４０は、第１の実施の形態に係る光照射装置におけるマスク３０および搬送手段４０と同様の構成である。
【００３０】
光出射部１０を構成する光源素子列１１においては、光源素子１２の各々が、ｘ方向（図９において紙面に垂直な方向）に並ぶよう配置されている（図４参照）。光源素子列１１における光源素子１２の各々は、発光管１４内にその管軸に沿って互いに対向するよう一対の電極（図示省略）が配置されてなるショートアーク型の放電ランプ１３と、この放電ランプ１３を取り囲むよう配置された、当該放電ランプ１３からの光を反射するリフレクタ１５とを有する。ここで、放電ランプ１３は、第１の実施の形態に係る光照射装置における放電ランプ１３と同様の構成である。
【００３１】
第２の実施の形態に係る光照射装置において、リフレクタ１５は、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の光反射面１６を有するパラボラミラーにより構成されており、当該リフレクタ１５は、その光軸Ｃが放電ランプ１３における発光管１４の管軸上に位置され、かつ、その焦点Ｆが放電ランプ１３における電極間の輝点に位置されるよう配置され、この状態で、固定部材１８によって放電ランプ１３に固定されている。
【００３２】
また、第２の実施の形態に係る光照射装置において、集光部材２０は、ｘ方向に沿って伸びるよう配置された、光照射機構１０からの光を一方向に伸びる線状に集光するシリンドリカル凸レンズ２２と、このシリンドリカル凸レンズ２２からの光をマスク３０に向かって反射する平面ミラー２３とにより構成されている。
集光部材２０におけるシリンドリカル凸レンズ２２は、光出射部１０における各リフレクタ１５の光軸Ｃに垂直な光出射面１７の前方において、その凸面が光出射面となる向きに、その焦点ｆが平面ミラー２３によって投影される被照射物Ｗの表面上に位置されるよう配置されている。
集光部材２０における平面ミラー２３は、マスク３０の上方において、当該平面ミラーの光反射面２４が、リフレクタ１５の光軸Ｃに対して例えば４５°の角度で傾いた状態で配置されている。
【００３３】
上記の光照射装置においては、光出射部１０から出射された光が、集光部材２０およびマスク３０を介して、搬送手段４０によってｙ方向に搬送される被照射物Ｗに照射される。具体的に説明すると、光出射部１０においては、光源素子列１１における各光源素子１２の放電ランプ１３から放射された光が、当該光源素子１２におけるリフレクタ１５の光反射面１６によって反射されることにより、当該リフレクタ１５の光軸Ｃに沿った平行光とされて光出射面１７から集光部材２０に向かって出射される。その後、光出射部１０から出射された平行光とされた光は、集光部材２０におけるシリンドリカル凸レンズ２２によってｘ方向に伸びる線状に集光されながら、平面ミラー２３の光反射面２４により下方に向かって反射されることにより、マスク３０に入射される。このとき、マスク３０に入射される光は、ｘ方向において互いに平行な平行光である。そして、マスク３０に入射された光が当該マスク３０における遮光部３５および透光部３６によってストライプ状に整形されて被照射物Ｗに照射されることにより、被照射物Ｗにおけるローラー４１が接する箇所の表面には、マスク３０における遮光部３５および透光部３６のパターンに対応するストライプ状の光照射領域が形成されると共に、被照射物Ｗが搬送手段４０によってｙ方向に搬送されることにより、当該被照射物Ｗに対して、所要の光照射処理が達成される。
【００３４】
第２の実施の形態に係る光照射装置によれば、光源素子１２を構成する放電ランプ１３が点光源であるショートアーク型のものであり、このような放電ランプ１３と回転放物面状の光反射面１６を有するリフレクタ１５とよりなる複数の光源素子１２を一方向（ｘ方向）に沿って並ぶよう配置されてなる光源素子列１１によって、光出射部１０が構成されているため、当該光源素子列１１を構成する光源素子１２の各々における放電ランプ１３から放射される光が、当該光源素子１２の各々におけるリフレクタ１５によって、光源素子１２が並ぶ一方向において互いに平行な平行光とされるので、これにより、被照射物Ｗにおけるマスク３０の遮光部３５の直下に位置する領域に光が照射されることが防止または抑制される結果、マスク３０のパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成することができる。
【００３５】
［第３の実施の形態］
図１０は、第３の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。  この第３の実施の形態に係る光照射装置は、例えばパターン化位相差フィルムを製造するために用いられるものであって、複数例えば３つ以上の光源素子１２よりなる光源素子列１１を有する光出射部１０と、この光出射部１０からの光を、後述する光源素子１２が並ぶ一方向（ｘ方向）に伸びる線状に集光する集光部材２０と、この集光部材２０からの光をストライプ状に整形するマスク３０と、被照射物Ｗを搬送する搬送手段４０とにより構成されている。ここで、マスク３０および搬送手段４０は、第１の実施の形態に係る光照射装置におけるマスク３０および搬送手段４０と同様の構成である。
【００３６】
光出射部１０を構成する光源素子列１１においては、光源素子１２の各々が、ｘ方向（図１０において紙面に垂直な方向）に並ぶよう配置されている（図４参照）。光源素子列１１における光源素子１２の各々は、発光管１４内にその管軸に沿って互いに対向するよう一対の電極（図示省略）が配置されてなるショートアーク型の放電ランプ１３と、この放電ランプ１３を取り囲むよう配置された、当該放電ランプ１３からの光を反射するリフレクタ１９とを有する。ここで、放電ランプ１３は、第１の実施の形態に係る光照射装置における放電ランプ１３と同様の構成である。
【００３７】
第３の実施の形態に係る光照射装置において、リフレクタ１９は、その光軸Ｃを中心とする回転楕円面状の光反射面１６を有する楕円集光鏡により構成されており、当該リフレクタ１９は、その光軸Ｃが放電ランプ１３における発光管１４の管軸上に位置され、かつ、その第１焦点Ｆ１が放電ランプ１３における電極間の輝点に位置されると共に、その第２焦点Ｆ２が光照射部１０と集光部材２０との間の位置に位置されるよう配置され、この状態で、固定部材１８によって放電ランプ１３に固定されている。
【００３８】
また、第３の実施の形態に係る光照射装置において、集光部材２０は、ｘ方向に垂直な断面が楕円状の光反射面２６を有する、ｘ方向に沿って伸びるシリンドリカル楕円ミラー２５と、このシリンドリカル楕円ミラー２５によって反射された光が入射される複合レンズ２７とにより構成されている。
集光部材２０におけるシリンドリカル楕円ミラー２５は、光出射部１０における各リフレクタ１９の光軸Ｃに垂直な光出射面１７の前方において、その第１焦点ｆ１がリフレクタ１９の第２焦点Ｆ２上に位置され、その第２焦点ｆ２が被照射物Ｗの表面上に位置されるよう配置されている。
集光部材２０における複合レンズ２７は、図１１に示すように、光出射部１０における光源素子１２の各々に対応する複数のシリンドリカル凸レンズ２８が、ｘ方向（図１１において左右方向）に並ぶよう配置されて構成されている。また、複合レンズ２７におけるシリンドリカル凸レンズ２８の各々は、その凸面が光入射面となる向きに、その焦点がシリンドリカル楕円ミラー２５によって投影されるリフレクタ１５の第２焦点Ｆ２上に位置されるよう配置されている。
【００３９】
上記の光照射装置においては、光出射部１０から出射された光が、集光部材２０およびマスク３０を介して、搬送手段４０によってｙ方向に搬送される被照射物Ｗに照射される。具体的に説明すると、光出射部１０においては、光源素子列１１における各光源素子１２の放電ランプ１３から放射された光が、当該光源素子１２におけるリフレクタ１９の光反射面１６によって反射されることにより、光出射面１７から集光部材２０におけるシリンドリカル楕円ミラー２５に向かって出射される。その後、光出射部１０から出射された光は、シリンドリカル楕円ミラー２５における光反射面２６により下方に向かって反射されることにより、ｘ方向に伸びる線状に集光されながら、複合レンズ２７を介してマスク３０に入射される。このとき、マスク３０に入射される光は、複合レンズ２７におけるシリンドリカル凸レンズ２８の各々によって、ｘ方向において互いに平行な平行光とされる。そして、マスク３０に入射された光が当該マスク３０における遮光部３５および透光部３６によってストライプ状に整形されて被照射物Ｗに照射されることにより、被照射物Ｗにおけるローラー４１が接する箇所の表面には、マスク３０における遮光部３５および透光部３６のパターンに対応するストライプ状の光照射領域が形成されると共に、被照射物Ｗが搬送手段４０によってｙ方向に搬送されることにより、当該被照射物Ｗに対して、所要の光照射処理が達成される。
【００４０】
第３の実施の形態に係る光照射装置によれば、光源素子１２を構成する放電ランプ１３が点光源であるショートアーク型のものであり、このような放電ランプ１３と回転楕円面状の光反射面１６を有するリフレクタ１９とよりなる複数の光源素子１２を一方向（ｘ方向）に沿って並ぶよう配置されてなる光源素子列１１によって、光出射部１０が構成されているため、当該光源素子列１１を構成する光源素子１２の各々から出射される光が、集光部材２０における複合レンズ２７を構成するシリンドリカル凸レンズ２８によって、光源素子１２が並ぶ一方向において互いに平行な平行光とされるので、これにより、被照射物Ｗにおけるマスク３０の遮光部３５の直下に位置する領域に光が照射されることが防止または抑制される結果、マスク３０のパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成することができる。
【００４１】
［第４の実施の形態］
図１２は、第４の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す側面断面図である。  この第４の実施の形態に係る光照射装置は、例えばパターン化位相差フィルムを製造するために用いられるものであって、集光部材２０とマスク３０との間の光路上に偏光素子４５が配置されていることを除き、第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の構成である。
図１３は、偏光素子の一例における構成を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。この偏光素子４５は、ワイヤーグリッド偏光素子であり、例えばガラス若しくは石英ガラスよりなる矩形の透明基板４６の一面に、多数の金属ワイヤー４７が当該透明基板４６の一辺に平行な方向に沿って一定の間隔で配置されて構成されている。金属ワイヤー４７の配置ピッチは、光出射部１０からの光の波長以下とされている。金属ワイヤー４７を構成する金属材料としては、光反射率が高いものを用いるが好ましく、具体的には、アルミニウム、銀などを用いることが好ましい。
このような偏光素子（ワイヤーグリッド偏光素子）４５においては、金属ワイヤー４７の配置ピッチの約２倍以上の波長の光が、金属ワイヤー４７が配置された面から照射されたときに、当該光を構成する振動成分のうち、金属ワイヤー４７が伸びる方向に振動する成分を反射若しくは吸収すると共に、金属ワイヤー４７が伸びる方向と垂直な方向に振動する成分を透過することによって、直線偏光光とされる。
【００４２】
上記の光照射装置においては、光出射部１０から出射された光が、集光部材２０、偏光素子４５およびマスク３０を介して、搬送手段４０によってｙ方向に搬送される被照射物Ｗに照射される。このとき、集光部材２０からの光は、偏光素子４５によって直線偏光光とされるため、当該直線偏光光が被照射物Ｗに照射される。
【００４３】
このような光照射装置においては、光配向膜用材料を用い、以下のようにしてパターン化位相差フィルムを製造することができる。
先ず、図１４（ａ）に示すように、フィルム基材５１上に、液状の光配向膜用材料を塗布して乾燥または硬化することによって光配向膜用材料層５５Ａを形成する。
次いで、光配向膜用材料層５５Ａに対して、上記の光照射装置によって直線偏光光による選択的露光処理を行うことにより、図１４（ｂ）に示すように、フィルム基材５１上にストライプ状にパターニングされた第１の光配向膜５５を形成する。
更に、適宜の光照射装置によって、上記図１４（ｂ）で照射した偏光光と９０°偏光方向が異なる直線偏光光により全面露光処理を行うことにより、図１４（ｃ）に示すように、隣接する第１の光配向膜５５間に第２の光配向膜５６を形成する。
次いで、図１４（ｄ）に示すように、第１の光配向膜５５および第２の光配向膜５６の表面上に、光重合性液晶材料層５７Ａを形成し、その後、光重合性液晶材料層５７Ａに対し、適宜の光照射装置によって全面露光処理を行って、当該光重合性液晶材料層５７Ａを硬化させることにより、図１４（ｅ）に示すように、第１の光配向膜５５上に形成された第１の液晶ポリマー層部分５７およびこの第１の液晶ポリマー層部分５７とは液晶の配向状態が異なる第２の液晶ポリマー層部分５８がストライプ状にパターン化されてなる液晶ポリマー層５９が形成され、以て、パターン化位相差フィルムが得られる。
【００４４】
このような光照射装置によれば、第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の効果が得られると共に、被照射物Ｗに対して直線偏光光を照射することができるので、光配向膜用材料を用いてパターン化位相差フィルムを製造するための光照射装置として極めて好適である。
【００４５】
［第５の実施の形態］
図１５は、第５の実施の形態に係る光照射装置における光出射部を示す正面図である。この第５の実施の形態に係る光照射装置は、光出射部を除き、第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の構成である。
この光照射装置における光出射部１０は、２つの光源素子列１１ａ，１１ｂが互いに同方向に伸びて並ぶよう配置されて構成されている。具体的に説明すると、光源素子列１１ａ，１１ｂの各々は、複数の光源素子１２が一方向（ｘ方向）に並ぶよう配置されて構成され、光源素子１２の各々は、ショートアーク型の放電ランプ１３と、この放電ランプ１３を取り囲むよう配置された、当該放電ランプ１３からの光を反射するリフレクタ１５とを有する。放電ランプ１３およびリフレクタ１５は、第１の実施の形態に係る光照射装置における放電ランプ１３およびリフレクタ１５と同様の構成である。
そして、２つの光源素子列１１ａ，１１ｂは、一方の光源素子列１１ａに係る光源素子１２における放電ランプ１３の電極間中心点と、当該光源素子１２に最も接近する、他方の光源素子列１１ｂに係る光源素子１２における放電ランプ１３の電極間中心点とを結ぶ直線Ｔが、ｘ方向に伸びる直線Ｘと斜交するよう配置されている。
【００４６】
図１６は、第５の実施の形態に係る光照射装置において、光出射部からの光を集光部材によって集光したときの光照射領域におけるｘ方向の照度分布を示す曲線図である。この図において、縦軸は相対照度、横軸はｘ方向における相対的な位置を示し、曲線（１）は、一方の光源素子列からの光による光照射領域の照度分布曲線、曲線（２）は他方の光源素子列からの光による光照射領域の照度分布曲線、曲線（３）は、光出射部全体からの光による光照射領域の照度分布曲線である。
図１６に示すように、一方の光源素子列および他方の光源素子列のいずれか一方からの光による照度分布においては、当該光源素子列における各光源素子からの光による光照射領域が互いに重畳することなく並んでいるため、照度のピークとボトムとの差が極めて大きいものである。これに対し、光出射部全体からの光による照度分布においては、一方の光源素子列からの光による光照射領域と他方の光源素子列からの光による光照射領域とが重畳され、しかも、一方の光源素子列からの光による光照射領域における照度のピーク位置と、他方の光源素子列からの光による光照射領域における照度のピーク位置とが互いに異なるため、照度のピークとボトムとの差が極めて小さいものであり、均一な照度分布が得られることが理解される。
【００４７】
このように、第５の実施の形態に係る光照射装置によれば、第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の効果が得られると共に、光出射部が、それぞれ同方向に伸びる２つの光源素子列１１が特定の位置関係で配置されて構成されているため、ｘ方向において均一な照度分布を有する光を照射することができる。
【００４８】
［第６の実施の形態］
図１７は、第６の実施の形態に係る光照射装置の構成の概略を示す斜視図、図１８は、図１７に示す光照射装置をＡ−Ａ線で切断して示す側面断面図である。
この第６の実施の形態に係る光照射装置は、例えば平板状の被照射物Ｗに対して線状のパターンを形成するために用いられるものであって、光出射部１０の光出射方向前方において、集光部材の代わりに平面ミラー７０が配置された構成とされていることの他は、第１の実施の形態に係る光照射装置と同一の構成を有する。
【００４９】
平面ミラー７０は、例えば石英ガラスよりなる平板状の基材の一面に、目的とする波長の紫外光のみを反射させ、不要な可視光および赤外光を透過させるコールドミラーコーティングが施されて光反射面７１が形成されてなるものである。
平面ミラー７０は、光反射面７１の法線がリフレクタ１５の光軸Ｃに対して例えば４５°の角度で傾いた状態（平面ミラー７０による反射光がマスク３０にその法線方向から入射される状態で）で配置されている。
【００５０】
被照射物Ｗは、例えば液晶パネル製造用の石英ガラスや高分子材料からなる基板であり、その表面に、図７または図１４に示すストライプ状の液晶ポリマー層（５３，５９）が形成される。
被照射物Ｗは、例えば、被照射物Ｗをｙ方向にマスク３０の透光性基板３１と平行に搬送するステージよりなる搬送手段（図示せず）によって、光源素子１２が並ぶ一方向（ｘ方向）と直交方向（ｙ方向）に搬送される。
【００５１】
上記の光照射装置においては、光出射部１０から出射された光が、平面ミラー７０およびマスク３０を介して、搬送手段４０によってｙ方向に搬送される被照射物Ｗに照射される。具体的には、光出射部１０においては、光源素子列１１における各光源素子１２の放電ランプ１３から放射された光が、当該光源素子１２におけるリフレクタ１５の光反射面１６によって反射されることにより、当該リフレクタ１５の光軸Ｃに沿った平行光とされて光出射面１７から平面ミラー７０に向かって出射される。その後、光出射部１０から出射された平行光は、平面ミラー７０における光反射面７１によって、ｘ方向に伸びる帯状の光としてマスク３０に向かって反射される。マスク３０に入射される帯状の光は、ｘ方向において互いに平行な平行光である。そして、マスク３０に入射された光が当該マスク３０における遮光部３５および透光部３６によってストライプ状に整形されて被照射物Ｗに照射される。これにより、被照射物Ｗの表面には、マスク３０における遮光部３５および透光部３６のパターンに対応するストライプ状の光照射領域が形成されると共に、被照射物Ｗが搬送手段によってｙ方向に搬送されることにより、当該被照射物Ｗに対して、所要の光照射処理が達成される。
【００５２】
この第６の実施の形態に係る光照射装置によれば、上述した第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば第２の実施の形態、第３の実施の形態および第６の実施の形態において、第４の実施の形態と同様に偏光素子が配置されていてもよい。
また、偏光素子が配置される位置は、光出射部とマスクとの間の光路上であればよく、従って、集光部材とマスクとの間の光路上に限定されず、例えば光出射部と集光部材との間の光路上であってもよい。
第６の実施の形態に係る光照射装置は、フィルム状の被処理物に対して線状のパターンを形成するに際して比較的大きな有効照射幅ｄが許容される場合においても適用することができる。
【００５４】
また、光出射部は、それぞれｘ方向に伸びる３つ以上の光源素子列が、一の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極中心点と、当該光源素子に最も接近する、他の光源素子列に係る光源素子における放電ランプの電極中心点とを結ぶ直線が、ｘ方向に伸びる直線と斜交するよう配置されて構成されていてもよい。
例えば第５の実施の形態に係る光照射装置の変形例として、４つの光源素子列よりなる光出射部を有する光照射装置を構成し、この変形例に係る光出射装置において、光出射部からの光を集光部材によって集光したときの光照射領域におけるｘ方向の照度分布を示す曲線図を図１９に示す。この図において、縦軸は相対照度、横軸はｘ方向における相対的な位置を示し、曲線（１）は、１列目の光源素子列からの光による光照射領域の照度分布曲線、曲線（２）は２列目の光源素子列からの光による光照射領域の照度分布曲線、曲線（３）は、３列目の光源素子列からの光による光照射領域の照度分布曲線、曲線（４）は４列目の光源素子列からの光による光照射領域の照度分布曲線、曲線（５）は、光出射部全体からの光による光照射領域の照度分布曲線である。
図１９に示すように、各光源素子列のいずれか一つの光による照度分布においては、当該光源素子列における各光源素子からの光による光照射領域が互いに重畳することなく並んでいるため、照度のピークとボトムとの差が極めて大きいものである。これに対し、光出射部全体からの光による照度分布においては、１列目乃至４列目の各々の光源素子列からの光による光照射領域が重畳され、しかも、各光源素子列からの光による光照射領域における照度のピーク位置が互いに異なるため、第５の実施の形態に係る光出射装置に比較して、照度のピークとボトムとの差が更に小さいものであり、一層均一な照度分布が得られることが理解される。
【符号の説明】
【００５５】
１０  光出射部
１１，１１ａ，１１ｂ  光源素子列
１２  光源素子
１３  放電ランプ
１４  発光管
１５  リフレクタ
１６  光反射面
１７  光出射面
１８  固定部材
１９  リフレクタ
２０  集光部材
２１  光反射面
２２  シリンドリカル凸レンズ
２３  平面ミラー
２４  光反射面
２５  シリンドリカル楕円ミラー
２６  光反射面
２７  複合レンズ
２８  シリンドリカル凸レンズ
３０  マスク
３１  透光性基板
３２  遮光膜
３５  遮光部
３６  透光部
４０  搬送手段
４１  ローラー
４５  偏光素子
４６  透明基板
４７  金属ワイヤー
５１  フィルム基材
５２  配向膜
５２Ａ  配向膜用材料層
５３  液晶ポリマー層
５３Ａ  光重合性液晶材料層
５５  第１の光配向膜
５５Ａ  光配向膜用材料層
５６  第２の光配向膜
５７  第１の液晶ポリマー層部分
５７Ａ  光重合性液晶材料層
５８  第２の液晶ポリマー層部分
５９  液晶ポリマー層
７０  平面ミラー
７１  光反射面
８０  ３Ｄ映像発信部
８１  右目用映像発信部
８２  左目用映像発信部
８５  ３Ｄ映像表示体形成用フィルム
８６  右目用映像表示部
８７  左目用映像表示部
８８  光源
９０  フィルム基材
９１  配向膜
９２  光重合性液晶材料層
９３  液晶ポリマー層
９５  マスク
９６  遮光部
９７  透光部
Ｇ  最小ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005251994.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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