专利名称：曝光装置及固化膜的形成方法
技术领域：
本发明涉及曝光装置及固化膜的形成方法。
背景技术：
已知有向涂布在挠性料片上的含有光固化剂的固化性膜照射固化光以使固化性 膜固化的曝光装置。例如，在日本特开昭63-194779号公报的曝光装置中，为了防止固化引 起的固化性膜的褶皱，将照射固化光的区域设定为被支撑辊支撑的部分。
还已知有例如日本特开平10-10745号公报中记载的曝光装置那样，使用配置于 光源和固化性膜之间的光掩膜板仅对固化性膜的局部照射固化光的曝光装置。在日本特开 平10-10745号公报中记载的光掩膜板上,设置有分别在料片的长度方向(输送方向)上延 伸且在料片的宽度方向排列的多个狭缝。根据日本特开平10-10745号公报的曝光装置，能 够在固化性膜中形成因曝光而进行了固化的线状的曝光部分、以及由于未曝光而未进行固 化的线状的未曝光部分交替排列的、所谓的条纹状的曝光图案。这样获得的带固化膜的挠 性料片用于滤色器等的彩色图案(color pattern)或遮光图案等中。
可是，在使用日本特开平10-10745号公报中记载的那样的曝光装置进行曝光的 情况下，必须避免设定于未曝光部分的区域也产生曝光(下面称为灰雾故障)的情况。因 此，必须减小光掩膜板和支撑辊之间的间隙。
但是，在使光掩膜板靠近支撑辊的情况下，由于支撑辊的形状，料片的长度方向两 端部的光掩膜板和支撑辊之间的间隙(gap)比料片的长度方向中央部大。因此，当增长料 片的长度方向的狭缝的长度时，在狭缝的两端部，灰雾故障成为问题。因此，料片的长度方 向的狭缝的长度需要尽可能缩短。
另一方面，在使用料片的长度方向的狭缝的长度短的光掩膜板进行固化性膜的固 化的情况下，需要更高照度的光源。然而，当使用高照度的光源进行固化性膜的固化时，多 发生灰雾故障。发明内容
发明者锐意研究的结果是，查明了灰雾故障起因于被支撑辊及光掩膜板的支撑部 件反射的固化光。本发明的目的在于提供一种抑制灰雾故障、并且可获得良好的曝光图案 的曝光装置及固化膜的形成方法。
为了达到上述目的，本发明的曝光装置具备金属制的支撑辊、光源、光掩膜板、掩 膜支撑板。支撑辊具有对表面形成有光固化性膜的挠性料片(flexible web)的背面进行 支撑的周面，输送所支撑的挠性料片。光源朝向所支撑的挠性料片上的光固化性膜放出固 化光。光掩膜板以与支撑棍靠近的方式配置于光源和支撑棍之间。光掩膜板具有向挠性料 片的输送方向延伸且在挠性料片的宽度方向排列的多个狭缝，遮挡固化光。掩膜支撑板配 置于光掩膜板和支撑辊之间，支撑光掩膜板。掩膜支撑板的支撑辊侧的面或/及所述支撑 辊的周面与光掩膜板的支撑辊侧的面相比，固化光更容易散射。
掩膜支撑板的支撑辊侧的面的表面粗糙度Ry(Rmax)优选O. 5 μ m以上100 μ π!以下。
支撑棍的周面的表面粗糙度Ry(Rmax)优选O. 5 μ m以上100 μ m以下。
本发明的固化膜的形成方法具有向在输送中的挠性料片上形成的光固化性膜照射固化光的固化光照射工序，使用具备金属制的支撑辊、光源、光掩膜板及掩膜支撑板的曝光装置进行该固化光照射工序，从而在挠性料片上形成固化性膜。支撑辊具有对表面形成有光固化性膜的挠性料片的背面进行支撑的周面，输送所支撑的挠性料片。光源向所支撑的挠性料片上的光固化性膜放出固化光。光掩膜板具有多个狭缝。多个狭缝各自向挠性料片的输送方向延伸。多个狭缝沿挠性料片的宽度方向排列。光掩膜板以与支撑辊靠近的方式配置于光源和支撑辊之间，遮挡固化光。掩膜支撑板配置于光掩膜板和支撑辊之间，支撑光掩膜板。掩膜支撑板的支撑辊侧的面、或/及所述支撑辊的周面与光掩膜板的支撑辊侧的面相比，固化光更容易散射。
掩膜支撑板的支撑辊侧的面的表面粗糙度Ry(Rmax)优选O. 5 μ m以上100 μ π!以下。
支撑棍的周面的表面粗糙度Ry (Rmax)优选O. 5 μ m以上100 μ m以下。
根据本发明，能够抑制灰雾故障，并且能够获得良好的曝光图案。
上述目的、优点通过参照添付的附图，阅读优选的实施例的详细说明，本领域技术人员能够容易理解。
图1是表示固化膜形成设备的概要的说明图。
图2是表示曝光机的概要的立体图。
图3是表不曝光机的概要的局部剖面图。
图4是表示曝光机的概要的分解立体图。
图5是表示光掩膜板及掩膜支撑板的概要的剖面图。
图6是表示光掩膜板的概要的平面图。
图7是表示形成在支撑薄膜上的固化膜的概要的平面图。
图8是表示沿图7的VII1-VIII线的支撑薄膜和固化膜的剖面图。
具体实施方式
如图1所示，固化膜形成设备10具有收纳部12、引出部14、固化膜形成单元15。 收纳部12收纳辊状的支撑薄膜(下面称为支撑薄膜辊)11。引出部14从支撑薄膜辊11引出支撑薄膜13。引出部14具备卷芯17和驱动卷芯17的驱动部18。
从收纳部12朝向引出部14排列有多个输送辊19。利用这些输送辊19，设置有支撑薄膜13的输送路径25。固化膜形成单元15在支撑薄膜13上形成固化膜26，设置于输送路径25上。引出部14以规定的张力引出支撑薄膜13，将具有固化膜26的支撑薄膜13 卷绕在卷芯17上。另外，多个输送辊19可以全部为自由辊，在多个输送辊19中也可以包括驱动辊。
支撑薄膜13具有柔性，且形成网状。支撑薄膜13的形成材料没有特别限定，只要是具有透光性的材料即可，但优选聚合物。作为聚合物，例如可举出酰化纤维素、环状聚烯 烃、含内酯环的聚合体、环状聚烯烃、聚碳酸酯等。
固化膜形成单元15具有膜形成装置31、干燥装置32、曝光装置33。膜形成装置 31将涂布液30涂布于支撑薄膜13的表面13A上，形成包含固化剂的固化性膜27。涂布液 30包含固化剂及溶剂。干燥装置32使溶剂从固化性膜27中蒸发。曝光装置33通过向固 化性膜27照射固化光，使固化性膜27固化而获得固化膜26。
膜形成装置31具有在支撑薄膜13的表面13A上涂布涂布液30的模31A。通过 涂布涂布液30，在支撑薄膜13的表面13A上形成由涂布液30构成的固化性膜27。涂布液 30是将固化剂溶解或者胶体状分散于适当的溶剂中来制作。涂布液30中的固化剂的浓度 根据用途适当选择，但一般情况下，优选10质量％以上95质量％以下。
(固化剂)
作为固化剂，有紫外线固化剂。
作为紫外线固化剂，例如优选使用电离放射线固化性的多官能单体或多官能低聚 物。作为电离放射线固化性的多官能单体及多官能低聚物的官能团，优选光聚合性、电子束 聚合性、放射线聚合性的官能团，其中，优选光聚合性官能团。作为光聚合性官能团，可列 举(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等不饱和的聚合性官能团等，其中优选(甲 基)丙烯酰基。
固化剂的感度例如在固化光的波长为365nm的情况下，优选为5mJ/cm2以上 IO OmJ/cm2以下，更优选为10mJ/cm2以上80mJ/cm2以下。
作为涂布液30中的溶剂，优选不使形成支撑薄膜13的物质溶解的化合物。另外， 为了提高支撑薄膜13和固化膜26的密合性，优选使形成支撑薄膜13的物质溶胀的化合 物。进而，作为溶剂，没有特别限制，只要是固化剂不会产生沉淀且均匀溶解或分散的溶剂 即可，也可以并用两种以上的溶剂。
干燥装置32具有向固化性膜27吹干燥风32A的干燥风供给机32B。通过向固化 性膜27吹干燥风32A，能够使溶剂从固化性膜27中蒸发。
曝光装置33具备曝光箱40、和配置于曝光箱40内的曝光装置主体。曝光装置主 体具备支撑辊41、壳体42、气体供给机43、曝光机44、气体吸引机45。
支撑辊41用于通过周面41A对支撑薄膜13的背面13B进行支撑并输送，其配置 于曝光箱40内。支撑辊41与输送辊19 一起形成曝光箱40内的输送路径25。作为支撑辊 41的形成材料，可以使用金属例如不锈钢或陶瓷等。另外，对支撑辊41实施镀硬铬。支撑 棍41的半径优选400mm 900mm。
壳体42覆盖输送路径25中由支撑辊41形成的部分。壳体42按照靠近输送路径 25的方式设置。在壳体42内，从支撑薄膜13的输送方向(下面称为X方向)上游侧向下 游侧，排列有气体供给机43、曝光机44、气体吸引机45。
对于气体供给机43，为了用不活泼气体充满壳体42内，向壳体42内供给不活泼气 体。气体吸引机45吸引壳体42内的气体。
如图2所不，曝光机44具备光源51、反射板52、波长选择滤波器53、ND滤光器 (neutral density filter) 54、曝光区域调节板55、光掩膜板56、掩膜支撑部57。
光源51放出固化光，按照与支撑辊41相对的方式配置。作为固化光，有紫外线及可见光。
作为光源51例如可使用紫外线灯。作为紫外线灯，例如有低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯等。光源51的照度例如在 500mff/cm2 以上 1000mW/cm2 以下。
反射板52用于反射来自光源51的固化光，其按照在支撑辊41侧形成有开口的方式包围光源51。反射板52可以使用铝镜、冷镜等公知的部件。
从光源51朝向支撑辊41依次排列波长选择滤波器53、ND滤光器54、曝光区域调节板55、光掩膜板56、和掩膜支撑部57。
作为波长选择滤波器53，可使用长通滤波器及短通滤波器或将它们组合而成的滤波器。
曝光区域调节板55遮挡来自光源51的部分固化光，用于调节照射固化光的区域 (下面称为照射区域)41SA(参照图3)的范围。照射区域41SA设定在周面41A上。作为曝光区域调节板55，例如可使用对玻璃板的表面实施了镀硬铬的调节板。
如图3及图4所示，光掩膜板56按照覆盖照射区域41SA的方式配置。光掩膜板 56用于遮挡来自光源51的固化光，其按照靠近支撑辊41的方式配置。光掩膜板56和支撑棍41的间隙G在50 μ m以上1000 μ m以下。光掩膜板56被平坦地形成。作为光掩膜板 56，为了防止因吸收固化光而产生的热变形，优选容易反射固化光的掩膜板，例如可使用在玻璃板56G的表面设置有镀硬铬层56CR的掩膜板(参照图5)。
另外，光掩膜板56在X方向中央部具有多个沿X方向延伸的狭缝56S。多个狭缝 56S沿支撑薄膜13的宽度方向(下面称为Y方向)以一定的间距排列。如图6所示，X方向上的狭缝56S的长度LX例如在5mm以上50mm以下。Y方向上的狭缝56S的长度LY例如在50 μ m以上IOmm以下。Y方向上的狭缝56S的形成间距P例如在10 μ m以上IOmm以下。
如图2及图3所示，掩膜支撑部57从支撑辊41侧支撑光掩膜板56，其具备上游支撑板57A和下游支撑板57B。上游支撑板57A支撑光掩膜板56的X方向上游侧。下游支撑板57B支撑光掩膜板56的X方向下游侧。
上游支撑板57A和下游支撑板57B分别被平坦地形成。作为上游支撑板57A及下游支撑板57B的形成材料，与光掩膜板56相比，优选固化光更容易散射的材料，例如，如图5 所示，可使用在玻璃板57G上设置有铝的阳极氧化皮膜57AL的材料等。阳极氧化皮膜57A 例如通过alumite (注册商标)处理而形成。
对于上游支撑板57A及下游支撑板57B对于固化光的反射率R57,比光掩膜板56 对于固化光的反射率R56低，例如，(R57ZR56)的值在O. 05以上O. 9以下。在此，反射率可通过分光反射率计(URE-50USHI0电机株式会社制)进行测定。另外，反射率R57例如为I 7%，反射率R56例如为8 20%。
优选对上游支撑板57A及下游支撑板57B实施压花加工。进行压花加工的部分可以是上游支撑板57A及下游支撑板57B的整体，也可以为上游支撑板57A及下游支撑板57B 中与支撑辊41相对的面。上游支撑板57A及下游支撑板57B的表面粗糙度Ry (Rmax)例如优选O. 5 μ m以上IOOm以下。表面粗糙度Ry(Rmax)的测定方法采用JIS B0601 (1993)。
对本发明的作用进行说明。如图1所示，引出部14从收纳部12以规定的张力引出支撑薄膜13。支撑薄膜13以规定的移动速度(例如为5m/分钟以上50m/分钟以下)通过固化膜形成单元15。在从固化膜形成单元15送出的支撑薄膜13的表面13A上形成有固化膜26。具有固化膜26的支撑薄膜13通过引出部14卷绕在卷芯37上。
在固化膜形成单元15中，模31A向支撑薄膜13的表面13A涂布涂布液30。通过涂布涂布液30，在表面13A上形成由涂布液30组成的固化性膜27。
干燥风供给机32B向支撑薄膜13上的固化性膜27吹干燥风32A，使溶剂从固化性膜27中蒸发。干燥风32A的温度优选10°C以上150°C以下，更优选20°C以上120°C以下。 溶剂从固化性膜27中的蒸发优选进行至固化性膜27中的残留溶剂量达到O. 5质量％以下。
从干燥装置32送出的固化性膜27的厚度优选O. 01 μ m以上，更优选O. 05 μ m以上。另外，固化性膜27的厚度优选30 μ m以下，更优选15 μ m以下。
曝光装置33使用光掩膜板56、将来自光源51的固化光朝向照射区域41SA进行照射。来自光源51的固化光中，向光掩膜板56照射的固化光被光掩膜板56反射。被光掩膜板56反射的固化光主要向光源51侧前进。另一方面，来自光源51的固化光中，通过了狭缝56S的固化光被照射到位于照射区域41SA上的固化性膜27中与狭缝56S面对的部分。 通过向固化性膜27照射固化光，由固化性膜27获得固化膜26。
在固化膜26上，通过固化光的照射进行了固化的曝光部分26R和还未照射固化光而未进行固化的未曝光部分26M在Y方向交替排列，形成所谓的条纹状的曝光图案(参照图7及图8)。
但是，照射到固化性膜27的固化光在周面41A处被反射。由周面41A反射的固化光若被上游支撑板57A和下游支撑板57B反射，则会照射至成为固化性膜27中未预定照射固化光的部分、即未曝光部分26M(参照图7及图8)的部分，结果产生灰雾故障。
在曝光装置33中，上游支撑板57A和下游支撑板57B与光掩膜板56相比，固化光更容易散射，因此，在周面41A处被反射的固化光被上游支撑板57A和下游支撑板57B散射。其结果是，抑制了在周面41A处被反射的固化光照射至成为未曝光部分26M(参照图7 及图8)的部分。其结果是，能够抑制灰雾故障。
另外，作为支撑辊41，也可以使用与光掩膜板56相比，固化光更容易散射的支撑辊。由此，向固化性膜27照射的固化光在周面41A散射。在周面41A处被散射的固化光与被周面41A反射的固化光相比，难以照射至固化性膜27中未预定照射固化光的部分。其结果是，能够抑制灰雾故障。
周面41A对于固化光的反射率R4ia比光掩膜板56对于固化光的反射率R56低，例如，(R41A/R56)的值在O. 05以上O. 9以下。另外，反射率R4ia例如为I 7%。
优选对周面41A实施压花加工。进行压花加工的部分可以为整个周面41A，也可以为在对支撑薄膜13进行了卷绕时露出的部分。周面41A的表面粗糙度Ry(Rmax)例如优选 O. 5μπι以上100 μ m以下。
另外，在上述实施方式中，掩膜支撑部57与光掩膜板56相比，固化光更容易散射, 即固化光的反射率更低。但是，本发明不限定于此，也可以设定为掩膜支撑部57比光掩膜板56更容易吸收固化光。
[实施例]
为了确认本发明的效果，进行了实验I 3。
(实验I)
<制作透明支撑体A>
将下述的组合物投入搅拌槽中，边加热边搅拌，使各成分溶解，制备酰化纤维素溶液A。
权利要求
1.一种曝光装置，其特征在于，其具备金属制的支撑辊，其具有对表面形成有光固化性膜的挠性料片的背面进行支撑的周面，输送所支撑的挠性料片；光源，其向所支撑的所述挠性料片上的所述光固化性膜放出固化光；光掩膜板，其以与所述支撑辊靠近的方式配置于所述光源和所述支撑辊之间，具有向所述挠性料片的输送方向延伸且在所述挠性料片的宽度方向排列的多个狭缝，遮挡所述固化光；以及掩膜支撑板，其配置于所述光掩膜板和所述支撑辊之间，支撑所述光掩膜板，其中，所述掩膜支撑板的所述支撑辊侧的面或/及所述支撑辊的周面与所述光掩膜板的所述支撑辊侧的面相比，所述固化光更容易散射。
2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述掩膜支撑板的所述支撑辊侧的面的表面粗糙度Ry(Rmax)为O. 5 μ m以上100 μ m 以下。
3.如权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，所述支撑棍的周面的表面粗糙度Ry(Rmax)为O. 5 μ m以上100 μ m以下。
4.一种固化膜的形成方法，其是在挠性料片上形成固化膜，所述固化膜的形成方法的特征在于，其具有向在输送中的所述挠性料片上形成的光固化性膜照射固化光的固化光照射工序，其中，使用具备金属制的支撑辊、光源、光掩膜板及掩膜支撑板的曝光装置进行所述固化光照射工序，所述支撑辊具有对表面形成有光固化性膜的所述挠性料片的背面进行支撑的周面，输送所支撑的挠性料片，所述光源向所支撑的所述挠性料片上的所述光固化性膜放出固化光，所述光掩膜板具有向所述挠性料片的输送方向延伸且在所述挠性料片的宽度方向排列的多个狭缝，且以与所述支撑辊靠近的方式配置于所述光源和所述支撑辊之间，遮挡所述固化光，所述掩膜支撑板配置于所述光掩膜板和所述支撑辊之间，支撑所述光掩膜板，所述掩膜支撑板的所述支撑辊侧的面或/及所述支撑辊的周面与所述光掩膜板的所述支撑辊侧的面相比，所述固化光更容易散射。
5.如权利要求4所述的固化膜的形成方法，其特征在于，所述掩膜支撑板的所述支撑辊侧的面的表面粗糙度Ry(Rmax)为O. 5 μ m以上100 μ m 以下。
6.如权利要求4或5所述的固化膜的形成方法，其特征在于，所述支撑辊的周面的表面粗糙度Ry(Rmax)为O. 5 μ m以上100 μ m以下。
全文摘要
本发明提供一种曝光装置以及固化膜的形成方法，曝光机(44)具备金属制的支撑辊(41)、光源(52)、光掩膜板(56)及掩膜支撑部(57)。支撑辊(41)从背面通过周面(41A)一边支撑一边输送表面形成有固化性膜(27)的支撑薄膜(13)。光源(52)向被支撑辊(41)支撑的支撑薄膜(13)上的固化性膜(27)放出固化光。光掩膜板(56)遮挡固化光。光掩膜板(56)以与支撑辊(41)靠近的方式配置于光源(52)及支撑辊(41)之间，具有向X方向延伸且沿Y方向排列的狭缝(56S)。掩膜支撑部(57)配置于光掩膜板(56)和支撑辊(41)之间，从支撑辊(41)侧支撑光掩膜板(56)。掩膜支撑部(57)与光掩膜板(56)相比，固化光更容易散射。
文档编号G03F7/00GK103034070SQ20121044864
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月4日
发明者香川英章, 佐野贵之, 冲和宏 申请人:富士胶片株式会社