CN104950520B

CN104950520B - 偏振光照射装置

Info

Publication number: CN104950520B
Application number: CN201410478544.9A
Authority: CN
Inventors: 田中贵章; 田内亮彦; 加藤刚雄; 藤冈纯; 松本卓马; 前田祥平
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2019-08-06
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: CN104950520A; TWI617867B; KR102166261B1; KR20150111256A; TW201537269A

Abstract

本发明提供一种偏振光照射装置，可在照射范围内获得良好的偏振轴特性。本发明具备光源(5)、滤光器(20)、偏振元件(25)、偏振元件保持部(26)以及遮光板(30)。光源(5)射出光。滤光器(20)被照射自光源(5)射出的光而射出紫外线。偏振元件(25)配设在滤光器(20)的与光源(5)相背向的一侧，入射紫外线且出射偏振光。偏振元件保持部(26)保持偏振元件(25)且具有使自偏振元件(25)出射的偏振光透射的开口部(27)。遮光板(30)配设在偏振元件保持部(26)的与光源(5)相背向的一侧，且包围开口部(27)而配设。

Description

偏振光照射装置

技术领域

本发明的实施形态涉及一种用于液晶面板制造等中的偏振光照射装置。

背景技术

作为在液晶面板等的制造时对取向膜进行取向处理时的技术，已知有摩擦(rubbing)工序，但近年来，作为代替摩擦工序的技术，通过对取向膜照射既定波长的偏振光而进行取向处理即所谓的光取向的技术受到关注。作为用以进行所述光取向的装置即偏振光照射装置，例如提出了将作为线状光源的棒状灯、与具有线栅(wire grid)状的栅格的线栅偏振元件组合而成的偏振光照射装置。

与利用蒸镀膜或布鲁斯特角(Brewster angle)的偏振元件相比，线栅偏振元件中出射的偏振光的消光比对入射至偏振元件的光的角度的依存性变小。因此，即使是像自棒状灯出射的光这样的发散光，只要入射角度为±45°的范围内，也可遍及光所照射的整个区域而获得消光比相对良好的偏振光。因而，在这种偏振光照射装置中，通过将棒状灯的长度设为与作为被处理物的取向膜的宽度对应的长度，且在进行取向处理时使取向膜相对于偏振光照射装置而单向地移动，可利用一根棒状灯来进行大面积的取向膜的取向处理。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2009-265290号公报

[专利文献2]日本专利特开2011-145381号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

此处，这种偏振光照射装置是以如下方式构成，即，能以尽可能多的光量对取向膜的照射面照射光，具体而言，通过将源自棒状灯的光聚光于偏振元件上来抑制朝向偏振元件的外侧的照射损失。然而，像这样将源自棒状灯的光聚光于偏振元件上时，透射过偏振元件的偏振光会发生漫射。而且，在发生了漫射的偏振光所照射的被照射面上，偏振光会扩展而超出偏振元件的面积。已知照射至超出偏振元件的面积的位置的偏振光的偏振轴会劣化。如果将偏振轴已劣化的光照射至作为被照射物的取向膜，则会引起取向膜的特性降低。

本发明是鉴于所述情况而成，且目的在于提供一种偏振光照射装置，其抑制在照射范围外的偏振轴特性降低的偏振光的照射。而且，本发明的第2目的在于提供一种使用吸收型偏振元件的偏振光照射装置。

[解决问题的技术手段]

实施形态的偏振光照射装置具备：光源、滤光器、偏振元件、偏振元件保持部以及遮光板。光源射出光。滤光器被照射自光源射出的光而射出紫外线。偏振元件配设在滤光器的与光源相背向的一侧，入射紫外线并出射偏振光。偏振元件保持部保持偏振元件且具有使自偏振元件出射的偏振光透射的开口部。遮光板配设在偏振元件保持部的与光源相背向的一侧，且包围开口部而配设。在遮光板的开口部所处的一侧的相反侧的端部，配设有封闭遮光板的内侧空间的透明构件。在遮光板的多个部位中形成有供气排气部。而且，在光源与偏振元件之间设置滤光器。而且，光源为水银灯或金属卤化物灯。

[发明的效果]

根据本发明，可抑制照射范围外的偏振轴特性的降低。而且，根据本发明，可提供一种使用吸收型偏振元件的偏振光照射装置。

附图说明

图1是表示实施形态1的偏振光照射装置的构成的分解立体图。

图2是图1所示的偏振光照射装置的单点链线A-A的剖面A-A箭视图。

图3是表示图1所示的偏振光照射装置中的光的照射状态的说明图。

图4是关于未设置遮光板的偏振光照射装置的说明图。

图5是在X轴方向观察实施形态2的偏振光照射装置的剖面图。

图6是图5的B-B箭视图。

图7是图6的C-C箭视图。

图8是实施形态2的偏振光照射装置的变形例，且是在Y轴方向观察遮光板时的说明图。

图9是图8的D-D箭视图。

图10是表示实施形态的紫外线照射装置的概略构成的立体图。

图11是从Y轴方向观察实施形态的紫外线照射装置的图。

图12是表示实施形态的紫外线照射装置的第1偏振元件216的构成的示意图。

图13是表示实施形态的紫外线照射装置的变形例的示意图。

图14是表示实施形态的紫外线照射装置的变形例的图。

图15是表示实施形态的紫外线照射装置的另一变形例的图。

[符号的说明]

1、40、100：偏振光照射装置

5：光源

10：反射板

11：反射面

12：空隙部

20：滤光器

21：滤光器框架

25：偏振元件

26：偏振元件保持部

27：开口部

30、50：遮光板

31、51：遮光板反射面

52：玻璃板(透明构件)

55：供气排气部

56：供气部

57：排气部

210、220、230：偏振光照射装置(紫外线照射装置)

211：光源

212：反光镜

214：滤光器

216：第1偏振元件

216a：玻璃板

216b：格子

218：吸收型偏振元件

219：介质

C：灯中心

E：冷却风

F：焦点

L1、L3：一部分光

L2、L4：一部分偏振光

m1、m2：偏振光

PA、PB：偏振轴

U、U′：光

UA：紫外线(光)

UB、UC：紫外线(偏振光)

W：工件(对象物)

X、Y、Z：轴

Y1：箭头

具体实施方式

以下将说明的实施形态的偏振光照射装置1、偏振光照射装置40具备光源5、滤光器20、偏振元件25、偏振元件保持部26以及遮光板30、遮光板50。光源5射出光。滤光器20被照射自光源5射出的光而射出紫外线。偏振元件25配设在滤光器20的与光源5相背向的一侧，入射紫外线并出射偏振光。偏振元件保持部26保持偏振元件25且具有使偏振光透射的开口部27。遮光板30、遮光板50配设在偏振元件保持部26的与光源5相背向的一侧，且包围开口部27而配设。

而且，在以下将说明的实施形态的偏振光照射装置40中，在遮光板50的开口部27所处的一侧的相反侧的端部配设有封闭遮光板50的内侧空间的透明构件，即玻璃板52。

而且，在以下将说明的实施形态的偏振光照射装置40中，在遮光板50的多个部位中形成有供气排气部55。

而且，以下将说明的实施形态的偏振光照射装置210具有光源211、第1偏振元件216以及吸收型偏振元件218。光源211射出光。第1偏振元件216使自光源211射出的光中，与预先规定的基准方向平行的偏振轴的偏振光透射。吸收型偏振元件218使透射过第1偏振元件216的光中，与预先规定的基准方向平行的偏振轴的偏振光透射。

而且，在以下将说明的实施形态的偏振光照射装置210中，在光源211与第1偏振元件216之间设置滤光器214。

而且，在以下将说明的实施形态的偏振光照射装置210中，光源211为水银灯或金属卤化物灯。

[实施形态1]

接下来，基于图式对实施形态1的偏振光照射装置进行说明。图1是表示实施形态1的偏振光照射装置的构成的分解立体图。图2是在X轴方向观察图1所示的偏振光照射装置的剖面图。所述图1、图2所示的偏振光照射装置1例如用于液晶面板的取向膜或视角补偿膜的取向膜等的制造。照射至作为被处理物的工件W的表面的紫外线的偏振轴的基准方向可根据工件W的结构、用途或所要求的规格来适当设定。以下，将工件W的宽度方向称为X轴方向，将与X轴方向正交且工件W的长边方向(也称为搬送方向)称为Y轴方向，将与Y轴方向及X轴方向正交的方向称为Z轴方向。

本实施形态1的偏振光照射装置1包括：光源5，射出包含紫外线的光；反射板10，控制自光源5射出的光的配光；滤光器20，相对于反射板10而配设在经反射板10控制配光的光的行进方向侧，并且，所述滤光器20入射自光源5射出的光与经反射板10控制配光的光而出射紫外线；偏振元件25，配设在滤光器20的出射侧，入射自滤光器20出射的紫外线而出射偏振光；以及偏振元件保持部26，保持偏振元件25。

光源5为棒状或线状的光源。而且，光源5例如是在紫外线透射性玻璃管内封入水银，氩、氙等稀有气体而成的高压水银灯，或在高压水银灯内进一步封入铁或碘等的金属卤化物而成的金属卤化物灯等管型灯，且至少具有直线状的发光部。光源5的发光部的长边方向与X轴方向平行，光源5的发光部的长度比工件W的宽度长。光源5可自线状的发光部射出包含例如波长为200nm～400nm的紫外线的光，且光源5所射出的光是具有各种偏振轴成分的所谓非偏振的光。

而且，反射板10在与光源5相对向的面上具有反射自光源5射出的光的反射面11。关于反射面11，在沿着形成为棒状的光源5的轴心的方向上观察时的形状(在轴心方向观察的形状)、即在X轴方向观察的形状呈椭圆的一部分开口的形状。反射板10以光源5的轴心即灯中心C位于反射面11的椭圆的2个焦点中的1个焦点上的方式设置，且另1个焦点侧开口。通过如上述那样反射面11呈椭圆的一部分的形状，反射板10成为如下所述的所谓的聚光型反射板，即，当将光源5配置于其中1个焦点的位置上时，将自光源5射出的光聚集到另1个焦点(图3的焦点F)附近。而且，反射板10以在Z轴方向上开口的朝向配设。

反射板10沿着形成为棒状的光源5，以所述形状且相对于光源5平行地延伸。进而，反射板10在反射面11的椭圆开口侧的相反侧的部分、且椭圆的曲率成为最大的部分附近形成有在椭圆的圆周方向、或Y轴方向上空开的空隙即空隙部12。即，从光源5观察，空隙部12是形成在Z轴方向上的反射面11的椭圆开口侧的相反侧。反射板10利用所述空隙部12连通椭圆的内侧与外侧的空间。而且，反射板10采用的是基材含有玻璃、且由多层膜形成有反射面11的冷光镜(cold mirror)的构成。在利用偏振光照射装置1对被照射物照射偏振光时，光源5一边发热一边发光，但因该热而温度升高的空气向上方流动，并从空隙部12逸出至反射板10的上方。由此，偏振光照射装置1对工件W照射紫外线且温度不会变得过高。

而且，滤光器20含有仅对自光源5射出的光的特定波长进行透射的公知的带通滤光器(band-pass filter)，从而可使自光源5射出的光中、例如254nm或365nm等既定波长的紫外线透射，且限制其他波长的光透射。而且，滤光器20相对于光源5及反射板10而配设在Z轴方向上的反射面11的椭圆开口侧。所述滤光器20的X轴方向与Y轴方向上的周围由滤光器框架(filter frame)21包围，由此，利用滤光器框架21保持滤光器20。

与滤光器20同样地，偏振元件25相对于光源5及反射板10而配设在Z轴方向上的反射面11的椭圆开口侧。作为聚光型反射板的反射板10以可将光聚集到偏振元件25上的方式设置。

偏振元件25是将多个直线状的电导体(例如铬或铝合金等的金属线)以等间隔且平行地配置于石英玻璃等基板上而成的线栅偏振元件。电导体的长边方向与基准方向正交。电导体的间距理想的是自光源5射出的紫外线的波长的1/3以下。在通过入射自光源5射出的光而自滤光器20射出的紫外线中，偏振元件25将偏振轴与电导体的长边方向平行的紫外线的大部分反射或吸收，且使偏振轴与电导体的长边方向正交的紫外线穿过并向工件W照射。偏振元件25可从自配设于光源5与偏振元件25之间的滤光器20出射的紫外线中抽取偏振轴仅在基准方向上振动的紫外线作为偏振光。而且，偏振元件25可从自光源5射出的且在所有方向上同样地振动的具有各种偏振轴成分的光中抽取偏振轴仅在基准方向上振动的光。此外，一般将偏振轴仅在基准方向上振动的光称为直线偏光。而且，偏振轴是指光的电场及磁场的振动方向。

偏振元件保持部26保持入射紫外线并出射偏振光的偏振元件25，且具有使从偏振元件25出射的偏振光透射的开口部27。而且，偏振元件25的X轴方向与Y轴方向上的周围由偏振元件保持部26包围，由此，利用偏振元件保持部26保持偏振元件25。

此外，本实施形态1中，偏振元件25以电导体的长边方向与Y轴方向平行的方式配置，且使偏振轴与X轴方向平行的紫外线穿过。即，本实施形态1中，基准方向与X轴方向平行。

而且，在偏振元件保持部26的与光源5相对背的一侧设置有遮光板30。所述遮光板30以包围偏振元件保持部26的开口部27的方式配设。详细而言，偏振元件25形成为矩形的板状，形成于保持偏振元件25的偏振元件保持部26中的开口部27也与偏振元件25同样地，对应于偏振元件25而以矩形的形状形成。

遮光板30位于偏振元件保持部26的开口部27中的偏振光的出射侧，自偏振元件保持部26向光源5等所处方向的相反方向突出，并且在开口部27的开口方向观察时，遮光板30包围开口部27而配设。即，遮光板30的内侧的形状以成为比开口部27略大的形状的大致角筒状的形状形成，且以在Z轴方向观察时从四周包围矩形的整个开口部27的方式，以角筒的轴方向成为Z轴方向的朝向配设。因此，遮光板30的与偏振元件保持部26相背向的端部开口。如此设置的遮光板30的内侧的面例如通过配设铝箔等，形成为反射光的遮光板反射面31。

此外，遮光板30优选相对于偏振元件保持部26的开口部27而以角筒的四边均为5mm以内的范围设置。而且，关于Z轴方向上的遮光板30的高度，优选在利用偏振光照射装置1对工件W进行照射时相对于工件W的照射面而具有至少5mm以上的间隔。

所述实施形态1的偏振光照射装置1具有以上所述的构成，以下，对其作用进行说明。图3是表示图1所示的偏振光照射装置中的光的照射状态的说明图。在利用偏振光照射装置1对液晶面板的取向膜或视角补偿膜的取向膜等被照射物即工件W进行取向处理时，一边利用工件W的搬送装置(省略图示)，在与Y轴方向平行的箭头Y1方向上搬送工件W，一边自光源5射出包含紫外线的光。

自光源5射出的光中，一部分光朝向滤光器20的方向而入射至滤光器20(例如，图3的L1)。滤光器20不会透射紫外线以外的光而仅使紫外线透射，并自光入射侧的面的相反侧的面仅射出紫外线。

自滤光器20射出的紫外线入射至位于滤光器20中的光源5所处的一侧的相反侧且由偏振元件保持部26保持的偏振元件25。在偏振元件25中，入射的紫外线中偏振轴与构成偏振元件25的电导体的长边方向平行的紫外线的大部分不会穿过，而仅使偏振轴与电导体的长边方向正交的紫外线穿过。由此，偏振元件25自滤光器20所处的一侧的面的相反侧的面仅出射在基准方向上振动的紫外线。含有自偏振元件25出射的在基准方向上振动的紫外线的偏振光透射过偏振元件保持部26的开口部27，并经由遮光板30的内侧而照射至工件W，所述遮光板30配设在偏振元件保持部26中的滤光器20所处的一侧的相反侧。在工件W中，利用含有所述紫外线的偏振光来进行取向处理。

而且，如所述那样通过使自光源5射出的光穿过滤光器20与偏振元件25而自偏振元件25出射的偏振光中，一部分偏振光朝向遮光板30(例如，图3的L2)。即，自偏振元件25出射的偏振光中的一部分偏振光穿过偏振元件保持部26的开口部27并朝向遮光板30中的遮光板反射面31而抵达遮光板反射面31，所述射光板30在Z轴方向观察时是以包围偏振元件保持部26的开口部27的方式配设。由此，抵达遮光板反射面31的偏振光在Y轴方向上沿抵达遮光板反射面31之前所朝的方向的逆方向行进，结果被遮光板30遮挡。

如上所述，将偏振光遮挡的遮光板30的内侧的面形成为反射光的遮光板反射面31，因此抵达遮光板反射面31的偏振光由遮光板反射面31反射并朝着向遮光板反射面31的入射方向的相反方向。即，经遮光板反射面31反射的偏振光一边朝向与反射该偏振光的遮光板反射面31相对向的遮光板反射面31的方向，一边朝向远离偏振元件保持部26的方向。由此，经遮光板反射面31反射的偏振光朝向工件W的方向而照射至工件W。

而且，自光源5射出的光中，一部分光朝向反射板10的反射面11的方向，朝向反射面11的光由反射面11反射而朝向滤光器20的方向(例如，图3的L3)。像这样朝向滤光器20的方向的光照射至滤光器20而仅射出紫外线，且自滤光器20出射的紫外线入射至偏振元件25。

即，反射板10的反射面11将自光源5射出而抵达反射面11的光反射，以在偏振元件25的附近，将其聚光至位于偏振元件25中的滤光器20所处的一侧的相反的面侧的焦点F。因此，经反射面11的反射后照射至滤光器20而自滤光器20射出的紫外线入射至从滤光器20观察时处于焦点F的近前的偏振元件25。入射有来自滤光器20的紫外线的偏振元件25出射含有在基准方向上振动的紫外线的偏振光。所述偏振光经由遮光板30的内侧而照射至工件W。

而且，通过由反射板10的反射面11反射并穿过滤光器20与偏振元件25而自偏振元件25出射的偏振光中，一部分偏振光在穿过焦点F后朝向遮光板30(例如，图3的L4)。与自光源5直接入射至滤光器20并穿过滤光器20与偏振元件25而抵达遮光板反射面31且经遮光板反射面31反射的偏振光同样地，所述偏振光由遮光板反射面31反射而朝向工件W的方向。即，抵达遮光板反射面31的偏振光相对于抵达遮光板30之前的行进方向而被遮光板30遮挡，并利用遮光板反射面31而反射向工件W的方向。由此，经遮光板反射面31反射的偏振光照射至工件W。

本实施形态1的偏振光照射装置1利用遮光板30将自偏振元件25出射的偏振光的一部分遮挡，因此可针对工件W而不过度扩展地照射偏振光。图4是关于未设置遮光板的偏振光照射装置的说明图。即，使用未设置遮光板30的偏振光照射装置100来对工件W照射偏振光时，自光源5射出的光中，通过直接穿过滤光器20与偏振元件25而自偏振元件25出射的偏振光与实施形态1的偏振光照射装置1的情况同样地照射至工件W(例如，图4的m1)。如果比较遮光板的有无所影响的两个的紫外线的轨道，则在实施形态1的偏振光照射装置1中，一部分偏振光被遮光板30遮挡，由此偏振光不会沿抵达遮光板30之前所朝向的方向前行而超出遮光板30的Y轴方向上的位置，而是被遮光板反射面31反射。相对于此，在未设置遮光板30的偏振光照射装置100中，偏振光未被遮光板30遮挡，因此朝向以角筒状的形状形成的遮光板30的外侧方向而超出实施形态1的偏振光照射装置1中遮光板30所配设的位置。

同样地，通过自光源5射出而朝向反射板10，且在经反射板11的反射后穿过滤光器20与偏振元件25而自偏振元件25射出的偏振光与实施形态1的偏振光照射装置1的情况同样地照射至工件W(例如，图4的m2)。如果比较遮光板的有无所影响的两个的紫外线的轨道，则经反射面11反射后的偏振光也同样未被遮光板30遮挡，因此一部分偏振光朝向以角筒状的形状形成的遮光板30的外侧方向而超出实施形态1的偏振光照射装置1中遮光板30所配设的位置。

即，在未设置遮光板30的偏振光照射装置100中，自偏振元件25出射的偏振光未被遮光板30遮挡，因此会扩展而超出在Z轴方向观察时偏振元件25所配设的区域，或者开口部27所形成的区域，从而容易对工件W照射偏振轴已恶化的光。相对于此，在本实施形态1的偏振光照射装置1中，自偏振元件25出射的偏振光中，从遮光板30的内侧、即遮光板反射面31抵达遮光板30的偏振光被遮光板30遮挡，因此在Z轴方向观察时的照射区域难以扩展。因此，抑制对工件W照射位于照射范围外的偏振轴特性已降低的偏振光。

而且，本发明人等人针对利用偏振光照射装置1照射的偏振光的照射状态，就设置遮光板30的情况与未设置遮光板30的情况进行了试验。表1是关于偏振光的照射状态的试验结果的图表。试验是通过如下方式进行：利用偏振光照射装置1、偏振光照射装置100照射偏振光并在多个测定点对偏振光测定照射面上的偏振轴特性，所述偏振光照射装置1、偏振光照射装置100中，Y轴方向上的开口部27的宽度为50mm，即，开口部27自光源5的正下方在Y轴方向上的±25mm的范围内开口。作为测定点，是在具有遮光板30的偏振光照射装置1(图3)与不具有遮光板30的偏振光照射装置100(图4)中，分别在光源5的正下方、自该光源5的正下方在Y轴方向上离开±20mm的位置、自该光源5的正下方在Y轴方向上离开±30mm的位置以及自该光源5的正下方在Y轴方向上离开±40mm的位置进行偏振轴特性的测定。

[表1]

偏振轴测定位置	无遮光板	有遮光板
			光源正下方	0.02°	0.02°
±20mm范围	0.06°	0.06°
			±30mm范围	0.15°	—
±40mm范围	0.30°	—

在所述试验中，在光源5的正下方，在具有遮光板30的偏振光照射装置1与不具有遮光板30的偏振光照射装置100中均可检测出偏振轴为0.02°的偏振光。而且，在距光源5的正下方±20mm的位置，在具有遮光板30的偏振光照射装置1与不具有遮光板30的偏振光照射装置100中均可检测出偏振轴为0.06°的偏振光。

相对于此，在距光源5的正下方±30mm的位置与距光源5的正下方±40mm的位置，在不具有遮光板30的偏振光照射装置100中可检测出偏振光，但在所述位置，在具有遮光板30的偏振光照射装置1中未能检测出偏振光。即，在距光源5的正下方±30mm的位置，在不具有遮光板30的偏振光照射装置100中可检测出偏振轴为0.15°的偏振光，在距光源5的正下方±40mm的位置，在不具有遮光板30的偏振光照射装置100中可检测出偏振轴为0.30°的偏振光。另一方面，在具有遮光板30的偏振光照射装置1中，在所述测定点未能检测出偏振光。由所述情况可确认，自开口部27出射的偏振光未照射至遮光板30的外侧。

在以上的实施形态1中的偏振光照射装置1中，在形成于偏振元件保持部26的开口部27中的偏振光的出射侧设置有在开口部27的开口方向观察时以包围开口部27的方式配设的遮光板30，因此，在所述方向观察时的朝向开口部27所形成区域的外侧的偏振光可被遮光板30遮挡。由此，可使自偏振元件25出射的偏振光难以扩展，从而可抑制对工件W照射位于照射范围外的偏振轴特性已降低的偏振光。

[实施形态2]

实施形态2的偏振光照射装置40采用与实施形态1的偏振光照射装置1大致相同的构成，但其具有如下特征，即，在遮光板中配设有遮蔽遮光板的内侧空间的透明构件。因其它构成与实施形态1相同，故省略其说明并附上相同符号。

图5是在X轴方向观察实施形态2的偏振光照射装置的剖面图。实施形态2的偏振光照射装置40与实施形态1的偏振光照射装置1同样地具有：反射板10，控制自光源5射出的光的配光；滤光器20，仅使所入射的光中的紫外线出射；偏振元件25；以及偏振元件保持部26，保持偏振元件25。而且，在偏振元件保持部26的与光源5相背向的一侧设置有以大致角筒状的形状形成且将偏振光遮挡的遮光板50。与实施形态1的偏振光照射装置1所具有的遮光板30同样地，所述遮光板50的内侧的面形成为反射光的遮光板反射面51。

而且，在本实施形态2的偏振光照射装置40中，在遮光板50的开口部27所处的一侧的相反侧的端部配设有封闭遮光板50的内侧空间的透明构件，即玻璃板52。即，遮光板50以角筒的长边方向成为Z轴方向的朝向形成，且以与工件W相对向的一侧、即偏振元件保持部26侧的端部的相反侧的端部开口的方式形成，但玻璃板52以封闭遮光板50中的所述开口部分的方式形成。

玻璃板52利用使光透射的透明的构件、即玻璃而形成为矩形的板状，所述矩形的板状与在Z轴方向观察遮光板50的形状即角筒时的形状大致相同，且所述玻璃板52以与偏振元件25平行的朝向设置在遮光板50的端部。由此，玻璃板52封闭遮光板50的内侧空间，且相对于遮光板50的外侧而遮蔽遮光板50的内侧空间。

图6是图5的B-B箭视图。图7是图6的C-C箭视图。在遮光板50的多个部位中形成有供气排气部55。所述供气排气部55包含供气部56与排气部57，所述供气部56形成在构成遮光板50的4个壁面中的其中1个壁面上，所述排气部57形成在与所述壁面相对向的壁面上。详细而言，在遮光板50所具有的4个壁面中，在位于X轴方向的端部而面向X轴方向的2个壁面中的其中1个壁面上设置供气部56，在另一个壁面上设置排气部57。

所述供气部56形成为管状，以在遮光板50的壁面上连通的方式安装。在遮光板50的壁面上的安装有供气部56的部分中形成有与管状的供气部56的内部连通的孔，由此，供气部56连通至遮光板50的内侧空间。在遮光板50的同一壁面上设置有多个(本实施形态2中为3个)如此形成的供气部56。使外部的高压空气等的送风装置(省略图示)与如此设置的供气部56连接，从而使自送风装置输送来的风在供气部56内流动。

而且，在遮光板50所具有的4个壁面中，在位于X轴方向的端部而面向X轴方向的2个壁面中的与设置有供气部56的其中1个壁面相对向的另一个壁面上设置排气部57。所述排气部57由贯穿壁面的孔形成，由此，排气部57连通遮光板50的内侧空间与外侧。与供气部56同样地，在遮光板50的同一壁面上设置有多个(本实施形态2中为3个)如此形成的排气部57。

所述实施形态2的偏振光照射装置40具有如上所述的构成，以下，对其作用进行说明。在利用偏振光照射装置40对液晶面板的取向膜或视角补偿膜的取向膜等工件W进行取向处理时，自光源5射出包含紫外线的光。由此，所述光在穿过滤光器20时仅紫外线自滤光器20射出，且所述紫外线在偏振元件25进行出射时，出射具有在基准方向上振动的紫外线的偏振光。自偏振元件25出射的偏振光直接经由遮光板50的内侧，或由遮光板反射面51反射，由此朝向遮光板50中的偏振元件保持部26所处的一侧的端部的相反侧的端部的方向。

在遮光板50中的偏振元件保持部26侧的端部的相反侧的端部配设有玻璃板52，因此，朝向所述方向的偏振光入射至玻璃板52。因玻璃板52具有透明的构件，故可使光透射，因此入射至玻璃板52的偏振光直接透射过玻璃板52而自偏振光入射侧的面的相反侧的面出射。像这样透射过玻璃板52的偏振光朝向工件W的方向而照射至工件W。

如上所述，使偏振光照射装置40的光源5点灯而对工件W进行取向处理时，利用连接于供气部56的高压空气而在遮光板50的内侧流动冷却风E并进行偏振元件25的冷却。详细而言，利用高压空气向供气部56输送空气作为冷却风E，并自供气部56将空气送入遮光板50的内侧。在遮光板50的配设有供气部56的面的相反侧的面上形成有排气部57，因此，在自供气部56将空气送入遮光板50的内侧时，与所送入的空气对应地，遮光板50的内侧的空气自排气部57被挤出而向遮光板50的外侧排气。

在使偏振光照射装置40的光源5点灯时，在射出光的同时也会产生热，而且偏振光照射装置40以将由光源5射出的光聚集至偏振元件25的附近的方式形成，因此，在发光时由光源5产生的热也容易因辐射而集中于偏振元件25。因此，在光源5点灯时，偏振元件25的温度容易上升，伴随于此，遮光板50的内侧的空气的温度也容易上升，但通过自供气部56将空气送入遮光板50的内侧而使遮光板50内的空气自排气部57排出，可将温度升高的空气替换为温度低的空气。

由此，温度降低的遮光板50的内侧的空气与温度升高的偏振元件25进行热交换，可使偏振元件25的温度下降。如上所述，具有供气部56与排气部57的供气排气部55将空气送入遮光板50的内侧，且将遮光板50内的空气排出，由此可在遮光板50的内侧流动可将偏振元件25冷却的冷却风E，偏振元件25通过向所述冷却风E散热而温度降低。

而且，遮光板50利用玻璃板52封闭内侧，因此不会使尘埃等进入遮光板50的内侧。因此，尘埃等也难以附着于用以出射被照射至工件W的偏振光的偏振元件25，从而偏振元件25难以被污染。

以上的实施形态2的偏振光照射装置40在遮光板50中的偏振元件保持部26的开口部27所处的一侧的相反侧的端部配设有玻璃板52，因此可防止偏振元件25上附着污物。由此，可抑制偏振元件25中的消光比降低。结果，可长时间维持光取向的性能。

而且，在遮光板50的多个部位中形成供气排气部55，而在遮光板50的内侧利用供气排气部55使冷却风E流动，因此可利用所述冷却风E将偏振元件25冷却。结果，可抑制因偏振元件25的温度升高引起的偏振元件25的劣化，从而可更确实地抑制消光比的降低。

[变形例]

此外，在所述实施形态2的偏振光照射装置40中，供气排气部55形成在面向X轴方向的遮光板50的壁面上，但供气排气部55也可形成在除此以外的位置上。图8是实施形态2的偏振光照射装置的变形例，且是在Y轴方向观察遮光板时的说明图。图9是图8的D-D箭视图。例如图8、图9所示，供气排气部55也可设置于遮光板50所具有的4个壁面中面向Y轴方向的壁面上。具体而言，也可通过如下方式设置供气排气部55：在位于Y轴方向的端部而面向Y轴方向的2个壁面中的其中1个壁面上设置供气部56，在另一个壁面上形成排气部57。

此时，例如在偏振元件25沿X轴方向排列多个而配设的情况下，优选与X轴方向上的偏振元件25的位置对应地形成多个供气部56与排气部57。通过像这样与偏振元件25对应地设置供气部56与排气部57，可利用供气部56与排气部57使在遮光板50的内侧流动的冷却风E与每个偏振元件25对应地流动。由此，可更确实地将偏振元件25冷却，从而更确实地抑制因温度升高引起的偏振元件25的劣化。

而且，针对在所述实施形态2的偏振光照射装置40中使送风装置连接于供气部56的事例进行了记载，但并不限定于此。例如，也可设为使送风装置连接于管状的排气部57，而使用送风装置自排气部57抽吸空气的事例。而且，也可为供气部56与排气部57均为管状而利用空气循环装置循环冷却风E。

而且，在所述偏振光照射装置1、偏振光照射装置40中，反射板10的基材为玻璃且反射面11由多层膜形成，但反射板10也可由除此以外的材料设置。例如，反射板10也可整体由铝等金属构成。而且，反射面11也可并非严格地形成为椭圆形状。

而且，在所述偏振光照射装置1、偏振光照射装置40中，对光源5使用管型的所谓的放电灯进行了说明，但光源5也可使用放电灯以外的。作为光源5，例如使可射出波长为200nm～400nm的紫外线的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)芯片、激光二极管、有机电致发光(electroluminescence，EL)等小型灯分离而配置为直线状等，只要射出含有紫外线的光，则可为放电灯以外的。

[实施形态3]

接着，基于图式对本发明的实施形态的紫外线照射装置210(也称为“偏振光照射装置210”。以下相同)进行说明。图10是表示实施形态的紫外线照射装置的概略构成的立体图，图11是从Y轴方向观察实施形态的紫外线照射装置的图，图12是表示实施形态的紫外线照射装置的第1偏振元件的构成的示意图。

图10所示的实施形态的偏振光照射装置210是对作为取向处理的对象物的工件W的表面照射偏振轴PB(图1中以箭头表示，也称为振动方向)与预先所决定的基准方向平行的紫外线UC的装置。实施形态的偏振光照射装置210例如用于液晶面板的取向膜、视角补偿膜的取向膜或偏振膜等的制造。偏振光照射装置210对工件W的表面主要照射作为所期望的波长的波长为365[nm]的紫外线UC。此外，本实施形态中所说的“紫外线”例如是340[nm]～400[nm]的波长带的光。

此外，照射至工件W的表面的紫外线UC的偏振轴PB可根据工件W的结构、用途或所要求的规格来适当设定。以下，将工件W的宽度方向称为X轴方向，将与X轴方向正交且工件W的长边方向称为Y轴方向，将与Y轴方向及X轴方向正交的方向称为Z轴方向。此外，关于与Z轴平行的方向，将表示Z轴的方向的箭头前端所朝的方向称为上方，将与表示Z轴的方向的箭头前端所朝的方向相对向的方向称为下方。

如图10所示，偏振光照射装置210具有光源211、第1偏振元件216及吸收型偏振元件218，所述光源211射出包含在所有方向上同样地振动且波长为200[nm]～900[nm]左右的紫外线、可见光线、红外线的光U。此外，也可具备反光镜212、滤光器214。

光源211使用在紫外线透射性玻璃管内封入水银，氩、氙等稀有气体而成的水银灯，或在水银灯内进一步封入铁或碘等的金属卤化物而成的金属卤化物灯等管型灯，且至少具有直线状的发光部。光源211的发光部的长边方向与Y轴方向平行。光源211所射出的光U包含波长为200[nm]～900[nm]左右的紫外线、可见光线、红外线，且是具有各种偏振轴成分的所谓非偏振的光。本实施形态中，光源211设置有1个，且配置于第1偏振元件216、吸收型偏振元件218及工件W的上方。

反光镜212设置于光源211的上方，将由光源211射出的光U朝向工件W反射。此外，将由光源211射出的光U经反光镜212反射而得的光设为光U′。反光镜212可使用平行型的抛物反光镜、聚光型的椭圆反光镜或其他形状的反光镜等。

滤光镜214使由光源211射出的光U及经反光镜212反射的光U′中的紫外线UA透射，且抑制(限制)紫外线UA以外的光透射。滤光器214将由光源211射出的光U及经反光镜212反射的光U′中的紫外线UA射出至第1偏振元件216侧。此外，滤光器214所射出的紫外线UA是具有各种偏振轴成分的所谓非偏振的光。本实施形态中，滤光器214是设置于光源211的下方且第1偏振元件216的上方。

此外，本发明中，只要滤光器214可抑制第1偏振元件216及吸收型偏振元件218的加热，则可仅由单一的滤光器214构成，也可将多片滤光器214重叠而构成。此外，可使用使所期望的波长的紫外线等光透射的带通滤光器、或者反射或吸收可见光线等且使所期望的波长的紫外线等光透射的二向色滤光器(dichroic filter)来构成滤光器214。进而，滤光器214例如可在其中一个表面上形成具有切断可见光的功能的膜，在另一个表面上形成具有切断红外光的功能的膜，也可在表面上形成具有切断可见光的功能的膜与具有切断红外光的功能的膜中的任一个膜。

第1偏振元件216被照射透射过滤光器214的光(紫外线UA)。第1偏振元件216使透射过滤光器214的光(紫外线UA)中的偏振轴PA与基准方向平行的偏振光即紫外线UB向吸收型偏振元件218透射。即，第1偏振元件216从透射过滤光器214且在所有方向上同样地振动的具有各种偏振轴成分的紫外线UA中抽取偏振轴PA仅在基准方向上振动的紫外线UB。此外，一般将偏振轴PA仅在基准方向上振动的紫外线UB称为直线偏光。

本实施形态中，第1偏振元件216设置于滤光器214的下方且吸收型偏振元件218的表面的上方。如图12所示，第1偏振元件216是如下所述的所谓的线栅偏振元件，即，在玻璃板216a的表面，以高50nm～300nm、宽10nm～200nm、间距50nm～300nm规则地形成蒸镀氧化钛而成的纳米尺寸的格子216b。第1偏振元件216例如可使用默克斯泰克(Moxtek)公司制造的UVT260A。而且，第1偏振元件216理想的是如图12所示，使玻璃板216a侧、即未形成格子216b侧的面朝向滤光器214侧。

吸收型偏振元件218被照射透射过第1偏振元件216的光(紫外线UB)。吸收型偏振元件218使透射过第1偏振元件216的光(紫外线UB)中的偏振轴PB与基准方向平行的偏振光(紫外线UC)向工件W透射。即，吸收型偏振元件218从透射过第1偏振元件216且具有偏振轴PA的紫外线UB中抽取偏振轴PB仅在基准方向上振动的紫外线UC。此外，一般将偏振轴PB仅在基准方向上振动的紫外线UC称为直线偏光。此外，紫外线UA、紫外线UB、紫外线UC的偏振轴PA、偏振轴PB是指所述紫外线UA、紫外线UB的电场及磁场的振动方向。

本实施形态中，吸收型偏振元件218设置于滤光器214的下方且工件W的表面的上方。吸收型偏振元件218由玻璃板上所含的在一定方向上整齐的金属纳米粒子形成，是吸收透射过第1偏振元件216的紫外线UB中的偏振轴PB与基准方向交叉(图1中示出一例)的紫外线的偏振元件，且使偏振轴PB与基准方向平行的紫外线UC透射。吸收型偏振元件218例如可使用科迪(CODIXX)公司制造的colorpol(注册商标)UV375BC5。

在所述构成的实施形态的偏振光照射装置210中，将工件W置于吸收型偏振元件218的下方且自光源211射出光U。由此，自光源211射出的光U直接或被反光镜212反射而照射至滤光器214。在偏振光照射装置210中，滤光器214使紫外线UA向第1偏振元件216透射，且抑制紫外线UA以外的光的透射。并且，在偏振光照射装置210中，第1偏振元件216使紫外线UA中的偏振轴PA与基准方向平行的紫外线UB向吸收型偏振元件218透射。进而，在偏振光照射装置210中，吸收型偏振元件218使紫外线UB中的偏振轴PB与基准方向平行的紫外线UC向工件W的表面的光照射区域透射，从而对工件W的表面实施取向处理。

在所述构成的实施形态的偏振光照射装置210中，通过使用吸收型偏振元件218，与使用作为反射型偏振元件的线栅型偏振元件的情况相比可提高作为偏振光的特性之一的消光比。而且，线栅型偏振元件具有形成有线栅的面与未形成线栅的面即所谓的表里，消光比因线栅偏振元件的表里而变化。然而，在吸收型偏振元件218中，形成于吸收型偏振元件218的内部的金属纳米粒子吸收在基准方向以外振动的光，因此不存在像线栅偏振元件这样的所谓的表里，故操作容易。

而且，在偏振光照射装置210中，对吸收偏振轴PB与基准方向交叉的紫外线的吸收型偏振元件218照射预先与偏振轴PA平行的紫外线UB，并限制照射紫外线UB以外的光。因此，可减少偏振光照射装置210中吸收型偏振元件218所吸收的光、具体而言是形成于吸收型偏振元件218的内部的金属纳米粒子所吸收的光的量。如果可减少金属纳米粒子所吸收的光的量，则吸收型偏振元件218的温度上升得以抑制，吸收型偏振元件218变为高温的可能性下降，故可抑制例如吸收型偏振元件218开裂之类的不良情况。因此，即使偏振光照射装置210中使用吸收型偏振元件218，也可抑制吸收型偏振元件218的开裂等不良情况。

而且，在偏振光照射装置210中，对吸收型偏振元件218照射紫外线UB，并限制照射紫外线UB以外的波长的光，因此与对吸收型偏振元件218直接照射光U及光U′的情况相比，可抑制吸收型偏振元件218的消光比降低。此外，消光比是指作为吸收型偏振元件218的直线偏光的紫外线UC的最大透射率除以作为直线偏光的紫外线UC的最小透射率所得的值。即，消光比＝最大透射率/最小透射率。进而，透射率是指穿过第1偏振元件216及吸收型偏振元件218的紫外线UC的放射发散度除以入射至第1偏振元件216及吸收型偏振元件218的紫外线UA的放射发散度、再乘以100所得的值(％)。即，透射率(％)＝(紫外线UC的放射发散度/紫外线UA的放射发散度)×100。

在偏振光照射装置210中，滤光器214抑制短波长的紫外线透射，因此可抑制短波长的紫外线照射至第1偏振元件216及吸收型偏振元件218。而且，在偏振光照射装置210中，滤光器214抑制长波长的紫外线、可见光线、红外线透射，因此可抑制长波长的紫外线、可见光线、红外线照射至第1偏振元件216及吸收型偏振元件218。因此，偏振光照射装置210可确实地抑制第1偏振元件216及吸收型偏振元件218的寿命减少，并且可确实地抑制第1偏振元件216及吸收型偏振元件218的消光比降低。

而且，在偏振光照射装置210中，使用水银灯或金属卤化物灯作为光源211，因此可抑制第1偏振元件216及吸收型偏振元件218的寿命及消光比的降低，还可对工件W照射充足光量的紫外线UC，可抑制对对象物照射光所需的时间。

而且，在偏振光照射装置210中，通过使用第1偏振元件216及吸收型偏振元件218两个，与仅使用第1偏振元件216或吸收型偏振元件218中的任一个的情况相比，消光比进一步提高。

此处，针对滤光器214、第1偏振元件216、吸收型偏振元件218的有无所影响的相对照度、消光比及吸收型偏振元件的温度变化进行评价。此外，吸收型偏振元件218的表面温度理想的是350℃以下。如果吸收型偏振元件218的表面温度超过350℃，则吸收型偏振元件218因热而开裂，因而并不优选。而且，相对照度是指将比较例2的条件下的、即仅设置吸收型偏振元件218且将相对于光源211的每单位长度的输入功率[W/cm](以下简称为“输入功率”)设定为120时的365nm照度以100进行标准化所得的值。此外，照度是利用照度计本体：牛尾(Ushio)电机公司制造UIT-250、传感器：牛尾电机公司制造UVD-S365来测定。

而且，比较例1中仅使用第1偏振元件216且将输入功率[W/cm]设定为120。比较例2中仅使用吸收型偏振元件218且将输入功率[W/cm]设定为120。比较例3中仅使用吸收型偏振元件218且将输入功率[W/cm]设定为160。比较例4中使用滤光器214及吸收型偏振元件218且将输入功率[W/cm]设定为160。比较例5中使用滤光器214及吸收型偏振元件218且将输入功率[W/cm]设定为200。本发明1中使用第1偏振元件216及吸收型偏振元件218且将输入功率[W/cm]设定为160。本发明2中使用第1偏振元件216及吸收型偏振元件218且将输入功率[W/cm]设定为200。本发明3中使用滤光器214、第1偏振元件216及吸收型偏振元件218且将输入功率[W/cm]设定为160。本发明4中使用滤光器214、第1偏振元件216及吸收型偏振元件218且将输入功率[W/cm]设定为220。

将结果示于表2中。表2是表示实施形态的紫外线照射装置中滤光器214、第1偏振元件216以及吸收型偏振元件218的有无所影响的消光比与吸收型偏振元件218的温度的评价结果的表。根据表2的本发明1、本发明2而明了的是，通过使用第1偏振元件216及吸收型偏振元件218，消光比满足60:1，且可抑制吸收型偏振元件218的温度上升。进而，根据表2的本发明3、本发明4而明了的是，通过除本发明1、本发明2的构成外还使用滤光器214，可使消光比进一步提高。尤其是即使将输入功率[W/cm]设定为220，也可将吸收型偏振元件218的温度保持为350℃以下，同时可提高相对照度，消光比也可满足70:1。

[表2]

此外，第1偏振元件216并不限定于所述构成。例如，如图13所示，也可将2片线栅偏振元件的形成有格子的面彼此重叠来制成第1偏振元件216。而且，第1偏振元件216也可为吸收型偏振元件。

(变形例)

图14是表示第1实施形态的紫外线照射装置220(也称为“偏振光照射装置220”。以下相同)的变形例的概略构成的侧面图。

在本变形例中，表示将第1偏振元件216与吸收型偏振元件218设为一体的偏振光照射装置220。根据所述构成，也可与实施形态3同样地改善消光比。

图15是表示第1实施形态的紫外线照射装置的另一变形例的概略构成的侧面图。

在本变形例中，表示将第1偏振元件216与吸收型偏振元件218设为一体、进而使介质219介隔于第1偏振元件216与吸收型偏振元件218之间而成的紫外线照射装置230(也称为“偏振光照射装置230”)，所述介质219与第1偏振元件216及吸收型偏振元件218的折射率大致相同。根据所述构成，也可与实施形态3同样地改善消光比。

已对本发明的若干实施形态进行了说明，但这些实施形态仅为例示，并不意图限定发明的范围。这些实施形态能以其他的各种形态来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可进行各种省略、替换、变更。这些实施形态或其变形包含在发明的范围或主旨内，且同样包含在与其均等的范围内。

Claims

1.一种偏振光照射装置，其特征在于，具备：

光源，射出光；

滤光器，被照射自所述光源射出的所述光而射出紫外线；

偏振元件，配设在所述滤光器的与所述光源相背向的一侧，入射所述紫外线且出射偏振光；

偏振元件保持部，保持所述偏振元件且具有使自所述偏振元件出射的所述偏振光透射的开口部；以及

遮光板，配设在所述偏振元件保持部的与所述光源相背向的一侧，自所述偏振元件保持部向所述光源所处方向的相反方向突出，且包围所述开口部而配设。

2.根据权利要求1所述的偏振光照射装置，其特征在于：在所述遮光板的所述开口部所处的一侧的相反侧的端部，配设有封闭所述遮光板的内侧空间的透明构件。

3.根据权利要求2所述的偏振光照射装置，其特征在于：在所述遮光板的多个部位中形成有供气排气部。

4.根据权利要求1所述的偏振光照射装置，其特征在于：在所述光源与所述偏振元件之间设置所述滤光器。

5.根据权利要求1所述的偏振光照射装置，其特征在于：

所述光源为水银灯或金属卤化物灯。