CN105974674A - 偏振光照射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备线栅偏振元件的偏振光照射装置，在维护装置时等，不会发生手指碰到安装在装置上的线栅偏振元件的网格形成面，或者因掉落物品而损害网格。将线栅偏振元件的网格形成面朝向光源一方配置。并且，也可以在网格形成面的正上方(偏振元件和光源之间)，设置罩住网格形成面的滤光器。作为滤光器使用透过想要进行偏振的波长的光的滤光器。

Description

偏振光照射装置
本发明是申请日为2013年1月24日、申请号为201310027795.0、发明创造名称为偏振光照射装置的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及对液晶元件的取向膜或视场角补偿膜的取向层等照射规定波长的偏振光来进行取向的偏振光照射装置，特别涉及使用线栅偏振元件的偏振光照射装置。
背景技术
近年来，在对以液晶面板为代表的液晶显示元件的取向膜或视场角补偿膜的取向层等的取向处理中，采用照射紫外线波段波长的偏振光来进行取向的被称作光取向的技术。下面，将利用光进行取向的取向膜或设置了取向层的薄膜等通过光产生取向特性的膜或层总称为光取向膜。
光取向膜随着液晶面板的大型化，大面积化为如一边为2000mm以上的四边形。
例如在专利文献1等中，为了对如上所述大面积的光取向膜进行光取向，提出有组合了作为线状光源的棒状灯和具有线栅状网格的偏振元件(下面，称作线栅偏振元件)的偏振光照射装置。
棒状灯可以作成发光长度较长的灯。因此，若使用具有对应于取向膜的宽度的发光长度的棒状灯，使来自该灯的光偏振后照射的同时，使取向膜向与灯的长度方向正交的方向移动，则能够在较短时间内对宽面积的取向膜进行光取向处理。
图4表示组合了作为线状光源的棒状灯和线栅偏振元件的现有偏振光照射装置的结构例。
在该图中，作为光取向膜的工件W例如为如视场角补偿膜那样的带状的长条工件，由输送辊R1送出，沿着图中箭头方向被搬运，并通过偏振光照射进行光取向处理，由卷取辊R2进行卷取。
偏振光照射装置的光照射部10具备：棒状灯11，发出光取向处理所需的波长的光(紫外线)，例如高压水银灯或在水银中添加其他金属的金属卤化灯；以及细长槽状的反光镜12，将来自该棒状灯11的紫外线朝向工件W反射。如上所述，棒状灯11的发光部的长度具备与工件W的搬运方向正交的方向的宽度对应的长度。
光出射部10配置成灯11的长度方向成为工件W的宽度方向(相对于搬运方向正交的方向)。
在光照射部10的光出射侧设置了作为偏振元件的线栅偏振元件81。来自光照射部10的光通过线栅偏振元件81进行偏振，对在光照射部10之下搬运的工件W进行照射，并进行光取向处理。
线栅偏振元件是在透过想要进行偏振的波长的光的透明基板(例如玻璃基板)上形成了网格(L/S)的元件，例如在专利文献2或专利文献3示出其详细说明。
若在光路中插入线栅偏振元件，则在入射的光中与网格的长度方向平行的大部分偏光成分被反射或吸收，而与网格的长度方向正交的偏光成分通过。因此，通过了线栅偏振元件的光成为具有与偏振元件的网格的长度方向正交的方向的偏光轴的偏振光。
在光取向处理中使用紫外线波段的偏振光。为了将入射到线栅偏振元件的光作成偏振光，形成在透明基板上的网格的宽度或间隔需要比偏振的光的波长短(例如100nm)。
因此，网格的形成需要精细的加工技术，利用半导体集成电路制造中所使用的光刻技术或蚀刻技术制作，但是在此使用的光刻装置或蚀刻装置在能够加工的工件的尺寸上有限制。因此，线栅偏振元件不能为大型元件，目前能制作的尺寸达到直径300mm左右。
因此，例如，在专利文献4提出了如下的技术方案：在需要发光长度长的棒状光源，例如与长度为1m～3m的棒状高压水银灯或金属卤化灯对应的较大(长的)偏振元件时，使多个矩形线栅偏振元件与网格方向对齐并在框架中沿着灯的长度方向排列，以用作一个偏振元件。
专利文献1日本特开2011－145381号公报
专利文献2日本特开2002－328234号公报
专利文献3日本特表2003－508813号公报
专利文献4日本专利第4506412号公报
如上所述，线栅偏振元件的网格是通过精细加工制造的，网格的宽度或间隔例如为100nm，因此若因误操作而碰到手，或其上掉落物品，则网格结构破坏，不能发挥作为偏振元件的作用。但是，由于精细，虽然在透明基板(玻璃)的表面上形成了网格，但是肉眼很难分辨。
因此，能够考虑到在检修维护偏振光照射装置等时，因误操作而碰到安装在装置上的偏振元件的网格形成面，或者一些物品掉落到偏振元件上，损害精细的网格。
发明内容
本发明是考虑上述的问题而作出的，本发明的目的在于，在具备线状的光源和使来自该光源的光偏振的线栅偏振元件的偏振光照射装置中，在维护装置等时，不会发生手指碰到安装在装置上的线栅偏振元件的网格形成面，或者因掉落物品而损害网格的情况。
为了解决上述技术问题，将用于偏振光照射装置的线栅偏振元件的网格形成面朝向光源一方配置。即，在构成光照射部的灯箱中，没有形成线栅偏振元件的网格的面朝向灯箱(灯具)的外侧。
并且，在线栅偏振元件的网格形成面的正上方(偏振元件和光源之间)设置了用于保护网格形成面的滤光器。滤光器使用透过想要偏振的波长的光的滤光器。
发明效果：
由于被配置成在罩住光源的外壁上形成的光射出口，线栅偏振元件的网格形成面朝向光源一方，所以不会从灯箱外接触到网格形成面。例如，即使接触到偏振元件，由于朝向灯箱外侧的为不是网格形成面的面，所以不会破坏网格。
此外，通过在网格形成面的正上方设置滤光器，例如，即使在维护灯箱内时，手很难碰到网格面，即使物品掉落也能够防止滤光器掉落到网格形成面。由此，不会破坏网格。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施例的偏振光照射装置的灯箱(灯具)的概略结构图。
图2是表示偏振元件单元的结构图。
图3是表示本发明的第二实施例的偏振光照射装置的灯箱(灯具)的概略结构图。
图4是表示现有的偏振光照射装置的结构例的图。
附图标记说明：
1 灯箱(灯具)
10 光照射部
11 棒状灯
12 反光镜
20 冷却器(冷却机)
30 鼓风机(送风机)
40 隔壁
50 通风路径
60 外壁
70 光出射口
80 偏振元件单元
81 线栅偏振元件(偏光板)
82 偏光板的保持框
83 遮光板
90 滤光单元
91 滤光板
92 滤光板的保持框
93 支持棒
G 线栅
W 工件
具体实施方式
图1是表示本发明的第一实施例的偏振光照射装置的灯箱(灯具)的概略结构图。该图是与灯箱的长度方向正交的方向的截面图。此外，在该图中，省略灯的点灯装置等的结构来表示。
灯箱1具备：光照射部10，光照射部10的上部的水冷式的冷却机(冷却器)20；以及送风机(鼓风机)30。光照射部10具有灯11和反射来自灯11的光的反光镜12。如图中实线箭头所示，来自灯11的光直接或被反光镜12反射之后经由线栅偏振元件81照射到工件W。
鼓风机30产生在灯11点灯时对灯11或反光镜12进行冷却的冷却风，冷却器20起到降低对灯11或反光镜12进行冷却的冷却风的温度的作用。
光照射部10被隔壁40包围，灯箱1的外壁60罩住了隔壁40的外侧。在隔壁40和外壁60之间形成间隙。该间隙成为冷却风通过的通风路径50。
冷却风如图中虚线所示，从鼓风机30送出而通过通风路径50，从反光镜12的光出射侧对灯11或反光镜12进行冷却的同时被引入到光照射部10的内侧，通过冷却器20之后被冷却，再从鼓风机30被送出。
此外，灯箱1的外壁60上形成了光出射口70，在光出射口70中通过从光照射部10向工件W照射的光。
在该光出射口70上安装了偏振元件单元80，该偏振元件单元80具有线栅偏振元件81，线栅偏振元件81使通过光出射口70的光偏振。
偏振元件单元80的线栅偏振元件81在透过用于进行光取向处理的波长的光的透明基板(玻璃基板)的一个表面上形成了线栅(下面称作网格)G。在此，网格G的形成面朝向灯11侧(外壁60的内侧)配置。
在图1，线栅偏振元件81的网格G向图中左右方向延伸。
图2是表示偏振元件单元80的结构图。图2(a)是偏振元件单元80的俯视图，图2(b)是偏振元件单元80的侧截面图，图2(c)是偏振元件单元80的立体图。
偏振元件单元80是将多个线栅偏振元件(下面称作偏光板)81沿着棒状灯12的长度方向(图2的左右方向)排列在框架(保持框)82内而保持的单元。保持框82从上下夹持各偏光板81。
在相邻的偏光板和偏光板之间，设有1mm～2mm程度的间隙。为了对准以使偏光板彼此的网格G的方向平行，利用该间隙使偏光板81旋转移动来进行位置调整。此外，该间隙被偏振元件单元80的遮光板83罩住，以便不会从该间隙泄漏无偏振光。
如上所述，如图2(b)所示，各线栅偏振元件(偏光板)81被配置成网格G的形成面位于灯(光源)侧(灯箱的内侧)。
图3是表示本发明的第二实施例的偏振光照射装置的灯箱(灯具)的概略结构图。与图1同样，该图是与灯箱的长度方向正交的方向的截面图。
与图1的第一实施例的结构的不同点在于，在偏振元件单元80之上(灯侧)，配置了用于保护偏光板81的网格G面的滤光器90。滤光器90与偏光板81同样，在保持框92内沿着灯12的长度方向排列配置了多个滤光板91。如图中实线箭头所示，来自灯11的光直接或被反光镜12反射并经由滤光器90和偏光板81照射工件W。
在偏振元件单元80的保持框82上立起作为通风路形成部件的支持棒93，在支持棒93上安装有滤光板的保持框92。作为滤光板91，能够使用透过偏振的紫外线的波长的石英板。此外，也可以使用遮断光取向处理中不需要的可见光或红外线的形成干扰的干扰滤光器。
若在偏光板81上接触重叠滤光板91，则有可能伤到偏光板81的网格G，因此设置间隔来配置两者。若该间隔较窄，则冷却风很难在偏光板81上流动，有可能导致偏光板81被来自灯11的热加热，因此设置冷却风能够流动的充分的间隔。但是，若间隔过大，则不能够保护偏光板81的网格G形成面，因此希望设成手指不能进入程度的间隔。
作为手指不能进入的间隔的一例可以举出IP(International Protection国际保护)规格。其是通过IEC(国际电工委员会)60529(1989年)被制定的，也是在JIS(日本工业标准)中由C0920(1993)规定的，作为针对人体的保护内容，手指的情况下，示出有相对机器的保护内容被设为直径12.5mm以下。
因此，希望将偏光板81与滤光板91之间的间隔设为5mm-12.5mm。
沿偏振元件单元80和滤光器90的长度方向在两侧(图1的左右方向)隔开能够通过冷却风的间隔设置多个支持棒93。
另外，支持棒93由于为在偏光板81与滤光板91之间用于形成通风路径的通风路径形成部件，因此，只要能够形成通风路径且不是棒状的部件即可。
例如，可以为矩形的块状的部件，形成能够通过冷却风的贯通孔(希望直径为5mm以上)的板状或壁状的部件也可以。并且，只要是能够保持偏振元件单元80和滤光器90之间的间隔的部件网状部件也可以。
另外，在做成形成贯通孔的板状部件或网状部件时，将成为通风口的孔或网的直径的大小设成上述的能够进入手指的大小即直径12.5mm以下(即能够确保通风的直径为5mm-12.5mm的孔)的话，即使将偏振元件单元80和滤光器90之间的间隔扩大以流动足够的冷却风，手指也达不到偏光板81的网格G形成面，能够保护网格G。
此外，在上述实施例中，将棒状灯作为光源的例子进行了说明，但是本发明也能够适用将射出紫外线的多个LED线状排列的结构。

Claims (2)

1.一种偏振光照射装置，具备线状的光源、使来自该光源的光偏振的偏振元件、和罩住上述光源并形成有使来自该光源的光通过的光出射口的外壁，其特征在于，
上述偏振元件是在透明基板上形成有线栅的线栅偏振元件，
上述线栅偏振元件被配置为，使形成线栅的面朝向该装置内部而阻塞上述光出射口，
并且，在上述偏振光照射装置的内部具备使冷却风在其内部的密闭空间循环的机构，
上述线栅偏振元件为吸收入射光中与网格的长度方向平行的偏光成分的部件。
2.根据权利要求1所述的偏振光照射装置，其特征在于，
在上述线栅偏振元件和上述光源之间设置有透射光的滤光器。
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