CN107430305A - 偏振光照射装置 - Google Patents

Abstract

能够防止因热膨胀引起的不良情况。弹性构件抵接于板状的偏振片的第一侧面，该板状的偏振片在俯视下呈大致矩形形状，且对从光源射出的光进行偏振。弹性构件将偏振片的与第一侧面对置的侧面朝向保持构件的壁进行施力。

Description

偏振光照射装置

技术领域

本发明涉及偏振光照射装置。

背景技术

专利文献1公开了一种偏振元件单元，在该偏振元件单元中，在下框架上排列有多个线栅偏振元件，从多个线栅偏振元件的上方覆盖上框架，由此来固定线栅偏振元件。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-126464号公报

发明内容

发明要解决的课题

当从光源向偏振元件单元射出光时，由于热量而使偏振元件单元的温度上升。由于金属与玻璃的热膨胀系数不同，因此，在由金属形成的偏振片支承构件、框架与由玻璃形成的线栅偏振元件中，上升到一定温度、例如200度左右时的变形量不同。

在专利文献1所记载的发明中，线栅偏振元件被框架夹入，在线栅偏振元件与框架之间不存在间隙。其结果是，由于热膨胀所引起的尺寸变化在线栅偏振元件与偏振片支承构件中不同这一原因，有可能发生线栅偏振元件破裂等不良情况。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供一种能够防止因热膨胀引起的不良情况的偏振光照射装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的偏振光照射装置的特征在于，例如具备：光源；板状的偏振片，其在俯视下呈大致矩形形状，且对从所述光源射出的光进行偏振；保持构件，其保持所述偏振片，且具有供所述偏振片的侧面抵接的壁；以及弹性构件，其设置于所述保持构件，且抵接于所述偏振片的第一侧面，该弹性构件将所述偏振片的与所述第一侧面对置的侧面朝向所述壁进行施力。

根据本发明的偏振光照射装置，弹性构件抵接于对来自光源的光进行偏振的俯视呈大致矩形形状的板状的偏振片的第一侧面。弹性构件将偏振片的与第一侧面对置的侧面朝向保持构件的壁进行施力。由此，能够将偏振片安装于保持构件，且防止因热膨胀引起的不良情况。在此，因热膨胀引起的不良情况是指偏振片的破损、变形、移动等。

在此，也可以是，所述弹性构件具有：第一弹性构件，其抵接于所述偏振片的第一侧面；和第二弹性构件，其抵接于所述偏振片的与所述第一侧面相邻的第二侧面，所述壁具有作为正交的两个壁的第一壁和第二壁，所述第一弹性构件将所述偏振片的与所述第一侧面对置的侧面朝向所述第一壁进行施力，所述第二弹性构件将所述偏振片的与所述第二侧面对置的侧面朝向所述第二侧面进行施力。由此，能够在与偏振片的第一侧面正交的平面上将偏振片相对于保持构件定位。

在此，也可以是，所述弹性构件是带弹簧螺纹件，所述带弹簧螺纹件具有：球状件，其抵接于所述偏振片；弹簧，其将所述球状件朝向所述偏振片进行施力；以及螺纹部，其在内部设置有所述弹簧，所述偏振片的厚度比所述螺纹部的直径厚。由此，带弹簧螺纹件能够可靠地按压偏振片的侧面。

在此，也可以是，所述弹性构件具有两个弹簧，所述两个弹簧对所述第一侧面的两端附近分别进行按压。由此，在将偏振片的与第一侧面对置的侧面朝向保持构件的壁进行施力时，能够防止偏振片在与第一侧面正交的平面上的旋转。

发明效果

根据本发明，能够防止因热膨胀引起的不良情况。

附图说明

图1是示出第一实施方式的偏振光照射装置1的概要的主视图。

图2是示出偏振光照射部10的概要的俯视图。

图3是示出偏振光照射部10的概要的侧视图。

图4是示出偏振片单元13的概要的俯视图。

图5是示出偏振片单元13的概要的剖视图。

图6是示出使用板簧134将偏振片131向底面132c进行施力的现有方式的概要的图。

图7是示出使用板簧134将偏振片131向底面132c进行施力的现有方式的概要的图。

图8是示出变形例的偏振片单元13A的概要的俯视图。

图9是示出第二实施方式的偏振片单元13B的概要的俯视图。

图10是示出偏振片单元13B的概要的剖视图。

图11是示出第三实施方式的偏振片单元13C的概要的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。

<第一实施方式>

图1是示出第一实施方式的偏振光照射装置1的概要的主视图。图2是示出偏振光照射装置1的概要的侧视图。偏振光照射装置1例如使来自光源的光通过偏振膜而得到偏振光，将该偏振光照射于玻璃基板等的被曝光面而生成液晶面板用的取向膜等。

以下，将被曝光对象物W的搬运方向设为y方向，将与搬运方向正交的方向设为x方向，将铅垂方向设为z方向。

偏振光照射装置1主要具有偏振光照射部10、驱动部20以及摄像部30。

偏振光照射部10向被曝光对象物W照射偏振光。图2是示出偏振光照射部10的概要的俯视图。图3是示出偏振光照射部10的概要的侧视图。需要说明的是，图3的双点划线示出被照射光的范围。

偏振光照射部10主要具有光源11、特定波长透过滤光片12、偏振片单元13以及基座构件14。需要说明的是，图2中省略了特定波长透过滤光片12的图示。

光源11是棒状的灯，其射出未偏振的光(例如紫外光)。光源以长边方向沿着y方向的方式在x方向上排列配置有多个。需要说明的是，光源11的方式不局限于此，例如也可以为沿着x方向较长的一根灯。

特定波长透过滤光片12是被制作为仅使特定波长范围的光透过且吸收其他波长的光的滤光片。特定波长透过滤光片12设置在光源11的下侧(-z侧)。

偏振片单元13设置在特定波长透过滤光片12的下侧(-z侧)。偏振片单元13例如包括对从光源11射出的无偏振的光进行偏振的偏振片。偏振片单元13设置于基座构件14。之后详细叙述偏振片单元13。

特定波长透过滤光片12以及偏振片单元13针对每个光源11各设置一个。需要说明的是，也可以针对每个光源11而设置两个特定波长透过滤光片12以及偏振片单元13。在该情况下，将特定波长透过滤光片12以及偏振片单元13沿y方向排列而各设置两个即可(参照图2的虚线)。

返回到图1的说明。驱动部20主要具有工作台21和工作台导轨22。

工作台21被设置为，通过未图示的驱动机构而能够沿着工作台导轨22移动(参照图1的粗箭头)。在工作台21的上表面载置被曝光对象物W。

摄像部30是在载置于工作台21上的被曝光对象物W的对准中使用的相机。

对这样构成的偏振光照射装置1的作用进行说明。偏振光照射装置1一边使被曝光对象物W沿扫描方向即y方向移动，一边将从偏振光照射部10照射出的光照射于被曝光对象物W的被曝光面而生成取向膜等。该偏振光照射装置1的作用已经公知，因此，省略详细的说明。需要说明的是，对于扫描而言，可以使偏振光照射部10移动，也可以使被曝光对象物W(工作台21)移动，还可以使这两方相对地移动。

在曝光时，由于被照射来自光源11的光，因此偏振片单元13的温度上升。本发明的特征在于，防止因偏振片单元13的温度上升而引起的不良情况这一点。以下，对偏振片单元13详细进行说明。

图4是示出偏振片单元13的概要的俯视图。图5是示出偏振片单元13的概要的剖视图。偏振片单元13主要具有偏振片131、保持架132、以及带弹簧螺纹件133(带弹簧螺纹件133包括带弹簧螺纹件133A、带弹簧螺纹件133B以及带弹簧螺纹件133C)。

偏振片131是对来自光源11的光进行偏振的光学元件，且是俯视呈大致矩形形状的板状构件。偏振片131例如通过在由玻璃形成的板材的表面上使金属制的线材沿一方向周期性地排列而形成。

偏振片131的厚度比带弹簧螺纹件133的螺纹部133a(之后详述)的直径厚。例如，偏振片131的厚度为3mm～7mm程度。由此，带弹簧螺纹件133能够可靠地按压偏振片131的侧面。

保持架132(相当于保持构件)由金属形成，且是俯视呈大致中空矩形形状的板状构件。在保持架132形成有孔132a和凹部132b。在凹部132b的底面132c载置偏振片131。由偏振片131偏振后的光通过孔132a而向下方(-z方向)照射。

带弹簧螺纹件133例如是具有螺纹部133a、与偏振片131抵接的球状件133b、以及将球状件133b朝向偏振片131进行施力的螺旋弹簧133c(相当于弹性构件)的球塞。球状件133b以及螺旋弹簧133c设置于螺纹部133a的内部。

两根带弹簧螺纹件133A、133B设置于壁132d。在壁132d上形成有螺纹孔(未图示)，通过螺纹部133a与该螺纹孔螺合，从而将带弹簧螺纹件133A、133B设置于壁132d。

另外，一根带弹簧螺纹件133C设置于壁132e。在壁132e上形成有螺纹孔(未图示)，通过螺纹部133a与该螺纹孔螺合，从而将带弹簧螺纹件133C设置于壁132e。

由于螺纹部133a与形成于保持架132的螺纹孔螺合，因此，带弹簧螺纹件133能够沿着保持架132的壁132d、132e的法线方向进行移动(参照图4、5的粗箭头)。

带弹簧螺纹件133A、133B抵接于偏振片131的侧面131a。带弹簧螺纹件133A、133B的螺旋弹簧133c经由球状件133b而将偏振片131的与侧面131a对置的侧面131b朝向壁132f进行施力(参照图4、5的箭头)。带弹簧螺纹件133A、133B为了在将侧面131b朝向壁132f进行施力时防止偏振片131的旋转而分别按压侧面131a的两端附近。需要说明的是，侧面131a的两端附近不局限于图4所示的位置。

带弹簧螺纹件133C抵接于偏振片131的与侧面131a相邻的侧面131c。带弹簧螺纹件133C的螺旋弹簧133c经由球状件133b而将偏振片131的与侧面131c对置的侧面131d朝向壁132g进行施力(参照图4的箭头)。

这样，通过螺旋弹簧133c，对偏振片131的侧面131a、侧面131c施加与偏振片131的厚度方向(z方向)正交的方向(x方向或y方向)的力。由此，将偏振片131设置于保持架132。

壁132f与壁132g相邻，壁132f与x方向平行，壁132g与y方向平行。通过螺旋弹簧133c将偏振片131按压于壁132f、132g，由此在与xy平面平行的平面上将偏振片131相对于保持架132定位。

根据本实施方式，通过将偏振片131按压于保持架132的壁132f、132g，能够将偏振片131设置于保持架132，并且防止因热膨胀引起的不良情况。

在如以往那样将偏振片131粘接于保持架132的情况下，由于热膨胀所引起的尺寸变化在偏振片131与保持架132中不同这一原因，有可能导致偏振片131破裂。与此相对，在本实施方式中，使用弹性构件将偏振片131设置于保持架132，因此，能够防止偏振片131破裂。

另外，例如图6所示，也考虑通过使用板簧134将偏振片131向底面132c进行施力(向-z方向按压)而将偏振片131设置于保持架132的偏振片单元130。在该情况下，偏振片131破裂的可能性小。不过，为了将偏振片131设置于凹部132b内，需要将偏振片131发生热膨胀的情况估计在内而使凹部132b的大小大于偏振片131的大小。因此，当反复进行热膨胀与收缩时，如图7所示，偏振片131有可能在凹部132b内旋转。

与此相对，在本实施方式中，由于偏振片131的板厚厚，因此，能够通过螺旋弹簧133c直接对偏振片131施加与z方向正交的x方向或y方向的力。因此，在与xy平面平行的平面上将偏振片131相对于保持架132定位，由此，即便在因热膨胀引起的尺寸变化在偏振片131与保持架132中不同的情况下，也能够防止偏振片131在保持架132内旋转(包括移动。以下相同)。

需要说明的是，在本实施方式中，偏振片131的厚度比带弹簧螺纹件133的螺纹部133a的直径厚，但偏振片131的厚度不局限于此。例如，偏振片131的厚度只要是能够供带弹簧螺纹件133的球状件133b抵接且螺旋弹簧133c能够施加力的厚度即可。

另外，在本实施方式中，通过将侧面131b按压于壁132f且将侧面131d按压于壁132g而防止偏振片131的旋转，但为了防止偏振片131的旋转，至少将侧面131b按压于壁132f即可。

另外，也能够在使偏振片131旋转为任意的角度的状态下将侧面131b按压于壁132f。图8是示出变形例的偏振片单元13A的概要的俯视图。

带弹簧螺纹件133A、133B设置于壁132d，带弹簧螺纹件133D设置于壁132f。带弹簧螺纹件133A、133B能够相对于壁132d进行移动，带弹簧螺纹件133D能够相对于壁132f进行移动(参照图8的粗箭头)。带弹簧螺纹件133D的结构与带弹簧螺纹件133A、133B相同。

首先，调整带弹簧螺纹件133D的y方向的位置，接下来，分别调整带弹簧螺纹件133A、133B的y方向的位置。由此，能够使偏振片131旋转为任意的角度。

通过带弹簧螺纹件133A、133B的螺旋弹簧133c而对偏振片131施加-y方向的力。由此，在使偏振片131旋转为任意的角度的状态下将侧面131b按压于壁132f。

<第二实施方式>

本发明的第一实施方式中，使用具有螺旋弹簧133c的带弹簧螺纹件133对偏振片131的侧面施加力，但对偏振片131的侧面施加力的弹性构件不局限于此。

第二实施方式是使用板簧对偏振片的侧面施加力的方式。以下说明第二实施方式的偏振光照射装置。第一实施方式的偏振光照射装置1与第二实施方式的偏振光照射装置的差异仅在于偏振光照射部，因此，以下仅说明偏振光照射部。另外，针对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记，并省略说明。

图9是示出第二实施方式的偏振光照射部10A中的偏振片单元13B的概要的俯视图。图10是示出偏振片单元13B的概要的剖视图。

偏振光照射部10A主要具有光源11、特定波长透过滤光片12、偏振片单元13B以及基座构件14。另外，偏振片单元13B主要具有偏振片131、保持架132以及板簧135。

板簧135通过将金属制的板材折弯而形成。板簧135设置于壁132d，且抵接于偏振片131的侧面131a。板簧135将侧面131b朝向壁132f进行施力。板簧135使用宽幅的板材而形成，以能够不使侧面131a旋转而均匀地施加力。

需要说明的是，板簧135的宽度不局限于图9所示的情况。另外，也可以设置对侧面131a的两端附近分别进行按压的两个板簧。另外，偏振片131的板厚只要是能够供板簧135抵接的厚度即可。

根据本实施方式，通过将偏振片131按压于壁132f，从而能够防止因热膨胀、收缩而使偏振片131相对于保持架132旋转的情况。

<第三实施方式>

本发明的第一实施方式中，使用具有螺旋弹簧133c的带弹簧螺纹件133将偏振片131相对于保持架132定位，但保持架132并非是必需的。例如，如图2的虚线所示，在针对一个光源11而设置两个偏振片单元13的情况下，在基座构件14上沿y方向排列而设置两个偏振片单元13、即设置有偏振片131的保持架132，但也可以不使用保持架132而将偏振片131直接设置于基座构件14。

第三实施方式是在基座构件上直接设置偏振片的方式。以下说明第三实施方式的偏振光照射装置。第一实施方式的偏振光照射装置1与第三实施方式的偏振光照射装置的差异仅在于偏振光照射部，因此以下仅说明第三实施方式的偏振光照射部。另外，针对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记，并省略说明。

图11是示出第三实施方式的偏振光照射部10B中的偏振片单元13C的概要的立体图。

偏振光照射部10B主要具有光源11、特定波长透过滤光片12以及偏振片单元13C。另外，偏振片单元13C主要具有偏振片131、带弹簧螺纹件133以及基座构件136。

基座构件136(相当于保持构件)由金属的板材形成。在基座构件136上形成有壁136a、136b和孔136c。在基座构件136上以覆盖孔136c的方式载置偏振片131。

两根带弹簧螺纹件133设置于壁136b。在壁136b上形成有螺纹孔(未图示)，通过使螺纹部133a与该螺纹孔螺合，从而将带弹簧螺纹件133设置为能够沿x方向移动。

带弹簧螺纹件133抵接于偏振片131的侧面131d。带弹簧螺纹件133的螺旋弹簧133c经由球状件133b而将偏振片131的与侧面131d对置的侧面131c朝向壁136a进行施力。带弹簧螺纹件133为了防止偏振片131在xy平面上的旋转而对侧面131d的两端附近分别进行按压。

根据本实施方式，通过将偏振片131按压于壁136a，从而能够防止因热膨胀、收缩而使偏振片131相对于基座构件136旋转的情况。

需要说明的是，第三实施方式也可以与第一实施方式的变形例同样地，在壁136a上也设置带弹簧螺纹件133，从而在使偏振片131旋转为任意的角度的状态下将侧面131c按压于壁136a。另外，第三实施方式也可以与第二实施方式同样地，使用板簧而将偏振片131向壁136a进行施力。

以上，参照附图详细说明了本发明的实施方式，但具体的结构不局限于该实施方式，也包括不脱离本发明的宗旨的范围内的设计变更等。

另外，在本发明中，“大致”是指，不仅是严格意义上相同的情况，还包括不丧失等同性的程度的误差、变形的概念。例如，大致中央不局限于严格意义上中央的情况。另外，例如，在仅表现为平行、正交等的情况下，不仅是严格意义上平行、正交等的情况，还包括大致平行、大致正交等的情况。另外，在本发明中，“附近”是指如下概念：例如在A的附近时，为A的附近，可以包括A也可以不包括A。

附图标记说明：

1：偏振光照射装置；

10：偏振光照射部；

11：光源；

12：特定波长透过滤光片；

13、13A、13B、13C：偏振片单元；

20：驱动部；

21：工作台；

22：工作台导轨；

30：摄像部；

131：偏振片；

131a、131b、131c、131d：侧面；

132：保持架；

132a：孔；

132b：凹部；

132c：底面；

132d、132e、132f、132g：壁；

133、133A、133B、133C、133D：带弹簧螺纹件；

133a：螺纹部；

133b：球状件；

133c：螺旋弹簧；

134、135：板簧；

136：基座构件；

136a、136b：壁；

136c：孔。

Claims (4)

1.一种偏振光照射装置，其特征在于，

所述偏振光照射装置具备：

光源；

板状的偏振片，其在俯视下呈大致矩形形状，且对从所述光源射出的光进行偏振；

保持构件，其保持所述偏振片，且具有供所述偏振片的侧面抵接的壁；以及

弹性构件，其设置于所述保持构件，且抵接于所述偏振片的第一侧面，该弹性构件将所述偏振片的与所述第一侧面对置的侧面朝向所述壁进行施力。

2.根据权利要求1所述的偏振光照射装置，其特征在于，

所述弹性构件具有：

第一弹性构件，其抵接于所述偏振片的第一侧面；和

第二弹性构件，其抵接于所述偏振片的与所述第一侧面相邻的第二侧面，

所述壁具有作为正交的两个壁的第一壁和第二壁，

所述第一弹性构件将所述偏振片的与所述第一侧面对置的侧面朝向所述第一壁进行施力，

所述第二弹性构件将所述偏振片的与所述第二侧面对置的侧面朝向所述第二侧面进行施力。

3.根据权利要求1或2所述的偏振光照射装置，其特征在于，

所述弹性构件是带弹簧螺纹件，

所述带弹簧螺纹件具有：

球状件，其抵接于所述偏振片；

弹簧，其将所述球状件朝向所述偏振片进行施力；以及

螺纹部，其在内部设置有所述弹簧，

所述偏振片的厚度比所述螺纹部的直径厚。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的偏振光照射装置，其特征在于，

所述弹性构件具有两个弹簧，

所述两个弹簧对所述第一侧面的两端附近分别进行按压。