CN109884823B - 偏振光照射装置以及带光取向膜的基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供高效地进行偏振光照射，且能够形成显示出较高的各向异性的感光膜的偏振光照射装置、以及带感光膜的基板的制造方法。一种设置在基板上的感光膜的曝光所使用的偏振光照射装置，该偏振光照射装置具备：搬运工作台，其具有在载置了上述基板的状态下往复移动的工作台面、和对载置在上述工作台面上的上述基板进行加热的加热机构；和偏振光照射机构，其相对于在曝光区域内移动的上述工作台面照射偏振光，上述搬运工作台一边由上述加热机构对上述基板进行加热，一边在往路中，在上述曝光区域内以第一平均速度移动，在复路中，在上述曝光区域内以比上述第一平均速度慢的第二平均速度移动。

Description

偏振光照射装置以及带光取向膜的基板的制造方法
技术领域
本发明涉及偏振光照射装置以及带感光膜的基板的制造方法。
背景技术
对于对封入一对基板间的液晶层中的液晶分子的取向进行控制并进行显示的液晶显示装置而言，一般构成为在上述一对基板与上述液晶层之间具有取向膜。上述取向膜能够控制邻接的液晶分子的取向方位以及预倾角。为了体现对这样的液晶分子的取向方位等进行控制的取向限制力，使用摩擦法、光取向法等取向处理技术。
上述光取向法是能够使液晶分子以高精度取向的稳定性高的技术，且作为与摩擦法不同的取向处理技术而正在广泛地展开。另一方面，对于光取向法而言，若考虑到生产率，则存在相比摩擦法而初始投资费用大，且耗费处理时间这样的课题。对于用布等摩擦取向膜的表面的摩擦法而言，能够提高向取向膜的毛接触，或通过使摩擦辊的转速增加等而缩短处理时间，但对于在取向膜材料照射偏振光的光取向法而言，处理时间的缩短要求高灵敏度材料的开发、高效地反应的工序技术的开发。
作为提高取向膜等感光膜的反应性的方法，正在研究将偏振光照射和加热并用的方法(例如专利文献1、2以及3等)。
专利文献1公开有高分子薄膜的取向方法，其特征在于，在具有能够通过线性偏振光而取向的部位的玻璃化转变温度为200℃以上的高分子薄膜，在上述能够取向的部位容易运动的状态下照射线性偏振光，公开有通过加热而使上述能够取向的部位成为容易运动的状态。
专利文献2公开有偏振光照射装置，其特征在于，在具有照射偏振光的光学系统、和载置形成了光取向膜的工件的工作台的偏振光照射装置中，将工作台加热单元设置于工作台，将上述工作台收纳于具有气体导入口的处理室内，在形成上述处理室的壁的一部分设置使偏振光透过的透过板，以经由弹性部件使上述处理室的壁支承上述透过板而使透过板仅与弹性部件接触的方式配置，通过透过板的热膨胀使弹性部件变形，由从上述气体导入口导入的干燥气体充满上述处理室内，在由上述工作台加热单元对上述工作台进行了加热的状态下，使偏振光经由透过板而照射于工件。
专利文献3公开有液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置具备由在形成有像素选择用的有源元件的主面的最上层具有第一取向膜的一方的基板、在形成有彩色滤光片的主面的最上层具有第二取向膜的另一方的基板、以及被密封于上述一方的基板的上述第一取向膜与上述另一方的基板的上述第二取向膜之间的液晶构成的液晶显示面板，进行用于通过偏振光的照射至少对上述第一取向膜赋予液晶取向控制能的取向处理，该液晶显示装置的制造方法的特征在于，通过一边对上述基板进行加热一边在上述取向膜进行上述偏振光的照射的加热/偏振光照射工序、和不照射上述偏振光而仅进行上述加热的加热/偏振光非照射工序来对上述取向膜赋予取向控制能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-218765号公报。
专利文献2：日本特开2003-156687号公报。
专利文献3：日本特开2007-226122号公报。
发明内容
本发明所要解决的技术问题
对于将偏振光照射与加热并用的取向技术而言，一般设置直至基板的温度成为恒定为止的待机时间后，进行偏振光照射，通过设置上述待机时间从而使处理时间变长。另外，由于在上述待机时间中仅进行加热，从而有时溶剂挥发，感光膜材料的反应性钝化。这样，对于将偏振光照射与加热并用的取向技术而言，需要使光和热能平衡最佳化，从而存在进一步的研究的余地。
本发明是鉴于上述现状而完成的，目的在于提供高效地进行偏振光照射、且能够形成显示出较高的各向异性的感光膜的偏振光照射装置、以及带感光膜的基板的制造方法。
解决问题的手段
本发明者针对将偏振光照射与加热并用的偏振光照射装置，对高效地进行曝光处理的方法进行各种研究，着眼于以往仅进行加热直至基板的温度成为恒定温度为止的待机时间，发现通过在上述待机时间中也进行偏振光照射，从而处理时间能够缩短。另一方面，本发明者着眼于感光膜材料的反应性取决于温度，发现若在基板的温度成为恒定前进行偏振光照射，则无法充分获得感光膜的折射率各向异性。本发明者进行进一步的研究，发现：通过对基板一边加热一边进行偏振光照射，并且在基板的温度不稳定的状态下以高速移动，在基板的温度成为恒定的状态下以低速移动，从而能够抑制处理时间的增加并且使曝光量最大化，进而能够高效地形成显示出较高的各向异性的感光膜，得到本发明。
即，本发明的一方式是用于设置在基板上的感光膜的曝光的偏振光照射装置，该偏振光照射装置具备：搬运工作台，其具有在载置了上述基板的状态下往复移动的工作台面、和对载置在上述工作台面上的上述基板进行加热的加热机构；和偏振光照射机构，其相对于在曝光区域内移动的上述工作台面而照射偏振光，上述搬运工作台一边由上述加热机构对上述基板进行加热，一边在往路中，在上述曝光区域内以第一平均速度移动，在复路中，在上述曝光区域内以比上述第一平均速度慢的第二平均速度移动。
本发明的其他一方式是用于设置在基板上的感光膜的曝光的偏振光照射装置，该偏振光照射装置具备：搬运工作台，其具有在载置了上述基板的状态下移动的工作台面、和对载置在上述工作台面上的上述基板进行加热的加热机构；和第一以及第二偏振光照射机构，其相对于在曝光区域内移动的上述工作台面照射偏振光，上述搬运工作台一边由上述加热机构对上述基板进行加热，一边在上述第一偏振光照射机构的曝光区域内以第一平均速度移动后，在上述第二偏振光照射机构的曝光区域内以比上述第一平均速度慢的第二平均速度移动。
在本发明的一方式以及其他一方式中，以上述第一平均速度移动的搬运工作台的速度也可以是恒定速度，也可以进行加速或者减速。
在本发明的一方式以及其他一方式中，以上述第二平均速度移动的搬运工作台的速度也可以是恒定速度，也可以进行加速或者减速。
本发明的又一其他一方式是相对于设置在基板上的感光膜进行偏振光照射的带感光膜的基板的制造方法，该带感光膜的基板的制造方法具有照射工序，在该工序中，对上述基板进行加热，并且一边使上述基板移动一边在上述感光膜进行偏振光照射，上述照射工序包括：使上述基板以第一平均速度移动的第一照射工序；和在上述第一照射工序后，使上述基板以比上述第一平均速度慢的第二平均速度移动的第二照射工序。
在本发明的又一其他一方式中，优选上述照射工序一边使上述基板往复一边在上述感光膜进行偏振光照射，在往路中，进行上述第一照射工序，在复路中，进行上述第二照射工序。
在本发明的又一其他一方式中，上述第一照射工序的基板的移动速度也可以是恒定速度，也可以进行加速或者减速。
在本发明的又一其他一方式中，上述第二照射工序的基板的移动速度也可以是恒定速度，也可以进行加速或者减速。
发明效果
根据本发明，能够提供高效地进行偏振光照射、且能够形成显示出较高的各向异性的感光膜的偏振光照射装置、以及带感光膜的基板的制造方法。
附图说明
图1是表示实施方式1的偏振光照射装置的一部分、以及使用了实施方式1的偏振光照射装置的带感光膜的基板的制造方法的一个例子的示意图。
图2是表示实施方式2的偏振光照射装置的一部分、以及使用了实施方式2的偏振光照射装置的带感光膜的基板的制造方法的一个例子的示意图。
图3是表示折射率各向异性(Δn)相对于曝光量(单位：J)的温度依赖性的坐标图的一个例子。
图4是表示在设定为80℃的工作台面载置基板时的基板温度的变化的坐标图。
图5是表示曝光量与获得的折射率各向异性的关系的坐标图。
图6是表示伴随着时间经过的溶剂挥发量的坐标图。
图7是表示溶剂挥发量与获得的折射率各向异性的关系的坐标图。
图8是表示使基板等加速度行进的情况下的基板的移动速度与曝光距离的关系的坐标图。
图9是表示本发明的带感光膜的基板的制造方法的一个例子的流程图。
具体实施方式
以下列举实施方式，参照附图对本发明更详细地进行说明，但本发明不只是限定于这些实施方式。另外，各实施方式的结构也可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当地组合，也可以变更。
[带感光膜的基板的制造方法]
首先，使用图1以及图2，对本发明的带感光膜的基板的制造方法进行说明。本发明的带感光膜的基板的制造方法是相对于设置在基板上的感光膜而进行偏振光照射的带感光膜的基板的制造方法，具有：对上述基板进行加热，并且一边使上述基板移动一边在上述感光膜进行偏振光照射的照射工序，上述照射工序包括：使上述基板以第一平均速度移动的第一照射工序；和在上述第一照射工序后，使上述基板以比上述第一平均速度慢的第二平均速度移动的第二照射工序。
在上述照射工序中，通过在感光膜31进行偏振光照射，从而能够使构成感光膜31的聚合物取向于所希望的方位。由此，能够使感光膜31体现各向异性。图1是表示实施方式1的偏振光照射装置的一部分、以及使用了实施方式1的偏振光照射装置的带感光膜的基板的制造方法的一个例子的示意图。图1的(a)表示第一照射工序(往路)，图1的(b)表示第二照射工序(复路)。如图1所示那样，上述照射工序是一边使基板30往复一边在感光膜31进行偏振光照射的工序，且优选在往路，进行上述第一照射工序，在复路，进行上述第二照射工序。在上述照射工序中，通过使基板30往复，从而能够以较少的空间高效地进行偏振光照射。
图2是表示实施方式2的偏振光照射装置的一部分、以及使用了实施方式2的偏振光照射装置的带感光膜的基板的制造方法的一个例子的示意图。图2中的(a)表示第一照射工序，(b)表示第二照射工序。也能够如图2所示那样，使基板30不往复而向一个方向移动并进行第一照射工序以及第二照射工序
感光膜31只要是显示出感光性的膜则未限定，但优选为光取向膜。取向膜是液晶面板所含的部件，且设置于夹持液晶层的一对基板的表面。将取向膜中的通过被曝光(光取向处理)而体现各向异性的膜称为光取向膜。各向异性所体现的光取向膜具有对存在于其附近的液晶层中的液晶分子的取向进行控制的取向限制力。例如，在获得的一对带感光膜的基板间夹持液晶层的液晶面板中，电压无施加时的液晶分子的取向方位由光取向膜控制。通过使感光膜31的各向异性变高，从而在为光取向膜的情况下，能够提高取向限制力。
上述光取向膜是例如通过被照射偏振光40从而显示出光取向性的材料的一部分发生构造变化的膜。作为感光膜31，作为感光膜材料，可举出包括显示出光取向性的材料在内的材料。
作为显示出上述光取向性的材料，可举出例如包括通过光照射而引起二聚化(二聚物形成)、异构化、光弗赖斯重排、分解等反应的光反应部位(光取向性官能团)在内的材料。作为通过上述光照射而进行二聚化以及异构化的光取向性官能团，例如可举出：肉桂酸酯基、查尔酮基、香豆素基、芪基等。作为通过上述光照射而异构化的光取向性官能团，例如可举出：偶氮苯基、二苯乙炔基等。作为通过上述光照射而光弗赖斯重排的光取向性官能团，例如可举出苯酚酯构造等。作为通过光照射而分解的光取向性官能团，例如可举出：环丁烷构造等。
感光膜31也可以在聚合物主链具有聚酰胺酸构造、聚酰亚胺构造、聚硅氧烷构造、聚乙烯构造、聚丙烯构造等。另外，也可以在聚合物主链或者侧链具有上述光取向性官能团。
偏振光40优选为线性偏振光，更优选为线性偏振紫外线。偏振光40的波长优选为200～500nm，更优选为200～400nm。
如图1的(a)、图1的(b)、图2所示那样，在基板30上设置有感光膜31，上述照射工序对基板30进行加热，并且一边使基板30移动一边对感光膜31进行偏振光照射。在上述照射工序中，通过对基板30一边加热一边进行偏振光照射，从而即使为低曝光量，也能够提高设置在基板30上的感光膜31的各向异性。
作为感光膜31的各向异性的评价方法，例如可举出测定感光膜31的折射率各向异性的方法。上述折射率各向异性由构成感光膜31的聚合物的长轴方向的折射率和短轴方向的折射率的差来表示。具体而言，通过相对于感光膜31而从法线方向照射光，接受透过了感光膜31的光，测定了感光膜31的延迟(Δnd)后，再除以感光膜31的膜厚d而求出。上述延迟Δnd能够使用Axo Metrics公司制造的“Axo Scan FAA-3series”来测定。能够使用小坂研究所公司制造的“全自动/高精度微小形状测定机ET5000”而利用接触式阶梯差测定来测定上述膜厚d。
作为其他评价方法，可举出：相对于感光膜31从倾斜方向照射光，针对在感光膜31的表面反射的光的强度，对其方位依赖性进行测定的方法。对于该反射光测定而言，例如，相对于感光膜31而从入射角45°的方向照射光，并且使基板30旋转360°而使照射光的方位角在0～360°变化。而且，通过对按每个方位角的反射光的强弱进行测定，从而能够确认感光膜31的表层的各向异性。上述反射光测定例如能够使用MORITEX公司制造的“Lay Scan”来实施。
感光膜31的各向异性的评价方法根据感光膜31的材料特性来选择即可。例如，作为液晶显示装置用的取向膜的制法，存在通过使多种取向膜材料混合并层分离，从而形成双层构造的取向膜的方法。若上层(液晶层侧)使用能够体现相对于液晶分子较强的取向限制力的材料，下层(基板侧)使用能够提高液晶层的电压保持率(VHR)的可靠性优秀的材料，则获得高品质的取向膜。在这样的双层构造的取向膜的情况下，由于下层不是感光成分，所以对于基于透过光的折射率各向异性的测定而言，有时得不到各向异性高精度的输出。因此，相对于双层构造的取向膜，反射光测定较为有效。此外，通常，光相对于感光膜31的入射角越小，则越能够获取与感光膜31表面的状态对应的输出。
图3是表示折射率各向异性(Δn)相对于曝光量(单位：J)的温度依赖性的坐标图的一个例子。从图3可知：在将基板30加热为80℃的情况下，与未加热基板30的情况比较，即使低曝光量，感光膜31的折射率各向异性也较高。由此可知：将基板30加热为80℃的情况更能够提高感光膜31的折射率各向异性。此外，图3是使用主链为聚酰胺酸且主链作为光取向性官能团而具有偶氮苯基的取向材料而制成的感光膜的数据。
上述照射工序包括：使基板30以第一平均速度V1移动的第一照射工序；和在上述第一照射工序后，使基板30以比第一平均速度V1慢的第二平均速度V2移动的第二照射工序。由于包括基板30的移动速度快的第一照射工序、和基板的移动速度慢的第二照射工序，从而没有直至将基板30加热为设定温度为止的待机时间，使曝光量成为最大，从而能够提高感光膜31的各向异性。
图4是表示在设定为80℃的工作台面载置了基板时的基板温度的变化的坐标图。上述基板温度由在基板(玻璃板)30的表面贴附多个热电偶而进行多点测定。从图4可知：基板温度不是在将基板30放置于工作台面之后到达设定温度，而是在恒定时间后稳定在设定温度附近。即，可知：若从将基板30放置于工作台面之后，在感光膜31开始偏振光照射，则构成感光膜31的聚合物的取向产生较大的不规则。具体而言，若从在将基板30放置于工作台面之后，在感光膜31开始偏振光照射，则感光膜31的曝光开始侧的各向异性成为比感光膜31的曝光结束侧的各向异性小，且感光膜31面内的各向异性的不一致变大。
为了使这样的由基板温度的不同引起的构成感光膜31的聚合物的取向的不规则消失，并抑制感光膜31的各向异性的面内不一致，一般设置直至基板30的表面温度稳定为止的待机时间。然而，在使从基板30的加热开始直至结束向感光膜31的偏振光照射为止的处理时间成为恒定时间的情况下，若设置待机时间则曝光时间减少，因此导致能够在上述恒定处理时间内照射于感光膜31的偏振光曝光量减少。因此，导致极大地损害即使低曝光量也能够提高所获得的感光膜31的各向异性这样的一边加热一边进行偏振光照射的效果。因此，通过使基板30的表面温度不稳定的状态成为令基板30以高速移动的第一照射工序，使基板30的表面温度稳定的状态成为令基板30以低速移动的第二照射工序，从而能够使直至基板30的表面温度稳定为止的待机时间消失，能够使曝光量最大。另外，在恒定处理时间内，基板30的表面温度稳定的状态下的曝光量高于设置了待机时间的情况下的曝光量。而且，在本实施方式中，将相当于以往的待机时间的时间应用于第一照射工序，因此能够进一步提高感光膜31的各向异性。
感光膜31的各向异性通过使构成感光膜31的聚合物的朝向一致来提高。通过在感光膜31进行偏振光照射，从而首先，感光膜31的表面附近的聚合物反应，并且存在于感光膜31的厚度方向的聚合物逐渐反应。感光膜31的表面附近的聚合物的取向极大地有助于感光膜31的取向限制力，若感光膜31的表面附近的聚合物的取向不均匀，则感光膜31的表层的各向异性产生不一致。上述各向异性的不一致能够由在面内对感光膜31的各向异性进行多点测定，并将其最大值与最小值进行比较来评价。
基板30的设定温度优选为50℃以上且90℃以下。上述温度的更优选的下限为60℃，更优选的上限为85℃，进一步优选的下限为70℃，进一步优选的上限为80℃。
上述第一照射工序的基板30的温度也可以不维持在特定的温度范围，在上述第一照射工序中，基板30的温度例如也可以从室温上升直至上述设定温度。上述第二照射工序的基板30的温度优选维持在特定的温度范围内，更优选维持在距上述基板30的设定温度±3℃的范围内。
第一照射工序的基板30的移动速度也可以是恒定速度。另外，第二照射工序的基板30的移动速度也可以是恒定速度。
第一照射工序的基板30的平均速度比第二照射工序的基板30的平均速度快即可，对于第一照射工序以及第二照射工序而言，也可以分别使基板30的移动速度加速或者减速。通过使第一照射工序的基板30的移动速度加速或者减速，从而能够使各向异性的不一致进一步变小。通过使第二照射工序的基板30的移动速度加速或者减速，从而能够根据伴随着时间经过的感光膜材料的光反应性来改变第二照射工序的基板30的移动速度，进而使所获得的感光膜31的折射率各向异性更均匀。
以下使用图5～图7，对通过使第一照射工序以及第二照射工序的基板30的移动速度分别加速或者减速而能够使感光膜31的各向异性(折射率各向异性)更均匀的理由进行说明。
图5是表示曝光量与所获得的折射率各向异性的关系的坐标图。图6是表示伴随着时间经过的溶剂挥发量的坐标图。图7是表示溶剂挥发量与所获得的折射率各向异性的关系的坐标图。图5以及图7示出典型的感光膜31的折射率各向异性的特性，根据感光膜材料的种类，绝对值不同，但基本的趋势相同。从图5可知：随着曝光量增加，折射率各向异性也增加，且在某个值饱和。该饱和点成为构成感光膜31的感光膜材料的反应极限，但从图5可知：通过对基板进行加热从而上述感光膜材料的光反应性提高。
另一方面，如图6所示那样，溶剂挥发量随着处理时间变长而增加，并且具有加热温度越高则越增加的趋势。上述溶剂挥发量根据溶剂的种类、制膜方式而不同，且显示出相同的趋势。由于包含溶剂，从而能够提高感光膜材料的流动性，在感光膜的成膜工序中，能够均匀地涂覆膜厚，维持稳定性。另外，由于包含溶剂，从而能够提高感光膜材料的光反应性。因此，如图7所示那样，若溶剂挥发量增加，则在上述照射工序中，存在感光膜材料的光反应性钝化，所获得的感光膜的折射率各向异性也降低的趋势。由此可知：若伴随着加热时间的经过的溶剂挥发量增加，则感光膜31的折射率各向异性的不一致变大。通过加热基板30，从而感光膜材料的光反应性增加，但若溶剂过度飞溅则感光膜材料的光反应性降低，因此通过调整加热条件与溶剂挥发量的平衡，从而能够使制造条件最佳化。
在第一照射工序以及第二照射工序中，也可以使基板30等加速度行进。例如，决定作为基板的长度(形成在基板上的感光膜的宽度)与备用宽度的合计的曝光距离L、初始速度V0、以及加速度a，能够使基板30以等加速度行进。图8是表示使基板以等加速度行进的情况下的基板的移动速度与曝光距离的关系的坐标图。上述等加速度行进能够根据感光膜材料的反应性而在第一照射工序和第二照射工序中分别独立地设定。另外，加速度a也能够根据感光膜材料的反应性而设定为正的值、负的值的任一个。基板的移动速度不恒定，因此曝光量无法恒定，但能够进一步抑制所获得的感光膜31的折射率各向异性的面内不一致。对于感光膜31的折射率各向异性的面内偏差而言，与使基板在第一照射工序中以恒定速度高速行进，在第二照射工序中以恒定速度低速行进的情况比较，能够减少20～80％。
在上述照射工序中，在使基板30往复而进行上述第一照射工序以及上述第二照射工序的情况下，上述第一照射工序以及上述第二照射工序能够由一台偏振光照射装置进行。另外，在使基板30往复的情况下，上述第一照射工序以及上述第二照射工序能够由相同的偏振光照射机构进行。
在上述照射工序中，在不使基板30往复而进行上述第一照射工序以及上述第二照射工序的情况下，也优选上述第一照射工序以及上述第二照射工序由一台偏振光照射装置进行。在不使基板30往复的情况下，上述第一照射工序以及上述第二照射工序能够分别由不同的偏振光照射机构进行。
基板30的材质也可以是无碱玻璃等玻璃、丙烯酸树脂、环烯烃等透明树脂。在通过实施方式1或者2的偏振光照射装置而制造的带感光膜的基板应用于液晶显示装置等显示装置的情况下，基板30可以是在透明基板上设置有栅极布线、源极布线等信号线；薄膜晶体管(TFT)；像素电极、共用电极等电极的有源矩阵基板，也可以是在透明基板上设置有彩色滤光片、黑矩阵等的彩色滤光片基板。
图9是表示本发明的带感光膜的基板的制造方法的一个例子的流程图。本实施方式的带感光膜的基板的制造方法也可以在照射工序前具有制膜工序、临时烧制工序。另外，也可以在上述照射工序后具有正式烧制工序。
上述制膜工序是将感光膜组成物涂覆于基板表面的工序。涂覆方法未特别限定，能够使用柔性版印刷、喷墨涂覆等。作为上述感光膜组成物，可举出：含有感光膜材料、溶剂等的材料。
上述临时烧制工序是使上述感光膜组成物的溶剂挥发而对涂膜的流动性、层分离状态进行调整的工序。上述临时烧制工序的温度未特别限定，例如为50℃～90℃。例如，在由具有光取向性官能团的材料形成感光膜31的上层，由用于保持可靠性的其他材料形成下层的情况下，能够通过上述临时烧制工序，使涂膜层分离为双层。
上述正式烧制工序是使上述感光膜材料重合而形成构成感光膜31的聚合物的工序。通过上述正式烧制工序，例如形成有聚酰胺酸构造、聚酰亚胺构造、聚硅氧烷构造、聚乙烯构造、聚丙烯构造等聚合物主链构造。上述正式烧制工序的温度未特别限定，但例如为100℃～250℃。
[偏振光照射装置]
以下，使用图1对实施方式1的偏振光照射装置详细地进行说明。实施方式1的偏振光照射装置是用于设置在基板30上的感光膜31的曝光的偏振光照射装置，且具备：在载置了上述基板30的状态下往复移动的工作台面11；对载置在上述工作台面11上的上述基板30进行加热的加热机构12的搬运工作台10；以及相对于在曝光区域内移动的上述工作台面11照射偏振光40的偏振光照射机构20，上述搬运工作台10一边通过上述加热机构12对上述基板30进行加热，一边在往路上以第一平均速度V1在上述曝光区域内移动，在复路上以比上述第一平均速度V1慢的第二平均速度V2在上述曝光区域内移动。
如图1的(a)以及(b)所示那样，偏振光照射装置100具备搬运工作台10和偏振光照射机构20。偏振光照射装置100是用于设置在基板30上的感光膜31的曝光的装置。
搬运工作台10具备：在载置了基板30的状态下往复移动的工作台面11；和对载置在工作台面11上的基板30进行加热的加热机构12。搬运工作台10具备加热机构12，从而能够一边加热一边搬运基板30。
搬运工作台10在工作台面11载置了基板30的状态下往复移动。上述往复移动是例如设置在基板30上的感光膜31在曝光区域内沿恒定方向通过其后再次在上述曝光区域内通过的运动。通过往复移动，能够缩小偏振光照射装置100的尺寸。另外，能够使本发明的高效率曝光成立。在偏振光照射装置100中，优选搬入以及搬出基板30的搬出搬入口为一个，在相同位置搬出搬入。
加热机构12只要能够加热基板30则未特别限定。加热机构12优选为将基板30加热至恒定温度，其后将基板30的温度保持为恒定的机构。作为加热机构12，虽未特别限定，但可举出：对工作台面11进行加热的加热器；对工作台面11的温度进行测定的温度测定器；具有对由上述温度测定器获得的工作台面11的温度与设定温度的温度差进行计算，并根据上述温度差对上述加热器供给电力的温度控制部等的部件。
加热机构12的设定温度能够根据感光膜31所使用的感光膜材料的种类而适当地调整，但优选为50℃以上且90℃以下。上述温度的更优选的下限为60℃，更优选的上限为85℃，进一步优选的下限为70℃，进一步优选的上限为80℃。
偏振光照射机构20相对于在曝光区域内移动的工作台面11照射偏振光40。通过照射偏振光40，从而能够使构成感光膜31的聚合物取向于所希望的方位。由此，能够使感光膜31体现各向异性。上述曝光区域是指在偏振光照射机构20内被照射偏振光的区域。
对于偏振光照射装置100而言，往路以及复路的偏振光照射也可以通过一个偏振光照射机构20来进行。
偏振光照射机构20只要相对于工作台面11而照射偏振光40则未特别限定。偏振光照射机构20例如包括光源、反射器(聚光镜)、偏振器、波长选择滤波器、罩玻璃等。从偏振光照射机构20照射的偏振光40优选为线性偏振光，更优选为线性偏振紫外线。
上述光源未特别限定，能够使用低压水银灯(杀菌灯、荧光化学灯、黑光灯)、高压放电灯(高压水银灯、金属卤化物灯)、短弧放电灯(超高压水银灯、氙气灯、水银氙气灯)、辐射紫外光的LED(Light Emitting Diode)，LD(Laser Diode)等。上述光源也可以是将光源元件与放大镜组合而形成的面状的光照射部，也可以是将多个光源元件排列形成的面状或者线状的光照射部。另外，为了形成线状的光照射部，也可以取代将多个光源元件沿一个方向排列，而配置一根在一个方向上较长的棒状的放电灯。
上述偏振器从自光源射出的光取出偏振光，优选取出线性偏振光。作为上述偏振器，例如可举出：有机树脂系偏振器、线栅偏振器、偏振分束器(PBS：Polarizing beamsplitter)、利用了布鲁斯特角(入射的光的反射光仅成为不包括P偏振光的S偏振光的角)的偏振器等。
作为上述有机树脂系偏振器，例如可举出：使聚乙烯醇吸附碘，并以片状延伸的偏振器等。
作为上述线栅偏振器，例如可举出以下部件，即具有透光性基材、和形成在上述透光性基材上的多个金属细线，且上述多个金属细线以比入射至线栅偏振器的光的波长短的周期配置的部件。上述金属细线例如由铬、铝、氧化钛等光吸收性的金属材料形成。
作为上述偏振分束器，例如可举出：立方体型、板型的部件。作为立方体型的PBS，例如可举出：将两个棱镜的斜面彼此接合且在其一方的斜面蒸镀有光学薄膜的部件。
经由上述波长选择滤波器而照射的光的主波长优选为200～500nm，更优选为200～400nm。上述波长选择滤波器未特别限定，能够使用在光取向处理装置的领域中通常使用的部件。作为上述波长选择滤波器，例如可举出：在滤波器中分散吸收透过波长以外的波长的物质的部件、在滤波器的表面涂覆反射透过波长以外的物质的部件等。
如图1的(a)所示那样，搬运工作台10一边通过加热机构12对基板30进行加热，一边在上述曝光区域内以第一平均速度V1移动。其后，如图1的(b)所示那样，在上述曝光区域内以比第一平均速度V1慢的第二平均速度V2移动。通过改变搬运工作台10的速度，从而消除直至将基板30加热为设定温度的为止的待机时间，使曝光量成为最大，提高感光膜31的各向异性。
上述第一平均速度V1例如根据搬运工作台10的移动方向上的感光膜31的宽度、和基板30的表面温度到达设定温度为止所需要的时间等来设定。上述第二平均速度V2例如根据感光膜31所使用的感光膜材料的种类、曝光时间等来设定。
以第一平均速度V1移动的搬运工作台10的速度也可以是恒定速度。另外，以第二平均速度V2移动的搬运工作台10的速度也可以是恒定速度。
以第一平均速度V1移动的搬运工作台10的平均速度比以第二平均速度V2移动的搬运工作台10的平均速度快即可，以第一平均速度V1移动的搬运工作台10的速度、以及以第二平均速度V2移动的搬运工作台10的速度也可以分别加速或者减速。
以下，使用图2，对实施方式2的偏振光照射装置详细地进行说明。实施方式2的偏振光照射装置是设置在基板30上的感光膜31的曝光所使用的偏振光照射装置，且具备：搬运工作台10，其具有以载置了上述基板30的状态移动的工作台面11、和对载置于上述工作台面上11的上述基板30进行加热的加热机构12；和第一以及第二偏振光照射机构20以及21，其相对于在曝光区域内移动的上述工作台面11而照射偏振光40，上述搬运工作台10在一边通过上述加热机构12对上述基板30进行加热，一边在上述第一偏振光照射机构20的曝光区域内以第一平均速度V1移动后，在上述第二偏振光照射机构21的曝光区域内以比上述第一平均速度V1慢的第二平均速度V2移动。
如图2所示那样，实施方式2的偏振光照射装置200具备第一偏振光照射机构20以及第二偏振光照射机构21。第一偏振光照射机构20以及第二偏振光照射机构21分别能够使用与实施方式1中说明的偏振光照射机构20相同的部件。对与实施方式1相同的结构，在图中标注相同的符号，省略各结构的说明。
对于实施方式2的偏振光照射装置200而言，搬运工作台10在一边由加热机构12对基板30进行加热，一边在第一偏振光照射机构20的曝光区域内以第一平均速度V1移动后，在第二偏振光照射机构21的曝光区域内以比第一平均速度V1慢的第二平均速度V2移动。通过成为这样的结构，从而即使不使基板30往复，也能够不改变基板30的行进方向而进行上述的第一照射工序以及第二照射工序。
偏振光照射装置200也可以在不同位置具有基板30的搬入口以及搬出口，基板30也可以在不同位置搬出搬入。
偏振光照射装置100以及200能够用于带感光膜的基板的制造。特别是在具有各向异性提高的感光膜31的基板的制造中适用。偏振光照射装置100以及200能够在液晶显示装置等显示装置所使用的带光取向膜的基板的制造等适当地使用。对于通过本发明的偏振光照射装置以及带感光膜的基板的制造方法获得的感光膜而言，各向异性提高，因此通过使用设置有上述感光膜的基板，从而能够制成电压无施加时的液晶分子的初始取向被精密控制的液晶面板。另外，本发明的偏振光照射装置以及带感光膜的基板的制造方法能够用于密封材料的固化。作为制成构成液晶显示装置的液晶面板的方法，存在在一方的基板滴下了液晶组成物后，利用密封材料将另一方的基板贴合的液晶滴下法(ODF)。通过将本发明的偏振光照射装置以及带感光膜的基板的制造方法用于ODF用密封材料的固化，从而能够不覆盖液晶显示装置的显示区域而使密封材料固化。
[实施例]
以下，列举实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明不限定于这些例子。
(实施例1)
通过以下的方法，制成了实施例1的带感光膜的基板。首先，在纵880mm、横680mm、厚度0.63mm的玻璃板(旭硝子公司制造，AN100)的表面涂覆包括主链为聚酰胺酸且主链作为光取向性官能团而具有偶氮苯基的取向材料和溶剂的取向膜组成物而形成涂膜，并进行了临时烧制。
其后，使用具备：具有工作台面和作为加热机构的加热器的搬运工作台；以及作为光源具有金属卤化物灯、聚光镜、线栅偏振器、波长选择滤波器的一个偏振光照射机构的偏振光照射装置，在上述涂膜进行了偏振光照射。上述偏振光照射装置是基板的搬出搬入口为一个且基板的搬出搬入在相同位置进行的装置。上述工作台面的设定温度成为80℃，从上述偏振光照射机构，照射中心波长370～380nm的线性偏振紫外线。未设置直至上述工作台面的温度成为设定温度为止的待机时间，朝向玻璃基板的纵向，使基板往复而进行了线性偏振紫外线照射。在往路，一边对搬运工作台进行加热一边使其以120mm/秒的恒定速度移动，照射15秒钟线性偏振紫外线，在复路，一边对搬运工作台进行加热一边以35mm/秒的恒定速度移动，照射50秒钟线性偏振紫外线。
在照射了上述线性偏振紫外线后，进行正式烧制，实施例1的带感光膜的基板完成。
(实施例2)
除了改变往路的偏振光照射条件以外，与实施例1相同，制成实施例2的带感光膜的基板。在实施例2中，未设置待机时间，而在往路，初始速度为108mm/秒，最终速度为132mm/秒，一边对搬运工作台进行加热一边使其等加速度移动，照射了15秒钟线性偏振紫外线。在复路，与实施例1同样，一边对搬运工作台进行加热一边使其以35mm/秒的恒定速度移动，照射了50秒钟线性偏振紫外线。
(比较例1)
除了设置待机时间、以及改变了往路以及复路的偏振光照射条件以外，其他与实施例1相同，制成比较例1的带感光膜的基板。在比较例1中，将直至上述感光膜面内的温度成为设定温度为止的待机时间设置为15秒钟，在往路以及复路，分别一边对搬运工作台进行加热一边使其以70mm/秒的恒定速度移动，以使往路以及复路的照射时间的合计成为50秒的方式照射线性偏振紫外线。
(比较例2)
除了改变往路以及复路的偏振光照射条件以外，其他与实施例1相同，制成比较例2的带感光膜的基板。在比较例2中，不设置待机时间，在往路以及复路中，分别一边对搬运工作台进行加热一边使其以55mm/秒的恒定速度移动，以使往路以及复路的照射时间的合计成为65秒的方式照射线性偏振紫外线。
＜折射率各向异性的测定＞
针对上述实施例以及比较例中得到的带感光膜的基板，对感光膜的折射率各向异性进行了测定。上述折射率各向异性通过相对于各感光膜而从法线方向照射光，测定透过光的延迟，并将所获得的值分别除以感光膜的膜厚来计算。上述延迟使用Axo Metrics公司制造的“Axo Scan FAA-3series”来测定。上述膜厚使用小坂研究所公司制造的“全自动/高精度微小形状测定机ET5000”，通过接触式阶梯差测定来测定。此外，延迟按每个感光膜在面内多点测定，基于所获得的延迟的最大值与最小值之差，针对感光膜的折射率各向异性的差别也进行了评价。
＜结果以及考察＞
实施例1相对于比较例1，折射率各向异性提高了10～20％。比较例1设置待机时间，在恒定处理时间内照射于涂膜的曝光量小于实施例1，因此折射率各向异性变小。
比较例2中，不设置待机时间，在恒定处理时间内照射于涂膜的曝光量与实施例1相同，因此获得与实施例1相同程度的折射率各向异性。然而，在上述感光膜面内的温度成为设定温度前开始往路的照射，另外，往路与复路的平均速度相同，因此与实施例1比较而折射率各向异性的差别变大。
实施例2不设置待机时间，而在恒定处理时间内照射于涂膜的曝光量与实施例1相同，因此获得与实施例1相同程度的折射率各向异性。另外，在往路，成为使搬运工作台的移动速度加速的等加速度移动，从而能够相对于实施例1而将折射率各向异性的差别减少20％以上。
符号说明
10：搬运工作台
11：工作台面
12：加热机构
20、21：偏振光照射机构
30：基板
31：感光膜
40：偏振光
100、200：偏振光照射装置

Claims (12)

1.一种偏振光照射装置，其用于设置在基板上的光取向膜的曝光，所述偏振光照射装置的特征在于，具备：
搬运工作台，其具有在载置了所述基板的状态下往复移动的工作台面、和对载置在所述工作台面上的所述基板进行加热的加热机构；以及
偏振光照射机构，其相对于在曝光区域内移动的所述工作台面而照射偏振光，
所述搬运工作台在往路中，一边在所述曝光区域内以第一平均速度移动，一边由所述加热机构对所述基板进行加热并使温度上升至设定温度，
所述搬运工作台在复路中，一边在所述曝光区域内以比所述第一平均速度慢的第二平均速度移动，一边由所述加热机构对所述基板进行加热并使温度维持在距所述设定温度±3℃的范围内。
2.一种偏振光照射装置，其用于设置在基板上的光取向膜的曝光，所述偏振光照射装置的特征在于，具备：
搬运工作台，其具有：在载置了所述基板的状态下移动的工作台面、和对载置在所述工作台面上的所述基板进行加热的加热机构；以及
第一以及第二偏振光照射机构，其相对于在曝光区域内移动的所述工作台面照射偏振光，
所述搬运工作台一边在所述第一偏振光照射机构的曝光区域内以第一平均速度移动一边由所述加热机构对所述基板进行加热并使温度上升至设定温度，之后，一边在所述第二偏振光照射机构的曝光区域内以比所述第一平均速度慢的第二平均速度移动一边由所述加热机构对所述基板进行加热并使温度维持在距所述设定温度±3℃的范围内。
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，
以所述第一平均速度移动的搬运工作台的速度为恒定速度。
4.根据权利要求1或2所述的偏振光照射装置，其特征在于，
以所述第一平均速度移动的搬运工作台的速度进行加速或者减速。
5.根据权利要求1或2所述的偏振光照射装置，其特征在于，
以所述第二平均速度移动的搬运工作台的速度为恒定速度。
6.根据权利要求1或2所述的偏振光照射装置，其特征在于，
以所述第二平均速度移动的搬运工作台的速度进行加速或者减速。
7.一种带光取向膜的基板的制造方法，其相对于设置在基板上的光取向膜进行偏振光照射，所述带光取向膜的基板的制造方法的特征在于，
具有照射工序，在该工序中，对所述基板进行加热，并且一边使所述基板移动一边在所述光取向膜进行偏振光照射，
所述照射工序包括：一边加热所述基板并使温度上升至设定温度一边使所述基板以第一平均速度移动的第一照射工序；和在所述第一照射工序后，一边加热所述基板并使温度维持在距所述设定温度±3℃的范围内一边使所述基板以比所述第一平均速度慢的第二平均速度移动的第二照射工序。
8.根据权利要求7所述的带光取向膜的基板的制造方法，其特征在于，
所述照射工序一边使所述基板往复一边在所述光取向膜进行偏振光照射，
在往路中，进行所述第一照射工序，
在复路中，进行所述第二照射工序。
9.根据权利要求7或8所述的带光取向膜的基板的制造方法，其特征在于，
所述第一照射工序的基板的移动速度为恒定速度。
10.根据权利要求7或8所述的带光取向膜的基板的制造方法，其特征在于，
所述第一照射工序的基板的移动速度进行加速或者减速。
11.根据权利要求7或8所述的带光取向膜的基板的制造方法，其特征在于，
所述第二照射工序的基板的移动速度为恒定速度。
12.根据权利要求7或8所述的带光取向膜的基板的制造方法，其特征在于，
所述第二照射工序的基板的移动速度进行加速或者减速。
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