CN203705765U - 光配向用偏光光照射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光配向用偏光光照射装置。实施方式的光配向用偏光光照射装置(1)包括光源部及偏光元件部(20)，该光源部具有作为光源的棒状灯(11)且放出紫外线，偏光元件部(20)被照射来自光源部的紫外线且出射作为紫外线的偏光光的紫外线，偏光元件部(20)在被照射紫外线且出射作为偏光光的紫外线的方向重叠有两片线栅偏光元件(22)。本实用新型的光配向用偏光光照射装置可实现低成本化及偏光元件部的高消光比。

Description

光配向用偏光光照射装置

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种光配向用偏光光(polarized light)照射装置。

背景技术

目前，作为变为液晶面板的配向膜的配向处理即摩擦步骤的技术，光配向技术(例如参照专利文献1及专利文献2)受到关注。光配向技术中使用的光配向用偏光光照射装置包括作为线状光源的棒状灯、及具有栅极(grid)偏光元件的偏光元件部。此种光配向用偏光光照射装置通过如下步骤等进行配向膜的配向处理，即，使棒状灯所照射的紫外线中指定方向的偏光轴的紫外线通过栅极偏光元件，且将通过的紫外线照射至工件。

[背景技术文献]

[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

然而，在现有技术中，期待实现偏光元件部的高消光比。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光配向用偏光光照射装置，其可实现偏光元件部的高消光比。

实施方式的光配向用偏光光照射装置包括：光源部，具有光源且放出紫外线；及偏光元件部。偏光元件部被照射来自光源部的紫外线且出射紫外线的偏光光。偏光元件部在被照射紫外线且出射偏光光的方向重叠有两片线栅偏光元件。

实施方式的所述线栅偏光元件包括平板状基材、及在所述基材的其中一表面形成有多个的直线状的电导体；且所述偏光元件部使所述基材的另一表面彼此相对向，且使所述线栅偏光元件重叠。

实施方式的所述线栅偏光元件包括平板状基材、及在所述基材的其中一表面形成有多个的直线状的电导体；且所述偏光元件部使所述电导体彼此空出间隔地相对向，且使所述线栅偏光元件重叠。

实施方式的所述偏光元件部在所述线栅偏光元件的所述电导体间填充有惰性气体。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，可提供一种光配向用偏光光照射装置，其可实现偏光元件部的高消光比。

附图说明

图1是表示实施方式的光配向用偏光光照射装置的概略构成的立体图。

图2是表示实施方式的光配向用偏光光照射装置的概略构成的侧视图。

图3是表示实施方式的光配向用偏光光照射装置的概略构成的前视图。

图4是沿着图1中的IV-IV线的剖视图。

图5是实施方式的变形例1的光配向用偏光光照射装置的偏光元件部的剖视图。

图6是实施方式的变形例2的光配向用偏光光照射装置的偏光元件部的剖视图。

图7是表示实施方式的变形例3的光配向用偏光光照射装置的概略构成的前视图。

[符号说明]

1、1-1、1-2、1-3：光配向用偏光光照射装置

10、10-3：光源部

11：棒状灯(光源)

12：反射材

13：滤波器

20、20-1、20-2：偏光元件部

21：框部件

22：线栅偏光元件

23：基材

23a：其中一表面

23b：另一表面

24：电导体

30：间隔件

31：高压紫外线灯(光源)

LD：光照射区域

PA：偏光轴

RD：基准方向

UA：紫外线

UB：紫外线(偏光光)

W：工件

X、Y、Z：方向

Y1：箭头

具体实施方式

以下所说明的实施方式、变形例1～变形例3的光配向用偏光光照射装置1、光配向用偏光光照射装置1-1、光配向用偏光光照射装置1-2、光配向用偏光光照射装置1-3包括：具有光源11、光源31且用以放出紫外线UA的光源部10、光源部10-3；以及偏光元件部20、偏光元件部20-1、偏光元件部20-2。偏光元件部20、偏光元件部20-1、偏光元件部20-2被照射来自光源部10的紫外线UA且出射作为紫外线UA的偏光光的紫外线UB。偏光元件部20、偏光元件部20-1、偏光元件部20-2在被照射紫外线UA且出射紫外线UB的方向，重叠有两片线栅(wire grid)偏光元件22。

而且，以下所说明的实施方式、变形例2及变形例3的光配向用偏光光照射装置1、光配向用偏光光照射装置1-2、光配向用偏光光照射装置1-3的线栅偏光元件22包括：平板状基材23及直线状的电导体24，其中在基材23的其中一表面23a形成有多个直线状的电导体24。偏光元件部20、偏光元件部20-2使基材23的另一表面23b彼此相对向，且使线栅偏光元件22彼此重叠。

而且，以下所说明的实施方式的变形例1的光配向用偏光光照射装置1-1，其线栅偏光元件22包括：平板状基材23及直线状的电导体24，其中在基材23的其中一表面23a形成有多个直线状的电导体24。偏光元件部20-1使电导体24彼此空出间隔地相对向，且使线栅偏光元件22彼此重叠。

而且，以下所说明的实施方式的变形例1的光配向用偏光光照射装置1-1，其偏光元件部20-1在线栅偏光元件22的电导体24间填充有惰性气体。

[实施方式]

接下来，基于附图，对本实用新型的实施方式的光配向用偏光光照射装置1进行说明。图1是表示实施方式的光配向用偏光光照射装置的概略构成的立体图，图2是表示实施方式的光配向用偏光光照射装置的概略构成的侧视图，图3是表示实施方式的光配向用偏光光照射装置的概略构成的前视图，图4是沿着图1中的IV-IV线的剖视图。

图1中所示的实施方式的光配向用偏光光照射装置1为如下装置，即，对工件W(图1中由两点链线所示)的表面照射与预先决定的基准方向RD(图1中由一点链线所示)平行的偏光轴PA(图3中所示，也称为振动方向)的紫外线UB。实施方式的光配向用偏光光照射装置1例如用于制造液晶面板的配向膜或视野角补偿膜的配向膜等。照射至工件W表面的紫外线UB的偏光轴PA的基准方向RD可根据工件W的构造、用途、或所要求的规格而适当设定。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。此外，关于与Z轴平行的方向，将表示Z轴方向的箭头的前端朝向的方向称为上方，将与表示Z轴方向的箭头的前端朝向的方向相对向的方向称为下方。

如图1、图2及图3所示，光配向用偏光光照射装置1包括光源部10及偏光元件部20，该光源部10均匀地在所有方向上振动且放出所需波长的紫外线UA。

光源部10包括作为光源的棒状灯11、反射材12、及滤波器13。棒状灯11例如为在紫外线透过性玻璃管内封入水银、氩气、氙气等稀有气体而成的高压水银灯、或在高压水银灯中进而封入铁或碘等金属卤素(metal halide)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。棒状灯11的发光部的长边方向与X轴方向平行，且棒状灯11的发光部的长度长于工件W的宽度。棒状灯11从线状发光部放出例如波长为200nm～400nm的紫外线。棒状灯11放出的紫外线是具有各种偏光轴成分的紫外线、所谓的非偏光的紫外线。在本实用新型中，作为光源，例如也可设为如下构成，即，使可照射波长为200nm～400nm的紫外线的发光二极管(light emitting diode，LED)芯片、激光二极管(laser diode)、有机电致发光(Electroluminescence，EL)等小型灯隔开而配置成直线状。

在本实施方式中，棒状灯11设置有一个，且配置在偏光元件部20及工件W的上方。在棒状灯11的上方设置有反射材12，在棒状灯11的下方设置有滤波器13。作为反射材12，可使用平行型抛物面镜、聚光型椭圆镜、或其他形状的镜等。滤波器13为众所周知的带通滤波器(band-pass filter)，且使棒状灯11所放出的紫外线中的例如254nm或365nm等所需波长的紫外线UA透过，而限制其他波长的紫外线透过。棒状灯11所放出的紫外线中的一部分所需波长的紫外线UA直接透过滤波器13而被放出至偏光元件部20侧，并且剩余一部分所需波长的紫外线UA由反射材12反射，且透过滤波器13而向偏光元件部20的方向放出。光源部10通过滤波器13而向偏光元件部20的方向放出所需波长的紫外线UA。此外，光源部10放出的紫外线UA为具有各种偏光轴成分的紫外线、所谓的非偏光的紫外线。

偏光元件部20从紫外线UA中提取仅在基准方向RD上振动的偏光轴PA的紫外线UB(相当于紫外线UA的偏光光)，所述紫外线UA由光源部10放出且具有均匀地在所有方向上振动的各种偏光轴成分。此外，一般将仅在基准方向RD上振动的偏光轴PA的紫外线UB称为直线偏光。此外，紫外线UA、紫外线UB的偏光轴PA，是指该紫外线UA、紫外线UB的电场及磁场的振动方向。

偏光元件部20与光源部10相对向地配置，且被照射来自光源部10的紫外线UA，将紫外线UB出射至工件W表面的光照射区域LD(图2所示)。如图1所示，偏光元件部20包括：框部件21及线栅偏光元件22，所述框部件21内侧划分成多个空间，所述线栅偏光元件22收容在框部件21的各空间内。框部件21与X轴方向平行地排列多个线栅偏光元件22。

如图4所示，线栅偏光元件22在被照射紫外线UA且出射紫外线UB的方向重叠有两片，且收容在框部件21的各空间内。也就是说，偏光元件部20在被照射紫外线UA且出射紫外线UB的方向重叠有两片线栅偏光元件22。线栅偏光元件22包括：平板状基材23及直线状的电导体24，所述平板状基材23包含石英玻璃等，所述直线状的电导体24在基材23的其中一表面23a形成有多个。电导体24例如包含铬或铝合金等金属，且在基材23的其中一表面23a等间隔且平行地配置。电导体24的长边方向与基准方向RD正交。电导体24的间距较理想的是由光源部10照射的紫外线UA的波长的1／3以下。线栅偏光元件22反射由光源部10照射的紫外线UA中的与电导体24的长边方向平行的偏光轴的紫外线的大部分，而使与电导体24的长边方向正交的偏光轴PA的紫外线UB通过。此外，在本实施方式中，线栅偏光元件22的电导体24的长边方向与Y轴方向平行而配置，使与X轴方向平行的偏光轴PA的紫外线UB通过。也就是说，在本实施方式中，基准方向RD与X轴方向平行。

而且，在本实施方式中，偏光元件部20使基材23的另一表面23b彼此相对向，且使线栅偏光元件22彼此重叠。此外，在本实施方式中，使线栅偏光元件22的基材23的另一表面23b彼此紧密接触。

所述构成的实施方式的光配向用偏光光照射装置1将工件W向与Y轴方向平行的箭头Y1方向搬送，且从棒状灯11放出紫外线。于是，棒状灯11所放出的紫外线中的所需波长的紫外线UA照射至偏光元件部20，通过线栅偏光元件22而将与基准方向RD平行的偏光轴PA的紫外线UB从偏光元件部20朝向工件W表面的光照射区域LD出射。

此时，线栅偏光元件22与利用蒸镀膜或布鲁斯特角(Brewster′s angle)的偏光元件相比，紫外线UA的入射角度对于紫外线UB的消光比的影响小。因此，在线栅偏光元件22中，即使像从光源部10出射的紫外线UA那样为发散光，只要入射角度为±45度的范围，也可遍及被照射紫外线UA的整个区域地获得良好消光比的紫外线UB。因此，光配向用偏光光照射装置1通过使棒状灯11的长度与工件W的宽度对应而设置，且使工件W向箭头Y1方向相对移动，原理上可利用1根棒状灯11进行广面积的光照射区域LD的配向处理。

此外，所谓消光比，是指用线栅偏光元件22的作为直线偏光的紫外线UB的最大透过率除以作为直线偏光的紫外线UB的最小透过率所得的值。也就是说，消光比=最大透过率／最小透过率。进而，所谓透过率，是指用通过线栅偏光元件22的紫外线UB的辐射发散度(radiant exitance)除以入射至线栅偏光元件22的紫外线UA的辐射发散度并乘以100所得的值(％)。也就是说，透过率(％)=(紫外线UB的辐射发散度／紫外线UA的辐射发散度)×100。

所述构成的实施方式的光配向用偏光光照射装置1一般重叠有两片线栅偏光元件22，该线栅偏光元件22的间隔宽于包含介电质的电导体且具有包含金属的电导体24。通过重叠两片线栅偏光元件，而可利用靠近光源部10的这一侧的线栅偏光元件2截止大部分不需要的偏光光，但仍有少量不需要的偏光光透过。因此，通过再设置一片线栅偏光元件2，可截止不需要的偏光光。另一方面，即使再设置一片线栅偏光元件2，所需的紫外线UB(偏光光)也能够透过，因此所需的紫外线UB(偏光光)可无损耗地透过。因此，重叠两片线栅偏光元件比设置一片线栅偏光元件更能改善消光比。因此，光配向用偏光光照射装置1即使使用间隔宽于包含介电质的电导体且具有包含金属的电导体24的线栅偏光元件22，作为偏光元件部20整体而言，也可获得良好的消光比。

而且，光配向用偏光光照射装置1使基材23的另一表面23b彼此相对向，且使线栅偏光元件22彼此重叠，并且使基材23的另一表面23b彼此紧密接触。因此，可抑制在两片线栅偏光元件22的基材23间产生间隙，即使重叠两片线栅偏光元件22，也可抑制偏光元件部20的透过率降低。

[变形例1]

接下来，基于附图，对本实用新型的实施方式的变形例1的光配向用偏光光照射装置1-1进行说明。图5是实施方式的变形例1的光配向用偏光光照射装置的偏光元件部的剖视图。此外，在图5中，对于与实施方式相同的部分，附注相同符号并省略说明。

如图5所示，实施方式的变形例1的光配向用偏光光照射装置1-1的偏光元件部20-1使线栅偏光元件22的基材23的其中一表面23a即电导体24彼此空出间隔地相对向，且使两片线栅偏光元件22彼此重叠。而且，变形例1的偏光元件部20-1在两片线栅偏光元件22的基材23的其中一表面23a间即电导体24间填充有氮气等惰性气体。

所述构成变形例1的光配向用偏光光照射装置1-1在线栅偏光元件22的基材23的其中一表面23a间即电导体24间封入有氮气等惰性气体。因此，光配向用偏光光照射装置1-1可实现偏光元件部20的高消光比，而且可抑制电导体24即线栅偏光元件22的寿命缩短。

[变形例2]

接下来，基于附图，对本实用新型的实施方式的变形例2的光配向用偏光光照射装置1-2进行说明。图6是实施方式的变形例2的光配向用偏光光照射装置的偏光元件部的剖视图。此外，在图6中，对于与实施方式相同的部分，附注相同符号并省略说明。

如图6所示，实施方式的变形例2的光配向用偏光光照射装置1-2的偏光元件部20-2使线栅偏光元件22的基材23的另一表面23b彼此空出间隔地相对向，且使两片线栅偏光元件22彼此重叠。而且，变形例2的偏光元件部20-2在两片线栅偏光元件22的基材23的另一表面23b间设置有间隔件(spacer)30，该间隔件30具有与构成基材23的石英玻璃等同等的折射率。而且，在本实用新型中，只要具有与构成基材23的石英玻璃等同等的折射率，则也可将胶状物质设置在两片线栅偏光元件22的基材23的另一表面23b间。此外，在设置胶状物质的情况下，也可使线栅偏光元件22的基材23的其中一表面23a即电导体24彼此空出间隔地相对向，且在两片线栅偏光元件22间设置胶状物质。

所述构成的变形例2的光配向用偏光光照射装置1-2由于在线栅偏光元件22的基材23的另一表面23b间设置有间隔件30或胶状物质，因此可抑制偏光元件部20-2的透过率降低。

[变形例3]

接下来，基于附图，对本实用新型的实施方式的变形例3的光配向用偏光光照射装置1-3进行说明。图7是表示实施方式的变形例3的光配向用偏光光照射装置的概略构成的前视图。此外，在图7中，对于与实施方式相同的部分，附注相同符号并省略说明。

如图7所示，实施方式的变形例3的光配向用偏光光照射装置1-3的光源部10-3是在X轴方向排列多个接近点光源的高压紫外线灯31(相当于光源)而构成。变形例3的光配向用偏光光照射装置1-3与实施方式同样可实现偏光元件部20的高消光比。

接着，本实用新型的发明人等人通过对于比较例与本实用新型装置测定消光比而确认实施方式的光配向用偏光光照射装置1的偏光元件部20的效果。将结果示于以下表1。

[表1]

(表1)

在表1所示的比较例中，线栅偏光元件22的基材23包含石英玻璃且厚度为1mm。而且，在比较例中，线栅偏光元件22的电导体24包含铝合金，且形成为宽度为65nm且厚度约160nm，且以144nm的间隔配置。在比较例中，由像这样构成的一片线栅偏光元件22构成偏光元件部20。

在表1所示的本实用新型装置中，使用与比较例相同规格的线栅偏光元件22。在本实用新型装置中，使线栅偏光元件22的基材23的另一表面23b彼此相对向，且重叠两片线栅偏光元件22，而构成偏光元件部20。

对于比较例及本实用新型装置的偏光元件部20，测定波长254nm的紫外线UB的消光比及波长365nm的紫外线UB的消光比。此外，消光比的测定是在评价对象线栅偏光元件22与作为检测器的紫外线照度计UIT-250(USHIO电机制)之间设置作为基准的偏光元件(分析器)，在评价对象线栅偏光元件22的与设置有分析器一侧相对向的面侧配置光源，使评价对象旋转而测定照度，并根据马吕斯定律(Malus′law)求出消光比。

根据表1，可知：在比较例中，波长254nm的紫外线UB的消光比为10∶1，波长365nm的紫外线UB的消光比为20∶1，相对于此，本实用新型装置的波长254nm的紫外线UB的消光比为30∶1，波长365nm的紫外线UB的消光比为60∶1。因此，可知：本实用新型装置可实现偏光元件部20的高消光比。

而且，测定本实用新型装置的透过率。此外，透过率的测定是在不存在线栅偏光元件22的状态下利用紫外线照度计UIT-250(USHIO电机制)测定照度，并设置线栅偏光元件22，同样地测定照度，且用设置有线栅偏光元件22时的照度除以未设置线栅偏光元件22时的照度而求出。本实用新型装置的透过率为32％，可知：本实用新型装置的透过率良好，且具有与电导体包含介电质的线栅偏光元件同等的透过率。

在所述实施方式及变形例1～3中，使工件W向箭头Y1方向移动，对工件W进行配向处理。然而，在本实用新型中，也可像所谓分批处理(batchprocessing)那样对工件W进行配向处理。

对本实用新型的数个实施方式及变形例进行了说明，但这些实施方式及变形例是作为示例而提出，并未意欲限定实用新型的范围。这些实施方式及变形例能以其他各种方式实施，且可在不脱离实用新型的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及变形例包含在实用新型的范围或主旨内，同样地也包含在权利要求中所记载的实用新型及其等同的范围内。

Claims (4)

1.一种光配向用偏光光照射装置，其包括：

光源部，具有光源且放出紫外线；及

偏光元件部，被照射来自所述光源部的所述紫外线，且出射所述紫外线的偏光光；且其特征在于：

所述偏光元件部在被照射所述紫外线且出射所述偏光光的方向，重叠有两片线栅偏光元件。

2.根据权利要求1所述的光配向用偏光光照射装置，其特征在于：

所述线栅偏光元件包括平板状基材、及在所述基材的其中一表面形成有多个的直线状的电导体；且

所述偏光元件部使所述基材的另一表面彼此相对向，且使所述线栅偏光元件重叠。

3.根据权利要求1所述的光配向用偏光光照射装置，其特征在于：

所述线栅偏光元件包括平板状基材、及在所述基材的其中一表面形成有多个的直线状的电导体；且

所述偏光元件部使所述电导体彼此空出间隔地相对向，且使所述线栅偏光元件重叠。

4.根据权利要求3所述的光配向用偏光光照射装置，其特征在于：

所述偏光元件部在所述线栅偏光元件的所述电导体间填充有惰性气体。