JP2009042597A - 偏光照射装置、液晶装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い消光比を得ることができる偏光照射装置、液晶装置の製造方法を提供する。
【解決手段】偏光照射装置１１は、配向層を形成するべくワーク１２に形成された光配向材料に光配向処理を行うために用いられ、紫外光を含む光を放出する超高圧水銀灯１３と、放出した光を集光する集光ミラー１４と、光を集光すると共に照度分布を均一にするインテグレータレンズ１６と、欲しい種類の偏光を透過させる第１偏光子１７とを有する。更に、偏光照射装置１１は、偏光の光束を並行にするコリメータレンズ１９と、欲しい種類の偏光を透過させる第２偏光子２１とを有する。ワーク１２は、ステージ２２上に載置されており、配向層の材料である光配向材料が塗布されている。第１偏光子１７及び第２偏光子２１は、光路に対してブリュースター角だけ傾けて配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、偏光を用いて配向層を形成する偏光照射装置、液晶装置の製造方法に関する。

上記した配向層は、液晶装置（例えば、横電界駆動であるＦＦＳモードの液晶装置）を構成する液晶分子を特定の方向に配向させるために用いられる。配向層の配向処理としては、配向層の表面を布で擦ることにより分子配向を得るラビング法が挙げられる。しかしながら、ラビング法は、物理的に配向層の表面を擦る工程であるために、ゴミが発生し洗浄工程が必要になる、傷によって配向が乱れると黒抜け現象が発生しコントラストが低下する、また、静電気が発生することにより素子が破壊される、といった問題がある。

そこで、ラビング法から、非接触で配向処理を行う光配向法が用いられるようになっている。光配向法は、偏光照射装置を用いて、光配向材料に偏光を照射することにより、光配向材料の分子中の光反応部位のうち、照射光の偏光方向に平行な成分が光化学反応を起こし、液晶分子の配向方向を制御することができる。また、偏光子としては、例えば、光路に対してブリュースター角だけ傾けて配置する光反射型の偏光子が用いられる。図６に示すように、偏光照射装置１１１は、ランプ１１２からの光をインテグレータレンズ１１３で集光及び照度分布を均一化し、偏光子１１４によって、例えば、必要な偏光を透過させる。偏光は、コリメータレンズ１１５によって、ステージ１１６上に載置されたワーク１１７の照射エリアに合わせた平行光となって、ワーク１１７に照射される。

ワーク１１７（詳しくは、光配向材料が設けられた基板）に照射される偏光は、偏光方向が一様でないことに起因して悪影響を及ぼす（具体的には、黒表示にした際、光漏れや輝点を発生させる）ことから、偏光方向が一様に揃っていることが要求される。また、高い消光比を得るために、例えば、特許文献１に記載のように、偏光子を構成する基板の枚数を多くする方法が知られている。以上のような偏光を用いて配向層を形成することにより、液晶分子を所望の方向に配列させることが可能となり、高コントラストを得ることができる。

特開平１０−９０６８４号公報

しかしながら、偏光子１１４をインテグレータレンズ１１３の近傍に配置すると、偏光の光芒が小さいので偏光子１１４の面積を小さくできるものの、偏光子１１４からワーク１１７に照射されるまでの光学系において偏光解消が生じ、偏光度が低下するという問題がある。一方、偏光子１１４をコリメータレンズ１１５とワーク１１７との間に配置すると、ワーク１１７の照射エリアに合わせて偏光子１１４の面積を大きくしなければならず、特に、高い消光比を得るために偏光子１１４を構成する基板の枚数が多くなると、重量が重くなるという問題がある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる偏光照射装置は、紫外光を含む光を放出するランプと、前記ランプの光を集光するインテグレータレンズと、前記インテグレータレンズを透過した光を平行光にするコリメータレンズと、を有する偏光照射装置であって、前記インテグレータレンズと前記コリメータレンズとの間に配置された第１偏光子と、前記コリメータレンズと偏光が照射されるワークとの間に配置された第２偏光子と、を有し、前記第１偏光子の消光比が前記第２偏光子の消光比より高いことを特徴とする。

この構成によれば、第１偏光子と第２偏光子とをそれぞれの場所に配置すると共に、第１偏光子の消光比を高くしているので、第１偏光子によって、不要な種類の偏光を除去して欲しい種類の偏光に揃えた後、第２偏光子によって、除去できなかった不要な種類の偏光を除去したり、第１偏光子の後の光学系で偏光を解消した光から不要な種類の偏光を除去したりすることができる。よって、欲しい種類の偏光を得ることができる。また、第１偏光子の消光比を高くして第２偏光子を補助的に用いることにより、比較的偏光子の面積が大きくなりやすい第２偏光子を構成する基板の枚数を少なくすることが可能となり、装置全体の重量が重くなることを抑えることができる。

［適用例２］上記適用例にかかる偏光照射装置において、前記第１偏光子及び前記第２偏光子は、光反射型の偏光子であることが好ましい。

この構成によれば、光反射型の偏光子を用いることにより、放出された強い紫外光から不要な偏光を反射によって除去することが可能であるので、偏光子の耐久性を向上させることができる。

［適用例３］上記適用例にかかる偏光照射装置において、前記第１偏光子は、光反射型の偏光子であり、前記第２偏光子は、光吸収型の偏光子であることが好ましい。

この構成によれば、第２偏光子によって、第１偏光子で除去しきれなかった不要な種類の偏光を、吸収によって除去することができる。また、第２偏光子によって、第１偏光子の後の光学系で偏光を解消した光から不要な種類の偏光を吸収させることができる。これにより、不要な偏光を反射によって除去することに起因する悪影響を抑えることができる。また、光吸収型の偏光子は、光反射型の偏光子に比べ、偏光子を構成する基板を積層しなくてよいことから、重量を軽くすることができ、また、積層する必要がないことからかかる工数を抑えることができる。

［適用例４］上記適用例にかかる偏光照射装置において、前記光反射型の偏光子は、複数枚の基板が多段式に積層され光路に対してブリュースター角だけ傾けて配置されており、前記光吸収型の偏光子は、一枚の基板が光路に対して垂直に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、偏光子を構成する基板の面積が大きくなりやすい第２偏光子に光吸収型の偏光子を用い、面積が小さくて済む第１偏光子に光反射型の偏光子を用いるので、装置全体の重量が重くなることを抑えることができる。また、装置全体を小さくすることができる。加えて、光反射型の偏光子にブリュースター型の偏光子を用いるので、かかるメンテナンスやコストを抑えることができる。

［適用例５］上記適用例にかかる偏光照射装置において、前記第１偏光子と前記第２偏光子との消光比の積が２０００：１以上であることが好ましい。

この構成によれば、２０００：１以上の消光比に設定することにより、例えば、液晶パネルとして必要なコントラストを得ることができる。

［適用例６］本適用例にかかる液晶装置の製造方法は、上記した偏光照射装置を用いて液晶装置を製造するものであって、基板上に配向層の材料を塗布する塗布工程と、前記配向層の材料に偏光照射装置を用いて偏光を照射して前記配向層を形成する配向層形成工程と、を有することを特徴とする。

この方法によれば、欲しい種類に揃えられた偏光を、基板上に塗布された配向層の材料に照射するので、材料の分子中の光反応部位のうち、照射光の偏光方向に平行な成分が光反応を起こし、液晶分子の配向方向を制御することが可能となり、その結果、配向方向の揃った配向層をつくることができる。よって、液晶分子を特定の方向に配向させることができる。

（第１実施形態）
図１は、偏光照射装置の構造を示す模式図である。以下、偏光照射装置の構造を、図１を参照しながら説明する。

図１に示すように、偏光照射装置１１は、配向層を形成するべくワーク（基板）１２に塗布された光配向材料に光配向処理を行うために用いられ、ランプとしての超高圧水銀灯１３と、集光ミラー１４と、第１平面ミラー１５と、インテグレータレンズ１６と、第１偏光子１７と、第２平面ミラー１８と、コリメータレンズ１９と、第２偏光子２１と、ステージ２２とを有する。なお、ワーク１２は、ステージ２２上に載置されている。

超高圧水銀灯１３は、紫外光を含む光を放出する。集光ミラー１４は、超高圧水銀灯１３で放出した光を集光する。第１平面ミラー１５は、集光ミラー１４によって集光された光を、インテグレータレンズ１６の方向に反射させるために用いられる。

インテグレータレンズ１６は、第１平面ミラー１５で反射された光を集光すると共に、光の照度分布を均一化する。

第１偏光子１７は、光反射型の偏光子であり、インテグレータレンズ１６と第２平面ミラー１８との間に配置され、透過したい種類の偏光を透過させて、透過させたくない種類の偏光を反射する。第１偏光子１７は、例えば、石英基板が多段式に積層された構造となっている。詳述すると、第１偏光子１７は、第１偏光子１７を構成する積層された石英基板が、インテグレータレンズ１６を通過した光（光路）に対してブリュースター角（例えば、５６°）に傾けて配置されている。

第１偏光子１７は、上記したように、複数枚の石英基板を重ねて配置することにより、欲しい偏光方向に揃った偏光を取り出すことが可能となっている。積層された石英基板の枚数は、例えば、１５枚である。第１偏光子１７は、例えば、欲しい種類の偏光がＰ偏光だとすると、Ｓ偏光のみを選択的に反射する。よって、第１偏光子１７から出射する光は主としてＰ偏光とすることができる。

第２平面ミラー１８は、第１偏光子１７を透過した偏光を、コリメータレンズ１９の方向に反射させるために用いられる。

コリメータレンズ１９は、第２平面ミラー１８で反射した偏光の光束を平行にするために用いられる。具体的には、ワーク１２の照射エリアに相当する範囲の平行光である。

第２偏光子２１は、上記した第１偏光子１７と同様に、光反射型の偏光子である。第２偏光子２１は、第１偏光子１７の補助的な機能として用いられ、第１偏光子１７によって取り除ききれなかった不要な種類の偏光（例えば、Ｓ偏光）、及び第１偏光子１７の後の光学系で偏光を解消した光のうち不要な種類の偏光を除去するために用いられる。第２偏光子２１は、コリメータレンズ１９とワーク１２との間に配置されており、第１偏光子１７と同様に、例えば、石英基板が積層された構造となっている。また、第２偏光子２１は、第２偏光子２１を構成する積層された石英基板が、コリメータレンズ１９を通過した光（光路）に対してブリュースター角（例えば、５６°）に傾けて配置されている。積層された石英基板の枚数は、例えば、１０枚である。

ここで、消光比について説明する。消光比とは、偏光子に関する特性値であり、偏光子を透過した光の偏光軸に垂直および平行な偏光の強度比である。消光比が高いと、配向膜の分子が一方向に並び、これにより、液晶パネルに黒浮きがなく高コントラストを得ることができる。

第１偏光子１７と第２偏光子２１との消光比の積は、２０００：１以上が望ましい。第１偏光子１７の消光比は、例えば、１００：１である。第２偏光子２１の消光比は、例えば、２０：１である。消光比を２０００：１以上とすることにより、液晶装置３１（図２参照）のコントラストとして実用的な水準である、例えば、２５００：１程度を得ることができる。また、光配向処理における配向不良などにより消光比が２０００：１に満たない場合、黒の表示において光漏れを起こすことがあり、充分なコントラストを得ることができない。

また、第２偏光子２１の消光比に対して第１偏光子１７の消光比を高くすることにより、例えば、第１偏光子１７を構成する基板の枚数を多くし、第２偏光子２１を構成する基板の枚数を少なくできる。これにより、ワーク１２の照射領域に合わせて基板の面積が大きくなりやすい第２偏光子２１の基板の枚数が少なくて済むので、装置全体の重量が重くなることを抑えることができる。

上記のようにして得られた偏光は、ステージ２２に向けて照射される。ステージ２２上には、ワーク１２が載置されており、ワーク１２には、配向層の材料である光配向材料が塗布されている。光配向材料としては、例えば、吸収波長が３１３ｎｍの樹脂材料が挙げられる。

以上のような構成の偏光照射装置１１を用いて、例えば、Ｐ偏光をワーク１２（光配向材料）に照射して配向層を形成する。偏光の照射方法としては、例えば、一括露光のようにワーク１２全体の領域にＰ偏光を照射する。なお、ステッパ方式で照射してもいいし、スキャン方式で照射するようにしてもよい。生産性を考慮するならば、一括して露光する方法が好ましい。また、必要な偏光をＰ偏光とした場合、ここにＳ偏光が混ざっていると、コントラストが低下する。

図２は、液晶装置の画素領域（詳しくは、サブ画素領域）を示す模式平面図である。なお、対向基板、液晶層、絶縁層などの図示は省略している。図３は、図２に示す液晶装置のＡ−Ａ断面に沿う模式断面図である。以下、液晶装置の構造を、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図２及び図３に示す液晶装置は、素子基板側に画素電極と共通電極とを備えた横電界方式（ＦＦＳモード）である。また、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出射する３個のサブ画素領域で１個の画素を構成する。

図２及び図３に示すように、液晶装置３１は、画素領域を構成する複数のサブ画素領域Ｓがマトリクス状に配置されており、素子基板３２と、対向基板３３と、素子基板３２と対向基板３３との間に挟持された液晶層３４と、素子基板３２における液晶層３４と反対側の面に形成された第１偏光板３５と、対向基板３３における液晶層３４と反対側の面に形成された第２偏光板３６とを有する。そして、液晶装置３１は、素子基板３２の液晶層３４と反対側の方向に設けられたバックライト（図示せず）から照明光が照射される構成となっている。

サブ画素領域Ｓには、平面視矩形状の画素電極４１と、画素電極４１をスイッチング制御するためのＴＦＴ素子４２とがそれぞれ形成されている。このＴＦＴ素子４２は、ソース電極４２ａがデータ線４３に電気的に接続されると共に（図２参照）、ゲート電極（図示せず）が走査線４４に電気的に接続され、更にドレイン電極４２ｂが画素電極４１に電気的に接続されている。また、ＴＦＴ素子４２は、データ線４３及び走査線４４の交差部近傍に設けられている。

液晶装置３１には、素子基板３２と対向基板３３とが対向する領域の縁端に沿ってシール材（図示せず）が設けられており、このシール材と、素子基板３２及び対向基板３３とによって液晶層３４が封止されている。

素子基板３２は、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどの透光性材料からなる第１基板５１と、第１基板５１の内側（液晶層３４側）の表面に順次積層されたゲート絶縁層５２、第１層間絶縁層５３、第２層間絶縁層５４、及び第１配向層５５を備えている。この素子基板３２は、第１基板５１の内側（液晶層３４側）の表面に配置された走査線４４と、ゲート絶縁層５２の内側の表面に配置されたデータ線４３、半導体層４２ｃ、ソース電極４２ａ及びドレイン電極４２ｂとを備えている。更に、素子基板３２は、第１層間絶縁層５３の内側の表面に配置された画素電極４１と、第２層間絶縁層５４の内側の表面に配置された共通電極５６とを備えている。

データ線４３及び走査線４４は、例えば、アルミ（Ａｌ）とチタン（Ｔｉ）の積層構造とされ、平面視でほぼ格子状に配線されている。

ゲート絶縁層５２は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの透光性材料で構成されており、第１基板５１上に形成された走査線４４を覆うように形成されている。

半導体層４２ｃは、例えば、平面視でゲート絶縁層５２を介して走査線４４と重なる領域に部分的に形成されており、アモルファスシリコンやポリシリコンなどの半導体で構成されている。ドレイン電極４２ｂは、第１層間絶縁層５３に設けられたコンタクトホールＨを介して画素電極４１と電気的に接続されている。これら半導体層４２ｃ、ドレイン電極４２ｂ及びソース電極４２ａによってＴＦＴ素子４２が構成されている。なお、ドレイン電極４２ｂ及びソース電極４２ａは、例えば、アルミ（Ａｌ）とチタン（Ｔｉ）の積層構造となっている。

第１層間絶縁層５３は、ゲート絶縁層５２と同様に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの透光性材料で構成され、データ線４３、半導体層４２ｃ、ソース電極４２ａ及びドレイン電極４２ｂを覆うようにしてゲート絶縁層５２の表面に形成されている。

画素電極４１は、第１層間絶縁層５３の表面を覆うように形成されており、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透光性導電材料で構成されている。この画素電極４１は、データ線４３及び走査線４４にそれぞれ沿う２対の帯状の電極を平面視でほぼ矩形の枠状となるように接続した構成となっている。

第２層間絶縁層５４は、画素電極４１を覆うように形成されており、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）やアクリル樹脂等から構成される。

共通電極５６は、第２層間絶縁層５４上に形成されており、例えば、平面視でほぼ梯子形状となっている。共通電極５６は、上記した画素電極４１と同様に、例えば、ＩＴＯなどの透光性導電材料で構成されている。この共通電極５６は、複数の画素に亘って形成される枠部５６ａと、ほぼサブ画素領域Ｓの短軸方向（Ｙ軸方向）に延在すると共にサブ画素領域Ｓの長軸方向（Ｘ軸方向）で間隔をあけて複数配置された帯状部５６ｂ（電極指）とを備えている。言い換えれば、共通電極５６は、スリット状に形成されている。

第１配向層５５は、液晶分子を配向させるために用いられ、例えば、ポリイミドなどの樹脂材料で構成されている。また、第１配向層５５は、第２層間絶縁層５４上に形成された共通電極５６を覆うように形成されている。第１配向層５５の表面には、上記した光配向処理が施されている。

一方、対向基板３３は、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどの透光性材料で構成された第２基板５７と、第２基板５７の内側（液晶層３４側）の表面に順次積層されたカラーフィルタ層５８、及び第２配向層５９を備えている。

カラーフィルタ層５８は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれに対応する着色層（図示せず）と、サブ画素領域Ｓの間隙を覆う遮光層６１（ブラックマトリックス）とを有する。カラーフィルタ層５８は、入射した光のうちの特定の波長成分を吸収することによって透過光を着色する部材であり、光を透過させることによってＲ、Ｇ、Ｂの光を抽出するものである。着色層は、着色のための材料として、例えば、着色樹脂が用いられる。遮光層６１は、光をほとんど透過させない黒色の樹脂からなる。

第２配向層５９は、液晶分子を配向させるために用いられ、例えば、ポリイミドなどの透光性の樹脂材料で構成されている。また、第２配向層５９は、カラーフィルタ層５８を覆うように設けられている。第２配向層５９の内側の表面には、例えば、第１配向層５５の配向方向と同方向の光配向処理が施されている。

液晶層３４を構成する液晶分子は、画素電極４１及び共通電極５６の間に電圧を印加しない状態（オフ状態）において、例えば、図２に示すＹ軸方向に沿って水平に配向する。また、液晶分子は、画素電極４１及び共通電極５６の間に電圧を印加した状態（オン状態）において、例えば、帯状部５６ｂの延在方向と直交する方向に沿って配向する。したがって、液晶層３４では、オフ状態とオン状態とにおける液晶分子の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用して液晶層３４を透過する光に対して位相差を付与している。

第１偏光板３５は、その透過軸がサブ画素領域Ｓの長軸方向（図２に示すＸ軸方向）に沿うように設けられている。第２偏光板３６は、その透過軸がサブ画素領域Ｓの短軸方向（図２に示すＹ軸方向）に沿うように設けられている。つまり、偏光板３５，３６は、その透過軸が互いにほぼ直交するように設けられている。

以上により、ＦＦＳ方式の電極構造をなす液晶装置３１が構成され、帯状部５６ｂと画素電極４１との間に電圧を印加し、これによって生じる基板平面方向の電界（横電界）によって液晶を駆動するようになっている。

図４は、液晶装置の製造方法を工程順に示す工程図である。以下、液晶装置の製造方法を、図４を参照しながら説明する。なお、第１偏光板３５及び第２偏光板３６の製造方法の説明は省略する。

まず、素子基板３２の製造方法を説明する。ステップＳ１１では、ガラス基板等からなる第１基板５１上にＴＦＴ素子４２を形成する。具体的には、第１基板５１上に、周知の成膜方法を用いて、走査線４４、ゲート絶縁層５２、及びＴＦＴ素子４２を形成し、その後、それらを覆うように第１層間絶縁層５３を形成する。

ステップＳ１２では、画素電極４１及び共通電極５６を形成する。具体的には、第１層間絶縁層５３にコンタクトホールＨを形成した後、成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、第１層間絶縁層５３上及びコンタクトホールＨの中に画素電極４１を形成する。次に、第１層間絶縁層５３上及び画素電極４１上に、第２層間絶縁層５４を形成し、その後、成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、第２層間絶縁層５４上に共通電極５６を形成する。

ステップＳ１３（塗布工程）では、共通電極５６上に第１配向層５５の材料である光配向材料を塗布する。具体的には、共通電極５６上に、例えば、塗布法などによって光配向材料を塗布する。

ステップＳ１４（配向層形成工程）では、第１配向層５５の光配向材料に光配向処理を施して、第１配向層５５を形成する。まず、光配向材料が塗布された素子基板３２（ワーク１２）を、偏光照射装置１１のステージ２２上に載置する。次に、超高圧水銀灯１３から紫外線を含む光を放出させて、ワーク１２上に、例えば、Ｐ偏光を照射する。

この際、Ｐ偏光は、第１偏光子１７及び第２偏光子２１によって、不要な種類の偏光（例えば、Ｓ偏光）が除去されている。よって、光配向材料の分子中の光反応部位のうち、照射光の偏光方向に平行な成分が化学反応を起こすことにより、液晶分子の配向方向を制御することが可能となり、その結果、液晶分子を所望の方向に配向させることができる。

ステップＳ１５では、第１基板５１の周囲に、例えば、スクリーン印刷等によって、ギャップ材を有するシール材（図示せず）を形成する。以上により、素子基板３２が完成する。引き続いて、対向基板３３の製造方法を説明する。

ステップＳ２１では、ガラス基板等からなる第２基板５７上にカラーフィルタ層５８を形成する。具体的には、まず、第２基板５７上に遮光層６１を形成する。遮光層６１は、例えば、成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によって形成することができる。次に、Ｒ（赤）に対応する着色層の材料を、例えば、インクジェット法を用いて塗布し、その後、材料を乾燥させることによりＲの着色層が形成される。なお、Ｇ（緑）の着色層、Ｂ（青）の着色層についても、同様の方法により形成される。以上により、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層と遮光層６１とを有するカラーフィルタ層５８が完成する。

ステップＳ２２では、カラーフィルタ層５８上に第２配向層５９の材料である光配向材料を塗布する。具体的には、カラーフィルタ層５８上に、第１配向層５５と同様に、例えば、塗布法などによって第２配向層５９の光配向材料を塗布する。

ステップＳ２３では、第２配向層５９の光配向材料に光配向処理を施して、第２配向層５９を形成する。なお、第２配向層５９は、上記した第１配向層５５の製造方法と同様にして形成される。この際、第１偏光子１７及び第２偏光子２１によって、不要な種類の偏光（例えば、Ｓ偏光）が除去され、Ｐ偏光が光配向材料に照射される。

よって、光配向材料の分子中の光反応部位のうち、照射光の偏光方向に平行な成分が光反応を起こし、液晶分子の配向方向を制御することが可能となり、その結果、液晶分子を所望の方向に配向させることができる。以上により、対向基板３３が完成する。

次に、ステップＳ３１では、素子基板３２と対向基板３３とを貼り合わせる。具体的には、素子基板３２に形成されたシール材を介して互いを貼り合わせる。この状態では、液晶が封入されていない空のパネル構造体が形成される。

ステップＳ３２では、液晶注入口（図示せず）からパネルの内部に液晶を注入し、その後、液晶注入口を封止する。封止には、例えば、樹脂等が用いられる。液晶を注入した後、例えば、液晶装置３１の周囲に付着した液晶を洗浄する洗浄処理を施す。以上により、液晶装置３１が完成する。

なお、上記した液晶装置３１を備えた電子機器としては、例えば、プロジェクタ、携帯電話機、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器、テレビなどが挙げられる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）本実施形態によれば、インテグレータレンズ１６とコリメータレンズ１９との間に第１偏光子１７、コリメータレンズ１９とワーク１２との間に第２偏光子２１を配置するので、第１偏光子１７によって不要な種類の偏光を除去した後、第２偏光子２１によって、除去しきれなかった不要な種類の偏光を除去したり、第１偏光子１７の後の光学系で偏光を解消した光から不要な種類の偏光を除去したりすることができる。そして、この偏光を配向膜の材料である光配向材料に照射することにより、光配向材料の分子中の光反応部位のうち、照射光の偏光方向に平行な成分が光化学反応を起こし、液晶分子の配向方向を制御することができる。よって、配向膜を形成した際、液晶分子を特定の方向に配向させることができる。

（２）本実施形態によれば、第２偏光子２１の消光比に比べて、第１偏光子１７の消光比が高くなるようにしているので、第２偏光子２１を構成する基板の枚数を少なくすることが可能となる。よって、偏光照射装置１１全体の重量が重くなることを抑えることができる。

（３）本実施形態によれば、第１偏光子１７及び第２偏光子２１は、ブリュースター型の偏光子が用いられ、強い紫外光などに比較的強いことから、第１偏光子１７及び第２偏光子２１が超高圧水銀灯１３からの光によって劣化することを抑えることができる。

（４）本実施形態によれば、第１偏光子１７と第２偏光子２１とが分けて配置されるので、偏光子を構成する基板の面積が大きくなりやすい第２偏光子２１のみに偏光子が配置される場合と比較して、全体の重量を軽くすることができる。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の偏光照射装置の構造を示す模式図である。以下、偏光照射装置の構造を、図５を参照しながら説明する。なお、第２実施形態の偏光照射装置７１は、第２偏光子７２に光吸収型の偏光子を用いる部分が、第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態と同じ構成部材には同一符号を付し、ここではそれらの説明を省略又は簡略化する。

図５に示すように、偏光照射装置７１は、インテグレータレンズ１６と第２平面ミラー１８との間に配置された第１偏光子１７と、コリメータレンズ１９とワーク１２との間に配置された光吸収型の第２偏光子７２とを有する。なお、第１偏光子１７は、第１実施形態と同様に構成されている。

第２偏光子７２は、光吸収型の偏光子であり、不要な種類の偏光を吸収し、必要な種類の偏光を透過させる。詳述すると、光吸収型の第２偏光子７２は、不要な偏光を吸収によって除去しており、吸収された光が熱に変換される。

また、第２偏光子７２は、光路に対して垂直（コリメータレンズ１９に対して平行）に配置される。よって、第１実施形態の第２偏光子２１のように、ブリュースター角（光路に対して５６°）に傾ける場合と比較して、光路が短くなる等、スペース的な効果を得ることができる。

第２偏光子７２は、光反射型の第１偏光子１７と比べて薄型、軽量であるという利点の反面、偏光子の耐久性に劣る。第１偏光子１７に光吸収型の偏光子を用いた場合、超高圧水銀灯１３から様々な種類の偏光が混ざった偏光によって、吸収するエネルギーが大きく、破壊されることがある。よって、光源（超高圧水銀灯１３）に近い第１偏光子１７は、光吸収型の偏光子でなく、光反射型の偏光子を用いている。

第２偏光子７２としては、例えば、ヨウ素又は染料分子を用いて形成された一軸延伸型の偏光板が挙げられる。また、第２偏光子７２は、積層して構成された第１偏光子１７と異なり、一枚の偏光板で構成されている。よって、第２偏光子７２の厚みが薄く、又かかる費用を抑えることができる。

第２偏光子７２の消光比は、例えば、２０：１である。そして、第１偏光子１７の消光比が１００：１であるので、合算して得られる消光比は２０００：１である。なお、消光比は、上記したように、２０００：１以上にすることが望ましい。

このような構成の偏光照射装置７１において、光反射型の第１偏光子１７と光吸収型の第２偏光子７２とを組み合わせることにより、上記した第１実施形態と同様に、第１偏光子１７で分離しきれなかった不要な偏光、及び第１偏光子１７より後の光学系によって偏光解消が生じたことによって発生した不要な偏光を、第２偏光子７２によって除去することができる。

また、第１偏光子１７によって、ある程度に偏光方向が揃った偏光にすることにより、第２偏光子７２にかかる光学的負荷、熱的負荷を小さくすることが可能となり、第２偏光子７２が破壊されることを防ぐことができる。更に、第２偏光子７２の利点である薄型及び軽量にすることができる。また、偏光照射装置７１全体の重さを、光反射型のみの偏光子で構成することと比較して、軽くすることができる。

また、第２偏光子７２は、必要のない種類の偏光を吸収するので、迷光となって光配向処理に悪影響を与えることを抑えることができる。以上により、偏光照射装置７１からほぼ一種類の偏光をワーク１２に照射することができる。

以上詳述したように、第２実施形態によれば、上記した第１実施形態の（１）の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。

（５）第２実施形態によれば、第２偏光子７２に光吸収型の偏光子を用いているので、光反射型の偏光子の場合と比較して、一枚の偏光板で構成することが可能となる。よって、第２偏光子７２の重量を軽くすることができ、積層する工程が必要ないことから、かかる費用を抑えることができる。また、コリメータレンズ１９の面に対して平行に配置させることができることから、第２偏光子７２を効率よく配置することができる。加えて、偏光照射装置１１を小さくすることができる（スペース的な効果を得ることができる）。

（６）第２実施形態によれば、第１偏光子１７と第２偏光子７２とに分けて配置するので、第２偏光子７２は、第１偏光子１７で吸収しきれなかった僅かな偏光を吸収する。よって、第２偏光子７２にかかる光学的負荷や熱的負荷を小さくすることが可能となり、第２偏光子７２が破壊されることを防ぐことができる。また、光吸収型の第２偏光子７２によって、薄型、軽量にすることができる。

なお、実施形態は上記に限定されず、以下のような形態で実施することもできる。

（変形例１）
上記したように、ＦＦＳモードの液晶装置３１を構成する第１配向層５５，第２配向層５９を形成することに限定されず、例えば、ＩＰＳモードの液晶装置、ＴＮ及びＳＴＮの液晶装置などを構成する配向層を形成するようにしてもよい。

（変形例２）
上記した第２実施形態の第２偏光子７２は、一枚の偏光子で構成されることに限定されず、例えば、複数枚の偏光子で構成するようにしてもよい。

第１実施形態に係る偏光照射装置の構造を示す模式図。 液晶装置の画素領域を示す模式平面図。 図２に示す液晶装置のＡ−Ａ断面に沿う模式断面図。 液晶装置の製造方法を示す工程図。 第２実施形態に係る偏光照射装置の構造を示す模式図。 従来の偏光照射装置の構造を示す模式図。

符号の説明

１１，７１…偏光照射装置、１２…ワーク、１３…ランプとしての超高圧水銀灯、１４…集光ミラー、１５…第１平面ミラー、１６…インテグレータレンズ、１７…第１偏光子、１８…第２平面ミラー、１９…コリメータレンズ、２１，７２…第２偏光子、２２…ステージ、３１…液晶装置、３２…素子基板、３３…対向基板、３４…液晶層、３５…第１偏光板、３６…第２偏光板、４１…画素電極、４２…ＴＦＴ素子、４２ａ…ソース電極、４２ｂ…ドレイン電極、４２ｃ…半導体層、４３…データ線、４４…走査線、５１…第１基板、５２…ゲート絶縁層、５３…第１層間絶縁層、５４…第２層間絶縁層、５５…第１配向層、５６…共通電極、５６ａ…枠部、５６ｂ…帯状部、５７…第２基板、５８…カラーフィルタ層、５９…第２配向層、６１…遮光層。

Claims (6)

1. 紫外光を含む光を放出するランプと、
   前記ランプの光を集光するインテグレータレンズと、
   前記インテグレータレンズを透過した光を平行光にするコリメータレンズと、
   を有する偏光照射装置であって、
   前記インテグレータレンズと前記コリメータレンズとの間に配置された第１偏光子と、
   前記コリメータレンズと偏光が照射されるワークとの間に配置された第２偏光子と、を有し、
   前記第１偏光子の消光比が前記第２偏光子の消光比より高いことを特徴とする偏光照射装置。
2. 請求項１に記載の偏光照射装置であって、
   前記第１偏光子及び前記第２偏光子は、光反射型の偏光子であることを特徴とする偏光照射装置。
3. 請求項１に記載の偏光照射装置であって、
   前記第１偏光子は、光反射型の偏光子であり、
   前記第２偏光子は、光吸収型の偏光子であることを特徴とする偏光照射装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の偏光照射装置であって、
   前記光反射型の偏光子は、複数枚の基板が多段式に積層され光路に対してブリュースター角だけ傾けて配置されており、
   前記光吸収型の偏光子は、一枚の基板が光路に対して垂直に配置されていることを特徴とする偏光照射装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の偏光照射装置であって、
   前記第１偏光子と前記第２偏光子との消光比の積が２０００：１以上であることを特徴とする偏光照射装置。
6. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の偏光照射装置を用いて液晶装置を製造する液晶装置の製造方法であって、
   基板上に配向層の材料を塗布する塗布工程と、
   前記配向層の材料に偏光照射装置を用いて偏光を照射して前記配向層を形成する配向層形成工程と、
   を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。

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