JP2014089355A - Polarizing light irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、偏光光照射装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a polarized light irradiation apparatus.
液晶パネル用の配向膜は、ポリイミド樹脂などの薄膜表面に紫外線波長の直線偏光光を照射することにより光配向することができる。 An alignment film for a liquid crystal panel can be photo-aligned by irradiating the surface of a thin film such as polyimide resin with linearly polarized light having an ultraviolet wavelength.
液晶パネルの高精細化や大型化に伴って、光配向膜用偏光光照射装置に対して、高い偏光消光比、偏光方位の均一化および照射領域の大面積化、などが要求される。 As the liquid crystal panel is increased in definition and size, a polarized light irradiation device for a photo-alignment film is required to have a high polarization extinction ratio, a uniform polarization azimuth, and a large irradiation area.
たとえば、屈折率が1.6の透明プレートを有する偏光子を用いて、100:1以上の偏光消光比を有する透過光を得るには、積層する透明プレートの数が200以上必要となり装置が大型となる。 For example, to obtain transmitted light having a polarization extinction ratio of 100: 1 or more using a polarizer having a transparent plate with a refractive index of 1.6, the number of transparent plates to be laminated is 200 or more, and the apparatus is large. It becomes.
また、長方形の照射領域の長手方向に沿って直線偏光した光を大面積にわたって得るには、多数の透明プレートを重ねたパイル型偏光子では長手方向に透明プレートを傾斜させることが必要となる。このため、その境界領域から非偏光光が漏れることを抑制する必要がある。 In addition, in order to obtain light linearly polarized along the longitudinal direction of the rectangular irradiation region over a large area, it is necessary to incline the transparent plate in the longitudinal direction in a pile type polarizer in which a large number of transparent plates are stacked. For this reason, it is necessary to suppress the leakage of non-polarized light from the boundary region.
高い偏光消光比、均一な偏光方位および広い照射面積が可能な偏光光照射装置を提供する。 Provided is a polarized light irradiation apparatus capable of a high polarization extinction ratio, a uniform polarization orientation, and a wide irradiation area.
実施形態にかかる偏光光照射装置は、紫外光を放出する光源部と、前記紫外光を集光する平行光形成部と、偏光光形成部と、を有する。前記偏光光形成部は、透明プレートの第1の面に設けられた誘電体多層膜を有するプレート型偏光ビームスプリッタを有し、前記平行光形成部から放出され前記誘電体多層膜の表面に斜め入射する前記紫外光のうちのs偏光成分を反射し、p偏光成分を透過することにより、分離された前記s偏光成分を照射ビームとして放出する。 The polarized light irradiation apparatus according to the embodiment includes a light source unit that emits ultraviolet light, a parallel light forming unit that collects the ultraviolet light, and a polarized light forming unit. The polarized light forming unit includes a plate-type polarizing beam splitter having a dielectric multilayer film provided on a first surface of a transparent plate, and is emitted from the parallel light forming unit and is oblique to the surface of the dielectric multilayer film. By reflecting the s-polarized component of the incident ultraviolet light and transmitting the p-polarized component, the separated s-polarized component is emitted as an irradiation beam.
高い偏光消光比、均一な偏光方位および広い照射面積が可能な偏光光照射装置が提供される。 Provided is a polarized light irradiation apparatus capable of a high polarization extinction ratio, a uniform polarization orientation, and a wide irradiation area.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる偏光光照射装置の構成図である。
偏光光照射装置は、光源部10、平行光形成部20および偏光光形成部30を有する。光源部10は、紫外光ランプ12および集光鏡14などを有する。偏光光形成部30は、プレート型偏光ビームスプリッタ32を有し、平行光形成部20から放出された紫外光をp偏光成分およびs偏光成分に分離し、s偏光成分を照射ビームとして放出する。なお、明細書において、「紫外光」の波長は、390nm以下であるものとし深紫外光を含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a polarized light irradiation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The polarized light irradiation device includes a
平行光形成部20は光軸24を有し、紫外光を光軸24の周りに平行光化し、プレート型偏光ビームスプリッタ32へ斜め入射させる。平行光形成部20は、プレート型偏光ビームスプリッタ32の表面の誘電体多層膜32bの表面に垂直であり光軸24を含む面内において、紫外光の広がりを光軸24に対してプラスマイナス5度以内に平行光化することが好ましい。さらに、平行光形成部20は、紫外光の広がりを実質的にゼロ(すなわち略平行)とすることがより好ましい。なお、光源部10と平行光形成部20の間に、光源部10の光を集光する集光光学部をさらに設けてもよい。
The parallel
偏光光照射装置は、偏光光形成部30から放出されたs偏光成分を照射領域50に向けて反射する落射鏡40を有してもよい。照射領域50は、搬送部54の上に配置された被照射体の表面となる。被照射体は、たとえば、透明基板の表面に設けられ樹脂などからなる配向膜52などとすることができる。配向膜52は、直線偏光光が照射されると所定の偏光方向に沿った光配向膜となる。このような光配向膜は、液晶パネルや視野角補償フィルムなどに用いることができる。
The polarized light irradiation device may include an epi-
また、偏光光照射装置は、直線に沿って連続または間歇的に配向膜52を移動する搬送部54をさらに有することができる。このようにすると、たとえば、照射領域50を長方形としその長手方向を直線偏光方向とすることにより、光配向膜を高い生産性で製造することができる。
In addition, the polarized light irradiation apparatus can further include a
図2は、本発明の第2の実施形態にかかる偏光光照射装置の構成図である。
偏光光照射装置は、光源部10、平行光形成部20および偏光光形成部30を有する。偏光光形成部30は、プレート型偏光ビームスプリッタ32とワイヤグリッド型偏光板33とを有し、プレート型偏光ビームスプリッタ32により平行光形成部20から放出された紫外光をp偏光成分およびs偏光成分に分離し、さらにワイヤグリッド型偏光板33によりプレート型偏光ビームスプリッタ32で分離されたs偏光成分を入射・透過し、照射ビームとして放出する。ワイヤグリッド型偏光板33は、たとえば、石英板の表面にアルミニウムからなる金属線を等間隔かつ平行に設けてなる偏光素子である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a polarized light irradiation apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The polarized light irradiation device includes a
図3は、本発明の第3の実施形態にかかる偏光光照射装置の構成図である。
偏光光照射装置は、光源部10、平行光形成部20および偏光光形成部30を有する。偏光光形成部30は、2つのプレート型偏光ビームスプリッタ32、34を有し、平行光形成部20から放出された紫外光をp偏光成分およびs偏光成分に分離し、s偏光成分を照射ビームとして放出する。
FIG. 3 is a configuration diagram of a polarized light irradiation apparatus according to the third embodiment of the present invention.
The polarized light irradiation device includes a
図4は、第3の実施形態の偏光光形成部を説明する模式図である。
偏光光形成部30は、たとえば、第1のプレート型偏光ビームスプリッタ32および第2のプレート型偏光ビームスプリッタ34を有するものとする。第1のプレート型偏光ビームスプリッタ32は、透明プレート32a、およびその第1の面に設けられ、異なる屈折率を有する少なくとも2種類の誘電体を含む誘電体多層膜32bを有する。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a polarized light forming unit according to the third embodiment.
The polarized
また、第2のプレート型偏光ビームスプリッタ34は、透明プレート34a、およびその第1の面に設けられ、異なる屈折率を有する少なくとも2種類の誘電体を含む誘電体多層膜34bを有する。第1および第2のプレート型偏光ビームスプリッタ32、34を同一の形状および材質とすると材料効率を高めることができる。また、透明プレート32、34の材質は、合成石英などとすることができる。なお、透明プレート32、34はくさび形断面として表しているが、上面と下面とは平行であってもよい。
The second plate-type
図4において、紫外光のうち共通波面を形成する光線群である同族光束を3つ表すものとする。第1の偏光ビームスプリッタ32へ入射する同族光束G1、G2およびG3のうち、平行光形成部30の絞り22の中心を通る光線を主光線とよび、g1、g2およびg3でそれぞれ表す。主光線g1、g2、g3の広がりは、照射ビームの断面において、平行光形成部30の光軸24に対してプラスマイナス5度以内であることが好ましく、平行(広がりがゼロ)であることがより好ましい。
In FIG. 4, it is assumed that three homologous light beams, which are light beams forming a common wavefront, of ultraviolet light are represented. Of the homologous beams G1, G2, and G3 incident on the first
第1のプレート型偏光ビームスプリッタ32の誘電体多層膜32bの一部と第2のプレート型偏光ビームスプリッタ34の誘電体多層膜34bの一部とは、互いに対向する領域を有するように配置される。平行光形成部20から放出された紫外光の主光線g1、g2およびg3は、第1の偏光ビームスプリッタ32に斜め入射する(入射角θ)。また、透過光は透明プレート32aの裏面から出射する。他方、反射光は、第2のプレート型偏光ビームスプリッタ34に斜め入射する。この場合も、透過光は透明プレート34aの裏面から出射し、反射光は照射ビームとして偏光光形成部30から放出される。第2の偏光ビームスプリッタ34から放出された同族光束をG11、G12およびG13で表している。たとえば、第1の偏光ビームスプリッタ32の誘電体多層膜32bの表面と、第2の偏光ビームスプリッタ34の誘電体多層膜34bの表面と、を略平行とすると、斜め入射により効率よく照射ビームを取り出すことができる。
A part of the
図5は、異なる屈折率を有する2つの誘電体媒質の境界面に入射したp偏光およびs偏光の反射を説明する模式図である。
媒質1は屈折率がn1、媒質2は屈折率がn2であるものとする。入射光が境界面S1に入射し、反射光と透過光からを生じる。入射光、反射光および透過光を含み、境界面S1に垂直な面を入射面をS2とする。また、入射光の電場ベクトルは入射光の進行方向に直交する面内に存在し、それぞれ直交する2つの電場ベクトルに分解できる。特に入射面S2に平行な成分と垂直な成分に分解すると都合がよいことから、前者をp偏光成分、後者をs偏光成分と呼ぶ。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the reflection of p-polarized light and s-polarized light incident on the boundary surface between two dielectric media having different refractive indexes.
It is assumed that the
この場合、p偏光成分の振幅反射率rpと振幅透過率tp、およびs偏光成分の振幅反射率rsと振幅透過率tsは、式(1)〜式(4)のフレネルの公式で表すことができる。 In this case, the amplitude reflectance rp and the amplitude transmittance tp of the p-polarized component, and the amplitude reflectance rs and the amplitude transmittance ts of the s-polarized component can be expressed by Fresnel formulas of Equations (1) to (4). it can.
式(1)〜(4)のフレネルの公式は、s偏光の振幅反射率rsは、p偏光の振幅反射率rpよりも常に高いことを表している。この結果、反射光はs偏光に偏り、透過光はp偏光に偏る。また、式(1)の分子がゼロとなるとき、p偏光の振幅反射率rpは略ゼロ(振幅透過率tpは略100%)とできるが、この入射角は、ブリュースタ角と呼ばれる。
また、入射角θ2と屈折角θ1との関係は、式(5)のスネルの式で表される。
The Fresnel formulas in equations (1) to (4) indicate that the s-polarized amplitude reflectance rs is always higher than the p-polarized amplitude reflectance rp. As a result, the reflected light is biased to s-polarized light and the transmitted light is biased to p-polarized light. Further, when the numerator of the formula (1) becomes zero, the amplitude reflectance rp of the p-polarized light can be made substantially zero (the amplitude transmittance tp is about 100%), but this incident angle is called a Brewster angle.
Further, the relationship between the incident angle θ2 and the refraction angle θ1 is expressed by the Snell equation of equation (5).
図6(a)は第1の実施形態における紫外光の波長に対するプレート型偏光ビームスプリッタの振幅反射率依存性のグラフ図、図6(b)は入射角に対するpおよびs偏光の振幅反射率依存性のグラフ図、である。
図6(a)において、縦軸は振幅反射率(%)、横軸は波長(nm)、である。透明プレートの屈折率を1.6とし、プレート型偏光ビームスプリッタの一段あたりの振幅反射率を表す。
FIG. 6A is a graph showing the dependence of the plate-type polarizing beam splitter on the amplitude reflectivity with respect to the wavelength of the ultraviolet light in the first embodiment, and FIG. 6B is the dependence of the incident angle on the amplitude reflectance of p and s-polarized light. FIG.
In FIG. 6A, the vertical axis represents amplitude reflectance (%), and the horizontal axis represents wavelength (nm). The refractive index of the transparent plate is 1.6, and the amplitude reflectivity per stage of the plate-type polarizing beam splitter is represented.
誘電体多層膜構造では斜め入射におけるp偏光の有効屈折率とs偏光の有効屈折率とが異なる。シミュレーションなどを用いることにより、所望の紫外光の波長域において、所望の反射率に対する多層膜を構成するそれぞれの材質および膜厚の最適値を決定することができる。たとえば、図5(a)に表すように、波長254nmにおいて、s偏光振幅反射率を96%以上とし、偏光消光比を20:1以上とすることができる。 In the dielectric multilayer structure, the effective refractive index of p-polarized light and the effective refractive index of s-polarized light at oblique incidence are different. By using simulation or the like, it is possible to determine the optimum values of the respective materials and film thicknesses constituting the multilayer film for the desired reflectance in the desired ultraviolet light wavelength region. For example, as shown in FIG. 5A, at a wavelength of 254 nm, the s-polarization amplitude reflectance can be 96% or more, and the polarization extinction ratio can be 20: 1 or more.
また、図6(b)において、縦軸は振幅反射率(%)、横軸は入射角(度)、である。平行光形成部20の光軸24が、誘電体多層膜32bの表面の法線となす角度を入射角θとする。この入射角が70±5度においてs偏光の振幅反射率を96%以上、偏光消光比を20:1以上とできる。なお、発明者らの実験によれば、Si化合物や金属酸化物などからなり、紫外光に対して透明な誘電体を用いると、その材質によらず図4(a)、(b)に表す反射特性が得られることが判明した。
In FIG. 6B, the vertical axis represents the amplitude reflectance (%), and the horizontal axis represents the incident angle (degrees). An angle formed by the
第2の実施形態では、プレート型偏光ビームスプリッタを2つ有しているので、2回以上の反射を生じることができる。このため、偏光消光比は400:1以上に高めることができる。また、3回反射とすると、偏光消光比は、8000:1以上とできる。また、s偏光成分は、透明プレート32a、34aを通過しないので、プレート型偏光ビームスプリッタ内において応力複屈折率により楕円偏光を抑制できる。このため、偏光消光比を高く保つことができる。
In the second embodiment, since two plate-type polarization beam splitters are provided, two or more reflections can be generated. For this reason, the polarization extinction ratio can be increased to 400: 1 or more. If the reflection is performed three times, the polarization extinction ratio can be 8000: 1 or more. Further, since the s-polarized component does not pass through the
図7は、第1比較例にかかる偏光光照射装置に用いる偏光子の模式斜視図である。
比較例における偏光子は、複数の透明プレート100を、間隔を空けて平行に積み重ね、透過光のp偏光への偏りを強めたパイル型偏光子である。パイル型偏光子の偏光消光比(ER:1)は、プレートの数をm、プレートの屈折率をnとすると、式(6)で表すことができる。
FIG. 7 is a schematic perspective view of a polarizer used in the polarized light irradiation apparatus according to the first comparative example.
The polarizer in the comparative example is a pile-type polarizer in which a plurality of
たとえば、透明プレート100の屈折率を1.6とすると、100:1の偏光消光比を得るには208枚の透明プレート100が必要である。また、透明プレート100の屈折率を1.8とすると、100:1の偏光消光比を得るには128枚の透明プレート100が必要である。たとえば、透明プレート100の厚さを1mm、間隔を100μmとすると、パイル型偏光子の全体の厚さは、それぞれ、23cm以上、14cm以上と大きくなる。また、透明プレート100内で生じる楕円偏光により、偏光消光比が低下することがある。
For example, if the refractive index of the
これに対して、第3の実施形態では、s偏光成分の反射を繰り返すので、楕円偏光などによる偏光消光比の低下が抑制できる。 On the other hand, in the third embodiment, since the reflection of the s-polarized component is repeated, it is possible to suppress a decrease in the polarization extinction ratio due to elliptically polarized light.
図8は、第1〜第3の実施形態に用いたプレート型偏光ビームスプリッタを密に配列した偏光光形成部の模式斜視図である。
プレート型偏光ビームスプリッタ60は、非偏光光62のうち分離されたs偏光成分により照射領域50を照射する。このため、s偏光の偏光方向に沿って照射領域50を広げることができる。たとえば配向膜を搬送方向に連続的または間歇的に搬送することにより、s偏光されたビームが配向膜に照射され光配向膜を形成することができる。ただし、1枚の誘電体多層膜のサイズを大面積化することは困難である。
FIG. 8 is a schematic perspective view of a polarized light forming unit in which plate-type polarization beam splitters used in the first to third embodiments are closely arranged.
The plate-type
すなわち、誘電体多層膜は、高い厚さ精度を有する膜を積層する必要がある。真空蒸着装置では、膜厚分布が同心円状となるので、偏光特性が同心円状に分布する。特性分布を低減するには、サイズの小さく均一な特性を有する多層膜を並列に配置して大面積とすることがよい。このようにすると、偏光方位は、照射領域50の面内にわたり、0.01度以下と均一にできる。
That is, the dielectric multilayer film needs to be laminated with a film having high thickness accuracy. In the vacuum vapor deposition apparatus, since the film thickness distribution is concentric, the polarization characteristics are distributed concentrically. In order to reduce the characteristic distribution, it is preferable to arrange large-area multilayer films having small and uniform characteristics in parallel. In this way, the polarization orientation can be made uniform at 0.01 degrees or less over the plane of the
この場合、プレート型偏光ビームスプリッタ60の隙間領域には強い非偏光光62が入射する。しかし、非偏光光62は、透明プレートを透過するので照射領域50を照射することはない。
In this case, strong non-polarized light 62 is incident on the gap region of the plate-type
図9(a)は第2比較例にかかる偏光ビームスプリッタの模式斜視図、図9(b)はこれを複数配列した模式斜視図、である。
第2比較例では、偏光ビームスプリッタは、ワイヤグリッド偏光子(WGP)とされる。WGPは、基板160aおよびその表面に設けられた金属細線160aを有する。金属細線160aと平行な偏光成分は反射され、直交する偏光成分は透過されることにより偏光が分離される。
FIG. 9A is a schematic perspective view of a polarizing beam splitter according to a second comparative example, and FIG. 9B is a schematic perspective view in which a plurality of these are arranged.
In the second comparative example, the polarization beam splitter is a wire grid polarizer (WGP). The WGP has a
WGPの表面は、約50%の面積が金属で覆われているので、透過偏光と同じ向きの偏光光を照射した時の透過率(偏光透過率と呼ぶことにする)は、100%に遠く及ばない。また偏光消光比はワイヤグリッドのピッチDを小さくするほど高くできるが、深紫外域では、数十:1が限界である。偏光消光比を高めようとすると偏光透過率が低下するので、多段化は効果的とは言えない。また、深紫外域では、高いエネルギーのため金属細線が酸化し偏光消光比が低下することがある。 Since the surface of WGP is covered with a metal in an area of about 50%, the transmittance (referred to as polarized transmittance) when irradiated with polarized light in the same direction as the transmitted polarized light is far from 100%. It doesn't reach. Further, the polarization extinction ratio can be increased as the pitch D of the wire grid is reduced, but in the deep ultraviolet region, several ten: 1 is the limit. If an attempt is made to increase the polarization extinction ratio, the polarization transmittance decreases, so that it is not effective to increase the number of stages. Further, in the deep ultraviolet region, the metal thin wire may be oxidized due to high energy, and the polarization extinction ratio may decrease.
図9(b)に表すようにWGPからなる偏光ビームスプリッタを複数配列する場合、
隙間領域から非偏光光162が透過する。このため、所望の光配向膜を形成できない領域を生じることがある。このため、たとえば、隙間領域に遮光帯を設けることなどが必要になる。これに対して図8に表す実施形態では、遮光帯を設ける必要がない。一方で、図2のように、プレート型偏光ビームスプリッタにより反射分離されたs偏光成分をワイヤグリッド型偏光板に入射・透過するようにすれば、ワイヤグリッド型偏光板に入射する前にすでに非偏光光はほとんど存在しない状態であるので、この実施形態でも遮光帯を設けることなく、偏光消光比をさらに高めることができる。
When arranging a plurality of polarization beam splitters made of WGP as shown in FIG.
Unpolarized light 162 is transmitted from the gap region. For this reason, a region where a desired photo-alignment film cannot be formed may be generated. For this reason, for example, it is necessary to provide a light shielding band in the gap region. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 8, it is not necessary to provide a light shielding band. On the other hand, as shown in FIG. 2, if the s-polarized light component reflected and separated by the plate-type polarizing beam splitter is incident on and transmitted through the wire grid type polarizing plate, it is already non-exposed before entering the wire grid type polarizing plate. Since there is almost no polarized light, this embodiment can further increase the polarization extinction ratio without providing a light shielding band.
図10(a)は第1の実施形態に用いるプレート型偏光ビームスプリッタの変形例の模式平面図、図10(b)は模式正面図、図10(c)はC−C線に沿った模式断面図、図10(d)は誘電体多層膜の表面領域SUを部分拡大した模式断面図、である。
図10(a)に表すように、プレート型偏光ビームスプリッタの平面形状は平行四辺形とすることができる。また、図10(c)に表すように、上面と下面とは略5度のテーパ角を有するくさび形断面とすることができる。略5度のテーパを設けることにより、非偏光光62が70度で入射し、反射したs偏光63と、透明プレート60に入射し裏面側で反射したs偏光65と、は略22度ずれるので、表面上の離間した位置では偏光分離ができる。また表面側のすべての稜には幅0.5mmなどの面取り(C0.5)を施すことができる。
10A is a schematic plan view of a modified example of the plate-type polarizing beam splitter used in the first embodiment, FIG. 10B is a schematic front view, and FIG. 10C is a schematic view taken along the line CC. FIG. 10D is a schematic cross-sectional view in which the surface region SU of the dielectric multilayer film is partially enlarged.
As shown in FIG. 10A, the planar shape of the plate-type polarizing beam splitter can be a parallelogram. As shown in FIG. 10C, the upper surface and the lower surface can have a wedge-shaped cross section having a taper angle of about 5 degrees. By providing a taper of approximately 5 degrees, the
図10(d)に表すように、誘電体多層膜61は、表面に保護膜61aを含むことができる。保護膜61aを、たとえばSiO2(屈折率:略1.5)などとすると、エネルギーの高い紫外光の照射により表面61bに有機物などが堆積することを抑制することができる。さらに、誘電体多層膜61の振幅反射率を保ちつつ保護膜61aの厚さを大きくすると、表面61bをクリーニングし振幅反射率を安定化できる。
As shown in FIG. 10D, the
図11(a)はプレート型偏光ビームスプリッタの配列例、図11(b)はその変形例、である。
図11(a)では、表面に面取りが施された4枚の平行四辺形のプレート型偏光ビームスプリッタ70が配列される。2つのプレート型偏光ビームスプリッタ70の境界である1mm幅の面取り領域71は、被照射体の搬送方向に対して傾斜しているので、境界領域もビームが照射される。また、正方形や長方形のプレート型偏光ビームスプリッタ73を回転することによりずらして配置してもよい。
FIG. 11A shows an arrangement example of the plate-type polarization beam splitter, and FIG. 11B shows a modification thereof.
In FIG. 11A, four parallelogram plate-type
図12は、第4の実施形態にかかる偏光光照射装置の構成図である。
光源部10は、超高圧水銀ランプ(ショートアークランプ)12を有する。平行光形成部20は、たとえば、楕円鏡90、複数の平凸・両凸レンズからなるリレーレンズ91、フライアイレンズ(インテグレータ)92、平面ミラー93および球面ミラー94などを組み合わせて紫外光を平行光化する。平行光化された紫外光を同族光束G1、G2、G3、G11、G12およびG13で表すものとする。同族光束のうち主光線g1、g2、g3、g11、g12、g13のビーム断面内の広がりは、平行光形成部20の光軸24に対して、プラスマイナス5度以内とすることが好ましく、平行(テレセントリック光学系)であることがより好ましい。
FIG. 12 is a configuration diagram of a polarized light irradiation apparatus according to the fourth embodiment.
The
図13(a)は第5の実施形態にかかる偏光光照射装置の模式平面図、図13(b)は線に沿った模式断面図、である。
光源部10は、高圧水銀ランプなどの棒状光源部(ロングアークランプ)13を含む。平行光形成部20は、光源部10からの不要光束を遮蔽する2つのスリット95、およびスリット95からの出射光の主光線g1、g2およびg3を平行光とするシリンダーレンズ96などを含む。偏光光照射装置からの照射ビームの主光線g11、g12およびg13は、平行に近づけることができる。
FIG. 13A is a schematic plan view of a polarized light irradiation apparatus according to the fifth embodiment, and FIG. 13B is a schematic cross-sectional view taken along a line.
The
図14は、第6の実施形態にかかる偏光光照射装置の構成図である。
プレート型偏光ビームスプリッタを3つ以上配列し、3回以上の反射を行うと、偏光消光比をより高めることができる。この場合、入射光の主光線は、発散角が小さく平行光に近いことが好ましい。特に254〜313nmの深紫外波長領域では、入射角の変化幅は、10度以下程度と狭くすることが好ましい。また、この波長範囲では、可視光の場合のように、入射角が45度近傍では十分な偏光消光比を得ることができず、70度近傍の斜め入射とすることが好ましい。
FIG. 14 is a configuration diagram of a polarized light irradiation apparatus according to the sixth embodiment.
If three or more plate-type polarizing beam splitters are arranged and reflected three or more times, the polarization extinction ratio can be further increased. In this case, the principal ray of incident light preferably has a small divergence angle and is close to parallel light. In particular, in the deep ultraviolet wavelength region of 254 to 313 nm, it is preferable that the incident angle change width is as narrow as about 10 degrees or less. Also, in this wavelength range, as in the case of visible light, a sufficient polarization extinction ratio cannot be obtained when the incident angle is around 45 degrees, and it is preferable that the incident angle be around 70 degrees.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 光源部、20 平行光形成部、24 (平行光形成部の)光軸、30 偏光光形成部、32、34、36、70、73 プレート型偏光ビームスプリッタ、32a,34a 透明プレート、32b、34b 誘電体多層膜、33 ワイヤグリッド型偏光板、52 配向膜、54 搬送部、95スリット、91、92、96 レンズ、G1、G2、G3 同族光束
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記紫外光を集光する平行光形成部と、
透明プレートの第1の面に設けられた誘電体多層膜を有するプレート型偏光ビームスプリッタを有し、前記平行光形成部から放出され前記誘電体多層膜の表面に斜め入射する前記紫外光のうちのs偏光成分を反射し、p偏光成分を透過することにより、分離された前記s偏光成分を照射ビームとして放出する偏光光形成部と、
を備えた偏光光照射装置。 A light source that emits ultraviolet light;
A collimated light forming unit that collects the ultraviolet light; and
A plate-type polarizing beam splitter having a dielectric multilayer film provided on the first surface of the transparent plate, the ultraviolet light emitted from the parallel light forming portion and obliquely incident on the surface of the dielectric multilayer film; A polarized light forming unit that emits the separated s-polarized light component as an irradiation beam by reflecting the s-polarized light component and transmitting the p-polarized light component,
A polarized light irradiation apparatus.
前記第1のプレート型偏光ビームスプリッタの誘電体多層膜の一部と前記第2のプレート型誘電体多層膜の一部とは、互いに対向し、
前記平行光形成部から放出された前記紫外光は、前記第1のプレート型偏光ビームスプリッタの前記誘電体多層膜の表面に入射し、
前記第1のプレート型偏光ビームスプリッタの前記誘電体多層膜で反射されたs偏光光は、前記第2のプレート型偏光ビームスプリッタの前記誘電体多層膜の表面に入射し、
前記第2のプレート型偏光ビームスプリッタの前記誘電体多層膜で反射されたs偏光光は、前記照射ビームとされる請求項1または2に記載の偏光光照射装置。 The polarized light forming unit includes first and second plate-type polarization beam splitters,
A part of the dielectric multilayer film of the first plate-type polarizing beam splitter and a part of the second plate-type dielectric multilayer film are opposed to each other,
The ultraviolet light emitted from the parallel light forming unit is incident on the surface of the dielectric multilayer film of the first plate-type polarizing beam splitter,
The s-polarized light reflected by the dielectric multilayer film of the first plate-type polarization beam splitter is incident on the surface of the dielectric multilayer film of the second plate-type polarization beam splitter,
The polarized light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the s-polarized light reflected by the dielectric multilayer film of the second plate-type polarizing beam splitter is used as the irradiation beam.
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