JP2015011259A - Photo-alignment irradiation device - Google Patents
Photo-alignment irradiation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015011259A JP2015011259A JP2013137899A JP2013137899A JP2015011259A JP 2015011259 A JP2015011259 A JP 2015011259A JP 2013137899 A JP2013137899 A JP 2013137899A JP 2013137899 A JP2013137899 A JP 2013137899A JP 2015011259 A JP2015011259 A JP 2015011259A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- polarizer
- unit
- polarization
- photo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 140
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 92
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 54
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 241000220225 Malus Species 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、偏光方向を検出する検出手段を備えた光配向照射装置に関する。 The present invention relates to a photo-alignment irradiation apparatus provided with detection means for detecting a polarization direction.
従来、配向膜、或いは配向層(以下、これらを「光配向膜」と称する)に偏光光を照射することで配向する光配向と呼ばれる技術が知られており、この光配向は、液晶表示パネルの液晶表示素子が備える液晶配向膜の配向等に広く応用されている。
光配向に用いる照射装置は、一般に、光源と、偏光子とを備え、光源の光を偏光子に通して偏光光を得る。近年では、長い帯状の光配向膜を光配向するために、光配向膜の幅相当の長さの棒状ランプを光源とし、複数の偏光子を棒状ランプの長軸方向に配列することでライン状の偏光光を照射する照射装置が知られており、この照射装置の偏光光の照射エリアが延びる方向に帯状の光配向膜の幅方向を合わせ、当該光配向膜をステージ上に載置して長さ方向に搬送することで帯状の光配向膜を均一に光配向する技術も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
光配向の品位に影響を与える偏光光のファクターとしては、消光比と、偏光軸分布のバラツキとの2つが知られており、光配向に使用される照射装置としては、これらが高い精度で調整されていることが重要である。これら消光比や偏光軸などの偏光特性を測定する技術としては、従来から各種の技術が提案されている(例えば、特許文献2〜特許文献4参照)。
Conventionally, a technique called photo-alignment is known in which alignment film or alignment layer (hereinafter referred to as “photo-alignment film”) is aligned by irradiating polarized light, and this photo-alignment is a liquid crystal display panel. The liquid crystal display element is widely applied to alignment of liquid crystal alignment films.
An irradiation device used for photo-alignment generally includes a light source and a polarizer, and obtains polarized light by passing light from the light source through the polarizer. In recent years, in order to photo-align a long strip-shaped photo-alignment film, a rod-shaped lamp having a length corresponding to the width of the photo-alignment film is used as a light source, and a plurality of polarizers are arranged in the longitudinal direction of the rod-shaped lamp to form a line shape. An irradiation apparatus that irradiates the polarized light is known, and the width direction of the band-shaped photo-alignment film is aligned with the direction in which the irradiation area of the polarized light of the irradiation apparatus extends, and the photo-alignment film is placed on the stage. A technique has also been proposed in which a belt-shaped photo-alignment film is uniformly photo-aligned by being conveyed in the length direction (see, for example, Patent Document 1).
There are two known factors for polarized light that affect the quality of photo-alignment: extinction ratio and variation in polarization axis distribution. These are adjusted with high accuracy as the irradiation device used for photo-alignment. It is important that Various techniques have been proposed for measuring polarization characteristics such as the extinction ratio and the polarization axis (see, for example,
光配向を用いて高品位な液晶配向膜を得るために、消光比が高く、偏光軸が誤差0.1°以内の精度で調整されている偏光光を照射する必要があり、例えば、偏光軸が誤差0.1°以内の精度で調整するためには測定精度として誤差0.01°以内を要求される。偏光軸を測定する技術としては、偏光子毎に偏光軸を測定する技術が提案されている。これは従来からある偏光測定技術を用いることができる。しかしながら、上述した方法では偏光測定器への光線取込の角度が浅いため、複数の偏光子を通過した偏光光が重なり合い照射される様な位置にあるステージ上の光配向膜に、実際に照射される光の偏光特性を測定していることにはならない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、実際に照射される光に則した偏光光の偏光特性を精度良く測定できる光配向照射装置を提供することを目的とする。
In order to obtain a high-quality liquid crystal alignment film using photo-alignment, it is necessary to irradiate polarized light having a high extinction ratio and a polarization axis adjusted with an accuracy within 0.1 °. However, in order to adjust with accuracy within an error of 0.1 °, an error within 0.01 ° is required as a measurement accuracy. As a technique for measuring the polarization axis, a technique for measuring the polarization axis for each polarizer has been proposed. For this, a conventional polarization measurement technique can be used. However, in the above method, the angle at which the light is taken into the polarimeter is shallow, so that the optical alignment film on the stage at a position where the polarized light that has passed through the plurality of polarizers is superimposed and irradiated is actually irradiated. It does not mean that the polarization characteristics of the emitted light are measured.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a photo-alignment irradiation apparatus that can accurately measure the polarization characteristics of polarized light in accordance with light that is actually irradiated.
上述した目的を達成するために、本発明は、ステージに載置したワーク表面の配向膜に偏光光を照射する偏光子ユニットを備えた光配向照射装置において、前記偏光子ユニットは横並びに整列した複数の単位偏光子ユニットを備え、前記単位偏光子ユニットはそれぞれ偏光子を備え、前記複数の偏光子を通過した偏光光が重なり合い照射される前記ステージ相当位置での光の偏光特性を検出する検出手段を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a photo-alignment irradiation apparatus including a polarizer unit that irradiates polarized light onto an alignment film on a work surface placed on a stage. The polarizer units are aligned side by side. A plurality of unit polarizer units, each of which includes a polarizer, and detects polarization characteristics of light at the position corresponding to the stage where the polarized light that has passed through the plurality of polarizers is irradiated in an overlapping manner Means are provided.
上述の構成において、前記検知手段は、前記単位偏光子ユニットの配列方向に移動できるように設けられた検出部を備えてもよい。また、その検出部はステージ移動方向へも移動することが出来てもよい。 In the above-described configuration, the detection unit may include a detection unit provided so as to be movable in the arrangement direction of the unit polarizer units. Further, the detection unit may be able to move in the stage moving direction.
上述の構成において、前記検出手段は、測定用偏光子を有し、前記測定用偏光子を透過する光の光量を、前記測定用偏光子を回動させながら検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記ステージ相当位置での光の偏光特性を特定する偏光測定装置と、を備え、前記検出部は、前記ステージ相当位置に配置され、前記複数の偏光子を通過した偏光光が重なり合った光を取り込み前記測定用偏光子に入射するアパーチャと、前記測定用偏光子を透過した光を拡散する拡散手段と、前記拡散手段で拡散された光を受光して前記光量を検出する受光センサと、を有し、前記偏光測定装置は、前記測定用偏光子の各回動角度での光の光量に基づいて、前記測定用偏光子が回転したときの前記光量の周期的な変化を示す変化曲線を求める変化曲線算出手段と、前記変化曲線に基づいて前記ステージ相当位置での照射光の偏光特性を特定する偏光特性特定手段と、を備えてもよい。 In the above-described configuration, the detection unit includes a measurement polarizer, and detects the amount of light transmitted through the measurement polarizer while rotating the measurement polarizer; and the detection unit And a polarization measuring device that identifies a polarization characteristic of light at the stage-corresponding position based on the detection result, and the detector is disposed at the stage-corresponding position and has passed through the plurality of polarizers. Aperture that captures light that overlaps and enters the measurement polarizer, diffusion means that diffuses light that has passed through the measurement polarizer, and light that is diffused by the diffusion means is received to detect the amount of light And the polarization measuring device periodically changes the light quantity when the measuring polarizer rotates based on the light quantity at each rotation angle of the measuring polarizer. Change to obtain a change curve And curve calculation unit, and the polarization characteristic specifying means for specifying the polarization properties of the illumination light at the stage corresponding position based on the change curve may be provided.
本発明によれば、複数の偏光子を通過した偏光光が重なり合い照射されるステージ相当位置での光の偏光特性を検出する検出手段を備えたため、ステージに配置したワーク表面の配向膜に実際に照射される偏光光の偏光特性を検出できるので、実際の照射光における偏光特性を過不足なく、また精度良く測定できる。 According to the present invention, since the detection means for detecting the polarization characteristics of the light at the position corresponding to the stage where the polarized light beams that have passed through the plurality of polarizers are superimposed and irradiated are provided, the alignment film on the workpiece surface arranged on the stage is actually provided. Since the polarization characteristics of the irradiated polarized light can be detected, the polarization characteristics in the actual irradiated light can be measured with sufficient accuracy without being excessive or insufficient.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る光配向装置の構成を示す正面図である。
同図において、光配向装置(光配向照射装置)2は、板状もしくは、帯状の光配向対象物(ワーク)(図7)の光配向膜に偏光光を照射して光配向する照射装置であり、偏光測定システム1(検出手段)を備えている。この偏光測定システム1は、光配向装置2の照射光の偏光特性を測定するものである。偏光特性としては、偏光光の偏光方向、及び消光比が測定される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing the configuration of the photo-alignment apparatus according to this embodiment.
In the figure, a photo-alignment device (photo-alignment irradiation device) 2 is an irradiation device that performs photo-alignment by irradiating a photo-alignment film of a plate-like or band-like photo-alignment object (work) (FIG. 7) with polarized light. Yes, and equipped with a polarization measurement system 1 (detection means). This
光配向装置2は、ステージ搬送架台3と、照射器設置架台4と、光配向対象物が載置されるワークステージ(ステージ)5とを備えている。
照射器設置架台4は、ステージ搬送架台3から所定距離離れた上方位置でステージ搬送架台3の幅方向(後述する直動機構の直動方向Xに垂直な方向)に横架される門体であり、その両柱がステージ搬送架台3に固定される。照射器設置架台4は照射器6を内蔵し、照射器6が直下に偏光光を照射する。なお、ワークステージ5の移動に伴う振動と照射器6の冷却に起因する振動とを分離するために、照射器設置架台4をステージ搬送架台3に固定するのではなく当該ステージ搬送架台3と別置する構成でも良い。ステージ搬送架台3と、照射器設置架台4は防振構造を有しても良い。
ステージ搬送架台3には、直動方向Xに沿ってステージ搬送架台3の面上を照射器6の直下を通過するようにワークステージ5を移送する直動機構(図示せず)が内設されている。光配向対象物の光配向にあっては、ワークステージ5に載置された光配向対象物が、直動機構によってワークステージ5とともに移送されて照射器6の直下を通過し、この通過の際に偏光光に曝露されて光配向膜が配向される。
The photo-
The
The
照射器6は、光源たるランプ7と、反射鏡8と、偏光子ユニット10とを備え、集光する偏光光を直下に照射する。
ランプ7は、放電灯であり、少なくとも光配向対象物の幅と同等以上に延びる直管型(棒状)の紫外線ランプが用いられている。反射鏡8は、断面楕円形、かつランプ7の長手方向に沿って延びるシリンドリカル凹面反射鏡であり、ランプ7の光を集光して偏光子ユニット10に向けて照射する。
偏光子ユニット10は、反射鏡8と光配向対象物の間に配置され、光配向対象物に照射される光を偏光する。この偏光光が光配向対象物の光配向膜に照射されることで、当該光配向膜が配向される。
The
The
The
図2は、光配向装置2の構成を模式的に示す平面図である。図3は、偏光子ユニット10の構成を示す図であり、図3(A)は平面図、図3(B)は側断面視図である。なお、図2では、偏光子ユニット10の構成の理解を容易にするために、照射器設置架台4の中に偏光子ユニット10のみを示している。
同図に示すように、偏光子ユニット10は、複数の単位偏光子ユニット(第1の偏光子)12と、これら単位偏光子ユニット12を横並びに一列に整列するフレーム14とを備えている。フレーム14は、各単位偏光子ユニット12を連接配置する板状の枠体である。単位偏光子ユニット12は、略矩形板状に形成されたワイヤーグリッド偏光子(偏光子)16を備えている。
本実施形態では、各単位偏光子ユニット12は、ワイヤーグリッド偏光子16をワイヤー方向Aが上記ワークステージ5の直動方向Xと平行になるように支持し、このワイヤー方向Aと直交する方向と、ワイヤーグリッド偏光子16の配列方向Bとが一致するようになされている。
FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the photo-
As shown in the figure, the
In the present embodiment, each
ワイヤーグリッド偏光子16は、直線偏光子の一種である。上述の通り、ランプ7が棒状であることから、ワイヤーグリッド偏光子16には、さまざまな角度の光が入射するが、ワイヤーグリッド偏光子16は、斜めに入射する光であっても直線偏光化して透過する。
ワイヤーグリッド偏光子16は、その法線方向を回動軸にして面内で回動させて偏光軸C1の方向を微調整できるように単位偏光子ユニット12に支持されている。全ての単位偏光子ユニット12について、ワイヤーグリッド偏光子16の偏光軸C1が所定の照射基準方向に揃うように微調整されることで、偏光子ユニット10の長軸方向の全長に亘り偏光軸C1が高精度に揃えられた偏光光が得られ、高品位な光配向が可能となる。偏光軸C1が調整されたワイヤーグリッド偏光子16は、単位偏光子ユニット12の上端、及び下端がねじ(固定手段)19によってフレーム14に固定されることで、フレーム14に固定配置される。
The
The
ワイヤーグリッド偏光子16は、ガラス等の材料を用いて形成され、比較的壊れやすい光学素子であるため、緩衝材(不図示)を介してフレーム14に保持されている。ワイヤーグリッド偏光子16を保持する緩衝材の経年劣化や光配向装置2の振動によって、ワイヤーグリッド偏光子16の位置ずれが生じるおそれがあり、その結果、偏光光の偏光方向がずれてしまう。
また、光配向対象物の処理中(照射中)には配向膜からアウトガスが発生することがあるが、このアウトガス等の異物がワイヤーグリッド偏光子16に混入、または付着すると、ワイヤーグリッド偏光子16の偏光特性が変わってしまう。
The
Further, outgas may be generated from the alignment film during the processing (irradiation) of the photo-alignment target. When foreign matter such as outgas enters or adheres to the
そこで、本実施形態では、図2に示すように、偏光光の偏光方向を測定する偏光測定システム1を設けている。
偏光測定システム1は、偏光測定装置20と、測定ユニット30とを備えている。測定ユニット30は、偏光光を検出する検出部31を備え、偏光測定装置20は、検出部31による偏光光の検出結果に基づいて、当該偏光光の偏光方向、及び消光比を測定する。
測定ユニット30は、検出部31を直線に沿って案内するリニアガイド32を備えている。偏光光測定時には、リニアガイド32が上記ワークステージ5の進行方向側の側面5Aに連結されて偏光子ユニット10の直下に移送され、或いはリニアガイド32が偏光子ユニット10の直下に位置するようにステージ搬送架台3上に設置される。そして、微調整対象のワイヤーグリッド偏光子16の直下に位置するように検出部31をリニアガイド32に沿って移動、或いは自走させ、その位置で当該ワイヤーグリッド偏光子16を透過した偏光光を検出部31で検出し、照射光の偏光特性を測定する。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a
The
The
図4は、検出部31の構成を示す模式図である。
検出部31は、検出側偏光子(第2の偏光子、測定用偏光子)33と、受光センサ34とを備えている。
検出側偏光子33は、偏光軸C2を有する板状(図示例では円盤状)の光検出用の直線偏光子であり検光子とも称される。この検出側偏光子33には、ワイヤーグリッド偏光子16を透過して直線偏光化された偏光光Fが入射され、この偏光光Fを直線偏光化する。検出側偏光子33には、直線偏光子であれば任意の偏光子を用いることができ、例えばワイヤーグリッド偏光子を用いても良い。
受光センサ34は、検出側偏光子33の偏光軸C2で直線偏光化された検出光Gを受光して光量Iを示す検出信号35を偏光測定装置20(図2)に出力する。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the
The
The detection-side polarizer 33 is a plate-like (disk-like in the illustrated example) light-detecting linear polarizer having a polarization axis C2, and is also called an analyzer. The detection-side polarizer 33 receives the polarized light F that has been linearly polarized through the
The
検出部31では、検出側偏光子33がその法線方向Sを回動軸にして、少なくとも1回転に亘り回転自在に設けられている。検出側偏光子33の回動は、基準位置P0からの回動角度θによって規定される。本実施形態では、基準位置P0は、偏光軸C2の方向が上記ワイヤーグリッド偏光子16の照射基準方向と一致する位置に設定されている。すなわち、検出部31をリニアガイド32(図2)にセットし、基準位置P0に検出側偏光子33を合わせたときには、検出側偏光子33の偏光軸C2が照射基準方向を向いた状態となる。
In the
図5は、偏光子ユニット10と検出部31との関係を長軸側から示す説明図である。図6は、照射位置と相対照射光量との関係を示すグラフである。図7は、偏光子ユニット10と検出部31との関係を短軸側から示す説明図である。
光配向装置2にあっては、棒状のランプ7から放射されるさまざまな角度の放射光Eがワイヤーグリッド偏光子16に入射し、ワイヤーグリッド偏光子16で直線偏光化されて偏光光Fとして出射される。このような偏光光Fはさまざまな角度成分を含んでいる。
また、ワイヤーグリッド偏光子16は、照射光の均一性を高める目的のため、また配向膜からのアウトガスが付着することを防止する目的のため、図5に示すように、配向膜から所定の距離を離して配置されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the
In the
Further, the
したがって、光配向対象物には、複数のワイヤーグリッド偏光子16を通過した偏光光Fが重なり合って照射される。偏光光Fの偏光特性は、通過する偏光子の場所による特性バラツキの影響や、入射角の影響により画一されたものではなく、光配向対象物にさまざまな偏光特性を有する偏光光Fが照射されることとなる。
例えば、本実施形態では、照射器6直下におけるランプ7長手方向の照射分布をワイヤーグリッド偏光子16(n−3〜n+1)毎に分離すると図6に示すグラフようになり、ある照射位置(0mm)における照射光量は両側3個分の影響を受けている。図6に示すように、例えワイヤーグリッド偏光子16の中心直下においても、照射光としては、直上のワイヤーグリッド偏光子16を通過した光量は周囲のワイヤーグリッド偏光子16を通過した光量の合計となる照射光量の半分程度である。
Therefore, the polarized light F that has passed through the plurality of
For example, in this embodiment, when the irradiation distribution in the longitudinal direction of the
また、フレーム14及びフレーム14を固定する偏光子ユニット固定台9等の構造部材は、遮光部材によって形成され、あるいは、遮光部材によって覆われる等して遮光部材として構成されている。しかしながら、フレーム14や偏光子ユニット固定台9等の構造部材での反射は完全に防止することはできず、図7に示すように、構造部材で反射された反射光Hも散乱光となってワークステージ5上の光配向対象物Wに照射される。偏光光Fの偏光特性は反射によっても変わる。なお、反射光Hには、光配向対象物Wの表面の配向膜で反射された後、ワイヤーグリッド偏光子16で反射された光等も含まれる。
In addition, the structural member such as the
このため、例えば検出部31の検出光の取込角度範囲を狭くしてワイヤーグリッド偏光子16ごとに偏光軸C1を測定する場合には、測定対象以外のワイヤーグリッド偏光子16の偏光光Fや反射光Hを測定できない。その結果、光配向対象物に実際に照射される照射光の偏光特性を正確に測定したとは言えない。
そこで、本実施形態では、以下に説明する構成の検出部31を用いることで、広い角度成分の範囲を検出して光配向対象物に実際に照射される偏光光F(照射光)の偏光特性(偏光方向、消光比)を測定可能としている。
For this reason, for example, when measuring the polarization axis C1 for each
Therefore, in the present embodiment, by using the
図8は検出部31の構成を示し外観斜視図であり、図9は検出部31の断面図である。
検出部31は、これらの図に示すように、矩形板状のベースマウント70を備え、その上に、受光センサユニット71と、検出側偏光子33と、回転ステージ72と、検出光調整ユニット73(図9)とを備えている。
受光センサユニット71は、受光センサ34の一例たる光電子増倍管74と、この光電子増倍管74を冷却して温度を一定に保ち光電子増倍管74の温度特性によるノイズを低減する水冷ベース75とを備え、光電子増倍管74の検出信号35(図4)が偏光測定装置20(図2)に取り込まれる。
FIG. 8 is an external perspective view showing the configuration of the
As shown in these drawings, the
The light receiving
ベースマウント70は、リニアガイド32(図2)に係合して当該リニアガイド32によって直線的に案内される。ベースマウント70の所定の一辺をリニアガイド32の長軸方向に合わせてセットすることで、基準位置P0、及び検出側偏光子33の偏光軸C2が照射基準方向に向けられるように構成されている。なお、ベースマウント70の所定の一辺を照射基準方向に合わせて設置可能であれば、必ずしもリニアガイド32を用いる必要はない。
The
検出側偏光子33は、光電子増倍管74の検出面74Aの直上に配置され、所定径の開口76Aが形成されたアパーチャ76で検出光Gの入射側が覆われている。このアパーチャ76は、検出側偏光子33への入射光を制限するものではあるが、この検出部31では、ワイヤーグリッド偏光子16が斜入射の光も透過して偏光光Fを生成することに合わせ、これら斜入射の成分による偏光光Fも取り込むべく、開口76Aは入射角Yが0°〜70°までの範囲の偏光光Fを通過するように形成されている。
なお、入射角Yの範囲は、検出部31と、ワイヤーグリッド偏光子16と、ランプ7のそれぞれの形状や配置関係に基づいて、ワイヤーグリッド偏光子16から斜めに放射される偏光光Fの成分が取り込まれる角度に決定される。
The detection-side polarizer 33 is disposed immediately above the
The range of the incident angle Y is a component of the polarized light F emitted obliquely from the
検出光調整ユニット73は、検出側偏光子33と光電子増倍管74の検出面74Aの間に配設された筒状の部材であり、筒体77を備え、アパーチャ76を通じて取り込まれて検出側偏光子33を通過した検出光Gを筒体77の上面から取り込み、内部で混合して下面から光電子増倍管74に導くものである。
具体的には、検出光調整ユニット73の筒体77の上面には、アパーチャ76が取り込む入射角Yまでの範囲の検出光Gを内部に通過させる開口78Aが形成されたアパーチャ78が設けられている。
The detection
Specifically, the upper surface of the
筒体77には、広い光線入射角の確保のためと、取り込む光線の偏光状態を解消し無偏光化するために、透過する光を拡散する拡散ユニット79がアパーチャ78の直下に隙間を空けずに設けられている。拡散ユニット79は、所定間隔で対面配置された2枚の拡散板79A、79Bを備え、各種の入射角Yの検出光Gを混合して出力する。拡散板79A、79Bには、例えばフロスト型合成石英板が用いられている。
In the
筒体77の下面には、光電子増倍管74への入射光量を制限するピンホール80Aが形成された板材80が設けられ、このピンホール80Aを通った光が光電子増倍管74の検出面74Aに入射される。
また、ピンホール80Aと光電子増倍管74の検出面74Aの間には、光配向作用波長以外の波長の光をカットする波長制限フィルタ81が設けられており、波長制限フィルタ81で外乱光がカットされた光が光電子増倍管74に導かれる。
A
In addition, a
このように、検出部31は、比較的大きな入射角Yの範囲まで偏光光Fを取り込み、内部で拡散させて光電子増倍管74で光量を検出する構成としたため、棒状のランプ7の放射光Eをワイヤーグリッド偏光子16に通して得られた偏光光Fのように、さまざまな角度成分を含むとともに、複数のワイヤーグリッド偏光子16の偏光成分を含んだ偏光光Fであっても、広い角度成分の範囲を検出して偏光特性を測定することができる。
As described above, the
次いで、偏光測定装置20について詳細に説明する。
偏光測定装置20は、検出側偏光子33が1回転するときの検出光Gの光量の周期的な変化に基づき、偏光光Fの偏光方向と消光比とを測定するものである。具体的には、偏光測定装置20は、図2に示すように、回転駆動制御部21と、入力部22と、変化曲線算出部23と、偏光特性特定部24と、偏光特性出力部25とを備えている。なお、偏光測定装置20は、図2に示す各部を実現するコンピュータ読取可能なプログラムを、例えばパーソナルコンピュータに実行させることで実施することもできる。
回転駆動制御部21は、検出部31の検出側偏光子33(図4)の回転を制御する。具体的には、検出部31は、検出側偏光子33を回動するロータリーアクチュエータを備え、回転駆動制御部21がロータリーアクチュエータを制御し検出側偏光子33を回動させることで、その偏光軸C2を所定の回動角度θの方向に合わせる。このときの回動角度θは変化曲線算出部23に出力される。
入力部22は、検出光Gの光量Iの検出値の入力を受け付ける手段であり、この入力部22には検出部31の検出信号35が入力される。入力部22は、当該検出信号35から検出光Gの光量Iの検出値を取得し変化曲線算出部23に出力する。
Next, the
The
The rotation
The
変化曲線算出部23は、検出光Gの光量Iの検出値に基づき、検出側偏光子33を1回転させたときの検出光Gの光量Iの周期的な変化を示す変化曲線Qを算出する。詳述すると、検出光Gは、前掲図5に示すように、ランプ7の放射光Eが、直線偏光子であるワイヤーグリッド偏光子16、及び検出側偏光子33を順に通って得られる光であって、複数のワイヤーグリッド偏光子16の偏光光が重なり合った光である。
したがって、検出側偏光子33の回転に伴う検出光Gの光量Iの変化曲線Qは、理想的には、図10に示すように、検出側偏光子33の偏光軸C2が偏光光Fの偏光方向に平行である場合(本実施形態では回動角度θ=0°、180°(極大点))に最大光量Imax(極大値)となり、偏光軸C2が偏光光Fの偏光方向に直交する場合(本実施形態では回動角度θ=90°、270°(極小点))に最小光量Imin(極小値)となるような1周期がπ[rad](=180°)の次式(1)に示す余弦波形となる(いわゆる、マリューの法則(Low of Malus))。
The change
Therefore, the change curve Q of the light amount I of the detection light G accompanying the rotation of the detection side polarizer 33 is ideally the polarization axis C2 of the detection side polarizer 33 is polarized light of the polarized light F as shown in FIG. When it is parallel to the direction (in this embodiment, the rotation angle θ = 0 °, 180 ° (maximum point)), the maximum light amount Imax (maximum value) is obtained, and the polarization axis C2 is orthogonal to the polarization direction of the polarized light F (In this embodiment, the rotation angle θ = 90 °, 270 ° (minimum point)) and the following formula (1) where one cycle is π [rad] (= 180 °) such that the minimum light amount Imin (minimum value) is obtained. (The so-called Low of Malus).
変化曲線Q=α×cos(β×(θ−γ))+ε (1)
ただし、αは振幅、βは周期、γは位相ズレ(基準位置P0に対する偏光光Fの偏光方向の位相差)、εはバイアス成分である。
Change curve Q = α × cos (β × (θ−γ)) + ε (1)
Where α is the amplitude, β is the period, γ is the phase shift (phase difference in the polarization direction of the polarized light F with respect to the reference position P0), and ε is the bias component.
変化曲線算出部23は、検出光Gの光量Iの検出値に基づき、式(1)式に示した余弦波形をカーブフィッティング(曲線回帰とも呼ばれる)の手法により求め、これを偏光特性特定部24に出力する。
偏光光Fの偏光方向が基準位置P0の方向からズレている場合には、図10に仮想線で示すように、そのズレが変化曲線Qに位相ズレγ(>0)として現れることとなる。
The change
When the polarization direction of the polarized light F is deviated from the direction of the reference position P0, the deviation appears as a phase deviation γ (> 0) in the change curve Q as shown by a virtual line in FIG.
偏光特性特定部24は、変化曲線算出部23によって求められた変化曲線Qに基づき、偏光光Fの偏光方向、及び消光比を特定し、偏光特性出力部25に出力する。
具体的には、偏光特性特定部24は、図10に示すように、変化曲線Qにおいて、検出光Gの最大光量Imaxが得られる回動角度θ(極大点)である上記γを特定することで偏光光の偏光方向を特定し、また、変化曲線Qの最大光量Imaxと最小光量Iminの比(=最大光量Imax/最小光量Imin)に基づいて消光比を特定する。変化曲線Qにおける最大光量Imaxは当該変化曲線Qに回動角度θ=γ(極大点)を代入して求められ、また最小光量Iminは回動角度θ=90°+γ(極小点)を代入して求められる。なお、検出光Gには複数のワイヤーグリッド偏光子16の偏光光や反射光が含まれることから、偏光光の偏光方向及び消光比は分布するが、偏光光の偏光方向及び消光比は分布のピーク値に基づいて求められることとなる。
The polarization
Specifically, as shown in FIG. 10, the polarization
偏光特性出力部25は、偏光特性特定部24によって特定された偏光特性(偏光方向、及び消光比)を出力するものである。この出力の態様は、ユーザが偏光特性を利用可能であれば任意であり、例えば表示、他の電子機器への出力、記録媒体への記録等が挙げられる。
The polarization
次いで、図11を参照し、光配向装置2の偏光光の測定について説明する。
図11は、偏光軸調整装置Dを示す模式図である。
偏光軸調整装置Dは、偏光測定システム1Aと、スポット光源7Aとを備え、ワイヤーグリッド偏光子16の偏光軸C1の方向を調整する装置である。偏光測定システム1Aは、検出部31Aの開口(不図示)が、偏光測定システム1の検出部31の開口76Aより狭く形成される以外は、偏光測定システム1と構成を同一とする。なお、図11では、光配向装置2と同一の部分に同様の符号を付して示し、説明は省略する。
Next, with reference to FIG. 11, measurement of polarized light of the
FIG. 11 is a schematic diagram showing the polarization axis adjusting device D. As shown in FIG.
The polarization axis adjustment device D includes a polarization measurement system 1A and a
作業者は、先ず、別地の偏光軸調整装置Dに偏光子ユニット10を配置する。次いで、作業者は、偏光軸調整装置Dの検出部31Aを測定対象のワイヤーグリッド偏光子16の直下に配置するとともに、スポット光源7Aを測定対象のワイヤーグリッド偏光子16の直上に配置する。そして、作業者は、偏光測定システム1Aを用いて、このワイヤーグリッド偏光子16から出射される偏光光Fを検出し、そのワイヤーグリッド偏光子16の偏光軸C1、及び消光比を測定する。作業者は、偏光軸C1の測定結果に基づき、必要に応じてワイヤーグリッド偏光子16の回動を微調整することで、偏光軸C1の方向を所定方向(本実施形態では照射基準方向)に合わせる。
作業者は、偏光子ユニット10が備える全てのワイヤーグリッド偏光子16について同様に偏光光Fの測定、この測定結果に基づき、偏光軸C1の方向を照射基準方向に合わせる作業を行うことで、全てのワイヤーグリッド偏光子16の偏光軸C1の方向が照射基準方向に揃えられる。
First, the operator arranges the
The operator performs measurement of polarized light F in the same manner for all the
次に、作業者は、調整された偏光子ユニット10を光配向装置2に設置し、偏光特性(偏光方向、消光比)の測定の開始を、偏光測定システム1に指示する。偏光特性は、ワイヤーグリッド偏光子16の配列方向Bにおいて複数の測定点で測定されるが、測定点は作業者によって設定され、偏光測定システム1に記憶されている。
偏光測定システム1は、設定された所定の測定点に検出部31をリニアガイド32で案内して配置し、このワイヤーグリッド偏光子16から出射される偏光光Fを検出し、偏光方向、及び消光比を測定する。偏光測定システム1は、全ての測定点について偏光光Fを測定すると、その結果及びその合否判定を偏光特性出力部25に出力する。合否判定値も、作業者によって設定され、偏光測定システム1に記憶されている。
上述の通り、この光配向装置2によれば、光配向対象物に実際に照射される偏光光を測定するので、偏光光の偏光方向が高精度に特定される。光配向装置2において、光配向対象物に照射される偏光特性は、光配向装置2の性能を示すものであり、また偏光光により配向される配向膜の良し悪しを決定する要因となるので、その特性を把握することは非常に重要である。
Next, the operator installs the adjusted
The
As described above, according to the photo-
作業者は、全ての測定点において偏光特性が基準を満たす場合には測定を終了し、一つでも偏光特性が基準に満たない場合には、偏光軸調整装置Dにおいてワイヤーグリッド偏光子16の偏光軸C1の方向を調整し、あるいは、偏光子ユニット10をメンテナンスする。なお、ワイヤーグリッド偏光子16は、調整後にねじ19によってフレーム14に固定されるので、偏光軸調整装置Dから光配向装置2への設置等では、ワイヤーグリッド偏光子16の偏光軸C1の方向が変わることはない。また、光配向装置2では、偏光測定システム1により、偏光特性を常時測定する訳ではなく、経年劣化やアウトガス等により偏光特性が変わる所定期間後、例えば、1ヶ月後に偏光特性を測定すればよい。
The operator finishes the measurement when the polarization characteristics satisfy the standard at all the measurement points, and when even one of the polarization characteristics does not satisfy the standard, the polarization of the
以上説明したように、本実施形態によれば、横並びに整列した複数のワイヤーグリッド偏光子16を通過した偏光光が重なり合い照射されるワークステージ5相当位置での光の偏光方向を検出する偏光測定システム1を備える構成とした。この構成により、ワークステージ5に配置した光配向対象物の表面の配向膜に実際に照射される偏光光の偏光特性を検出できるので、偏光方向を精度良く測定できる。
As described above, according to the present embodiment, the polarization measurement that detects the polarization direction of the light at the position corresponding to the
また、本実施形態によれば、偏光測定システム1は、単位偏光子ユニット12の配列方向に移動できるように設けられた検出部31を備える構成とした。この構成により、単位偏光子ユニット12の配列方向において各測定点の偏光特性を測定できるので、測定点の間隔を小さくすることで、光配向対象物に照射される場所毎の偏光特性を詳細に取得できる。
Further, according to the present embodiment, the
また本実施形態によれば、検出部31は、斜入射成分を含む偏光光Fを取り込み検出側偏光子33に入射するアパーチャ76と、検出側偏光子33を透過した光を拡散する拡散ユニット79と、この拡散ユニット79で拡散された光を受光して光量Iを検出する受光センサとしての光電子増倍管74と、を有する構成とした。
これにより、棒状のランプ7の放射光Eをワイヤーグリッド偏光子16に通して得られた偏光光Fのように、さまざまな角度成分を含んだ偏光光Fであっても、広い角度成分の範囲を検出して偏光特性を測定することができる。
Further, according to the present embodiment, the
Thereby, even in the case of the polarized light F including various angular components, such as the polarized light F obtained by passing the radiated light E of the rod-shaped
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。 The above-described embodiment is merely an example of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.
例えば上述した実施形態では、偏光光の光源として、放電灯であるランプ7を例示したが、光源はこれに限定されるものではなく任意である。すなわち、本発明は、任意の光源の光が偏光子を透過して得られる直線偏光された偏光光の測定に用いることができる。また光源は、必ずしも線状光源である必要はない。
また例えば、上述した実施形態では、測定対象の偏光光を得る偏光子の一例として、ワイヤーグリッド偏光子16を例示したが、偏光子はこれに限定されるものではない。すなわち、偏光子は、直線偏光された偏光光が得られる偏光子であれば任意である。
For example, in the above-described embodiment, the
Further, for example, in the above-described embodiment, the
また例えば、上述した実施形態では、偏光測定装置20が偏光光の偏光方向と消光比の両方を測定する構成を例示したが、片方のみを測定しても良い。また、偏光測定装置20が偏光光の偏光方向、及び/又は消光比に加え、光強度等の他の特性も測定しても良い。
また例えば、上述した実施形態では、検出部31の検出信号35を偏光測定装置20に入力することで、偏光測定装置20が検出光Gの光量を取得する構成としたが、これに限らない。すなわち、回動角度θと検出光Gの光量との対応が記録された記録データを、例えば他の電子機器や記録媒体(例えば、半導体メモリ等)から取得しても良い。
Further, for example, in the above-described embodiment, the configuration in which the
Further, for example, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、検出部31は、単位偏光子ユニット12の配列方向Bに移動できるように設けられていたが、これに限定されるものではなく、例えば、その検出部31は、ステージ移動方向へも移動することが出来てもよい。
In the above-described embodiment, the
2 光配向装置(光配向照射装置)
1 偏光測定システム(検出手段)
5 ワークステージ(ステージ)
10 偏光子ユニット
12 単位偏光子ユニット
16 ワイヤーグリッド偏光子(偏光子)
W 光配向対象物(ワーク)
2 Photo-alignment device (photo-alignment irradiation device)
1 Polarization measurement system (detection means)
5 Work stage (stage)
10
W Optical alignment object (work)
Claims (3)
前記偏光子ユニットは横並びに整列した複数の単位偏光子ユニットを備え、前記単位偏光子ユニットはそれぞれ偏光子を備え、前記複数の偏光子を通過した偏光光が重なり合い照射される前記ステージ相当位置での光の偏光特性を検出する検出手段を備えたことを特徴とする光配向照射装置。 In a photo-alignment irradiation apparatus equipped with a polarizer unit that irradiates polarized light to the alignment film on the work surface placed on the stage,
The polarizer unit includes a plurality of unit polarizer units arranged side by side, and each of the unit polarizer units includes a polarizer, and the polarized light passing through the plurality of polarizers is overlapped and irradiated at a position corresponding to the stage. A photo-alignment irradiation apparatus comprising a detecting means for detecting the polarization characteristics of the light.
測定用偏光子を有し、前記測定用偏光子を透過する光の光量を、前記測定用偏光子を回動させながら検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記ステージ相当位置での光の偏光特性を特定する偏光測定装置と、を備え、
前記検出部は、
前記ステージ相当位置に配置され、前記複数の偏光子を通過した偏光光が重なり合った光を取り込み前記測定用偏光子に入射するアパーチャと、
前記測定用偏光子を透過した光を拡散する拡散手段と、
前記拡散手段で拡散された光を受光して前記光量を検出する受光センサと、を有し、
前記偏光測定装置は、
前記測定用偏光子の各回動角度での光の光量に基づいて、前記測定用偏光子が回転したときの前記光量の周期的な変化を示す変化曲線を求める変化曲線算出手段と、
前記変化曲線に基づいて前記ステージ相当位置での照射光の偏光特性を特定する偏光特性特定手段と、を備える
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光配向照射装置。 The detection means includes
A detection unit having a measurement polarizer and detecting the amount of light transmitted through the measurement polarizer while rotating the measurement polarizer;
A polarization measuring device that identifies polarization characteristics of light at the position corresponding to the stage based on the detection result of the detection unit, and
The detector is
An aperture that is disposed at a position corresponding to the stage and that captures light in which the polarized light that has passed through the plurality of polarizers overlaps and enters the measurement polarizer;
Diffusing means for diffusing the light transmitted through the measurement polarizer;
A light receiving sensor that receives the light diffused by the diffusing means and detects the amount of light, and
The polarization measuring device includes:
Based on the amount of light at each rotation angle of the measurement polarizer, a change curve calculation means for obtaining a change curve indicating a periodic change in the amount of light when the measurement polarizer rotates;
The photo-alignment irradiation apparatus according to claim 1, further comprising: a polarization characteristic specifying unit that specifies a polarization characteristic of the irradiation light at the position corresponding to the stage based on the change curve.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013137899A JP5516802B1 (en) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | Photo-alignment irradiation device |
TW102125190A TWI585387B (en) | 2012-07-18 | 2013-07-15 | Polarization measuring process, polarization measuring apparatus, polarization measuring system and photo-alignment irradiation apparatus |
KR1020130084021A KR102036232B1 (en) | 2012-07-18 | 2013-07-17 | Polarization measuring process, polarization measuring apparatus, polarization measuring system and photo-alignment irradiation apparatus |
CN201310303088.XA CN103575400B (en) | 2012-07-18 | 2013-07-18 | Light orientation irradiation unit |
KR1020190058847A KR102036235B1 (en) | 2012-07-18 | 2019-05-20 | Polarization measuring process, polarization measuring apparatus, polarization measuring system and photo-alignment irradiation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013137899A JP5516802B1 (en) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | Photo-alignment irradiation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5516802B1 JP5516802B1 (en) | 2014-06-11 |
JP2015011259A true JP2015011259A (en) | 2015-01-19 |
Family
ID=51031239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013137899A Active JP5516802B1 (en) | 2012-07-18 | 2013-07-01 | Photo-alignment irradiation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5516802B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016142734A (en) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 岩崎電気株式会社 | Light irradiation device |
JP2017015886A (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | アイグラフィックス株式会社 | Light irradiation apparatus |
KR20190066250A (en) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | Polarized Light Irradiation Apparatus Including Wire Grid Polarizer And Polarized Light Irradiation Method Using The Same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000230863A (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-22 | Hamamatsu Photonics Kk | Method and device for measuring polarization |
JP2009210457A (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Omron Corp | Spectropolarimetric measurement device |
WO2013157113A1 (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-24 | 信越エンジニアリング株式会社 | Photo-orienting illumination device |
-
2013
- 2013-07-01 JP JP2013137899A patent/JP5516802B1/en active Active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016142734A (en) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 岩崎電気株式会社 | Light irradiation device |
JP2017015886A (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | アイグラフィックス株式会社 | Light irradiation apparatus |
KR20190066250A (en) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | Polarized Light Irradiation Apparatus Including Wire Grid Polarizer And Polarized Light Irradiation Method Using The Same |
KR102467219B1 (en) | 2017-12-05 | 2022-11-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | Polarized Light Irradiation Apparatus Including Wire Grid Polarizer And Polarized Light Irradiation Method Using The Same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5516802B1 (en) | 2014-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102036235B1 (en) | Polarization measuring process, polarization measuring apparatus, polarization measuring system and photo-alignment irradiation apparatus | |
JP5605399B2 (en) | Polarization measurement method and polarization measurement system | |
JP4921090B2 (en) | Optical anisotropy parameter measuring method and measuring apparatus | |
KR102192203B1 (en) | Optical alignment control method and optical alignment device | |
JP5516802B1 (en) | Photo-alignment irradiation device | |
JP2014517505A5 (en) | ||
JP5978528B2 (en) | Light irradiation device | |
KR101928610B1 (en) | Apparatus and method for measuring polarization, and apparatus for irradiating polarized light | |
JP2011226939A (en) | Method and device for inspecting substrate | |
KR102257311B1 (en) | Apparatus for aligning measuring head of spectroscope | |
KR20140088789A (en) | Inspection device for optical film | |
JP6197896B2 (en) | Polarized light irradiation device | |
TWI666428B (en) | Polarized light measuring device and polarized light irradiation device | |
JP4728830B2 (en) | Optical anisotropy parameter measuring method and measuring apparatus | |
JP7193196B2 (en) | Measuring Mechanism for Alignment Film Exposure Apparatus and Adjustment Method for Alignment Film Exposure Apparatus | |
KR20200035045A (en) | Optical orientation exposure device | |
EP3712578B1 (en) | Spectral analysis device and spectral analysis method | |
JPH07151640A (en) | Evaluation equipment for orientation membrane | |
KR20110093253A (en) | Apparatus for measuring of aligning state of alignment layer and method for measuring tht same | |
JPS61142428A (en) | Light collimator | |
JPH11352054A (en) | Ellipsometry apparatus | |
JPH04138328A (en) | Measuring apparatus for polarizing angle | |
JP2004117212A (en) | Particle inspecting device | |
JPH11132952A (en) | Measuring apparatus for absorption amount |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140317 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5516802 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |