JP2017053910A - 光配向装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偏光対象が３００ｎｍ以上の紫外線領域の光でも良好な偏光特性を得られるワイヤーグリッド偏光子を備えた光配向装置を提供する。
【解決手段】光配向装置は、楕円ミラー５にランプ４を収容し、楕円ミラー５の出射口５Ｂに少なくとも波長が３２０〜４５０ｎｍの光を透過するフィルタ７を配置し、フィルタ７を透過した光を偏光する偏光子１６であって、基材にＳｉワイヤーグリッドを形成し、トレンチフィリングにより酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合材料でＳｉワイヤーグリッドを覆って形成した偏光子１６を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワイヤーグリッド偏光子を備えた光配向装置に関する。

従来、楕円ミラーにランプを収容し、楕円ミラーと光配向対象物である液晶パネルの光配向膜との間に偏光子を備え、偏光子で偏光した偏光光を液晶パネルの光配向膜に照射する光配向装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この光配向装置では、偏光子にワイヤーグリッド偏光子を用いるとともに、ワイヤーグリッドを紫外線の劣化が少ない酸化チタンで形成することで、波長が３００ｎｍ以下の光を良好に偏光させている。
また、光配向装置においては、波長が２５４ｎｍ付近の光を照射する装置が主となっている。

特開２００９−２６５２９０号公報

ところで、光配向膜の材料としてはいくつか種類があり、その中でも３６５ｎｍを主波長とする光で配向した光配向膜を使用する場合に、液晶パネルの特性が良いということが分かってきた。
３６５ｎｍ付近の波長域も紫外線であるため、紫外線を効率良く透過するとともに紫外線で劣化しないワイヤーグリッド偏光子を用いる必要があるが、上述の従来の構成では、紫外線に対する耐性はあるものの、３００ｎｍ以上の光で良い偏光特性を得られない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、偏光対象が３００ｎｍ以上の紫外線領域の光でも良好な偏光特性を得られるワイヤーグリッド偏光子を備えた光配向装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の光配向装置は、楕円ミラーにメタルハライドランプ又は高圧水銀ランプを収容し、前記楕円ミラーの出射口に少なくとも波長が３２０〜４５０ｎｍの光を透過するフィルタを配置し、前記フィルタを透過した光を偏光する偏光子であって、基材にＳｉワイヤーグリッドを形成し、トレンチフィリングにより酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合材料で前記Ｓｉワイヤーグリッドを覆って形成した偏光子を備えていることを特徴とする。

上述の構成において、前記フィルタが波長３４０〜４００ｎｍの光を透過するフィルタであってもよい。

本発明によれば、偏光対象が３００ｎｍ以上の紫外線領域の光でも良好な偏光特性を得られるワイヤーグリッド偏光子を備えた光配向装置を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る光配向装置を模式的に示す正面図である。 光配向装置を示す正面図である。 図２の光照射器を拡大して示す図である。 偏光子ユニットの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側断面視図である。 ワイヤーグリッド偏光子を示す模式図である。 ワイヤーグリッド偏光子の偏光透過率に係る耐久性を示す図である。 ワイヤーグリッド偏光子の消光比に係る耐久性を示す図である。 高圧水銀ランプの相対分光分布図を示す図である。 メタルハライドランプの相対分光分布図を示す図である。

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を模式的に示す正面図であり、図２は光配向装置を示す図である。図３は図２の光照射器を拡大して示す図である。図４は、偏光子ユニットの構成を示す図であり、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は側断面視図である。
光配向装置１は、図１に示すように、板状もしくは、帯状の光配向対象物（ワーク）Ｗ（図２）の光配向膜に偏光光を照射して光配向する光照射装置である。

光配向装置１は、ステージ搬送架台８１と、照射器設置架台８２と、光配向対象物Ｗが載置されるワークステージ（ステージ）８３と、直下に偏光光を照射する光照射器２とを備えている。
照射器設置架台８２は、ステージ搬送架台８１から所定距離離れた上方位置でステージ搬送架台８１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８１に固定される。照射器設置架台８２は光照射器２を内蔵し、光照射器２が直下に偏光光を照射する。なお、ワークステージ８３の移動に伴う振動と光照射器２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８２をステージ搬送架台８１に固定するのではなく当該ステージ搬送架台８１と別置する構成でも良い。ステージ搬送架台８１と、照射器設置架台８２は防振構造を有しても良い。
ステージ搬送架台８１には、直動方向Ｘに沿ってステージ搬送架台８１の面上を光照射器２の直下を通過するようにワークステージ８３を移送する直動機構８４（不図示）が内設されている。光配向対象物Ｗの光配向にあっては、ワークステージ８３に載置された光配向対象物Ｗが、直動機構８４によって直動方向Ｘに沿って移送されて光照射器２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。本実施形態では、光配向対象物Ｗは平面視で矩形状に形成され、光配向対象物Ｗの短手方向が直動方向Ｘに一致するように移送されるようになっている。

光照射器２は、図２及び図３に示すように、下面に光出射開口部３Ａを有する筐体３内に光源たるランプ４及び反射鏡（楕円ミラー）５を備えるとともに、光出射開口部３Ａに偏光子ユニット１０を備えている。
筐体３は、光配向対象物Ｗから所定距離離れた上方位置で照射器設置架台８２に支持されている。ランプ４は、放電灯であり、少なくとも光配向対象物Ｗの長手方向の長さ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５は、断面楕円形、かつランプ４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４の光を集光して光出射開口部３Ａから偏光子ユニット１０に向けて照射する。

光出射開口部３Ａは、ランプ４の直下に形成された平面視で矩形状の開口部であり、長手方向がランプ４の長手方向に一致するように設けられている。
光出射開口部３Ａには、例えば石英板等のフィルタ特性（波長選択特性）を有さない光透過部材で形成された板状の透明体６が設けられ、この透明体６によって光出射開口部３Ａが塞がれる。
また、反射鏡５の出射口５Ｂ、具体的には、光出射開口部３Ａの内側には、透過する光の波長を選択する波長選択フィルタ７が設けられ、この波長選択フィルタ７によって光照射器２は所望の波長の光を照射するようになっている。

偏光子ユニット１０は、透明体６と光配向対象物Ｗの間に配置され、光配向対象物Ｗに照射される光を偏光する。この偏光光が光配向対象物Ｗ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。
偏光子ユニット１０は、図４に示すように、複数の単位偏光子ユニット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。

ワイヤーグリッド偏光子１６は、直線偏光子の一種であり、基板の表面にワイヤーグリッドを形成したものである。上述の通り、ランプ４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。すなわち、複数のワイヤーグリッド偏光子１６は、偏光軸Ｃ１の方向を微調整できるように互いに隙間を空けて配置されている。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。

また、光配向装置１は、図２及び図３に示すように、ランプ４、反射鏡５、波長選択フィルタ７及び偏光子ユニット１０を冷却するブロワー冷却ユニット２０を備えている。このブロワー冷却ユニット２０は、ランプ４及び反射鏡５を冷却するための熱源冷却経路３０と、偏光子ユニット１０を冷却するための偏光子冷却経路４０とをそれぞれ独立して備えている。
熱源冷却経路３０及び偏光子冷却経路４０のそれぞれには、冷却風を送風する送風機２１，２１と、冷却風を冷却する冷却機２２，２２と、冷却風に含まれる塵埃等の異物を除去するフィルタ２３，２３が設けられている。送風機２１は、冷却機２２の上流側に配置してある。これにより、冷却機２２で冷却された冷却風が送風機２１の熱源で再加熱されることを防止できる。本実施形態では、送風機２１にブロアを、冷却機２２に水冷式のラジエータを、フィルタ２３にＨＥＰＡ(High Efficiency Particulate Air)フィルタを用いているが、送風機２１、冷却機２２及びフィルタ２３はこれらの構成に限定されるものではない。

熱源冷却経路３０においては、送風機２１、冷却機２２及びフィルタ２３は、筐体３の外部に設けた冷却ユニットケース２０Ａ内に収容されている。本実施形態では、冷却ユニットケース２０Ａは、筐体３の上方に筐体３と離間して配置されているが、冷却ユニットケース２０Ａの配置位置はこれに限定されるものではない。冷却ユニットケース２０Ａ内にはチャンバ２４が設けられ、送風機２１の吹出口２１Ａとチャンバ２４の入口２４Ａとがダクト２５で接続されている。チャンバ２４は入口２４Ａから下流側に向けて拡径し、チャンバ２４内の上流側には冷却機２２が、下流側にはフィルタ２３が配置されている。チャンバ２４の出口２４Ｂと筐体３とはダクト２６で接続され、送風機２１の吸込口２１Ｂと筐体３とはダクト２７で接続されている。

筐体３内には、ランプ４及び反射鏡５の側方を囲む隔壁３１が、筐体３と隙間δ１を空けて設けられている。隔壁３１は、下部にランプ４及び反射鏡５を下方に露出する開口３１Ａを有するとともに、上部に通風孔３１Ｂを有している。
ダクト２６は隔壁３１の外側の隙間δ１に対応する位置の筐体３に接続され、ダクト２７は隔壁３１の内側の空間Ｒに対応する位置の筐体３に接続されている。
これら送風機２１、ダクト２５、チャンバ２４（冷却機２２，フィルタ２３）、ダクト２６、隔壁３１の外側の隙間δ１、隔壁３１の内側の空間Ｒ及びダクト２７は熱源冷却経路３０を構成している。

熱源冷却経路３０においては、送風機２１から吹き出された冷却風（空気）は、ダクト２５を介してチャンバ２４内に流れ、冷却機２２で冷却されるとともにフィルタ２３で異物が除去される。このフィルタ２３により、冷却風は、露点が−５０°Ｃ〜−９０°Ｃ以下程度になるように除湿されるとともに異物が除去されて低露点高清浄度空気（クリーンドライエアー）となる。クリーンドライエアーとなった冷却風は、ダクト２６を介して筐体３内に供給される。
筐体３内では、冷却風は、隔壁３１と筐体３との間の隙間δ１を通り、隔壁３１と透明体６との間の隙間δ２を流れて、反射鏡５内と、反射鏡５の外側であって隔壁３１内の空間Ｒとに流れ込み、ランプ４及び反射鏡５を冷却する。ランプ４及び反射鏡５を冷却して温度が高くなった冷却風は、反射鏡５の上部に形成された貫通孔５Ａから、そして、反射鏡５の外側から隔壁３１内の空間Ｒに流れ、ダクト２７を介して送風機２１に吸い込まれて、再び冷却される。このように、冷却風は熱源冷却経路３０を循環している。

偏光子冷却経路４０においても、冷却ユニットケース２０Ａに、送風機２１と、チャンバ２４内に配置した冷却機２２及びフィルタ２３とが配置され、送風機２１の吹出口２１Ａとチャンバ２４の入口２４Ａとがダクト２５で接続されている。
また、チャンバ２４の出口２４Ｂと筐体３とはダクト２８で接続され、送風機２１の吸込口２１Ｂと筐体３とはダクト２９で接続されている。

ダクト２８は、筐体３の光出射開口部３Ａ、より詳細には偏光子ユニット１０の長手方向の長さに亘って延在する延在部２８Ａと、延在部２８Ａから縮径する縮径部２８Ｂとを備えている。縮径部２８Ｂはチャンバ２４の出口２４Ｂに接続され、延在部２８Ａは筐体３に接続される。同様に、ダクト２９は、筐体３の光出射開口部３Ａ、より詳細には偏光子ユニット１０の長手方向の長さに亘って延在する延在部２９Ａと、延在部２９Ａから縮径する縮径部２９Ｂとを備えている。縮径部２９Ｂは送風機２１の吸込口２１Ｂに接続され、延在部２９Ａは筐体３に接続される。延在部２８Ａ及び延在部２９Ａは板状の支持部材２８Ｃ，２９Ｃを介して筐体３に支持されている。

偏光子ユニット１０は、筐体３の外側において光出射開口部３Ａに対向する位置に、透明体６と空間Ｓを空けて設けられ、フレーム１４が偏光子ユニット固定台８に固定されている。筐体３と偏光子ユニット固定台８との間にダクト２８，２９が接続される。ダクト２８は直動方向Ｘの一端側に接続され、ダクト２９は直動方向Ｘの他端側に接続されている。
これら送風機２１、ダクト２５、チャンバ２４（冷却機２２，フィルタ２３）、ダクト２８、透明体６と偏光子ユニット１０との間の空間Ｓ及びダクト２９は偏光子冷却経路４０を構成している。すなわち、この偏光子冷却経路４０は、透明体６と偏光子ユニット１０との間の空間Ｓを冷却する空間冷却経路を構成している。

偏光子冷却経路４０においては、送風機２１から吹き出された冷却風は、ダクト２５を介してチャンバ２４内に流れ、冷却機２２で冷却されるとともにフィルタ２３で異物が除去されて、ダクト２８を介して透明体６と偏光子ユニット１０との間の空間Ｓに流れ込み、偏光子ユニット１０を冷却する。このとき、空間Ｓに流れ込んだ冷却風は、ランプ４の長手方向に対して直交するように流れる。偏光子ユニット１０を冷却して温度が高くなった冷却風は、ダクト２９を介して送風機２１に吸い込まれ、再び冷却される。このように、冷却風は偏光子冷却経路４０を循環している。

また、偏光子冷却経路４０は、熱源冷却経路３０と完全に独立しているため、熱源冷却経路３０及び偏光子冷却経路４０を流れる冷却風の温度をそれぞれ制御することで、ランプ４及び偏光子ユニット１０を個別に冷却できる。
このとき、送風機２１，２１を個別に制御し、熱源冷却経路３０の冷却風の風速を比較的遅く、偏光子冷却経路４０の冷却風の風速を比較的早く設定することで、ランプ４を比較的高い温度で冷却し、偏光子ユニット１０を比較的低い温度で冷却できる。これにより、ランプ４及び偏光子ユニット１０を適切に冷却できる。
しかも、透明体６と偏光子ユニット１０との間の空間Ｓに冷却風を供給するダクト２８及び空間Ｓから冷却風を排出するダクト２９は偏光子ユニット１０の長手方向の長さに亘って延在するため、偏光子ユニット１０全体に亘って略均等に冷却できる。

なお、本実施形態では、熱源冷却経路３０及び偏光子冷却経路４０を流れる冷却風の温度を個別に制御するべく、送風機２１，２１を個別に制御したが、冷却機２２，２２での冷却温度を異なる温度に設定してもよい。
また、本実施形態では、熱源冷却経路３０及び偏光子冷却経路４０を完全に独立させていたが、熱源冷却経路３０及び偏光子冷却経路４０の一部、例えば、送風機２１、冷却機２２、フィルタ２３の少なくとも１つを共通化してもよい。さらに、本実施形態では、熱源冷却経路３０及び偏光子冷却経路４０の冷却風を循環させていたが、冷却風は必ずしも循環させる必要はない。

ところで、光配向対象物Ｗ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。また、光配向装置１が配置される環境には、例えば紙粉等の異物も存在する。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の偏光特性が変化し悪影響を及ぼす。
そこで、本実施形態では、光配向装置１は、透明体６と偏光子ユニット１０間の空間Ｓを陽圧にする陽圧機構５０を備えている。より具体的には、送風機２１の吸込口２１Ｂと筐体３とを接続するダクト２９には、例えばダンパ等から構成される流量調節手段５１が設けられている。この流量調節手段５１を用いて空間Ｓの下流に位置するダクト２９を流れる冷却風の流量を絞ることで、透明体６と偏光子ユニット１０間の空間Ｓを陽圧に設定することができる。

空間Ｓが陽圧になると、偏光子ユニット１０の隙間から冷却風が外部に吹き出されることとなるので、偏光子ユニット１０の隙間から異物が偏光子冷却経路４０内に侵入することを防止できる。これにより、偏光子ユニット１０に異物が付着、又は侵入することを確実に防止できる。
偏光子ユニット１０の隙間としては、例えば偏光子ユニット１０のフレーム１４と偏光子ユニット固定台８との間の隙間や、複数のワイヤーグリッド偏光子１６間の隙間等が挙げられる。したがって、これらの隙間を気密に塞ぐ手段を設けることなく、偏光子冷却経路４０への異物の侵入を確実に防止できるので、光配向装置１の部品点数を削減し、製造工程を簡素化できる。

また、ダクト２９には、外部から空気を導入する導入口５２が形成されている。この導入口５２を介して、偏光子ユニット１０の隙間から吹き出された分だけ外部から空気が導入されるので、偏光子冷却経路４０内が負圧になり過ぎるのを防止でき、送風機２１を効率良く運転できる。本実施形態では、導入口５２を流量調節手段５１の下流に設けているが、導入口５２は冷却機２２及びフィルタ２３の上流であれば任意の位置に設けることができる。
これらの流量調節手段５１及び導入口５２は本実施形態の陽圧機構５０を構成している。
なお、本実施形態では、偏光子冷却経路４０において、送風機２１の吸込口２１Ｂと筐体３とを接続するダクト２９に陽圧機構５０を設けたが、送風機２１の吸込口２１Ｂと筐体３とを単にダクト２９で接続してもよい。

偏光子ユニット１０の光出射側には、偏光子ユニット１０を保護する透明体（光透過部材）７０が設けられている。透明体７０は、例えば石英板等のフィルタ特性（波長選択特性）を有さない板状の光透過部材である。この透明体７０は、偏光子ユニット１０の光出射側に設けられ、偏光子ユニット１０が透明体７０によってカバーされる。具体的には、偏光子ユニット固定台８には偏光子ユニット１０の下方に平面視で矩形状の枠体８Ａが形成され、この枠体８Ａ内に透明体７０が支持されている。これにより、偏光子ユニット固定台８には、偏光子ユニット１０と透明体７０とで仕切られた空間Ｔが形成される。

ところで、光配向膜の材料としてはいくつか種類があり、その中でも３６５ｎｍを主波長とする光で配向した光配向膜を使用する場合に、液晶パネルの特性が良いということが分かってきた。
３６５ｎｍ付近の波長域も紫外線であるため、紫外線を効率良く透過するとともに紫外線で劣化しないワイヤーグリッド偏光子を用いる必要がある。例えば、３００ｎｍ以上の光を偏光対象としたワイヤーグリッド偏光子が知られているが、このワイヤーグリッド偏光子は、ワイヤーグリッドがアルミニウム（Ａｌ）で形成されているため、紫外線の熱によってワイヤーグリッドが酸化して劣化してしまう。この劣化を防止するためには、周囲空間に窒素を送り込むＮ_２パージ装置等の大規模な対策を必要とする。一方、ワイヤーグリッドを酸化チタンで形成したワイヤーグリッド偏光子では、紫外線に対する耐性はあるものの、３００ｎｍ以上の光で良い偏光特性を得られない。
そこで、本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光子１６を以下のように構成している。

図５は、ワイヤーグリッド偏光子１６を示す模式図である。
ワイヤーグリッド偏光子１６は、図５に示すように、基材１６Ａに複数のワイヤーグリッド１６Ｂが所定ピッチＰで平行に形成されている。基材１６Ａは、例えば、石英で形成され、ワイヤーグリッド１６ＢはＳｉ（シリコン）で形成されている。ワイヤーグリッド１６Ｂは、トレンチフィリングにより酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合材料の被覆層１６Ｃによって覆われている。

図６は、ワイヤーグリッド偏光子１６の偏光透過率に係る耐久性を示す図である。図６中、横軸は経過時間（時間）を示し、縦軸は波長３６５ｎｍの光に対する偏光透過率（％）を示す。図７は、ワイヤーグリッド偏光子１６の消光比に係る耐久性を示す図である。図７中、横軸は経過時間（時間）を示し、縦軸は波長３６５ｎｍの光に対する消光比の変化割合（％）を示す。また、図６及び図７中、符号Ａは上述のようにワイヤーグリッドをＳｉで形成したワイヤーグリッド偏光子の結果、符号ＢはワイヤーグリッドをＡｌで形成したワイヤーグリッド偏光子の結果を示す。

図６に示すように、ワイヤーグリッド偏光子１６は、３６５ｎｍの光について十分な透過率（７０％以上）を有する。また、図７に示すように、ワイヤーグリッド偏光子１６は、Ａｌを用いた従来のワイヤーグリッド偏光子に比べ、３００時間近く経過しても、消光比がほとんど変化しておらず、高い耐久性を有している。
このように、ワイヤーグリッド１６ＢをＳｉで形成し、ワイヤーグリッド１６Ｂを酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合材料の被覆層１６Ｃで覆うことで、紫外線を効率良く透過させつつ、ワイヤーグリッド１６Ｂの紫外線による劣化を抑制できる。
なお、本実施形態では、波長選択フィルタ７に、波長が３２０〜４５０ｎｍの光を透過するフィルタを用いている。

また、波長３６５ｎｍ付近の光を出射するランプとしては、例えば、高圧水銀ランプやメタルハライドランプがある。
図８は高圧水銀ランプの相対分光分布図を示す図であり、図９はメタルハライドランプの相対分光分布図を示す図である。図８及び図９中、横軸は波長（ｎｍ）、左縦軸は相対強度（％）、右縦軸は消光比を示す。また、図８及び図９中、棒グラフは相対強度、点線グラフはワイヤーグリッド偏光子１６の消光比、実線グラフは波長選択フィルタ７の分光透過率を示す。
図８及び図９に示すように、高圧水銀ランプ及びメタルハライドランプは、ともに波長３６５ｎｍ付近の光を放射するものの、メタルハライドランプの方が、波長選択フィルタ７が透過する波長３２０〜４５０ｎｍの光を多く放射する。
そこで、本実施形態では、ランプ４にメタルハライドランプを用いることで、照度を向上させている。

なお、図９に示すように、消光比が比較的低い波長域（例えば、４００ｎｍ）が波長選択フィルタ７の透過波長域に重なっている。
ここで、波長選択フィルタ７には干渉膜フィルタが用いられている。干渉膜フィルタは、透過特性に入射角度依存性を有しており、光の入射角度が大きくなるほど、透過波長域が短波長側にシフトする。
本実施形態では、ランプ４に棒状ランプを用いているため、入射角度が大きい（例えば、１０°以上）光の成分も比較的多い。したがって、消光比が比較的低い波長域（例えば、４００ｎｍ）が波長選択フィルタ７の透過波長域に重なっていても、図６及び図７に示すように、良好な偏光特性を得られる。

また、最近では生産能力向上のため、積算光量を高く求められることがあり、この要求に対応するため、例えば、ランプ負荷（電力密度）を高くする手法がある。一方、ワイヤーグリッド偏光子の面積を大きくすることは困難である。したがって、同一面積のワイヤーグリッド偏光子に対してランプ負荷を高くすると、ワイヤーグリッド偏光子を通過する光量も多くなり、ワイヤーグリッド偏光子の温度が高くなるため、ワイヤーグリッド偏光子をより冷却する必要がある。例えば、上述のように形成したワイヤーグリッド偏光子１６は、耐熱温度が２００℃程度である。
そこで、本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光子１６をより冷却するため、ブロワー冷却ユニット２０に加えて圧縮エアー冷却ユニット６０を設けている。

図３に示すように、圧縮エアー冷却ユニット６０は、透明体６と偏光子ユニット１０とで仕切られた空間Ｓ及び偏光子ユニット１０と透明体７０とで仕切られた空間Ｔに、それぞれエアー供給ポート６１，６２を備えている。
エアー供給ポート６１，６２に供給されるエアーは、露点が−５０°Ｃ〜−９０°Ｃ以下程度になるように除湿されるとともに異物が除去されて低露点高清浄度空気（クリーンドライエアー）である。なお、同等の低露点高清浄度であり、紫外線を透過すれば、クリーンドライエアー以外のガス、例えば窒素等の不活性ガスを使用してもよい。エアー供給ポート６１，６２に供給されるエアーは、光配向装置１を設置する工場の設備から供給されてもよいし、別途に設けたエアー生成手段（例えば、ボンベ、コンプレッサ）から供給するようにしてもよい。また、エアー供給ポート６１，６２に供給されるエアーは、ブロワー冷却ユニット２０から分岐させ、分岐の下流にコンプレッサ（不図示）を設けて供給するようにしてもよい。

エアー供給ポート６１，６２は、ランプ４の長手方向に沿って延び、ランプ４の長手方向に複数の吹出口６１Ａ，６２Ａを備えている。この吹出口６１Ａ，６２Ａは、偏光子ユニット１０の長手方向の長さに亘って所定間隔で設けられている。
本実施形態では、吹出口６１Ａ，６２Ａを複数設けたが、吹出口６１Ａ，６２Ａを、偏光子ユニット１０の長手方向の長さに亘ってそれぞれ１つ設けてもよい。これらのエアー供給ポート６１，６２は、筐体３に固定されてもよいし、筐体３を支持する照射器設置架台８２に固定されてもよい。

エアー供給ポート６１，６２に供給されたエアーは、偏光子ユニット１０の長手方向に亘って設けた吹出口６１Ａ，６２Ａから、偏光子ユニット１０の上面及び下面に向けて吹き付けられる。これにより、偏光子ユニット１０には、ブロワー冷却ユニット２０による冷却風に加えて、圧縮エアー冷却ユニット６０の圧縮エアーが吹き付けられるので、偏光子ユニット１０をより冷却でき、その結果、偏光特性を維持できる。

また、空間Ｓ，Ｔにそれぞれエアー供給ポート６１，６２を設けることで、空間Ｓ，Ｔが陽圧になる。空間Ｔが陽圧になると、透明体７０と偏光子ユニット固定台８との隙間（以下、透明体７０の隙間と言う。）からエアーが外部に吹き出されることとなるので、透明体７０と偏光子ユニット固定台８との隙間から異物が空間Ｔ内に侵入することを防止できる。これにより、偏光子ユニット１０に異物が付着、又は侵入することを確実に防止できる。このように、透明体７０の隙間及び偏光子ユニット１０の隙間を気密に塞ぐ手段を設けることなく、空間Ｔ及び偏光子冷却経路４０への異物の侵入を確実に防止できる。その結果、光配向装置１の部品点数を削減し、製造工程を簡素化できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、光配向装置１は、反射鏡５にランプ４（メタルハライドランプ）を収容し、反射鏡５の出射口５Ｂに少なくとも波長が３２０〜４５０ｎｍの光を透過する波長選択フィルタ７を配置し、波長選択フィルタ７を透過した光のワイヤーグリッド偏光子１６であって、基材１６ＡにＳｉワイヤーグリッド１６Ｂを形成し、トレンチフィリングにより酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合材料でＳｉワイヤーグリッドを覆って形成したワイヤーグリッド偏光子１６を備える構成とした。基材１６ＡにＳｉワイヤーグリッド１６Ｂを形成し、酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合材料でＳｉワイヤーグリッド１６Ｂを覆うことで、偏光対象が３００ｎｍ以上の紫外線領域の光でも良好な偏光特性を得られる。また、波長が３２０〜４５０ｎｍの光を透過する波長選択フィルタ７を用いることで偏光特性がより良好になる。さらに、ランプ４に波長３６５ｎｍ付近の光を多く放射するメタルハライドランプを用いることで、照度を向上できる。

但し、上述の実施形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上述の実施形態では、ランプにメタルハライドランプを用いていたが、ランプはこれに限定されるものではなく、例えば、ランプに高圧水銀ランプを用いてもよい。特に、波長３６５ｎｍ付近の光を放射するランプが望ましい。例えば、波長３００ｎｍ以上（３００ｎｍを超える波長）の光、具体的には３２０〜４５０ｎｍの範囲内にある波長の光、より好ましくは波長３４０〜４００ｎｍの範囲内にある波長の光を放射するランプであってもよい。
また、上述の実施形態では、波長選択フィルタ７に、波長が３２０〜４５０ｎｍの光を透過するフィルタを用いているが、波長３４０〜４００ｎｍの光を透過するフィルタを用いてもよい。

また、上述の実施形態では、ワイヤーグリッド１６ＢをＳｉ（シリコン）で形成していたが、ワイヤーグリッドの材料に金属酸化物等の他の物質を微量含んでいてもよい。
また、上述の実施形態では、複数のワイヤーグリッド偏光子１６で偏光子ユニット１０を構成していたが、ワイヤーグリッド偏光子１６は１つであってもよい。

また、上述の実施形態では、ブロワー冷却ユニット２０及び圧縮エアー冷却ユニット６０を設けたが、ランプ４の出力が低く、偏光子ユニット１０の冷却を不要とする場合には、ブロワー冷却ユニット２０及び／又は圧縮エアー冷却ユニット６０を省略してもよい。

１ 光配向装置
４ ランプ（メタルハライドランプ）
５ 反射鏡（楕円ミラー）
５Ｂ 出射口
７ 波長選択フィルタ（フィルタ）
１６ ワイヤーグリッド偏光子（偏光子）
１６Ｂ ワイヤーグリッド

Claims (2)

1. 楕円ミラーにメタルハライドランプ又は高圧水銀ランプを収容し、
   前記楕円ミラーの出射口に少なくとも波長が３２０〜４５０ｎｍの光を透過するフィルタを配置し、
   前記フィルタを透過した光を偏光する偏光子であって、基材にＳｉワイヤーグリッドを形成し、トレンチフィリングにより酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合材料で前記Ｓｉワイヤーグリッドを覆って形成した偏光子を備えていることを特徴とする光配向装置。
2. 前記フィルタが波長３４０〜４００ｎｍの光を透過するフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の光配向装置。

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