JP2019040132A - Polarized light irradiation device, and polarized light irradiation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークに偏光光を照射する偏光光照射装置および偏光光照射方法に関する。 The present invention relates to a polarized light irradiation apparatus and a polarized light irradiation method for irradiating a workpiece with polarized light.
近年、液晶パネルをはじめとする液晶表示素子の配向膜や、視野角補償フィルムの配向層などの光配向処理に関し、所定の波長の偏光光を照射して配向を行う、光配向と呼ばれる技術が採用されている。
上記のような光配向処理を行う装置として、例えば特許文献1には、光照射部を傾けて、被処理物であるワーク(基板)に斜めから光を照射する露光装置が開示されている。また、特許文献2には、被処理物(基板)を支持するホルダーを傾けることで被処理物を傾け、被処理物に対して斜めに光を照射する方法が開示されている。
In recent years, a technique called photo-alignment, in which alignment is performed by irradiating polarized light of a predetermined wavelength, with respect to photo-alignment processing for alignment films of liquid crystal display elements such as liquid crystal panels and alignment layers of viewing angle compensation films. It has been adopted.
As an apparatus for performing the above-described photo-alignment processing, for example, Patent Document 1 discloses an exposure apparatus that irradiates light on a workpiece (substrate) that is an object to be processed obliquely by tilting a light irradiation unit. Patent Document 2 discloses a method of tilting a workpiece by tilting a holder that supports the workpiece (substrate), and irradiating the workpiece with light obliquely.
上記各特許文献に記載のように、以前から、液晶パネル(液晶基板)の製造工程において、基板に対して斜めから光を照射する処理が行われている。また、近年は、基板に対して斜めから偏光光を照射することも望まれている。
しかしながら、近年、液晶基板は、一辺が2mからそれ以上の大きさとなっており、このような大型の基板に偏光光を照射する装置の光照射部や基板を支持するステージは、基板の大型化に伴い大型で重たいものとなっている。したがって、上記各特許文献に記載の技術のように、光照射部やステージを傾ける構造では、そのための傾斜機構が大型のものとなる。そのため、装置全体が大型化し、装置のコストも高くなる。
そこで、本発明は、装置を大型化することなく、ワークに対して偏光光を斜めから照射することができる偏光光照射装置および偏光光照射方法を提供することを課題としている。
As described in the above patent documents, in the manufacturing process of a liquid crystal panel (liquid crystal substrate), a process of irradiating light obliquely to the substrate has been performed. In recent years, it has also been desired to irradiate polarized light obliquely to the substrate.
However, in recent years, a liquid crystal substrate has a size of 2 m or more on one side, and the light irradiation unit of a device that irradiates polarized light to such a large substrate and the stage that supports the substrate are increased in size of the substrate. As a result, it has become large and heavy. Therefore, in the structure in which the light irradiation unit and the stage are tilted as in the techniques described in the above patent documents, the tilting mechanism for that is large. As a result, the entire apparatus becomes larger and the cost of the apparatus increases.
Then, this invention makes it a subject to provide the polarized light irradiation apparatus and polarized light irradiation method which can irradiate polarized light with respect to a workpiece | work diagonally, without enlarging an apparatus.
上記課題を解決するために、本発明に係る偏光光照射装置の一態様は、光源と、前記光源からの光が入射される入射端と、一方向に沿って配置され、前記入射端から入射された光を出射する出射端と、を有する導光ファイバと、偏光素子を有し、前記導光ファイバの前記出射端から出射される光を前記偏光素子により偏光した偏光光を、前記一方向に沿った線状の光照射領域を形成するように出射するレンズユニットと、前記偏光光を被処理物の光照射面に対して斜めから照射するように、前記レンズユニットを任意の角度で固定する斜め照射機構と、を備える。
このように、レンズユニットを任意の角度に固定することで、偏光光を被処理物の光照射面に対して斜めから照射するので、光源を含む光照射部全体を傾けたり、被処理物を保持するステージを傾けたりする必要がない。したがって、装置を大型化することなく、被処理物の光照射面に対して偏光光を斜めから照射することができる。
In order to solve the above-described problem, an aspect of the polarized light irradiation apparatus according to the present invention includes a light source, an incident end on which light from the light source is incident, and one direction, and is incident from the incident end. A light guide fiber having an exit end for emitting the emitted light, and a polarization element, and polarized light obtained by polarizing the light emitted from the exit end of the light guide fiber by the polarization element in the one direction A lens unit that emits light so as to form a linear light irradiation region along the surface, and the lens unit is fixed at an arbitrary angle so that the polarized light is irradiated obliquely with respect to the light irradiation surface of the workpiece An oblique irradiation mechanism.
In this way, by fixing the lens unit at an arbitrary angle, the polarized light is irradiated obliquely with respect to the light irradiation surface of the object to be processed, so that the entire light irradiation unit including the light source is tilted or the object to be processed is There is no need to tilt the holding stage. Therefore, the polarized light can be irradiated obliquely to the light irradiation surface of the object to be processed without increasing the size of the apparatus.
また、上記の偏光光照射装置において、前記導光ファイバは、複数のファイバ素線を所定本数ずつ束ねた複数のファイバ束により構成され、前記複数のファイバ束の光出射側端部が前記一方向に並べて配置されて前記出射端を構成してもよい。この場合、容易かつ適切に、一方向に沿って延びた出射端を形成することができる。
さらに、上記の偏光光照射装置において、前記光源を複数備え、複数の前記光源にそれぞれ対応して設けられた前記導光ファイバを構成する前記複数のファイバ束の光出射側端部が、所定個ずつ相互に前記一方向に並べて配置されて前記出射端を構成してもよい。この場合、複数の光源間での照度のばらつきが存在する場合であっても、光照射領域における照度のばらつきを抑制し、被処理物に対して均一化された光を照射することができる。
In the polarized light irradiation apparatus, the light guide fiber is configured by a plurality of fiber bundles in which a plurality of fiber strands are bundled by a predetermined number, and a light emission side end portion of the plurality of fiber bundles is in the one direction. May be arranged side by side to constitute the emission end. In this case, an emission end extending along one direction can be formed easily and appropriately.
Further, in the above polarized light irradiation apparatus, a plurality of the light sources are provided, and light emitting side end portions of the plurality of fiber bundles constituting the light guide fibers provided corresponding to the plurality of the light sources respectively are a predetermined number. The emission ends may be configured by being arranged side by side in the one direction. In this case, even when there is illuminance variation among a plurality of light sources, variation in illuminance in the light irradiation region can be suppressed, and the object to be processed can be irradiated with uniform light.
また、上記の偏光光照射装置において、前記導光ファイバは、複数のファイバ素線を1つに束ねた1本のファイバ束により構成され、前記1本のファイバ束の光出射側端部が前記一方向に延びるように束ねられて前記出射端を構成してもよい。この場合、容易かつ適切に、一方向に沿って延びた出射端を形成することができる。
さらに、上記の偏光光照射装置において、前記レンズユニットは、前記導光ファイバの前記出射端から出射される光を入射光とし、当該入射光の照度を均一化する光学系と、前記光学系からの出射光を集光する集光レンズと、をさらに備え、前記偏光素子は、前記集光レンズにより集光された光を偏光してもよい。
この場合、照度が均一化された、一方向に沿った光照射領域を適切に形成することができる。さらに、偏光素子の出射側に他の光学素子を設けずに、偏光素子により偏光された偏光光を直接被処理物に照射するようにすれば、偏光軸の意図しない回転を抑制し、所望の偏光光を適切に照射することができる。
In the above polarized light irradiation device, the light guide fiber is constituted by a single fiber bundle in which a plurality of fiber strands are bundled into one, and the light emission side end of the single fiber bundle has the above-described configuration. The emission end may be configured by being bundled so as to extend in one direction. In this case, an emission end extending along one direction can be formed easily and appropriately.
Furthermore, in the above polarized light irradiation device, the lens unit uses light emitted from the light exit end of the light guide fiber as incident light, and makes the illuminance of the incident light uniform, and from the optical system A condensing lens that condenses the emitted light, and the polarizing element may polarize the light collected by the condensing lens.
In this case, it is possible to appropriately form a light irradiation region along one direction with uniform illuminance. Furthermore, if the object to be processed is directly irradiated with polarized light polarized by the polarizing element without providing another optical element on the exit side of the polarizing element, unintentional rotation of the polarization axis is suppressed, and a desired The polarized light can be appropriately irradiated.
また、上記の偏光光照射装置において、前記光学系は、前記一方向に沿って配置された長辺を有するガラス板であってもよい。この場合、簡易な構成で入射光の照度を均一化することができる。
さらにまた、上記の偏光光照射装置において、前記集光レンズは、シリンドリカルレンズであってもよい。この場合、簡易な構成で適切に一方向に沿った線状の光を形成することができる。
また、上記の偏光光照射装置において、前記斜め照射機構は、前記レンズユニットの前記光照射面に対する角度を調整可能に構成されていてもよい。この場合、レンズユニットから出射する光の、被処理物の光照射面に対する入射角度を調整することが可能となる。
In the polarized light irradiation apparatus, the optical system may be a glass plate having a long side arranged along the one direction. In this case, the illuminance of incident light can be made uniform with a simple configuration.
Furthermore, in the above polarized light irradiation apparatus, the condensing lens may be a cylindrical lens. In this case, linear light along one direction can be appropriately formed with a simple configuration.
In the polarized light irradiation apparatus, the oblique irradiation mechanism may be configured to be capable of adjusting an angle of the lens unit with respect to the light irradiation surface. In this case, the incident angle of the light emitted from the lens unit with respect to the light irradiation surface of the object to be processed can be adjusted.
さらに、本発明に係る偏光光照射方法の一態様は、光源からの光を、導光ファイバの入射端に入射し、一方向に沿って配置された出射端から出射するステップと、前記導光ファイバの前記出射端から出射された光を、偏光素子を有するレンズユニットに入射し、当該入射した光を前記偏光素子により偏光した偏光光を、前記一方向に沿った線状の光照射領域を形成するように出射するステップと、前記レンズユニットを任意の角度で固定して、前記偏光光を被処理物の光照射面に対して斜めから照射するステップと、を含む。
このように、レンズユニットを任意の角度に固定することで、偏光光を被処理物の光照射面に対して斜めから照射するので、光源を含む光照射部全体を傾けたり、被処理物を保持するステージを傾けたりする必要がない。したがって、装置を大型化することなく、被処理物の光照射面に対して偏光光を斜めから照射することができる。
Further, in one aspect of the polarized light irradiation method according to the present invention, the light from the light source is incident on the incident end of the light guide fiber and is emitted from the exit end arranged along one direction, and the light guide Light emitted from the exit end of the fiber is incident on a lens unit having a polarizing element, and polarized light obtained by polarizing the incident light by the polarizing element is used as a linear light irradiation region along the one direction. The step of emitting so as to form and the step of fixing the lens unit at an arbitrary angle and irradiating the polarized light obliquely with respect to the light irradiation surface of the object to be processed are included.
In this way, by fixing the lens unit at an arbitrary angle, the polarized light is irradiated obliquely with respect to the light irradiation surface of the object to be processed, so that the entire light irradiation unit including the light source is tilted or the object to be processed is There is no need to tilt the holding stage. Therefore, the polarized light can be irradiated obliquely to the light irradiation surface of the object to be processed without increasing the size of the apparatus.
本発明によれば、装置を大型化することなく、ワークに対して偏光光を斜めから照射することができる。 According to the present invention, it is possible to irradiate the work with polarized light obliquely without increasing the size of the apparatus.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(第一の実施形態)
図1は、本実施形態の偏光光照射装置100を示す概略構成図である。
偏光光照射装置100は、第一の灯具(ランプハウス)10A、第二の灯具(ランプハウス)10B、導光ファイバ20およびレンズユニット30を含んで構成される光照射部と、斜め照射機構40と、ワークステージ50と、を備える。偏光光照射装置100の被処理物であるワークWは、例えば光照射面に光配向膜が形成された矩形状の基板である。
偏光光照射装置100は、偏光光(偏光した光)を出射しながらワークステージ50を不図示の搬送部によって直線移動させ、ワークステージ50により搬送されたワークWの光照射面に形成された光配向膜に上記偏光光を照射して光配向処理をする。本実施形態では、偏光光照射装置100は、ワークWの光照射面に対して斜めから偏光光を照射する光配向処理を実施可能であるものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a polarized
The polarized
The polarized
第一の灯具10Aは、図2に示すように、紫外線を放射する光源11と、ミラー12と、を備える。第二の灯具10Bは、第一の灯具10Aと同様の構成を有するため、ここでは第一の灯具10Aの構成についてのみ説明する。
光源11は、例えば、ショートアーク型の超高圧水銀ランプや、メタルハライドランプ等のランプを使用することができ、封入発光種に応じた波長の紫外光を放射する。なお、光源11は、ランプに限定されるものではなく、例えばLEDやLDを使用することもできる。光源11の種類は、必要とされる波長に応じて適宜選択可能である。
As shown in FIG. 2, the first lamp 10 </ b> A includes a
The
ミラー12は、光源11からの紫外線を反射し、導光ファイバ20の入射端23に集光する。例えば、ミラー12は、その断面が楕円形状の椀(ボウル)状集光鏡であり、光源11がランプである場合、その発光点が楕円の第一焦点と一致するように配置されている。なお、光源11がランプである場合、光源11は、水平点灯であってもよいし、垂直点灯であってもよい。
なお、本実施形態では、光照射部が2つの灯具10A、10Bを備える場合について説明するが、灯具の数は上記に限定されない。灯具の数は、後述する光照射領域34の大きさや照度等に応じて適宜設定するものとする。
The
In addition, although this embodiment demonstrates the case where a light irradiation part is provided with two
導光ファイバ20は、灯具10Aおよび10Bにそれぞれ対応して設けられている。導光ファイバ20は、灯具10A、10Bからの光をレンズユニット30へ導く。導光ファイバ20は、多数の細いファイバ素線21により構成されており、柔軟に曲げることができる(可撓性を有する)。導光ファイバ20の一端は、導光した光をスポット状に出射する出射端22であり、他端は、第一の灯具10Aおよび第二の灯具10Bからの光が入射される入射端23である。
導光ファイバ20のファイバ素線21は、導光ファイバ20の入射端23において、上述したミラー12によって集光される光の形状に合わせて、例えば円形に1つに束ねられている。一方、ファイバ素線21は、導光ファイバ20の出射端22において、一方向に沿って線状(帯状も含む)に束ねられている。
The
The
本実施形態では、導光ファイバ20は、ファイバ素線21を所定本数ずつ束ねた複数のファイバ束により構成されており、複数のファイバ束の光出射側端部が、ワークWの搬送方向(基板搬送方向)に対して直交する方向に線状に並べて配置された構成を有する。つまり、本実施形態では、複数のファイバ束の光出射側端部が、一方向(基板搬送方向)に並べて配置されて出射端22を構成している。なお、図1においては、1本のファイバ束しか示していないが、実際には、導光ファイバ20は上記のように複数に分岐している。
In the present embodiment, the
図3は、本実施形態における導光ファイバ20の構成例である。図3において、紙面に直交する方向(図面手前奥方向)が基板搬送方向である。この図3に示すように、第一の灯具10Aに接続された導光ファイバ20を構成する複数のファイバ束の光出射側端部と、第二の灯具10Bに接続された導光ファイバ20を構成する複数のファイバ束の光出射側端部とが、1つずつ交互に配置されていてもよい。この場合、ランダム性を持たせ、複数の灯具間において照度のばらつきがある場合であっても、光照射領域内での照度のばらつきを抑制することができる。
FIG. 3 is a configuration example of the
なお、図3においては、各導光ファイバ20がそれぞれ12本のファイバ束を有し、計24本のファイバ束の出射端22が一方向に一列に配置されている例を示しているが、出射端22の配置は上記に限定されない。出力端22は、一方向に沿って配置されていればよく、例えば、基板搬送方向に複数列に配置されていてもよい。また、図3では、ファイバ束の光出射側端部が1つずつ交互に配置された場合について示しているが、複数個ずつ交互に配置されていてもよい。また、灯具が3つ以上である場合にも、同様に、各灯具にそれぞれ対応して設けられた導光ファイバ20を構成する複数のファイバ束の光出射側端部を、所定個ずつ相互に一方向に並べて配置することができる。
FIG. 3 shows an example in which each
さらに、本実施形態では、導光ファイバ20が複数のファイバ束により構成されている場合について説明するが、導光ファイバ20は、1本のファイバ束により構成されていてもよい。つまり、導光ファイバ20を構成するすべてのファイバ素線21が、出射端22において、例えば長方形状に1つに束ねられ、その長辺が基板搬送方向に直交する方向に一致するように配置されていてもよい。
Furthermore, although this embodiment demonstrates the case where the
図4は、レンズユニット30の構成を説明するための図である。この図4は、図1から斜め照射機構40を取り除き、レンズユニット30の断面を示した図である。
レンズユニット30は、直方体状のガラス板31と、シリンドリカルレンズ32と、偏光板(偏光素子)33と、を備える。これらの部材は、被処理物であるワークWに照射する紫外線を透過する材料、例えば石英により構成されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the
The
ガラス板31は、導光ファイバ20によって入射された入射光を均一化した光として出射する均一照射光学系であり、その上面が、導光ファイバ20の出射端22の配置に対応した長方形状を有する直方体の石英板とすることができる。つまり、ガラス板31は、その上面における長辺方向が基板搬送方向に対して直交する方向に一致するように配置されている。このガラス板31の上面から入射された光は、ガラス板31の側壁内側の面での反射を繰り返し、照度分布が均一化されてガラス面31の下面から出射される。
なお、均一照射光学系は、直方体形状のガラス板31に限定されるものではなく、例えば、並べて配置された円柱形状の複数のロッドレンズにより構成することもできる。また、均一化照射光学系は、内面がミラーにより構成された筒状部材であってもよい。
The
In addition, the uniform irradiation optical system is not limited to the rectangular
ガラス板31から出射された光は、シリンドリカルレンズ32に入射する。シリンドリカルレンズ32は、ガラス板31から出射された光を集光し、ワークWに照射する光を線状に成形する集光レンズである。本実施形態では、2本のシリンドリカルレンズ32が使用されている場合について説明する。本実施形態におけるシリンドリカルレンズ32は、平面と凸面とが対向配置された平凸レンズである。そして、2本のシリンドリカルレンズ32は、凸面同士が鉛直方向に対向して配置され、水平面内において、その長手方向がガラス板31の上記長辺方向に沿うように設けられている。
なお、シリンドリカルレンズ32の形状、配置および個数は、上記に限定されるものではなく、ワークWに照射される光照射領域34の形状等に応じて適宜設定可能である。また、集光レンズは、シリンドリカルレンズに限定されるものではなく、円柱形状のロッドレンズを用いることもできる。
The light emitted from the
Note that the shape, arrangement, and number of the
シリンドリカルレンズ32から出射した光は、偏光板(偏光素子)33に入射し、偏光光となり出射する。偏光板33は、例えば、ワイヤーグリッド型偏光素子である。この偏光板33は、シリンドリカルレンズ32の上記長手方向に沿うように配置されており、偏光板33により偏光された偏光光は、図1に示すように、基板搬送方向に直交する方向に沿った線状の光照射領域34を形成するように出射される。
偏光光は、光学素子に入射したり光学素子によって反射したりすると、偏光軸の方向が所望の方向からずれる(偏光軸が回転する)。そのため、偏光板33の出射側には、光学素子を設けないことが好ましい。つまり、レンズユニット30は、導光ファイバ20からの光が入射する側から順に、ガラス板31、シリンドリカルレンズ32、偏光板(偏光素子)33を備え、偏光板(偏光素子)33により偏光した偏光光を、光学素子を介することなく直接ワークWの光照射面に照射することが好ましい。
The light emitted from the
When the polarized light enters the optical element or is reflected by the optical element, the direction of the polarization axis deviates from the desired direction (the polarization axis rotates). Therefore, it is preferable not to provide an optical element on the exit side of the
図1に戻って、斜め照射機構40は、フレーム41と、回転軸42と、回転レバー43と、を備える。
フレーム41は、導光ファイバ20の出射端22とレンズユニット30とを、出射端22とレンズユニット30のガラス板31との相対位置が変化しないように(両者の位置がずれないように)固定する。このフレーム41は、回転軸42に取付けられている。
回転軸42は、基板搬送方向に対して直交する方向の軸であり、回転軸42が回転することにより、フレーム41が回転軸42を中心に回転し、フレーム41に固定されたレンズユニット30が回転軸42を中心に回転する。
Returning to FIG. 1, the
The
The rotating
レンズユニット30が回転軸42を中心に回転すると、レンズユニット30から出射する光の、ワークWに対する入射角度が変化する。この回転軸42は、回転軸レバー43により、任意の回転角度に固定することができる。つまり、回転軸レバー43の操作により、レンズユニット30のワークWに対する角度を任意の角度に調整し、ワークWに入射する光の角度を任意の角度に調整することができる。
なお、本実施形態では、図1に示すように、回転軸42は、レンズユニット30の中央部付近に設けられている。したがって、レンズユニット30が回転軸42を中心に回転した場合、レンズユニット30の下端部の位置は、回転軸42を中心に円弧を描くように移動する。そのため、光照射領域34の位置は、基板搬送方向に移動する。
When the
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
また、レンズユニット30が回転軸42を中心に回転した場合、レンズユニット30の上端部の位置も、回転軸42を中心に円弧を描くように移動する。つまり、レンズユニット30に接続された導光ファイバ20の出射端22の位置は、回転軸42を中心に円弧を描くように移動し、灯具10A、10Bと出射端22との相対位置が変化する。
本実施形態では、灯具10A、10Bとレンズユニット30とは、可撓性を有する導光ファイバ20により接続されている。そのため、レンズユニット30の回転移動によって生じる出射端22の移動は、導光ファイバ20が曲がることで吸収される。導光ファイバ20は、急峻な角度でなければ、水平方向から垂直方向までの曲げに対応可能である。
Further, when the
In the present embodiment, the
このように、本実施形態の偏光光照射装置100は、灯具10A、10Bからの光をレンズユニット30へ導光する導光手段として導光ファイバ20を用い、レンズユニット30をワークWの光照射面に対して任意の角度で固定することで、ワークWに対して斜めから偏光光を照射する。
このような構成により、灯具10A、10Bを傾斜させる必要も、ワークWを保持するワークステージ50を傾斜させる必要もなく、ワークWに対して斜めから偏光光を照射することができる。例えば、ワークWが液晶ディスプレイ(LCD)用の光配向膜が形成された基板である場合、当該基板に対して斜めから偏光光を照射することで、光配向膜にプレチルト角を付与することができる。
As described above, the polarized
With such a configuration, it is not necessary to incline the lamps 10 </ b> A and 10 </ b> B, and it is not necessary to incline the
なお、本実施形態では、図1に示すように、回転軸42をレンズユニット30の中央部付近に設け、レンズユニット30をレンズユニット30の中央部付近を中心に回転させる場合について説明したが、レンズユニット30の回転中心は上記に限定されない。
例えば、レンズユニット30を、レンズユニット30の傾きがゼロ(ワークWに対して垂直)であるときのワークW上の光照射領域34の位置を中心に回転させる構成であってもよい。この場合、レンズユニット30が回転しても、光照射領域34の位置は変化しないようにすることができる。ただし、この場合、レンズユニット30を回転可能に支持するための円弧状のガイド等が必要となり、斜め照射機構40の構造が複雑化する。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 1, the
For example, the
ワークステージ50は、真空吸着等の方法によりワークWを吸着保持可能な平板状のステージである。なお、本実施形態では、ワークステージ50およびワークWを矩形状としているが、これに限定するものではなく、任意の形状とすることができる。また、ワークWを平板状のステージで吸着保持する構成に限定されるものではなく、複数のピンによってワークWを吸着保持する構成であってもよい。
The
ワークステージ50を直線移動させるための不図示の搬送部は、ワークステージ50を基板搬送方向に移動するための駆動機構を備える。当該駆動機構は、例えばリニアモータ駆動機構とすることができる。なお、駆動機構は、例えばボールねじを用いた機構であってもよい。すなわち、駆動機構の構成は、ワークステージ50を基板搬送方向に移動可能な構成であれば任意の構成を採用することができる。ワークステージ50の移動経路は、レンズユニット30から出射される偏光光が形成する光照射領域34を通過するように設計されている。
A transfer unit (not shown) for linearly moving the
以上説明したように、本実施形態における偏光光照射装置100は、光源11をそれぞれ備える複数の灯具10A、10Bを備える。また、偏光光照射装置100は、光源11からの光が入射される入射端23と、一方向に沿って配置され、入射端23から入射された光を出射する出射端22と、を有する導光ファイバ20を備える。さらに、偏光光照射装置100は、偏光板(偏光素子)33を有し、導光ファイバ20の出射端22から出射される光を偏光した偏光光を、上記の一方向に沿った線状の光照射領域34を形成するように出射するレンズユニット30を備える。また、偏光光照射装置100は、レンズユニット30から出射される偏光光を被処理物であるワークWに対して斜めから照射するように、レンズユニット30を任意の角度で固定する斜め照射機構40と、を備える。
As described above, the polarized
このように、レンズユニット30を任意の角度に固定することで、偏光光をワークWの光照射面に対して斜めから照射するので、光源11を含む光照射部全体を傾けたり、ワークステージ50を傾けたりする必要がない。
例えば光源11が放電ランプの場合、光照射部全体を傾ける構成の場合、灯具の移動には放電ランプの点灯条件の制約を受ける。つまり、放電ランプが傾くとアークの形状が変形し、不具合を生じさせるおそれがあるため、点灯時には、放電ランプの姿勢を垂直または水平に維持する必要がある。そのため、斜め照射のために光照射部全体を動かす場合、放電ランプの姿勢を維持したまま灯具を移動させる必要がある。したがって、光照射部の傾斜機構が複雑化すると共に、大型のものとなる。
Thus, by fixing the
For example, when the
また、ワークWが大型の液晶基板等である場合、当該ワークWを保持するワークステージ50も大型化する。そのため、ワークステージを傾ける場合、そのための傾斜機構は大型のものとなる。
これに対して本実施形態では、灯具を移動させる必要がないため、斜め照射機構40の構成を簡略化することができる。また、本実施形態では、ワークステージ50を傾ける必要もないため、ワークWを安定して保持した状態を維持することができる。このように、装置を大型化することなく、ワークWの光照射面に対して偏光光を斜めから照射することができる。
Further, when the workpiece W is a large liquid crystal substrate or the like, the
On the other hand, in this embodiment, since it is not necessary to move a lamp, the structure of the
さらに、偏光光照射装置100は、光源11からの光をレンズユニット30へ導光するための手段として可撓性を有する導光ファイバ20を用いる。これにより、斜め照射のためにレンズユニット30を移動させた際には、導光ファイバ20がレンズユニット30の移動を容易に吸収することができる。つまり、レンズユニット30の角度変化に対して、導光ファイバ20が柔軟に変形し、光源11からの光を適切にレンズユニット30に導くことができる。
例えば、光源11からの光を、光学系を用いてレンズユニット30へ導くことも考えられるが、その場合、レンズユニット30の動きに合わせて光学系の細かい位置調整が必要となる。本実施形態では、上述したように導光ファイバ20を用いることで、レンズユニット30の角度設定を容易に行うことができる。
Further, the polarized
For example, it is conceivable to guide the light from the
また、本実施形態における導光ファイバ20は、複数のファイバ素線21を所定本数ずつ束ねた複数のファイバ束により構成され、複数のファイバ束の光出射側端部が基板搬送方向に対して直交する方向に並べて配置されて出射端22を構成している。このように、導光ファイバ20を複数のファイバ束により構成することで、容易かつ適切に、一方向に沿って配置された所望の大きさの出射端を形成することができる。
In addition, the
また、本実施形態におけるレンズユニット30は、導光ファイバ20の出射端22から出射される光を入射光とし、当該入射光の照度を均一化する光学系としてのガラス板31と、ガラス板31からの出射光を集光する集光レンズとしてのシリンドリカルレンズ32と、シリンドリカルレンズ32により集光された光を偏光する偏光板(偏光素子)33と、を備える。
これにより、レンズユニット30は、照度が均一化された、指向性を有する線状の光を出射し、ワークWの光照射面に線状の光照射領域34を適切に形成することができる。また、レンズユニット30の光学系の設計により、光照射領域34の形状(幅や長さ)を容易に所望の形状とすることができる。また、偏光素子の出射側に光学素子を設けないようにすることで、偏光性能の乱れを効果的に抑制することができるとともに、高い消光比を得ることができる。
In addition, the
Thereby, the
このように、本実施形態における偏光光照射装置100は、装置の大型化を伴うことなく、指向性を有する光を、被処理物であるワークWの光照射面に対して任意の角度で照射することができる。
As described above, the polarized
(変形例)
上記実施形態においては、斜め照射機構40は、回転レバー43を手動で操作することで、ワークWの光照射面に対する偏光光の照射角度を調整可能な構成である場合について説明したが、上記の角度調整は手動調整に限定されない。例えば、モータ等を利用して自動的に角度調整を行うようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、斜め照射機構40は、ワークWの光照射面に対する偏光光の照射角度を調整可能な構成である場合について説明したが、当該照射角度は任意の角度で固定されていてもよい。
(Modification)
In the above-described embodiment, the
Moreover, in the said embodiment, although the
さらに、上記実施形態においては、偏光光照射装置に本発明を適用する場合について説明したが、ワークWに照射する光は偏光光に限定されるものではない。例えば、ワークに紫外線を含む光を照射して露光する露光装置や、紫外線より熱硬化処理を行う紫外線照射装置等の光照射装置にも本発明を適用可能である。これらの光照射装置の場合、ワークに対して斜めから光を照射可能とすることで、例えば、ワークの段差部分等に効果的に光を照射することができ、適切な光照射処理を行うことが可能である。 Furthermore, although the case where this invention is applied to a polarized light irradiation apparatus was demonstrated in the said embodiment, the light irradiated to the workpiece | work W is not limited to polarized light. For example, the present invention can also be applied to a light irradiation device such as an exposure device that irradiates a workpiece with light including ultraviolet light and an ultraviolet irradiation device that performs a thermosetting treatment from the ultraviolet light. In the case of these light irradiation devices, by enabling light to be irradiated obliquely to the workpiece, for example, light can be effectively irradiated to a stepped portion or the like of the workpiece, and appropriate light irradiation processing is performed. Is possible.
10A、10B…灯具、11…光源、12…ミラー、20…導光ファイバ、21…ファイバ素線、22…出射端、23…入射端、30…レンズユニット、31…ガラス板、32…シリンドリカルレンズ、33…偏光板、34…光照射領域、40…斜め照射機構、41…フレーム、42…回転軸、43…回転レバー、50…ワークステージ、100…偏光光照射装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記光源からの光が入射される入射端と、一方向に沿って配置され、前記入射端から入射された光を出射する出射端と、を有する導光ファイバと、
偏光素子を有し、前記導光ファイバの前記出射端から出射される光を前記偏光素子により偏光した偏光光を、前記一方向に沿った線状の光照射領域を形成するように出射するレンズユニットと、
前記偏光光を被処理物の光照射面に対して斜めから照射するように、前記レンズユニットを任意の角度で固定する斜め照射機構と、を備えることを特徴とする偏光光照射装置。 A light source;
A light guide fiber having an incident end on which light from the light source is incident, and an exit end that is arranged along one direction and emits light incident from the incident end;
A lens that has a polarizing element and emits polarized light obtained by polarizing light emitted from the exit end of the light guide fiber by the polarizing element so as to form a linear light irradiation region along the one direction. Unit,
A polarized light irradiation apparatus comprising: an oblique irradiation mechanism that fixes the lens unit at an arbitrary angle so as to irradiate the polarized light obliquely with respect to the light irradiation surface of the workpiece.
複数のファイバ素線を所定本数ずつ束ねた複数のファイバ束により構成され、
前記複数のファイバ束の光出射側端部が前記一方向に並べて配置されて前記出射端を構成していることを特徴とする請求項1に記載の偏光光照射装置。 The light guide fiber is
It is composed of a plurality of fiber bundles in which a plurality of fiber strands are bundled by a predetermined number,
2. The polarized light irradiation apparatus according to claim 1, wherein light emitting side end portions of the plurality of fiber bundles are arranged side by side in the one direction to constitute the emitting end.
複数の前記光源にそれぞれ対応して設けられた前記導光ファイバを構成する前記複数のファイバ束の光出射側端部が、所定個ずつ相互に前記一方向に並べて配置されて前記出射端を構成していることを特徴とする請求項2に記載の偏光光照射装置。 A plurality of the light sources;
The light emission side end portions of the plurality of fiber bundles constituting the light guide fiber provided corresponding to each of the plurality of light sources are arranged side by side in the one direction to constitute the emission end. The polarized light irradiation apparatus according to claim 2, wherein:
複数のファイバ素線を1つに束ねた1本のファイバ束により構成され、
前記1本のファイバ束の光出射側端部が前記一方向に延びるように束ねられて前記出射端を構成していることを特徴とする請求項1に記載の偏光光照射装置。 The light guide fiber is
It is composed of one fiber bundle in which a plurality of fiber strands are bundled into one,
2. The polarized light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the light emission side end portion of the one fiber bundle is bundled so as to extend in the one direction to constitute the emission end.
前記導光ファイバの前記出射端から出射される光を入射光とし、当該入射光の照度を均一化する光学系と、
前記光学系からの出射光を集光する集光レンズと、をさらに備え、
前記偏光素子は、前記集光レンズにより集光された光を偏光することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の偏光光照射装置。 The lens unit is
An optical system that makes light emitted from the emission end of the light guide fiber as incident light, and uniformizes the illuminance of the incident light;
A condensing lens that condenses the light emitted from the optical system,
The polarized light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the polarizing element polarizes light collected by the condenser lens.
前記レンズユニットの前記光照射面に対する角度を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の偏光光照射装置。 The oblique irradiation mechanism is
The polarized light irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein an angle of the lens unit with respect to the light irradiation surface is adjustable.
前記導光ファイバの前記出射端から出射された光を、偏光素子を有するレンズユニットに入射し、当該入射した光を前記偏光素子により偏光した偏光光を、前記一方向に沿った線状の光照射領域を形成するように出射するステップと、
前記レンズユニットを任意の角度で固定して、前記偏光光を被処理物の光照射面に対して斜めから照射するステップと、を含むことを特徴とする偏光光照射方法。 The light from the light source is incident on the incident end of the light guide fiber, and is emitted from the emission end disposed along one direction;
Light emitted from the exit end of the light guide fiber is incident on a lens unit having a polarizing element, and polarized light obtained by polarizing the incident light by the polarizing element is linear light along the one direction. Emitting to form an illuminated region;
And fixing the lens unit at an arbitrary angle, and irradiating the polarized light obliquely with respect to the light irradiation surface of the object to be processed.
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