JP2023008001A - 偏光光照射装置、これを備える露光装置、および偏光光照射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに対する偏光光照射エネルギー分布の均一性を高めることができる偏光光照射装置を提供する。【解決手段】光源１２０と光源１２０に対応する偏光素子１２２とを有する光源セット１１４をワークＸの搬送方向に直交する方向に複数並べた照射ヘッド１１０を複数設けて偏光光照射装置１００を構成する。ひとつの照射ヘッド１１０における偏光素子１２２同士の間に形成された境界部１３０を、この照射ヘッド１１０に隣り合う別の照射ヘッド１１０における境界部１３０とワークＸの搬送方向に沿って重なるように並べる。ひとつの照射ヘッド１１０からの偏光光Ｗによる照射境界部Ｚ同士の間に形成された照射境界部１３２を、この照射ヘッド１１０に隣り合う別の照射ヘッド１１０における照射境界部１３２とワークＸの搬送方向に沿って重ならないように並べる。【選択図】図１

Description

本発明は、主に液晶パネルを製造する際の露光用に用いられる偏光光照射装置、これを備える露光装置、および偏光光照射方法に関する。

液晶パネルの製造には液晶配向処理が必要であり、従前より、ガラス基板の表面を物理的に擦るラビング処理が行われてきた（例えば、特許文献１）。このラビング処理とは、ガラス基板上に形成された有機高分子膜を毛足の長い布等で所定の方向に擦ることにより、液晶分子を一定方向に配向させることのできる膜を形成する処理方法である。

しかし、ラビング処理には、均一性に乏しいこと、ＴＦＴの静電破壊が生じる可能性があること、さらに、ラビング時に生じる粉末ごみが付着するといった信頼性に係わる問題があった。

このようなラビング方式の問題に対応するため、現在では、光配向処理を実施できる露光装置が提案されており、この露光装置には、光源としてロングアークの水銀灯での使用が試みられている。

特開２００７－１７４７５号公報

しかしながら、１枚で大面積のワークに対応できるような大型の露光装置が求められるようになってくると、ひとつのロングアークの水銀灯を光源として用いることが難しくなり、代わって複数の光源およびこれらに対応する複数の偏光素子を用いることが必要となってくる。

複数の光源および複数の偏光素子を用いる場合、例えば、ひとつの光源とこれに対応する偏光素子とで構成される光源セットを多連化して照射ヘッドを構成し、複数の照射ヘッドをワークの搬送方向に並べて偏光光照射装置が構成される。

このようにして偏光光照射装置を構成すると、互いに隣り合う光源セット同士の間に境界部が生じる。この境界部では、他の領域に比べて照度が低くなってしまうことから、ワークに対する偏光光照射エネルギー分布の均一性が悪化するという問題が生じていた。なお、誤って無偏光光を照射してしまうことを防止するため、この境界部に目隠し等の遮光対策が取られている場合もある。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源とこれに対応する偏光素子とを有する光源セットを多連化した照射ヘッドを複数使用して偏光光照射装置を構成した場合において、ワークに対する偏光光照射エネルギー分布の均一性を高めることができる偏光光照射装置、これを備える露光装置、および偏光光照射方法を提供することにある。

本発明の一局面によれば、
光源と前記光源に対応する偏光素子とを有する光源セットをワークの搬送方向に直交する方向に複数並べた照射ヘッドを複数備えており、
複数の前記照射ヘッドは、前記ワークの搬送方向に並べて配設されており、
ひとつの前記光源セットにおける前記偏光素子と、この前記光源セットに隣り合う別の前記光源セットにおける前記偏光素子との間には、境界部が形成されており、
ひとつの前記照射ヘッドにおける前記境界部は、この前記照射ヘッドに隣り合う別の前記照射ヘッドにおける前記境界部と前記ワークの搬送方向に沿って重なるように並んでおり、
前記各照射ヘッドに含まれる複数の前記光源セットから照射される各偏光光の前記ワークにおける各照射範囲の間には、照射境界部が形成されており、
ひとつの前記照射ヘッドから照射される前記各偏光光による前記照射境界部は、この前記照射ヘッドに隣り合う別の前記照射ヘッドから照射される前記各偏光光による前記照射境界部と前記ワークの搬送方向に沿って重ならないように配置されている
偏光光照射装置が提供される。

好適には、
ひとつの前記光源セットは、複数の前記光源と、ひとつの前記偏光素子とで構成されている。

好適には、
前記光源は、放電灯と、前記放電灯からの光を反射させる反射鏡とを備えている。

好適には、
前記光源は、ＬＥＤを備えている。

好適には、
前記偏光光照射装置は、前記光源セットからの前記偏光光の前記ワークに対する照射角度を前記ワークの搬送方向に直交する方向に調整する調整機構をさらに備えている。

好適には、
前記偏光光照射装置は、前記光源セットからの前記偏光光の前記ワークに対する照射角度を前記ワークの搬送方向に調整する第２調整機構をさらに備えている。

好適には、
前記照射ヘッドに対して、前記光源、あるいは、前記光源および前記偏光素子を収容したカセットが取り付けられるようになっている。

本発明の別の局面によれば、
上述した偏光光照射装置を備える露光装置が提供される。

本発明の別の局面によれば、
光源と前記光源に対応する偏光素子とを有する光源セットをワークの搬送方向に直交する方向に複数並べた照射ヘッドを複数備えており、
複数の前記照射ヘッドは、前記ワークの搬送方向に並べて配設されており、
ひとつの前記光源セットにおける前記偏光素子と、この前記光源セットに隣り合う別の前記光源セットにおける前記偏光素子との間には、境界部が形成されており、
ひとつの前記照射ヘッドにおける前記境界部は、この前記照射ヘッドに隣り合う別の前記照射ヘッドにおける前記境界部と前記ワークの搬送方向に沿って重なるように並んでいる偏光光照射装置からの偏光光を前記ワークに照射する偏光光照射方法であって、
前記各照射ヘッドに含まれる複数の前記光源セットから照射される前記各偏光光の前記ワークにおける各照射範囲の間には、照射境界部が形成されており、
ひとつの前記照射ヘッドから照射される前記各偏光光による前記照射境界部は、この前記照射ヘッドに隣り合う別の前記照射ヘッドから照射される前記各偏光光による前記照射境界部と前記ワークの搬送方向に沿って重ならないように配置されている
偏光光照射方法が提供される。

本発明に係る偏光光照射装置、これを備える露光装置、および偏光光照射方法によれば、ひとつの照射ヘッドにおける偏光素子同士の間の境界部が、この照射ヘッドに隣り合う別の照射ヘッドにおける偏光素子同士の間の境界部とワークの搬送方向に沿って重なるように並んでおり、かつ、ひとつの照射ヘッドから照射される各偏光光による照射境界部が、この照射ヘッドに隣り合う別の照射ヘッドから照射される各偏光光による照射境界部とワークの搬送方向に沿って重ならないように配置されている。

これにより、ひとつの照射ヘッドとこれに隣り合う別の照射ヘッドとにおける境界部がワークの搬送方向に沿って重なるように並べればよいので、各照射ヘッドの位置決めが容易であり、かつ、ワークに照射される偏光光における照射境界部がワークの搬送方向に沿って重ならないので、ワークに対する偏光光照射エネルギー分布の均一性を高めることができる。

本発明が適用された偏光光照射装置１００を含む露光装置１０を示す図である。 偏光光照射装置１００を上方から見おろした状態における、偏光素子１２２の配置状態を示す図である。 偏光光照射装置１００を上方から見おろした状態における、照射境界部１３２の配置状態を示す図である。 別の例に係る、偏光光照射装置１００を上方から見おろした状態における、照射境界部１３２の配置状態を示す図である。 さらに別の例に係る、偏光光照射装置１００を上方から見おろした状態における、照射境界部１３２の配置状態を示す図である。

（露光装置１０の構成）
本発明が適用された実施形態に係る偏光光照射装置１００を備える露光装置１０について以下に説明する。露光装置１０は、主に液晶パネルに用いられる光配向膜（ワークＸ）を製造するのに用いられる。この露光装置１０は、図１に示すように、大略、ワーク搬送装置２０と、偏光光照射装置１００とを備えている。

ワーク搬送装置２０は、露光装置１０によって露光される光配向膜（ワークＸ）を所定の方向（ワークＸの搬送方向）略水平搬送するための装置であり、公知の搬送装置が使用される。公知の搬送装置とは、例えば、偏光光照射装置１００に対してワークＸを載置するステージを移動させる方式や、ロール状にした長尺フィルム上のワークＸ（光配向膜）を別の芯材で巻取っていくことにより、偏光光照射装置１００に対してワークＸを移動させる方式等である。

（偏光光照射装置１００の構成）
本実施形態に係る偏光光照射装置１００は、ワークＸの搬送方向に並べて配設された複数（図中では２つ）の照射ヘッド１１０を備えている。

照射ヘッド１１０は、大略、照射ヘッド本体１１２と、複数の光源セット１１４と、調整機構１１５とを有している。

照射ヘッド本体１１２は、ワークＸの搬送方向に直交する方向に延びる、複数の光源セット１１４を収容するケース１１６と、このケース１１６の長手方向両端にそれぞれ回動可能に取り付けられており、ケース１１６をワーク搬送装置２０の上方に支持する一対の支持部材１１８とを有している。

これにより、ケース１１６はワークＸ（およびワーク搬送装置２０）に対する角度を自由に設定することができる。

ケース１１６に収容される光源セット１１４は、それぞれ光源１２０と偏光素子１２２とを有している。

光源１２０は、ワークＸの露光に必要な波長の光を放射する部材であり、本実施形態では、放電灯１２４と、この放電灯１２４からの光を所定の向きに反射させる反射鏡１２６とを有している。なお、光源１２０は放電灯１２４に限定されるものではなく、例えばＬＥＤといった他のタイプのものを採用することができる。

偏光素子１２２は、光源１２０からの光を偏光する部材であり、本実施形態では、ケース１１６の底面（ワークＸに向かう面）に形成された開口１２８の位置に、ワイヤーグリッド式の偏光素子１２２が配設されている。もちろん、偏光素子１２２の形式は、ワイヤーグリッド式に限定されるものではなく、どのような形式で偏光を行ってもよい。

このような複数の光源１２０は、ケース１１６内でワークＸの搬送方向に直交する方向に並べて配置されている。つまり、ケース１１６の底面に形成された開口１２８もワークＸの搬送方向に直交する方向に延びるように配設されている。

また、図２に示すように、ひとつの光源セット１１４における偏光素子１２２と、この光源セット１１４に隣り合う別の光源セット１１４における偏光素子１２２との間には、境界部１３０が形成されている。

さらに、ひとつの照射ヘッド１１０における境界部１３０は、この照射ヘッド１１０に隣り合う別の照射ヘッド１１０における境界部１３０とワークＸの搬送方向に沿って重なるように並んでいる。

図１に戻り、調整機構１１５は、各光源セット１１４からの偏光光ＷのワークＸに対する照射角度を当該ワークＸの搬送方向に直交する方向に調整するための機構である。本実施形態では、各光源セット１１４それぞれに対応する調整機構１１５が各照射ヘッド本体１１２内に収容されている。なお、図１では、ひとつの光源セット１１４にのみ調整機構１１５を描いているが、実際には、個々の光源セット１１４に調整機構１１５が設けられている。

図３に示すように、各照射ヘッド１１０に含まれる複数の光源セット１１４から照射される各偏光光ＷのワークＸにおける各照射範囲Ｚの間には、照射境界部１３２が形成されている。そして、調整機構１１５を用いて調整することにより、ひとつの照射ヘッド１１０から照射される各偏光光Ｗによる照射境界部１３２は、この照射ヘッド１１０に隣り合う別の照射ヘッド１１０から照射される各偏光光Ｗによる照射境界部１３２とワークＸの搬送方向に沿って重ならないように配置されている。なお、照射境界部１３２は、照度がゼロ(mW/cm²)の部分に限定されるものではなく、隣接する光源セット１１４からの偏光光Ｗと重なって照射範囲Ｚ内よりも照度が低い部分や、逆に照度が高い部分も考えられる。

なお、上述のように、ひとつの照射ヘッド１１０から照射される各偏光光Ｗによる照射境界部１３２がこの照射ヘッド１１０に隣り合う別の照射ヘッド１１０から照射される各偏光光Ｗによる照射境界部１３２とワークＸの搬送方向に沿って重ならないように、各照射ヘッド１１０に収容された光源セット１１４のワークＸに対する取付け角度が予め調整されている場合、調整機構１１５は必須の構成要素ではない。

（偏光光照射装置１００および露光装置１０の特徴）
本実施形態に係る偏光光照射装置１００、およびこれを備える露光装置１０によれば、ひとつの照射ヘッド１１０における偏光素子１２２同士の間の境界部１３０が、この照射ヘッド１１０に隣り合う別の照射ヘッド１１０における偏光素子１２２同士の間の境界部１３０とワークＸの搬送方向に沿って重なるように並んでおり、かつ、ひとつの照射ヘッド１１０から照射される各偏光光Ｗによる照射境界部１３２が、この照射ヘッド１１０に隣り合う別の照射ヘッド１１０から照射される各偏光光Ｗによる照射境界部１３２とワークＸの搬送方向に沿って重ならないように配置されている。

これにより、ひとつの照射ヘッド１１０とこれに隣り合う別の照射ヘッド１１０とにおける境界部１３０がワークＸの搬送方向に沿って重なるように並べればよいので、各照射ヘッド１１０の位置決めが容易であり、かつ、ワークＸに照射される偏光光Ｗにおける照射境界部１３２がワークＸの搬送方向に沿って重ならないので、ワークＸに対する偏光光照射エネルギー分布の均一性を高めることができる。

（変形例１）
上述した実施形態では、照射ヘッド本体１１２に対して光源セット１１４を直接収容するようになっていたが、これに変えて、光源セット１１４を収容して照射ヘッド本体１１２よりも小さいカセットを用意し、当該カセットを照射ヘッド本体１１２に収容するようにしてもよい。

なお、ひとつのカセットに対してひとつの光源セット１１４が収容されるようにしてもよいし、ひとつのカセットに対して複数の光源セット１１４が収容されるようにしてもよい。

（変形例２）
ひとつの照射ヘッド１１０から照射される各偏光光Ｗによる照射境界部１３２がこの照射ヘッド１１０に隣り合う別の照射ヘッド１１０から照射される各偏光光Ｗによる照射境界部１３２とワークＸの搬送方向に沿って重ならないようにする態様としては、図４に示すように、個々の照射ヘッド１１０からの各偏光光Ｗによる照射境界部１３２がワークＸの搬送方向に沿って互いに重ならないようにしてもよいし、図５に示すように、互いに隣り合う照射ヘッド１１０からの各偏光光Ｗによる照射境界部１３２がワークＸの搬送方向に沿って互いに重ならなければ、ふたつ隣りの照射ヘッド１１０からの各偏光光Ｗによる照射境界部１３２とはワークＸの搬送方向に沿って互いに重なってもよい。

（変形例３）
上述した実施形態では、各光源セット１１４からの偏光光ＷのワークＸに対する照射角度を当該ワークＸの搬送方向に直交する方向に調整するための調整機構１１５が設けられていたが、これに加えて、あるいは、これに変えて、各光源セット１１４からの偏光光ＷのワークＸに対する照射角度を当該ワークＸの搬送方向に調整するための第２調整機構（図示せず）を設けてもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０…露光装置、２０…ワーク搬送装置
１００…偏光光照射装置、１１０…照射ヘッド、１１２…照射ヘッド本体、１１４…光源セット、１１５…調整機構、１１６…ケース、１１８…支持部材、１２０…光源、１２２…偏光素子、１２４…放電灯、１２６…反射鏡、１２８…（ケース１１６の）開口、１３０…境界部、１３２…照射境界部
Ｘ…ワーク（光配向膜）、Ｗ…偏光光、Ｚ…（偏光光Ｗの）照射範囲

Claims (9)

1. 光源と前記光源に対応する偏光素子とを有する光源セットをワークの搬送方向に直交する方向に複数並べた照射ヘッドを複数備えており、
   複数の前記照射ヘッドは、前記ワークの搬送方向に並べて配設されており、
   ひとつの前記光源セットにおける前記偏光素子と、この前記光源セットに隣り合う別の前記光源セットにおける前記偏光素子との間には、境界部が形成されており、
   ひとつの前記照射ヘッドにおける前記境界部は、この前記照射ヘッドに隣り合う別の前記照射ヘッドにおける前記境界部と前記ワークの搬送方向に沿って重なるように並んでおり、
   前記各照射ヘッドに含まれる複数の前記光源セットから照射される各偏光光の前記ワークにおける各照射範囲の間には、照射境界部が形成されており、
   ひとつの前記照射ヘッドから照射される前記各偏光光による前記照射境界部は、この前記照射ヘッドに隣り合う別の前記照射ヘッドから照射される前記各偏光光による前記照射境界部と前記ワークの搬送方向に沿って重ならないように配置されている
   偏光光照射装置。
2. ひとつの前記光源セットは、複数の前記光源と、ひとつの前記偏光素子とで構成されている
   請求項１に記載の偏光光照射装置。
3. 前記光源は、放電灯と、前記放電灯からの光を反射させる反射鏡とを備えている
   請求項１または２に記載の偏光光照射装置。
4. 前記光源は、ＬＥＤを備えている
   請求項１または２に記載の偏光光照射装置。
5. 前記光源セットからの前記偏光光の前記ワークに対する照射角度を前記ワークの搬送方向に直交する方向に調整する調整機構をさらに備えている
   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。
6. 前記光源セットからの前記偏光光の前記ワークに対する照射角度を前記ワークの搬送方向に調整する第２調整機構をさらに備えている
   請求項１から５のいずれか１項に記載の偏光光照射装置。
7. 前記照射ヘッドに対して、前記光源、あるいは、前記光源および前記偏光素子を収容したカセットが取り付けられるようになっている
   請求項１から６のいずれか１項に記載の偏光光照射装置。
8. 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と、
   ワーク搬送装置とを備える
   露光装置。
9. 光源と前記光源に対応する偏光素子とを有する光源セットをワークの搬送方向に直交する方向に複数並べた照射ヘッドを複数備えており、
   複数の前記照射ヘッドは、前記ワークの搬送方向に並べて配設されており、
   ひとつの前記光源セットにおける前記偏光素子と、この前記光源セットに隣り合う別の前記光源セットにおける前記偏光素子との間には、境界部が形成されており、
   ひとつの前記照射ヘッドにおける前記境界部は、この前記照射ヘッドに隣り合う別の前記照射ヘッドにおける前記境界部と前記ワークの搬送方向に沿って重なるように並んでいる偏光光照射装置からの偏光光を前記ワークに照射する偏光光照射方法であって、
   前記各照射ヘッドに含まれる複数の前記光源セットから照射される前記各偏光光の前記ワークにおける各照射範囲の間には、照射境界部が形成されており、
   ひとつの前記照射ヘッドから照射される前記各偏光光による前記照射境界部は、この前記照射ヘッドに隣り合う別の前記照射ヘッドから照射される前記各偏光光による前記照射境界部と前記ワークの搬送方向に沿って重ならないように配置されている
   偏光光照射方法。
   

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