JP6187348B2 - Polarized light irradiation device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、液晶パネル製造等に用いる偏光光照射装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a polarized light irradiation apparatus used for manufacturing a liquid crystal panel.
液晶パネル等の製造時における配向膜の配向処理を行う際の技術としては、ラビング工程が知られているが、近年ではラビング工程に変わる技術として、配向膜に所定の波長の偏光光を照射することにより配向処理を行う、いわゆる光配向と呼ばれる技術が注目されている。この光配向を行うための装置である偏光光照射装置としては、例えば、線状の光源である棒状ランプと、ワイヤーグリッド状のグリッドを有するワイヤーグリッド偏光素子と、を組み合わせた偏光光照射装置が提案されている。 A rubbing process is known as a technique for performing alignment processing of an alignment film during the manufacture of a liquid crystal panel or the like, but in recent years, the alignment film is irradiated with polarized light having a predetermined wavelength as a technique that replaces the rubbing process. A so-called photo-alignment technique, in which the alignment treatment is performed, is drawing attention. As a polarized light irradiation apparatus that is an apparatus for performing this photo-alignment, for example, a polarized light irradiation apparatus that combines a rod-shaped lamp that is a linear light source and a wire grid polarization element having a wire grid grid. Proposed.
ワイヤーグリッド偏光素子は、偏光素子に入射する光の角度に対して出射する偏光光の消光比の依存性が、蒸着膜やブリュースタ角を利用した偏光素子に比べて小さくなっている。このため、棒状ランプから出射する光のような発散光であっても、入射角度が±45°の範囲であれば、光が照射される領域全体に亘って、比較的良好な消光比の偏光光を得ることができる。従って、このような偏光光照射装置では、棒状ランプの長さを、被処理物である配向膜の幅に対応させた長さにし、配向処理を行う際には、配向膜を偏光光照射装置に対して一方的に移動させることにより、1本の棒状ランプで広い面積の配向膜の配向処理を行うことが可能になっている。 In the wire grid polarization element, the dependence of the extinction ratio of the polarized light emitted with respect to the angle of the light incident on the polarization element is smaller than that of the polarization element using the vapor deposition film or the Brewster angle. For this reason, even with divergent light such as light emitted from a rod-shaped lamp, if the incident angle is within a range of ± 45 °, polarization with a relatively good extinction ratio over the entire region irradiated with light Light can be obtained. Therefore, in such a polarized light irradiation apparatus, the length of the rod-shaped lamp is made to correspond to the width of the alignment film that is the object to be processed. By unilaterally moving, it is possible to perform alignment treatment of an alignment film having a large area with a single rod-shaped lamp.
ここで、このような偏光光照射装置では、配向膜の照射面に対して、出来るだけ多くの光量で光を照射することができるように構成されており、具体的には、棒状ランプからの光を偏光素子に集光させることにより、偏光素子の外側への照射ロスを抑えている。しかし、このように棒状ランプからの光を偏光素子に集光させた場合、偏光素子を透過した偏光光は拡散する。そして、拡散した偏光光が照射される被照射面において、偏光光は偏光素子の面積よりも広がってしまうことになる。偏光素子の面積よりも広がった位置に照射される偏光光は偏光軸が悪化することが知られている。偏光軸の悪化した光が被照射物である配向膜に照射されてしまうと、配向膜の特性の低下を引き起こす。 Here, such a polarized light irradiation apparatus is configured to be able to irradiate light with as much light as possible on the irradiation surface of the alignment film. Specifically, from the rod-shaped lamp, By condensing the light on the polarizing element, the irradiation loss to the outside of the polarizing element is suppressed. However, when the light from the rod-shaped lamp is condensed on the polarizing element in this way, the polarized light transmitted through the polarizing element diffuses. And in the irradiated surface where the diffused polarized light is irradiated, the polarized light spreads more than the area of the polarizing element. It is known that the polarization axis of polarized light irradiated to a position wider than the area of the polarizing element deteriorates. If the light whose polarization axis is deteriorated is irradiated on the alignment film, which is an object to be irradiated, the characteristics of the alignment film are deteriorated.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、照射範囲外において、偏光軸特性が低下した偏光光が照射されることを抑制する偏光光照射装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the polarized light irradiation apparatus which suppresses that the polarized light in which the polarization axis characteristic fell outside the irradiation range.
実施形態の偏光光照射装置は、光源と;フィルタと;偏光素子と;偏光素子保持部と;遮光板と;を具備する。光源は、光を放出する。フィルタは、光源より放出された光が照射され、紫外線を放出する。偏光素子は、フィルタの光源と対向する側に配設され、紫外線を入射し偏光光を出射する。偏光素子保持部は、偏光素子を保持し、偏光素子より出射された偏光光を透過する開口部を有する。遮光板は、偏光素子保持部の、光源と対向する側に配設され、開口部を囲んで配設される。 The polarized light irradiation apparatus of the embodiment includes a light source, a filter, a polarizing element, a polarizing element holding unit, and a light shielding plate. The light source emits light. The filter is irradiated with light emitted from the light source and emits ultraviolet rays. The polarizing element is disposed on the side of the filter facing the light source, and receives ultraviolet rays and emits polarized light. The polarizing element holding unit has an opening that holds the polarizing element and transmits the polarized light emitted from the polarizing element. The light shielding plate is disposed on the side of the polarizing element holding portion facing the light source, and is disposed so as to surround the opening.
本発明によれば、照射範囲外において、偏光軸特性の低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in polarization axis characteristics outside the irradiation range.
以下で説明する実施形態に係る偏光光照射装置1、40は、光源5と、フィルタ20と、偏光素子25と、偏光素子保持部26と、遮光板30、50と、を具備する。光源5は、光を放出する。フィルタ20は、光源5より放出された光が照射され、紫外線を放出する。偏光素子25は、フィルタ20の、光源5と対向する側に配設され、紫外線を入射し偏光光を出射する。偏光素子保持部26は、偏光素子25を保持し、偏光光を透過する開口部27を有する。遮光板30、50は、偏光素子保持部26の、光源5と対向する側に配設され、開口部27を囲んで配設される。
The polarized
また、以下で説明する実施形態に係る偏光光照射装置40で、遮光板50の、開口部27が位置する側の反対側の端部には、遮光板50の内側の空間を閉塞する透明部材であるガラス板52が配設されている。
Further, in the polarized
また、以下で説明する実施形態に係る偏光光照射装置40で、遮光板50には、複数箇所に給排気部55が形成されている。
Further, in the polarized
〔実施形態1〕
次に、実施形態1に係る偏光光照射装置を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態1に係る偏光光照射装置の構成を示す分解斜視図である。図2は、図1に示す偏光光照射装置のX軸方向視の断面図である。同図に示す偏光光照射装置1は、例えば、液晶パネルの配向膜や視野角補償フィルムの配向膜等の製造に用いられる。被処理物であるワークWの表面に照射される紫外線の偏光軸の基準方向は、ワークWの構造、用途、または、要求される仕様に応じて適宜設定される。以下、ワークWの幅方向をX軸方向といい、X軸方向に直交し、且つ、ワークWの長手方向(搬送方向ともいう)をY軸方向といい、Y軸方向及びX軸方向に直交する方向をZ軸方向と呼ぶ。
Embodiment 1
Next, the polarized light irradiation apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a polarized light irradiation apparatus according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view of the polarized light irradiation apparatus shown in FIG. 1 as viewed in the X-axis direction. The polarized light irradiation apparatus 1 shown in the figure is used for manufacturing, for example, an alignment film of a liquid crystal panel and an alignment film of a viewing angle compensation film. The reference direction of the polarization axis of the ultraviolet light irradiated on the surface of the workpiece W that is the object to be processed is appropriately set according to the structure, application, or required specification of the workpiece W. Hereinafter, the width direction of the workpiece W is referred to as the X-axis direction, orthogonal to the X-axis direction, and the longitudinal direction of the workpiece W (also referred to as the conveyance direction) is referred to as the Y-axis direction, and orthogonal to the Y-axis direction and the X-axis direction This direction is called the Z-axis direction.
本実施形態1に係る偏光光照射装置1は、紫外線を含む光を放出する光源5と、光源5から放出される光の配光を制御する反射板10と、反射板10に対して、反射板10で配光が制御された光の進行方向側に配設されると共に、光源5から放出された光と反射板10で配光が制御された光とが入射されて紫外線を出射するフィルタ20と、フィルタ20の出射側に配設され、フィルタ20から出射した紫外線が入射されて偏光光を出射する偏光素子25と、偏光素子25を保持する偏光素子保持部26と、を備えている。
The polarized light irradiation apparatus 1 according to the first embodiment reflects a
光源5は、棒状、或いは線状の光源になっている。また、光源5は、例えば、紫外線透過性のガラス管内に水銀、アルゴン、キセノンなどの希ガスが封入された高圧水銀ランプや、高圧水銀ランプに鉄やヨウ素などのメタルハライドが更に封入されたメタルハライドランプなどの管型ランプで、少なくとも直線状の発光部を有している。光源5の発光部の長手方向は、X軸方向と平行であり、光源5の発光部の長さは、ワークWの幅よりも長くなっている。光源5は、線状の発光部から、例えば波長が200nmから400nmの紫外線を含む光を放出することが可能になっており、光源5が放出する光は、さまざまな偏光軸成分を有する、いわゆる非偏光の光になっている。
The
また、反射板10は、光源5に対向する面に、光源5から放出される光を反射する反射面11を有している。反射面11は、棒状に形成される光源5の軸心に沿った方向に見た場合における形状である軸心方向視の形状、即ち、X軸方向視における形状が、楕円の一部が開口した形状になっている。反射板10は、反射面11の楕円の2つの焦点のうち、一方の焦点の位置に光源5の軸心であるランプ中心Cが位置するように設けられており、他方の焦点側が開口している。反射板10は、このように反射面11が楕円の一部の形状になっていることにより、一方の焦点の位置に光源5を配置した際に、光源5から放出された光を他方の焦点(図3の焦点F)付近に集光させる、いわゆる集光型の反射板になっている。また、反射板10は、Z軸方向に開口する向きで配設されている。
In addition, the reflecting
反射板10は、棒状に形成される光源5に沿って、これらの形状で光源5に対して平行に延びている。さらに、反射板10は、反射面11の楕円が開口している側の反対側の部分で、楕円の曲率が最大になる部分付近に、楕円の周方向、或いはY軸方向にあいた空隙である空隙部12が形成されている。即ち、空隙部12は、光源5から見て、Z軸方向において反射面11の楕円が開口している側の反対側に形成されている。反射板10は、この空隙部12で、楕円の内側と外側との空間が連通している。また、反射板10は、基材がガラスからなり、多層膜によって反射面11が形成されるコールドミラーとなって構成されている。偏光光照射装置1で偏光光を被照射物に照射する場合、光源5は熱を発しながら発光するが、この熱によって温度が高くなった空気は上方に流れ、空隙部12から反射板10の上方に抜け出る。これにより、偏光光照射装置1は、温度が高くなり過ぎることなく、紫外線をワークWに照射する。
The
また、フィルタ20は、光源5から放出される光の特定の波長のみを透過する周知のバンドパスフィルタからなり、光源5から放出された光のうち、例えば、254nmや365nmなどの所定の波長の紫外線を透過し、他の波長の光が透過することを規制することが可能になっている。また、フィルタ20は、光源5及び反射板10に対して、Z軸方向において反射面11の楕円が開口している側に配設されている。このフィルタ20は、X軸方向とY軸方向とにおける周囲を、フィルタフレーム21に囲まれており、これによりフィルタ20は、フィルタフレーム21によって保持されている。
The
偏光素子25は、フィルタ20と同様に、光源5及び反射板10に対して、Z軸方向において反射面11の楕円が開口している側に配設されている。集光型の反射板である反射板10は、偏光素子25に光を集光させることができるように設けられている。
Similar to the
偏光素子25は、石英ガラスなどの基板上に複数の直線状の電気導体(例えば、クロムやアルミニウム合金等の金属線)を等間隔に平行に配置した、ワイヤーグリッド偏光素子になっている。電気導体の長手方向は、基準方向と直交する。電気導体のピッチは、光源5から放出される紫外線の波長の1/3以下であるのが望ましい。偏光素子25は、光源5から放出された光が入射されることによりフィルタ20から放射される紫外線のうち、電気導体の長手方向に平行な偏光軸の紫外線の大部分を反射または吸収し、電気導体の長手方向に直交する偏光軸の紫外線を通過させ、ワークWに向けて照射する。偏光素子25は、光源5と偏光素子25との間に配設されるフィルタ20から出射した紫外線から、基準方向のみに振動した偏光軸の紫外線を偏光光として取り出すことが可能になっている。また、偏光素子25は、光源5から放出し、一様にあらゆる方向に振動したさまざまな偏光軸成分を有する光から基準方向のみに振動した偏光軸の光を取り出すことが可能になっている。なお、基準方向のみに振動した偏光軸の光を、一般に直線偏光という。また、偏光軸とは、光の電場及び磁場の振動方向である。
The
偏光素子保持部26には、紫外線を入射し偏光光を出射する偏光素子25が保持され、偏光素子25より出射される偏光光を透過する開口部27を有する。また、偏光素子25は、X軸方向とY軸方向とにおける周囲を、偏光素子保持部26に囲まれており、これにより偏光素子25は、偏光素子保持部26によって保持されている。
The polarizing
なお、本実施形態1で、偏光素子25は、電気導体の長手方向がY軸方向と平行に配置されて、X軸方向と平行な偏光軸の紫外線を通過させる。即ち、本実施形態1で、基準方向は、X軸方向と平行になっている。
In the first embodiment, the
また、偏光素子保持部26の、光源5と対向する側に、遮光板30が設けられている。この遮光板30は、偏光素子保持部26の、開口部27を囲むように配設されている。詳しくは、偏光素子25は矩形の板状に形成されており、偏光素子25を保持する偏光素子保持部26に形成される開口部27も、偏光素子25と同様に、偏光素子25に対応して矩形状の形状で形成されている。
Further, a
遮光板30は、偏光素子保持部26の開口部27における偏光光の出射側に位置して、光源5等が位置する方向の反対方向に偏光素子保持部26から突出すると共に、開口部27の開口方向に見た場合に開口部27を囲んで配設されている。即ち、遮光板30は、内側の形状が開口部27よりも若干大きい形状となる略角筒状の形状で形成されており、Z軸方向視において矩形状の開口部27全体を四方から囲うように、角筒の軸方向がZ軸方向になる向きで配設されている。このため、遮光板30は、偏光素子保持部26と対向する端部が開口している。このように設けられる遮光板30は、内側の面が、例えば、アルミニウム箔等が配設されることにより光を反射する、遮光板反射面31として形成されている。
The
なお、遮光板30は、偏光素子保持部26の開口部27に対して、角筒の四辺とも5mm以内の範囲で設置されるのが好ましい。また、Z軸方向における遮光板30の高さは、偏光光照射装置1でワークWに照射をする際に、ワークWの照射面に対して少なくとも5mm以上の間隔を有することが好ましい。
In addition, it is preferable that the
この実施形態1に係る偏光光照射装置1は、以上のような構成からなり、以下、その作用について説明する。図3は、図1に示す偏光光照射装置での光の照射状態を示す説明図である。偏光光照射装置1で、液晶パネルの配向膜や視野角補償フィルムの配向膜などの被照射物であるワークWに対して配向処理を行う際には、ワークWの搬送装置(図示省略)によって、ワークWをY軸方向と平行な矢印Y1方向に搬送しながら、光源5から紫外線を含む光を放出する。
The polarized light irradiation apparatus 1 according to the first embodiment has the above configuration, and the operation thereof will be described below. FIG. 3 is an explanatory view showing a light irradiation state in the polarized light irradiation apparatus shown in FIG. When the polarized light irradiation apparatus 1 performs an alignment process on a workpiece W that is an object to be irradiated such as an alignment film of a liquid crystal panel or an alignment film of a viewing angle compensation film, the workpiece W is conveyed by a conveying device (not shown) The
光源5から放出された光のうち、一部の光はフィルタ20の方向に向かい、フィルタ20に入射する(例えば、図3のL1)。フィルタ20は、紫外線以外は透過せずに紫外線のみを透過し、光が入射した側の面の反対側の面から、紫外線のみが放出される。
Among the light emitted from the
フィルタ20から放出された紫外線は、フィルタ20における光源5が位置する側の反対側に位置する偏光素子保持部26に保持された偏光素子25に入射する。偏光素子25は、入射した紫外線のうち、偏光素子25を構成する電気導体の長手方向に平行な偏光軸の紫外線の大部分は通過させず、電気導体の長手方向に直交する偏光軸の紫外線のみを通過させる。これにより、偏光素子25は、基準方向に振動した紫外線のみを、フィルタ20が位置する側の面の反対側の面から出射する。偏光素子25から出射した、基準方向に振動した紫外線からなる偏光光は、偏光素子保持部26の開口部27を透過し、偏光素子保持部26におけるフィルタ20が位置する側の反対側に配設されている遮光板30の内側を通って、ワークWに照射される。ワークWでは、この紫外線からなる偏光光により、配向処理が行われる。
The ultraviolet rays emitted from the
また、このように光源5から放出された光がフィルタ20と偏光素子25とを通過することにより、偏光素子25から出射した偏光光のうち、一部の偏光光は遮光板30に向かう(例えば、図3のL2)。即ち、偏光素子25から出射した偏光光のうちの一部の偏光光は、偏光素子保持部26の開口部27を通過し、Z軸方向視で偏光素子保持部26の開口部27を囲うように配設されている遮光板30における遮光板反射面31に向かい、遮光板反射面31に当たる。これにより、遮光板反射面31に当たった偏光光は、Y軸方向において偏光光が遮光板反射面31に当たる前に向かっていた方向と逆方向に進行するため、結果遮光板30によって遮光される。
Further, when the light emitted from the
このように、偏光光を遮光する遮光板30の内側の面は、光を反射する遮光板反射面31として形成されているため、遮光板反射面31に当たった偏光光は、遮光板反射面31で反射し、遮光板反射面31への入射方向の反対方向に向かう。つまり、遮光板反射面31で反射した偏光光は、当該偏光光を反射した遮光板反射面31に対向する遮光板反射面31の方向に向かいつつ、偏光素子保持部26から離れる方向に向かう。これにより、遮光板反射面31で反射した偏光光は、ワークWの方向に向かい、ワークWに照射される。
Thus, since the inner surface of the
また、光源5から放出された光のうち、一部の光は反射板10の反射面11の方向に向かい、反射面11に向かった光は、反射面11で反射してフィルタ20の方向に向かう(例えば、図3のL3)。このようにフィルタ20の方向に向かった光は、フィルタ20に照射され紫外線のみを放出し、フィルタ20から出射した紫外線は、偏光素子25に入射する。
In addition, some of the light emitted from the
つまり、反射板10の反射面11は、光源5から放出されて反射面11に当たった光を、偏光素子25の近傍で、偏光素子25におけるフィルタ20が位置する側の反対の面側に位置する焦点Fに集光させるように反射する。このため、反射面11での反射後にフィルタ20に照射されてフィルタ20から放出された紫外線は、フィルタ20から見て焦点Fの手前にある偏光素子25に入射する。フィルタ20からの紫外線が入射した偏光素子25は、基準方向に振動した紫外線からなる偏光光を出射する。この偏光光は、遮光板30の内側を通ってワークWに照射される。
That is, the reflecting
また、反射板10の反射面11で反射し、フィルタ20と偏光素子25とを通過することにより、偏光素子25から出射した偏光光のうち、一部の偏光光は、焦点Fを通過した後に遮光板30に向かう(例えば、図3のL4)。この偏光光は、光源5から直接フィルタ20に入射し、フィルタ20と偏光素子25とを通過して、遮光板反射面31に当たって遮光板反射面31で反射した偏光光と同様に、遮光板反射面31で反射してワークWの方向に向かう。即ち、遮光板反射面31に当たった偏光光は、遮光板30に当たる前の進行方向に対して遮光板30によって遮光され、遮光板反射面31によってワークWの方向に反射される。これにより、遮光板反射面31で反射した偏光光はワークWに照射される。
In addition, a part of the polarized light emitted from the
本実施形態1に係る偏光光照射装置1は、偏光素子25から出射した偏光光の一部を遮光板30で遮光するため、ワークWに対して偏光光が広がり過ぎることなく照射することができる。図4は、遮光板を設けない偏光光照射装置についての説明図である。つまり、遮光板30を設けない偏光光照射装置100を用いて偏光光をワークWに照射する場合、光源5から放出された光のうち、直接フィルタ20と偏光素子25とを通過することにより、偏光素子25から出射した偏光光は、実施形態1に係る偏光光照射装置1と同様にワークWに照射される(例えば、図4のm1)。遮光板の有無による両者の紫外線の軌道を比較すると、実施形態1に係る偏光光照射装置1で、一部の偏光光は、遮光板30によって遮光されることにより、遮光板30のY軸方向における位置よりも、偏光光が遮光板30に当たる前に向かっていた方向には行かずに、遮光板反射面31で反射される。これに対し、遮光板30を設けない偏光光照射装置100で、偏光光は遮光板30によって遮光されないため、実施形態1に係る偏光光照射装置1における遮光板30が配設されている位置よりも、角筒状の形状で形成される遮光板30の外側方向に向かう。
Since the polarized light irradiation apparatus 1 according to the first embodiment shields part of the polarized light emitted from the
同様に、光源5から放出されて反射板10に向かい、反射面11で反射した後、フィルタ20と偏光素子25とを通過することにより、偏光素子25から放出された偏光光は、実施形態1に係る偏光光照射装置1と同様にワークWに照射される(例えば、図4のm2)。遮光板の有無による両者の紫外線の軌道を比較すると、反射面11で反射した後の偏光光も同様に、遮光板30で遮光されないため、一部の偏光光は、実施形態1に係る偏光光照射装置1における遮光板30が配設されている位置よりも、角筒状の形状で形成される遮光板30の外側方向に向かう。
Similarly, the polarized light emitted from the
つまり、遮光板30を設けない偏光光照射装置100では、偏光素子25から出射した偏光光は、遮光板30によって遮光されないため、Z軸方向視における偏光素子25が配設されている領域、或いは、開口部27が形成されている領域よりも大きく広がってしまい、偏光軸が悪化した光がワークWに照射され易くなっている。これに対し、本実施形態1に係る偏光光照射装置1では、偏光素子25から出射した偏光光のうち、遮光板30の内側、即ち、遮光板反射面31から遮光板30に当たった偏光光は、遮光板30によって遮光されるため、Z軸方向視における照射領域が広がり難くなっている。このため、ワークWに対しては、照射範囲外において偏光軸特性が低下した偏光光が照射されることを抑制する。
That is, in the polarized
また、発明者らは、偏光光照射装置1で照射する偏光光の照射状態について、遮光板30を設ける場合と設けない場合とについて試験を行った。図5は、偏光光の照射状態の試験結果についての図表である。試験は、Y軸方向における開口部27の幅が50mm、即ち、光源5の直下からY軸方向に±25mmの範囲で開口部27が開口している偏光光照射装置1、100で偏光光を照射し、照射面における偏光軸特性を、複数の測定点で偏光光を測定することにより行った。測定点としては、遮光板30が有る偏光光照射装置1(図3)と、遮光板30が無い偏光光照射装置100(図4)とのそれぞれで、光源5の直下と、当該光源5の直下からY軸方向に±20mm離れた位置、±30mm離れた位置、±40mm離れた位置とで、偏光軸特性の測定を行った。
In addition, the inventors tested the irradiation state of the polarized light irradiated by the polarized light irradiation device 1 with and without the
この試験では、光源5の直下では、遮光板30が有る偏光光照射装置1と、遮光板30が無い偏光光照射装置100とで、共に偏光軸が0.02°となる偏光光を検出できた。また、光源5の直下から±20mmの位置では、遮光板30が有る偏光光照射装置1と、遮光板30が無い偏光光照射装置100とで、共に偏光軸が0.06°となる偏光光を検出できた。
In this test, the polarized light irradiation device 1 having the
これに対し、光源5の直下から±30mmの位置と光源5の直下から±40mmの位置では、遮光板30が無い偏光光照射装置100では偏光光を検出できたが、これらの位置では、遮光板30が有る偏光光照射装置1では、偏光光を検出することができなかった。つまり、光源5の直下から±30mmの位置では、遮光板30が無い偏光光照射装置100では偏光軸が0.15°となる偏光光を検出でき、光源5の直下から±40mmの位置では、遮光板30が無い偏光光照射装置100では偏光軸が0.30°となる偏光光を検出できた。一方、遮光板30が有る偏光光照射装置1では、これらの測定点では、偏光光を検出することができなかった。これらより、開口部27から出射した偏光光は、遮光板30の外側には照射されないことを確かめることができた。
On the other hand, the polarized
以上の実施形態1に係る偏光光照射装置1は、偏光素子保持部26に形成される開口部27における偏光光の出射側に、開口部27の開口方向に見た場合に開口部27を囲んで配設される遮光板30が設けられているため、同方向視における開口部27が形成される領域の外側に向かう偏光光を、遮光板30で遮光することができる。これにより、偏光素子25から出射した偏光光を広がり難くすることができ、ワークWに対して、照射範囲外において偏光軸特性が低下した偏光光が照射されることを抑制することができる。
The polarized light irradiation apparatus 1 according to the first embodiment surrounds the
〔実施形態2〕
実施形態2に係る偏光光照射装置40は、実施形態1に係る偏光光照射装置1と略同様の構成であるが、遮光板に、遮光板の内側の空間を遮蔽する透明部材が配設されている点に特徴がある。他の構成は実施形態1と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。
[Embodiment 2]
The polarized
図6は、実施形態2に係る偏光光照射装置のX軸方向視の断面図である。実施形態2に係る偏光光照射装置40は、実施形態1に係る偏光光照射装置1と同様に、光源5から放出される光の配光を制御する反射板10と、入射された光のうち紫外線のみを出射するフィルタ20と、偏光素子25と、偏光素子25を保持する偏光素子保持部26を有する。また偏光素子保持部26の、光源5と対向する側には、略角筒状の形状で形成されて偏光光を遮光する遮光板50が設けられている。この遮光板50は、実施形態1に係る偏光光照射装置1が有する遮光板30と同様に、内側の面が、光を反射する遮光板反射面51として形成されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the polarized light irradiation apparatus according to the second embodiment when viewed in the X-axis direction. Similarly to the polarized light irradiation device 1 according to the first embodiment, the polarized
また、本実施形態2に係る偏光光照射装置40では、遮光板50の、開口部27が位置する側の反対側の端部に、遮光板50の内側の空間を閉塞する透明部材であるガラス板52が配設されている。つまり、遮光板50は、角筒の長手方向がZ軸方向になる向きで形成され、ワークWに対向する側、即ち、偏光素子保持部26側の端部の反対側の端部が開口するように形成されているが、ガラス板52は、遮光板50における、この開口部分を閉塞するように形成されている。
Further, in the polarized
ガラス板52は、光を透過する透明な部材であるガラスにより、遮光板50の形状である角筒をZ軸方向に見た場合における形状とほぼ同じ形状の矩形の板状に形成されており、偏光素子25に平行となる向きで、遮光板50の端部に設けられている。これにより、ガラス板52は、遮光板50の内側の空間を閉塞し、遮光板50の外側に対して、遮光板50の内側の空間を遮蔽している。
The
図7は、図6のB−B矢視図である。図8は、図7のC−C矢視図である。遮光板50には、複数箇所に給排気部55が形成されている。この給排気部55は、遮光板50を構成する4つの壁面のうち、1つの壁面に形成される給気部56と、この壁面に対向する壁面に形成される排気部57と、より構成されている。詳しくは、遮光板50が有する4つの壁面のうち、X軸方向の端部に位置してX軸方向に面している2つの壁面のうち、一方の壁面に給気部56が設けられていて、他方の壁面に排気部57が設けられている。
FIG. 7 is a BB arrow view of FIG. FIG. 8 is a view taken along the line CC in FIG. The
この給気部56は、パイプ状に形成されており、遮光板50の壁面を連通するように取り付けられている。遮光板50の壁面における給気部56が取り付けられている部分には、パイプ状の給気部56の内部と連通する孔が形成されており、これにより給気部56は、遮光板50の内側の空間に連通している。このように形成される給気部56は、遮光板50の同一の壁面に複数(本実施形態2では3つ)が設けられている。このように設けられる給気部56には、外部の高圧エアー等の送風装置(図示省略)が接続されており、給気部56内には、送風装置から送られてきた風が流れるようになっている。
The
また、排気部57は、遮光板50が有する4つの壁面のうち、X軸方向の端部に位置してX軸方向に面している2つの壁面のうち、一方の給気部56が設けられた壁面と対向する、他方の壁面に設けられている。この排気部57は、壁面を貫通する孔によって形成されており、これにより、排気部57は、遮光板50の内側の空間と外側とを連通している。このように形成される排気部57は、給気部56と同様に、遮光板50の同一の壁面に複数(本実施形態2では3つ)設けられている。
The
この実施形態2に係る偏光光照射装置40は、以上のような構成からなり、以下、その作用について説明する。偏光光照射装置40で、液晶パネルの配向膜や視野角補償フィルムの配向膜などのワークWに対して配向処理を行う際には、光源5から紫外線を含む光を放出する。これにより、この光は、フィルタ20の通過時に紫外線のみがフィルタ20から放出し、この紫外線の偏光素子25の出射時に、基準方向に振動した紫外線からなる偏光光を出射する。偏光素子25から出射した偏光光は、遮光板50の内側をそのまま通ったり、遮光板反射面51で反射したりすることにより、遮光板50における偏光素子保持部26が位置する側の端部の反対側の端部の方向に向かう。
The polarized
遮光板50における偏光素子保持部26側の端部の反対側の端部には、ガラス板52が配設されているため、この方向に向かった偏光光は、ガラス板52に入射する。ガラス板52は、透明な部材からなることにより、光を透過することができるため、ガラス板52に入射した偏光光は、そのままガラス板52を透過し、偏光光が入射した側の面の反対側の面から出射する。このようにガラス板52を透過した偏光光は、ワークWの方向に向かい、ワークWに照射される。
Since the
このように、偏光光照射装置40の光源5を点灯させて、ワークWに対して配向処理を行う際には、給気部56に接続されている高圧エアーにより、遮光板50の内側に冷却風Eを流し、偏光素子25の冷却を行う。詳しくは、高圧エアーにより、冷却風Eとして給気部56に空気を送り、給気部56から遮光板50の内側に空気を送り込む。遮光板50には、給気部56が配設されている面の反対側の面に排気部57が形成されているため、給気部56から遮光板50の内側に空気を送り込んだ場合、送り込んだ空気に応じて遮光板50の内側の空気は排気部57から押し出され、遮光板50の外側に排気される。
As described above, when the
偏光光照射装置40の光源5を点灯させた場合、光を放出すると共に熱を発生するが、偏光光照射装置40は、光源5で放出した光を、偏光素子25の近傍に集光させるように形成されているため、発光時に光源5で発生した熱も、輻射によって偏光素子25に集まり易くなっている。このため、光源5の点灯時は、偏光素子25の温度が上昇し易くなっており、これに伴い、遮光板50の内側の空気の温度も上昇し易くなっているが、給気部56から遮光板50の内側に空気を送り込み、遮光板50内の空気を排気部57から排出することにより、温度が高くなった空気を、温度が低い空気と入れ替えることができる。
When the
これにより、温度が低くなった遮光板50の内側の空気は、温度が高くなっている偏光素子25と熱交換を行い、偏光素子25の温度を下げることができる。このように、給気部56と排気部57とからなる給排気部55は、遮光板50の内側に空気を送り込み、遮光板50内の空気を排出することにより、偏光素子25を冷却することのできる冷却風Eを、遮光板50の内側に流すことが可能になっており、偏光素子25は、この冷却風Eに放熱することにより、温度が低下する。
Thereby, the air inside the
また、遮光板50は、ガラス板52によって内側が閉塞しているため、遮光板50の内側には、埃等が入らないようになっている。このため、ワークWに照射する偏光光を出射する偏光素子25にも埃等が付着し難くなっており、偏光素子25は、汚れ難くなっている。
Further, since the inner side of the
以上の実施形態2に係る偏光光照射装置40は、遮光板50における、偏光素子保持部26の開口部27が位置する側の反対側の端部にガラス板52を配設しているため、偏光素子25に汚れが付着することを防ぐことができる。これにより、偏光素子25での消光比が低下することを抑制することができる。この結果、光配向の性能を、長時間に亘って維持することができる。
In the polarized
また、遮光板50には、複数箇所に給排気部55が形成され、遮光板50の内側には給排気部55によって冷却風Eが流されるので、この冷却風Eによって偏光素子25を冷却することができる。この結果、偏光素子25の温度が高くなることに起因する偏光素子25の劣化を抑制することができ、消光比の低下を、より確実に抑制することができる。
Further, the
〔変形例〕
なお、上述した実施形態2に係る偏光光照射装置40で、給排気部55は、X軸方向に面している遮光板50の壁面に形成されているが、給排気部55は、これ以外の位置に形成されていてもよい。図9は、実施形態2に係る偏光光照射装置の変形例であり、遮光板をY軸方向に見た場合の説明図である。図10は、図9のD−D矢視図である。給排気部55は、例えば、図9、10に示すように、遮光板50が有する4つの壁面のうち、Y軸方向に面している壁面に設けられていてもよい。具体的として、給排気部55は、Y軸方向の端部に位置してY軸方向に面している2つの壁面のうち、一方の壁面に、給気部56が設けられ、他方の壁面に排気部57が形成されることにより設けられていてもよい。
[Modification]
In the polarized
この場合、例えば、偏光素子25がX軸方向に複数並んで配設されている場合、X軸方向における偏光素子25の位置に対応して、複数の給気部56と排気部57とが形成されるのが好ましい。このように、給気部56と排気部57とを、偏光素子25に対応して設けることにより、給気部56と排気部57とにより遮光板50の内側に流す冷却風Eを、偏光素子25ごとに対応させて流すことができる。これにより、偏光素子25を、より確実に冷却することができ、温度が高くなることに起因する偏光素子25の劣化を、より確実に抑制することができる。
In this case, for example, when a plurality of
また、上述した実施形態2に係る偏光光照射装置40では給気部56に送風装置が接続される事例について記載したが、それに限定されるものではない。例えば、パイプ状の排気部57に送風装置が接続され、送風装置を用いて排気部57からエアーを引き抜く事例としてもよい。また、給気部56及び排気部57がどちらもパイプ状となっていて、エアー循環装置により冷却風Eが循環してもよい。
Moreover, in the polarized
また、上述した偏光光照射装置1、40では、反射板10は、基材がガラスで反射面11は多層膜によって形成されているが、反射板10は、これ以外の材料で設けられてもよい。反射板10は、例えば、全体がアルミニウム等の金属により構成されていてもよい。また、反射面11は、厳密に楕円形状に形成されていなくてもよい。
Moreover, in the polarized
また、上述した偏光光照射装置1、40では、光源5は、管型のいわゆる放電ランプを用いて説明しているが、光源5は放電ランプ以外を用いてもよい。光源5は、例えば、波長が200nmから400nmの紫外線を放出できるLEDチップ、レーザーダイオード、有機ELなどの小型ランプを離間させて直線状に配置するなど、紫外線を含む光を放出するものであれば、放電ランプ以外のものでもよい。
In the polarized
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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。 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 embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.
1、40、100 偏光光照射装置
5 光源
10 反射板
11 反射面
12 空隙部
20 フィルタ
21 フィルタフレーム
25 偏光素子
26 偏光素子保持部
27 開口部
30、50 遮光板
31、51 遮光板反射面
52 ガラス板(透明部材)
55 給排気部
56 給気部
57 排気部
DESCRIPTION OF
55 Air supply /
Claims (3)
前記光源より放出された前記光が照射され、紫外線を放出するフィルタと;
前記フィルタの前記光源側とは反対側に配設され、前記紫外線を入射し偏光光を出射する偏光素子と;
前記偏光素子を保持し、前記偏光素子より出射された前記偏光光を透過する開口部を有する偏光素子保持部と;
前記偏光素子保持部の、前記光源と対向する側に配設され、前記開口部を囲んで配設される遮光板と;
を具備する偏光光照射装置。 A light source that emits light;
A filter that is irradiated with the light emitted from the light source and emits ultraviolet rays;
A polarizing element disposed on a side opposite to the light source side of the filter and configured to enter the ultraviolet light and emit polarized light;
A polarizing element holding unit that holds the polarizing element and has an opening that transmits the polarized light emitted from the polarizing element;
A light-shielding plate disposed on the side of the polarizing element holding portion facing the light source and disposed around the opening;
A polarized light irradiation apparatus comprising:
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