JP6358012B2 - Light irradiation device - Google Patents
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Description
本発明は、干渉膜フィルタを備えた光照射装置に関する。 The present invention relates to a light irradiation device including an interference film filter.
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。
光配向に用いる光照射装置は、一般に、光源と、光源の光を反射する集光型の反射鏡と、偏光子とを備え、光源からの直接光及び反射鏡からの反射光を偏光子に通して偏光光を得る（例えば、特許文献１参照）。この光照射装置では、光源と偏光子との間に、平面状の波長カットフィルタを設けている。
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.
A light irradiation device used for photo-alignment generally includes a light source, a condensing reflecting mirror that reflects light from the light source, and a polarizer, and direct light from the light source and reflected light from the reflecting mirror are used as the polarizer. Through this, polarized light is obtained (see, for example, Patent Document 1). In this light irradiation device, a planar wavelength cut filter is provided between the light source and the polarizer.
しかしながら、上述した従来の構成のように、集光型の反射鏡に対して平面状の波長カットフィルタを水平配置で設けると、当該干渉膜フィルタが有する光学特性の入射角依存性により、被照射面での照度分布が乱れ分光スペクトルがずれてしまい、均一な照度及び所望波長での光照射ができないという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、均一な照度及び所望波長での光照射を可能にする光照射装置を提供することを目的とする。
However, as in the conventional configuration described above, when a flat wavelength cut filter is provided in a horizontal arrangement with respect to the condensing type reflecting mirror, the irradiation characteristics depend on the incident angle dependency of the optical characteristics of the interference film filter. There is a problem that the illuminance distribution on the surface is disturbed and the spectral spectrum is shifted, and light irradiation with uniform illuminance and a desired wavelength cannot be performed.
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at providing the light irradiation apparatus which enables the light irradiation with uniform illumination intensity and a desired wavelength.
上述した目的を達成するために、本発明は、光源と、この光源から放射される光を反射する集光型の反射鏡と、前記光源の直接光と前記反射鏡で反射した反射光を偏光する偏光子とを備え、この偏光子によって偏光した光を照射する光照射装置において、前記光源と前記偏光子との間に波長カットフィルタを設け、前記波長カットフィルタは、前記光源に向けて突出する凸形状とし、前記波長カットフィルタは、前記波長カットフィルタに平面状のフィルタを被照射面と略平行に使用したときの当該フィルタに入射する光の最大入射角よりも、前記凸形状の前記波長カットフィルタに入射する光の最大入射角が小さく形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention polarizes a light source, a condensing reflecting mirror that reflects light emitted from the light source, direct light from the light source, and reflected light reflected by the reflecting mirror. In the light irradiation apparatus that irradiates light polarized by the polarizer, a wavelength cut filter is provided between the light source and the polarizer, and the wavelength cut filter protrudes toward the light source. The wavelength cut filter has a convex shape with respect to the maximum incident angle of light incident on the wavelength cut filter when a flat filter is used substantially parallel to the irradiated surface. The maximum incident angle of light incident on the wavelength cut filter is small .
上述の構成において、前記反射鏡と前記波長カットフィルタとの間に冷却風を流す冷却経路を形成してもよい。 In the above-described configuration, a cooling path through which cooling air flows may be formed between the reflecting mirror and the wavelength cut filter.
上述の構成において、前記反射鏡の集光点の近傍に前記偏光子を配置してもよい。 In the above-described configuration, the polarizer may be disposed in the vicinity of the condensing point of the reflecting mirror.
本発明によれば、波長カットフィルタを光源に向けて突出する凸形状としたため、均一な照度及び所望波長での光照射が可能となる。 According to the present invention, since the wavelength cut filter has a convex shape protruding toward the light source, it is possible to irradiate light with uniform illuminance and a desired wavelength.
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は光配向装置を拡大して示す図である。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、照射対象物）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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view schematically showing a photo-alignment apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view showing the photo-alignment apparatus. FIG. 3 is an enlarged view of the light irradiator of FIG. 4A and 4B are diagrams illustrating the configuration of the polarizer unit, in which FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a side sectional view.
As shown in FIG. 1, the photo-alignment apparatus 1 irradiates polarized light on a photo-alignment film of a plate-like or strip-like photo-alignment target (work, irradiation target) W (FIG. 2) and performs photo-alignment. Irradiation device.
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（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。
The optical alignment apparatus 1 includes a stage transport frame 81, an irradiator installation frame 82, a work stage (stage) 83 on which the optical alignment target W is placed, and a light irradiator 2 that irradiates polarized light directly below. I have.
The irradiator installation base 82 is a portal body that is horizontally placed in the width direction of the stage transfer base 81 (a direction perpendicular to the linear motion direction X of the linear motion mechanism described later) at an upper position away from the stage transport base 81 by a predetermined distance. Yes, both the pillars are fixed to the stage conveyance base 81. The irradiator installation stand 82 incorporates the light irradiator 2, and the light irradiator 2 irradiates polarized light directly below. In order to separate the vibration caused by the movement of the work stage 83 from the vibration caused by the cooling of the light irradiator 2, the irradiator installation base 82 is not fixed to the stage transport base 81 but the stage transport base 81 A separate configuration may also be used. The stage transport frame 81 and the irradiator installation frame 82 may have a vibration isolation structure.
The stage transport frame 81 is provided with a linear motion mechanism (not shown) that moves the work stage 83 along the linear motion direction X so as to pass directly below the light irradiator 2 on the surface of the stage transport frame 81. ing. In the photo-alignment of the photo-alignment object W, the photo-alignment object W placed on the work stage 83 is transferred along the linear motion direction X by the linear motion mechanism and passes directly under the light irradiator 2. In this pass, the photo-alignment film is aligned by being exposed to polarized light. In the present embodiment, the photo-alignment target object W is formed in a rectangular shape in plan view, and is transported so that the short direction of the photo-alignment target object W coincides with the linear movement direction X.
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（図１）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、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の光を反射して光出射開口部３Ａから偏光子ユニット１０に向けて照射する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the light irradiator 2 includes a lamp 4 and a reflecting mirror 5 as a light source in a housing 3 having a light emission opening 3A on the lower surface, and a polarizer in the light emission opening 3A. A unit 10 is provided.
The housing 3 is supported by the irradiator installation base 82 (FIG. 1) at an upper position away from the photo-alignment target W by a predetermined distance. The lamp 4 is a discharge lamp, and a straight tube type (rod-shaped) ultraviolet lamp extending at least as long as the length of the photo-alignment target W in the longitudinal direction is used. The reflecting mirror 5 is a cylindrical concave reflecting mirror extending along the longitudinal direction of the lamp 4, reflects the light from the lamp 4, and irradiates it toward the polarizer unit 10 from the light exit opening 3 </ b> A.
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。なお、本実施形態では、透明体６を設けたが、この透明体６を省略してもよい。
また、光出射開口部３Ａの内側には、ランプ４と偏光子ユニット１０との間に、透過する光の波長を選択し、不要な波長の光をカットする波長カットフィルタ７が設けられ、この波長カットフィルタ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。波長カットフィルタ７は、筐体３に設けた波長カットフィルタ固定台９に支持されている。
The light emission opening 3 </ b> A is a rectangular opening formed immediately below the lamp 4 in a plan view, and is provided such that the longitudinal direction coincides with the longitudinal direction of the lamp 4.
The light exit opening 3A is provided with a plate-like transparent body 6 formed of a light transmission member having no filter characteristics (wavelength selection characteristics) such as a quartz plate, for example. 3A is blocked. In addition, in this embodiment, although the transparent body 6 was provided, this transparent body 6 may be abbreviate | omitted.
Further, a wavelength cut filter 7 for selecting a wavelength of light to be transmitted and cutting light having an unnecessary wavelength is provided between the lamp 4 and the polarizer unit 10 inside the light emission opening 3A. The light irradiator 2 emits light of a desired wavelength by the wavelength cut filter 7. The wavelength cut filter 7 is supported by a wavelength cut filter fixing base 9 provided in the housing 3.
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。
The polarizer unit 10 is disposed between the transparent body 6 and the photo-alignment target object W, and polarizes light irradiated on the photo-alignment target object W. The polarized light is irradiated onto the photo-alignment film of the photo-alignment target W, so that the photo-alignment film is aligned.
As shown in FIG. 4, the polarizer unit 10 includes a plurality of unit polarizer units 12 and a frame 14 that aligns the unit polarizer units 12 side by side and in a line. The frame 14 is a plate-like frame body in which the unit polarizer units 12 are connected and arranged. The unit polarizer unit 12 includes a wire grid polarizer (polarizer) 16 formed in a substantially rectangular plate shape.
In this embodiment, each unit polarizer unit 12 supports the wire grid polarizer 16 so that the wire direction A is parallel to the linear motion direction X, and the direction orthogonal to the wire direction A and the wire grid polarizer. The 16 arrangement directions B coincide with each other.
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。
The wire grid polarizer 16 is a kind of linear polarizer and has a grid formed on the surface of a substrate. As described above, since the lamp 4 is rod-shaped, light of various angles is incident on the wire grid polarizer 16. However, the wire grid polarizer 16 linearly polarizes light that is incident obliquely. Through.
The wire grid polarizer 16 is supported by the unit polarizer unit 12 so that the direction of the polarization axis C1 can be finely adjusted by rotating in the plane with the normal direction as the rotation axis. That is, the plurality of wire grid polarizers 16 are arranged with a gap therebetween so that the direction of the polarization axis C1 can be finely adjusted. With respect to all the unit polarizer units 12, the polarization axis C <b> 1 of the wire grid polarizer 16 is finely adjusted so as to align with a predetermined irradiation reference direction, so that the polarization axis C <b> 1 extends over the entire length of the polarizer unit 10 in the long axis direction. Is obtained with high accuracy, and high-quality optical alignment is possible. The wire grid polarizer 16 with the polarization axis C1 adjusted is fixedly arranged on the frame 14 by fixing the upper and lower ends of the unit polarizer unit 12 to the frame 14 with screws (fixing means) 19.
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、波長カットフィルタ７及び偏光子ユニット１０を冷却する冷却ユニット２０を備えている。なお、図１では、この冷却ユニット２０の図示を省略している。
この冷却ユニット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。本実施形態では、上流から送風機２１、冷却機２２、フィルタ２３の順に配置しているが、これらの配置順は任意に変更可能である。
Moreover, the optical orientation apparatus 1 is provided with the cooling unit 20 which cools the lamp | ramp 4, the reflective mirror 5, the wavelength cut filter 7, and the polarizer unit 10, as shown in FIG.2 and FIG.3. In addition, illustration of this cooling unit 20 is abbreviate | omitted in FIG.
The cooling unit 20 includes a heat source cooling path 30 for cooling the lamp 4 and the reflecting mirror 5 and a polarizer cooling path 40 for cooling the polarizer unit 10 independently.
In each of the heat source cooling path 30 and the polarizer cooling path 40, the blowers 21 and 21 that blow cooling air, the coolers 22 and 22 that cool the cooling air, and foreign matters such as dust contained in the cooling wind are removed. Filters 23 and 23 are provided. In this embodiment, it arrange | positions in order of the air blower 21, the cooler 22, and the filter 23 from upstream, but these arrangement | positioning orders can be changed arbitrarily.
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。 In the heat source cooling path 30, the blower 21, the cooler 22, and the filter 23 are accommodated in a cooling unit case 20 </ b> A provided outside the housing 3. In the present embodiment, the cooling unit case 20A is disposed above the housing 3 so as to be separated from the housing 3, but the arrangement position of the cooling unit case 20A is not limited to this. A chamber 24 is provided in the cooling unit case 20 </ b> A, and an air outlet 21 </ b> A of the blower 21 and an inlet 24 </ b> A of the chamber 24 are connected by a duct 25. The diameter of the chamber 24 increases from the inlet 24 </ b> A toward the downstream side, and the cooler 22 is disposed on the upstream side in the chamber 24, and the filter 23 is disposed on the downstream side. The outlet 24B of the chamber 24 and the casing 3 are connected by a duct 26, and the suction port 21B of the blower 21 and the casing 3 are connected by a duct 27.
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。
A partition wall 31 that surrounds the sides of the lamp 4 and the reflecting mirror 5 is provided in the housing 3 with a gap δ1 from the housing 3. The partition wall 31 has an opening 31 </ b> A that exposes the lamp 4 and the reflecting mirror 5 downward in the lower part, and a ventilation hole 31 </ b> B in the upper part.
The duct 26 is connected to the housing 3 at a position corresponding to the gap δ 1 outside the partition wall 31, and the duct 27 is connected to the housing 3 at a position corresponding to the space R inside the partition wall 31.
The blower 21, the duct 25, the chamber 24 (cooler 22, filter 23), the duct 26, the gap δ 1 outside the partition wall 31, the space R inside the partition wall 31, and the duct 27 constitute a heat source cooling path 30.
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と波長カットフィルタ７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。反射鏡５の冷却風は反射鏡５の頂部に形成された離間部（通気孔）５Ａから空間Ｒに流れ、反射鏡５の外側を流れた冷却風と合流する。空間Ｒの冷却風は、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。
In the heat source cooling path 30, the cooling air (air) blown out from the blower 21 flows into the chamber 24 through the duct 25, is cooled by the cooler 22, and foreign matter is removed by the filter 23. By this filter 23, the cooling air is dehumidified so that the dew point is about −50 ° C. to −90 ° C. or less, and foreign matter is removed to form low dew point high cleanliness air (clean dry air). The cooling air that has become clean dry air is supplied into the housing 3 through the duct 26.
In the housing 3, the cooling air passes through the gap δ 1 between the partition wall 31 and the housing 3, flows through the gap δ 2 between the partition wall 31 and the wavelength cut filter 7, and enters the reflecting mirror 5 and the reflecting mirror. The lamp 4 and the reflecting mirror 5 are cooled by flowing into the space R inside the partition wall 31 outside the wall 5. The cooling air of the reflecting mirror 5 flows from the space (air hole) 5A formed at the top of the reflecting mirror 5 to the space R and merges with the cooling air that has flowed outside the reflecting mirror 5. The cooling air in the space R is sucked into the blower 21 through the duct 27 and cooled again. In this way, the cooling air circulates through the heat source cooling path 30.
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。
Also in the polarizer cooling path 40, the air blower 21, the cooler 22 and the filter 23 disposed in the chamber 24 are disposed in the cooling unit case 20 </ b> A, and the air outlet 21 </ b> A of the air blower 21 and the inlet 24 </ b> A of the chamber 24 are ducted. 25.
The outlet 24B of the chamber 24 and the housing 3 are connected by a duct 28, and the suction port 21B of the blower 21 and the housing 3 are connected by a duct 29.
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。
The polarizer unit 10 is provided outside the housing 3 at a position facing the light emission opening 3 </ b> A with the transparent body 6 and the space S therebetween, and the frame 14 is fixed to the polarizer unit fixing base 8. Ducts 28 and 29 are connected between the housing 3 and the polarizer unit fixing base 8. The duct 28 is connected to one end side in the linear motion direction X, and the duct 29 is connected to the other end side in the linear motion direction X.
The air blower 21, duct 25, chamber 24 (cooler 22, filter 23), duct 28, the space S between the transparent body 6 and the polarizer unit 10, and the duct 29 constitute a polarizer cooling path 40. That is, the polarizer cooling path 40 constitutes a space cooling path for cooling the space S between the transparent body 6 and the polarizer unit 10.
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。 In the polarizer cooling path 40, the cooling air blown from the blower 21 flows into the chamber 24 through the duct 25, is cooled by the cooler 22, and foreign matter is removed by the filter 23, and then passes through the duct 28. Then, it flows into the space S between the transparent body 6 and the polarizer unit 10 to cool the polarizer unit 10. At this time, the cooling air flowing into the space S flows so as to be orthogonal to the longitudinal direction of the lamp 4. The cooling air whose temperature has been increased by cooling the polarizer unit 10 is sucked into the blower 21 through the duct 29 and cooled again. Thus, the cooling air circulates through the polarizer cooling path 40.
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、光源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。なお、送風機２１，２１を個別に制御することに加えて、或いは、代えて、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。
Further, since the polarizer cooling path 40 is completely independent of the heat source cooling path 30, the temperature of the cooling air flowing through the heat source cooling path 30 and the polarizer cooling path 40 is controlled, so that the lamp 4 and the polarizer are controlled. Units 10 can be individually cooled.
At this time, the fans 21 and 21 are individually controlled, and the speed of the cooling air in the heat source cooling path 30 is set to be relatively slow, and the speed of the cooling air in the polarizer cooling path 40 is set to be relatively fast to compare the light sources 4. The polarizer unit 10 can be cooled at a relatively low temperature. Thereby, the lamp | ramp 4 and the polarizer unit 10 can be cooled appropriately. In addition to or separately from controlling the blowers 21 and 21, the cooling temperatures in the coolers 22 and 22 may be set to different temperatures.
なお、本実施形態の冷却ユニット２０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。また、熱源冷却経路３０及び偏光子冷却経路４０を独立させなくてもよい。この場合、偏光子冷却経路４０を省略し、筐体３の光出射開口部３Ａを塞ぐように偏光子ユニット１０を設け、熱源冷却経路３０の冷却風を偏光子ユニット１０の上面に流通させればよい。さらに、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。 In the cooling unit 20 of this embodiment, the heat source cooling path 30 and the polarizer cooling path 40 are completely independent, but a part of the heat source cooling path 30 and the polarizer cooling path 40, for example, the blower 21, the cooling At least one of the machine 22 and the filter 23 may be shared. Further, the heat source cooling path 30 and the polarizer cooling path 40 may not be independent. In this case, the polarizer cooling path 40 is omitted, the polarizer unit 10 is provided so as to block the light exit opening 3A of the housing 3, and the cooling air of the heat source cooling path 30 is allowed to flow through the upper surface of the polarizer unit 10. That's fine. Furthermore, in this embodiment, the cooling air of the heat source cooling path 30 and the polarizer cooling path 40 is circulated, but the cooling air is not necessarily circulated.
次いで、光照射器２について詳細に説明する。
図５は、光照射器２の概略構成を示す縦断面図である。図６は、波長カットフィルタ７の分光透過特性をランプ４の発光スペクトルとともに示すグラフである。図７は、従来の光照射器２の概略構成を示す正面図である。なお、図５及び図７では、波長カットフィルタ７と偏光子ユニット１０の位置関係を分かり易くするため、透明体６を省略し、照射器２の要部を模式的に示している。また、図６では、横軸に波長（ｍｍ）、縦軸に波長カットフィルタ７の光透過率、又は、ランプ４の光強度比（％）を示す。また、図６中、線Ｑ１〜Ｑ７はそれぞれ波長カットフィルタに対する光の入射角が０°〜８０°のときの波長カットフィルタの分光透過特性を、線Ｔはランプ４の発光スペクトルを示す。
Next, the light irradiator 2 will be described in detail.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the light irradiator 2. FIG. 6 is a graph showing the spectral transmission characteristics of the wavelength cut filter 7 together with the emission spectrum of the lamp 4. FIG. 7 is a front view showing a schematic configuration of a conventional light irradiator 2. 5 and 7, the transparent body 6 is omitted and the main part of the irradiator 2 is schematically shown in order to facilitate understanding of the positional relationship between the wavelength cut filter 7 and the polarizer unit 10. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the wavelength (mm), and the vertical axis indicates the light transmittance of the wavelength cut filter 7 or the light intensity ratio (%) of the lamp 4. In FIG. 6, lines Q <b> 1 to Q <b> 7 indicate the spectral transmission characteristics of the wavelength cut filter when the incident angle of light with respect to the wavelength cut filter is 0 ° to 80 °, and line T indicates the emission spectrum of the lamp 4.
ランプ４が放射する波長域は、光配向装置１の使用用途に応じて適宜に設定され、本実施形態では、配向制御に最適な帯域が設定されている。具体的には、本実施形態のランプ４には、紫外線２４０〜３００ｎｍの波長領域を多く出力する高圧水銀ランプが用いられている。
本実施形態の波長カットフィルタ７は、偏光特性を変えてしまう特性があるため、上述したように、ランプ４と偏光子ユニット１０との間に波長カットフィルタ７を設け、光が最後に通る光学素子を偏光子ユニット１０としている。
The wavelength range radiated by the lamp 4 is appropriately set according to the use application of the optical alignment apparatus 1, and in the present embodiment, the optimum band for the alignment control is set. Specifically, the lamp 4 of this embodiment uses a high-pressure mercury lamp that outputs a large amount of ultraviolet light in the wavelength range of 240 to 300 nm.
Since the wavelength cut filter 7 of the present embodiment has a characteristic that changes the polarization characteristic, as described above, the wavelength cut filter 7 is provided between the lamp 4 and the polarizer unit 10, and light passes through last. The element is a polarizer unit 10.
紫外線用の偏光子ユニット１０は、高価であり、また、大きいサイズに製作することが技術的に困難である。したがって、本実施形態では、偏光子ユニット１０を比較的小さく形成するとともに、反射鏡５を断面楕円形に形成することで、ランプ４の光を反射鏡５によって集光して偏光子ユニット１０に向けて照射している。具体的には、図５に示すように、反射鏡５の第１焦点Ｆ１にランプ４の軸線Ｎを位置させるとともに、反射鏡５の第２焦点（集光点）Ｆ２の近傍に偏光子ユニット１０を位置させている。本実施形態では、第２焦点Ｆ２が、偏光子ユニット１０の上面（ランプ４側の面）に位置しているが、これに限定されるものではなく、例えば、波長カットフィルタ７と偏光子ユニット１０の間や、偏光子ユニット１０と光配向対象物Ｗとの間に位置していてもよい。第２焦点Ｆ２を偏光子ユニット１０の上面に近づけるほど、偏光子ユニット固定台８等のワイヤーグリッド偏光子１６周囲の部材に向かう光を少なくして、ワイヤーグリッド偏光子１６に光を集光させることができるので、光利用効率を向上できる。また、反射鏡５は、光配向対象物Ｗ側の出射端部５Ｂが第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２の略中央に位置するように形成されている。この出射端部５Ｂが反射鏡５の光出射開口を構成している。出射端部５Ｂを隔壁３１の開口３１Ａまで延出させる場合には、隔壁３１の下部に隙間δ１から隔壁３１内の空間Ｒに連通する連通孔３２（図１１参照）を形成してもよい。
反射鏡５は、頂部に離間部５Ａを有し、ランプ４の軸線Ｎを含み光配向対象物Ｗに垂直な面（対称面）に対して対称に形成されている。ここで、樋状の反射鏡５の光軸Ｃを、ランプ４の軸線Ｎに垂直な面における反射面の光軸と定義する。
The polarizer unit 10 for ultraviolet rays is expensive and technically difficult to manufacture in a large size. Therefore, in the present embodiment, the polarizer unit 10 is formed to be relatively small, and the reflecting mirror 5 is formed to have an elliptical cross section, whereby the light from the lamp 4 is collected by the reflecting mirror 5 and is applied to the polarizer unit 10. Irradiating towards. Specifically, as shown in FIG. 5, the axis N of the lamp 4 is positioned at the first focal point F1 of the reflecting mirror 5, and the polarizer unit is located near the second focal point (condensing point) F2 of the reflecting mirror 5. 10 is located. In the present embodiment, the second focal point F2 is located on the upper surface of the polarizer unit 10 (the surface on the lamp 4 side), but the present invention is not limited to this, and for example, the wavelength cut filter 7 and the polarizer unit. 10 or between the polarizer unit 10 and the photo-alignment object W. The closer the second focal point F2 is to the upper surface of the polarizer unit 10, the less the light directed to the members around the wire grid polarizer 16 such as the polarizer unit fixing base 8, and the light is condensed on the wire grid polarizer 16. Therefore, the light use efficiency can be improved. Further, the reflecting mirror 5 is formed so that the emission end portion 5B on the photo-alignment object W side is located at the approximate center between the first focal point F1 and the second focal point F2. The exit end 5B constitutes a light exit opening of the reflecting mirror 5. When the emission end 5B is extended to the opening 31A of the partition wall 31, a communication hole 32 (see FIG. 11) that communicates with the space R in the partition wall 31 from the gap δ1 may be formed below the partition wall 31.
The reflecting mirror 5 has a separation portion 5A at the top, and is formed symmetrically with respect to a plane (symmetric plane) that includes the axis N of the lamp 4 and is perpendicular to the photo-alignment object W. Here, the optical axis C of the bowl-shaped reflecting mirror 5 is defined as the optical axis of the reflecting surface in the plane perpendicular to the axis N of the lamp 4.
波長カットフィルタ７は、誘電体多層膜から成る透過フィルタであり、図３に示すように、筐体３の下端側に形成した光出射開口部３Ａの全体を覆う面積を有し、筐体３の下側に取り付けられている。波長カットフィルタ７が透過する光の透過波長域は、光配向装置１の用途に応じて適宜に設定され、本実施形態では、配向制御に最適な帯域が設定されている。具体的には、本実施形態の波長カットフィルタ７は、図６に示すように、約２７０ｎｍ付近を中心波長λｃとし、約５０ｎｍの半値幅Δλを有している。 The wavelength cut filter 7 is a transmission filter made of a dielectric multilayer film, and has an area covering the entire light emission opening 3A formed on the lower end side of the housing 3 as shown in FIG. It is attached to the underside. The transmission wavelength range of light transmitted through the wavelength cut filter 7 is appropriately set according to the use of the optical alignment apparatus 1, and in the present embodiment, the optimum band for alignment control is set. Specifically, as shown in FIG. 6, the wavelength cut filter 7 of this embodiment has a center wavelength λc near about 270 nm and a half-value width Δλ of about 50 nm.
この波長カットフィルタ７は、光透過特性が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、矢印Ｙで示すように、透過波長域が短波長側にシフトする。したがって、波長カットフィルタ７に斜入射して光配向対象物Ｗに到達する光については、光透過特性の角度依存性により、垂直入射時よりも短波長の成分が多く含まれることとなる。 The wavelength cut filter 7 has a light transmission characteristic having an incident angle dependency. As the light incident angle increases, the transmission wavelength region shifts to the short wavelength side as indicated by an arrow Y. Therefore, the light that is obliquely incident on the wavelength cut filter 7 and reaches the photo-alignment object W includes more components having shorter wavelengths than those at the time of vertical incidence due to the angle dependency of the light transmission characteristics.
このため、反射鏡５を集光型の反射鏡に形成して光を集光させ、図７に示すような水平配置した平板状の波長カットフィルタ７（以下、平面状の波長カットフィルタに符号７Ａを付す。）を配置すると、波長カットフィルタ７Ａに入射する光に角度分布が生じる。したがって、光配向対象物Ｗの被照射面においても受光される波長に差が発生することとなる。特に、所定のエリアに所定時間照射を行う面照射の場合、以下の２点の理由からこの問題が顕著になる。 For this reason, the reflecting mirror 5 is formed into a condensing type reflecting mirror to condense light, and a horizontally disposed flat plate-shaped wavelength cut filter 7 (hereinafter referred to as a planar wavelength cut filter) as shown in FIG. 7A), an angular distribution is generated in the light incident on the wavelength cut filter 7A. Therefore, a difference occurs in the received wavelength even on the irradiated surface of the photo-alignment target W. In particular, in the case of surface irradiation that irradiates a predetermined area for a predetermined time, this problem becomes significant for the following two reasons.
第１の理由としては、照射は、通常、照射される光の強さ又は量を規定して行われるため、光配向対象物Ｗの照度を測定する照度計等の数値により規定される。このとき、照度計の波長に対する応答感度が狭い場合、波長カットフィルタ７の入射角による影響を受け、光配向対象物Ｗの照度又は光量の均一性が悪くなる。
第２の理由としては、照度計の応答感度が広く、照度又は光量として均一性が良いとしても、実際は良い結果が得られない可能性がある。例えば、波長２４０〜３００ｎｍまでフラットな応答感度を持つ照度計の場合、波長２５４ｎｍにおいて照度１００ｍＷ/ｃｍ2及び波長２８０ｎｍにおいて照度０ｍＷ／ｃｍ2という条件と、波長２５４ｎｍにおいて照度０ｍＷ／ｃｍ2及び波長２８０ｎｍにおいて照度１００ｍＷ/ｃｍ2という条件において、照度計の値はどちらも同じ値を示す。しかし、光配向対象物Ｗが波長２５４ｎｍにしか感度がない物質であった場合、照度計の値は共に同じ値であるが、一方の条件では光配向対象物Ｗは反応しないこととなる。つまり、フィルタへの入射角分布により、光配向対象物Ｗへ照射される光の波長及び作用の均一性が悪化する。
As a first reason, since irradiation is normally performed by specifying the intensity or amount of the irradiated light, it is specified by a numerical value such as an illuminometer that measures the illuminance of the photo-alignment object W. At this time, when the response sensitivity with respect to the wavelength of the illuminometer is narrow, it is affected by the incident angle of the wavelength cut filter 7, and the illuminance or light quantity uniformity of the photo-alignment target W is deteriorated.
As a second reason, even if the illuminometer has a wide response sensitivity and good uniformity in illuminance or light quantity, there is a possibility that a good result is not actually obtained. For example, if the luminometer with a flat response sensitivity to wavelength 240～300Nm, a condition that illuminance of 0 mW / cm 2 illuminance in 100 mW / cm 2 and wavelength 280nm at a wavelength of 254nm, intensity 0 mW / cm 2 and wavelength 280nm at a wavelength of 254nm In the case where the illuminance is 100 mW / cm 2 , the values of the illuminometer are the same. However, when the photo-alignment target W is a substance that is sensitive only at a wavelength of 254 nm, the values of the illuminometer are both the same value, but the photo-alignment target W does not react under one condition. That is, the uniformity of the wavelength and action of the light irradiated to the photo-alignment object W is deteriorated due to the incident angle distribution on the filter.
そこで、本実施形態の光配向装置１では、図５に示すように、波長カットフィルタ７への入射角度分布が狭くなるように形状及び配置変更を行うことで、波長カットフィルタ７のフィルタ特性の変化を防止し、光配向対象物Ｗに照射される光の均質性を向上させている。この波長カットフィルタ７は、ランプ４に向けて突出する凸形状に形成されている。具体的には、波長カットフィルタ７は、２つの傾斜面７１を山形（略逆Ｖ字状）に設け、２つの傾斜面７１を頂部で接合させて構成されるとともに、頂部が反射鏡５の光軸Ｃ上に位置するように配置されている。各傾斜面７１は、入射角が略同一となるように、光軸Ｃに対して対称に設けられている。なお、山形の波長カットフィルタに符号７Ｂを付す。また、傾斜面７１の水平面Ｈからの設置角度（傾斜角度）をθとする。図５及び図７に示すように、山型の波長カットフィルタ７Ｂでは、水平配置した平板状の波長カットフィルタ７Ａの最大入射角αに比べ、最大入射角βが小さくなっている。ここで、入射角の基準（０°）は反射鏡５の光軸Ｃと一致するものとする。
これらの波長カットフィルタ７Ａ，７Ｂについて、光学シミュレーション及び温度シミュレーションを行った結果を図８及び図９に示す。
Therefore, in the optical alignment apparatus 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the filter characteristics of the wavelength cut filter 7 are changed by changing the shape and arrangement so that the incident angle distribution to the wavelength cut filter 7 is narrowed. The change is prevented and the homogeneity of the light irradiated to the photo-alignment object W is improved. The wavelength cut filter 7 is formed in a convex shape that protrudes toward the lamp 4. Specifically, the wavelength cut filter 7 is configured by providing two inclined surfaces 71 in a mountain shape (substantially inverted V shape) and joining the two inclined surfaces 71 at the top, and the top of the reflecting mirror 5 is formed. It arrange | positions so that it may be located on the optical axis C. Each inclined surface 71 is provided symmetrically with respect to the optical axis C so that the incident angles are substantially the same. Note that the reference numeral 7B is attached to the mountain-shaped wavelength cut filter. Further, the installation angle (inclination angle) of the inclined surface 71 from the horizontal plane H is defined as θ. As shown in FIGS. 5 and 7, in the mountain-shaped wavelength cut filter 7B, the maximum incident angle β is smaller than the maximum incident angle α of the horizontally disposed flat plate-shaped wavelength cut filter 7A. Here, the reference (0 °) of the incident angle is assumed to coincide with the optical axis C of the reflecting mirror 5.
The results of optical simulation and temperature simulation of these wavelength cut filters 7A and 7B are shown in FIGS.
図８は、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θと照度の相対値との関係を示すテーブルである。なお、図８中、最大照度及び最小照度は、ランプ４の長手方向中央から±６５０ｍｍの範囲の照度を、合計は照射野１５００ｍｍ×３００ｍｍ全体の照度の合計を示す。なお、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θが０°の場合が水平配置した平板状の波長カットフィルタ７Ａに相当する。
また、図９は、波長カットフィルタ７への光の入射角度と照度分布の関係を示す説明図である。また、図９（Ａ）〜図９（Ｅ）は波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θが０°、５°、１０°、１５°、２０°の場合の照度分布を、図９（Ｆ）〜図９（Ｊ）は波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θが０°、５°、１０°、１５°、２０°の場合の照度と波長カットフィルタ７への光の入射角度との関係を示す図である。図９（Ａ）〜図９（Ｅ）では、縦軸にランプ４の長手方向における波長カットフィルタ７への光の入射角度、横軸にランプ４の幅方向（直動方向Ｘ）における波長カットフィルタ７への光の入射角度を示す。図９（Ｆ）〜図９（Ｊ）では、縦軸に照度、横軸に波長カットフィルタ７への光の入射角度を示す。
FIG. 8 is a table showing the relationship between the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 and the relative value of illuminance. In FIG. 8, the maximum illuminance and the minimum illuminance indicate the illuminance within a range of ± 650 mm from the center in the longitudinal direction of the lamp 4, and the total indicates the total illuminance of the entire irradiation field 1500 mm × 300 mm. In addition, the case where the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is 0 ° corresponds to the horizontally disposed flat plate-shaped wavelength cut filter 7A.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the incident angle of light on the wavelength cut filter 7 and the illuminance distribution. 9A to 9E show the illuminance distribution when the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is 0 °, 5 °, 10 °, 15 °, and 20 °. FIGS. 9F to 9J show the illuminance when the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is 0 °, 5 °, 10 °, 15 °, and 20 °, and the light to the wavelength cut filter 7. It is a figure which shows the relationship with an incident angle. 9A to 9E, the vertical axis represents the incident angle of light to the wavelength cut filter 7 in the longitudinal direction of the lamp 4, and the horizontal axis represents the wavelength cut in the width direction of the lamp 4 (linear motion direction X). The incident angle of the light to the filter 7 is shown. 9F to 9J, the vertical axis represents the illuminance, and the horizontal axis represents the incident angle of the light to the wavelength cut filter 7.
照度については、図８に示すように、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θが１０°及び１５°の場合に、光量が向上している。
また、波長特性のずれは、波長カットフィルタ７への光の入射角度に依存するため、図９に示す横軸は波長特性ずれを示していると言え、また、入射角度が０°に近いほど良い特性と言える。図９では、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θが５°及び１０°の場合に、入射角度が０°の特性に近くなっており、特性が良くなっている。
これら照度及び波長特性ずれを考慮すると、傾斜面７１の設置角度θを約５°〜１５°の範囲の間に、より望ましくは約１０°にすると、照度を向上できるとともに、均一な照度及び所望波長での光照射が可能となる。
As for the illuminance, as shown in FIG. 8, the light intensity is improved when the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is 10 ° and 15 °.
Further, since the shift in wavelength characteristics depends on the incident angle of light to the wavelength cut filter 7, it can be said that the horizontal axis shown in FIG. 9 indicates the shift in wavelength characteristics, and the closer the incident angle is to 0 °. This is a good characteristic. In FIG. 9, when the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is 5 ° and 10 °, the incident angle is close to 0 °, and the characteristics are improved.
Considering these illuminance and wavelength characteristic deviation, when the installation angle θ of the inclined surface 71 is in the range of about 5 ° to 15 °, more preferably about 10 °, the illuminance can be improved and the uniform illuminance and desired Light irradiation at a wavelength is possible.
図１０は、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θと波長カットフィルタ７の温度との関係を示すテーブルである。図１１は、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θと冷却風の流れ方との関係を示す図である。図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θが０°、１０°、２０°、３０°の場合の冷却風の流れ方を示す図である。
図１０に示すように、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θを大きくするにつれて、波長カットフィルタ７の平均温度が低くなっている。
また、図１１に示すように、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θを大きくするほど、冷却風が波長カットフィルタ７に当たる面積が増えている。
これら平均温度及び冷却風に対する波長カットフィルタ７の接触面積を考慮すると、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θを大きくするほど、波長カットフィルタ７の冷却効率を向上できる。
本実施形態では、照度、波長特性ずれ及び冷却効率を考慮して、波長カットフィルタ７の傾斜面７１の設置角度θを約１０°にしている。
FIG. 10 is a table showing the relationship between the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 and the temperature of the wavelength cut filter 7. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 and the way the cooling air flows. 11A to 11D are diagrams showing how the cooling air flows when the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is 0 °, 10 °, 20 °, and 30 °.
As shown in FIG. 10, the average temperature of the wavelength cut filter 7 decreases as the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is increased.
Further, as shown in FIG. 11, as the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is increased, the area where the cooling air hits the wavelength cut filter 7 increases.
Considering the average temperature and the contact area of the wavelength cut filter 7 with the cooling air, the cooling efficiency of the wavelength cut filter 7 can be improved as the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is increased.
In the present embodiment, the installation angle θ of the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 is set to about 10 ° in consideration of illuminance, wavelength characteristic shift, and cooling efficiency.
以上説明したように、本実施形態によれば、波長カットフィルタ７をランプ４に向けて突出する凸形状とした。具体的には、傾斜面７１は、波長カットフィルタ７に水平配置した平板状の波長カットフィルタ７Ａを使用したときの当該波長カットフィルタ７Ａに入射する光の最大入射角αよりも、傾斜面７１を有する波長カットフィルタ７Ｂに入射する光の最大入射角βが小さくなるように配置する構成とした。この構成により、波長カットフィルタ７への光の入射角度を小さくできるので、均一な照度及び所望波長での光照射が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the wavelength cut filter 7 has a convex shape protruding toward the lamp 4. Specifically, the inclined surface 71 is more inclined than the maximum incident angle α of light incident on the wavelength cut filter 7A when a flat wavelength cut filter 7A horizontally disposed on the wavelength cut filter 7 is used. In this configuration, the maximum incident angle β of light incident on the wavelength cut filter 7B having the above is reduced. With this configuration, since the incident angle of light to the wavelength cut filter 7 can be reduced, it is possible to perform light irradiation with uniform illuminance and a desired wavelength.
また、本実施形態によれば、反射鏡５と波長カットフィルタ７との間に冷却風を流す熱源冷却経路３０を形成する構成とした。この構成により、波長カットフィルタ７をランプ４に向けて突出する凸形状とすることで、冷却風が波長カットフィルタ７に当たる面積を広くすることができるので、電力を増やさずに、波長カットフィルタ７の温度を低下させることができる。 Moreover, according to this embodiment, it was set as the structure which forms the heat source cooling path | route 30 which flows a cooling wind between the reflective mirror 5 and the wavelength cut filter 7. FIG. With this configuration, since the wavelength cut filter 7 has a convex shape that protrudes toward the lamp 4, the area where the cooling air hits the wavelength cut filter 7 can be increased, so that the wavelength cut filter 7 can be obtained without increasing the power. The temperature can be lowered.
また、本実施形態によれば、反射鏡５の第２焦点Ｆ２の近傍にワイヤーグリッド偏光子１６を配置したため、ワイヤーグリッド偏光子１６を比較的小さく形成できるので、偏光子ユニット１０を容易に且つ安価に形成できる。 Moreover, according to this embodiment, since the wire grid polarizer 16 was arrange | positioned in the vicinity of the 2nd focus F2 of the reflective mirror 5, since the wire grid polarizer 16 can be formed comparatively small, the polarizer unit 10 can be made easy and It can be formed at low cost.
また、本実施形態によれば、波長カットフィルタ７は、２つの傾斜面７１を山形に設けて構成され、傾斜面７１の設置角度θを水平面Ｈから約１０°にする構成とした。波長カットフィルタ７を２つの傾斜面７１を山形に設けて構成することで、波長カットフィルタ７を簡単な構成で凸形状とすることができる。また、傾斜面７１の設置角度を１０°にすることで、電力を増やさずに、照度及び冷却効率の両方を向上できる。 Further, according to the present embodiment, the wavelength cut filter 7 is configured by providing the two inclined surfaces 71 in a mountain shape, and the installation angle θ of the inclined surface 71 is set to about 10 ° from the horizontal plane H. By configuring the wavelength cut filter 7 with two inclined surfaces 71 in a mountain shape, the wavelength cut filter 7 can be formed into a convex shape with a simple configuration. Moreover, by setting the installation angle of the inclined surface 71 to 10 °, both the illuminance and the cooling efficiency can be improved without increasing the power.
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、波長カットフィルタ７を２分割していたが、２分割以上であればよく、図１２（Ａ）に示すように、例えば、波長カットフィルタ７Ｃを３分割してもよい。波長カットフィルタ７Ｃは、ランプ４の直下に反射鏡５の光軸Ｃに対して垂直に配置された平面７２と、この平面７２の幅方向（直動方向Ｘ）両側に設けられ、反射鏡５の光軸Ｃに対して偏光子ユニット１０側に傾斜する傾斜面７３とを備えて構成されている。各傾斜面７３は、入射角が略同一となるように、光軸Ｃに対して対称に設けられている。
波長カットフィルタ７は、多角形にするほど入射角度を小さくでき、略円形又は略楕円形では入射角をより小さくできる。したがって、波長カットフィルタ７を略円形又は略楕円形に形成することで、波長カットフィルタ７をランプ４に向けて突出する凸形状としてもよい。図１２（Ｂ）は、略半円筒状に形成した波長カットフィルタ７Ｄを示す。波長カットフィルタ７Ｄは、略半円筒状の湾曲面７４を備えて構成され、湾曲面７４は、反射鏡５の光軸Ｃ上、より詳細には、ランプ４の軸線Ｎ上に中心軸を有する。
However, the above-described embodiment is an aspect of the present invention, and it is needless to say that the embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the wavelength cut filter 7 is divided into two. However, it is sufficient that the wavelength cut filter 7 is divided into two or more. For example, as shown in FIG. Good. The wavelength cut filter 7 </ b> C is provided directly below the lamp 4 on a plane 72 arranged perpendicular to the optical axis C of the reflecting mirror 5 and on both sides in the width direction (linear motion direction X) of the plane 72. And an inclined surface 73 inclined toward the polarizer unit 10 with respect to the optical axis C. Each inclined surface 73 is provided symmetrically with respect to the optical axis C so that the incident angles are substantially the same.
The wavelength cut filter 7 has a smaller incident angle as it is made into a polygon, and can have a smaller incident angle when it is approximately circular or approximately elliptical. Therefore, the wavelength cut filter 7 may be formed in a substantially circular shape or an elliptical shape so that the wavelength cut filter 7 has a convex shape protruding toward the lamp 4. FIG. 12B shows a wavelength cut filter 7D formed in a substantially semi-cylindrical shape. The wavelength cut filter 7D is configured to include a substantially semi-cylindrical curved surface 74, and the curved surface 74 has a central axis on the optical axis C of the reflecting mirror 5, more specifically on the axis N of the lamp 4. .
また、上述の実施形態では、反射鏡５を収める筐体３に波長カットフィルタ７を取り付けていたが、波長カットフィルタ７は筐体３と離間して設けてもよい。 In the above-described embodiment, the wavelength cut filter 7 is attached to the housing 3 that houses the reflecting mirror 5, but the wavelength cut filter 7 may be provided separately from the housing 3.
また、上述の実施形態では、樋状の反射鏡５は、対称面に関して分割されていたが、一体ものであってもよい。
また、上述の実施形態では、樋状の反射鏡５は、ランプ４の軸線Ｎ方向に対面する端面を開放させていたが、当該端面を平面又は曲面状の補助反射面で閉塞してもよい。この場合も、波長カットフィルタ７の傾斜面７１は、主反射面となる樋状の反射鏡５の光軸Ｃに対して反射鏡５側に近づくように傾斜させればよい。
また、上述の実施形態では、反射鏡５を半楕円筒状に形成したが、この形状に限定されるものではなく、例えば、断面を半円形状にした樋状に形成してもよい。
In the above-described embodiment, the bowl-shaped reflecting mirror 5 is divided with respect to the symmetry plane, but may be integrated.
In the above-described embodiment, the bowl-shaped reflecting mirror 5 has the end face facing the axis N direction of the lamp 4 open, but the end face may be closed with a flat or curved auxiliary reflecting face. . Also in this case, the inclined surface 71 of the wavelength cut filter 7 may be inclined so as to approach the reflecting mirror 5 side with respect to the optical axis C of the bowl-shaped reflecting mirror 5 serving as the main reflecting surface.
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the reflecting mirror 5 was formed in the semi-elliptical cylinder shape, it is not limited to this shape, For example, you may form in cross-sectional shape in the shape of a semicircle.
また、上述の実施形態では、反射鏡５を線状光源に沿って延びる樋状に形成したが、反射鏡５は、回転軸対称反射鏡（例えば、半球状の反射鏡、回転楕円面反射鏡等）であってもよい。この場合、回転軸上に、点光源、又は光源の軸線を配置すればよい。また、回転軸上に光源を配置したこの回転軸対称反射鏡を、一直線上に複数個並列配置するように筐体３内に収めて長尺な光照射器２を構成してもよく、また、この長尺な光照射器２を複数並列配置してもよい。 In the above-described embodiment, the reflecting mirror 5 is formed in the shape of a bowl extending along the linear light source. However, the reflecting mirror 5 is a rotationally axisymmetric reflecting mirror (for example, a hemispherical reflecting mirror or a spheroidal reflecting mirror). Etc.). In this case, a point light source or an axis of the light source may be arranged on the rotation axis. Further, a long light irradiator 2 may be configured by housing a plurality of rotationally symmetric reflecting mirrors each having a light source on a rotational axis in a housing 3 so as to be arranged in parallel on a straight line. A plurality of the long light irradiators 2 may be arranged in parallel.
また、上述の実施形態では、線状光源に紫外線を放射する紫外線ランプを用いていたが、線状光源が照射する光は紫外線に限定されるものではなく、可視光等他の波長域であってもよい。またランプに代えて、紫外線ＬＥＤ等の発光素子を直線状に配列した線状光源を用いることもできる。
また、上述の実施形態では、光照射器２を１つ設けていたが、２つ以上設けてもよい。
In the above-described embodiment, an ultraviolet lamp that radiates ultraviolet rays is used as the linear light source. However, the light emitted from the linear light source is not limited to ultraviolet rays, and is in other wavelength ranges such as visible light. May be. Moreover, it can replace with a lamp | ramp and can also use the linear light source which arranged light emitting elements, such as ultraviolet LED, in the linear form.
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the one light irradiation device 2 was provided, you may provide two or more.
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、偏光子としてワイヤーグリッド偏光子１６を用いたが、偏光子は例えば蒸着膜を用いた偏光子であってもよい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the polarizer unit 10 was comprised with the several wire grid polarizer 16, the wire grid polarizer 16 may be one.
In the above-described embodiment, the wire grid polarizer 16 is used as the polarizer. However, the polarizer may be a polarizer using a vapor deposition film, for example.
また、上述の実施形態では、光配向対象物Ｗは、矩形状として説明したが、連続した長尺に形成し、例えば、送り出しローラに巻かれ、送り出しローラから引き出されて搬送され、光照射器２の下を通って巻き取りローラ巻き取られるようにしてもよい。この場合、ワークステージ８３及びその直動機構を省略できる。 In the above-described embodiment, the photo-alignment target object W has been described as a rectangular shape. However, the photo-alignment target object W is formed in a continuous length, for example, wound around a feed roller, pulled out from the feed roller, and transported. 2 may be wound up under the winding roller 2. In this case, the work stage 83 and its linear motion mechanism can be omitted.
また、上述した実施形態では、光配向装置１を光配向膜に偏光光を照射して配向する光配向装置に用いられるものとして説明したが、本発明は、種々の光照射装置に適用可能である。 In the above-described embodiments, the photo-alignment device 1 is described as being used for a photo-alignment device that aligns the photo-alignment film by irradiating polarized light. However, the present invention is applicable to various light-irradiation devices. is there.
１ 光配向装置（光照射装置）
４ ランプ（光源、線状光源）
５ 反射鏡
７ 波長カットフィルタ
１０ 偏光子ユニット
１６ ワイヤーグリッド偏光子（偏光子）
３０ 熱源冷却経路（冷却経路）
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点（集光点）
α 最大入射角
β 最大入射角
θ 設置角度（傾斜角度）
1 Photo-alignment device (light irradiation device)
4 lamps (light source, linear light source)
5 Reflector 7 Wavelength Cut Filter 10 Polarizer Unit 16 Wire Grid Polarizer (Polarizer)
30 Heat source cooling path (cooling path)
F1 first focus F2 second focus (focusing point)
α Maximum incident angle β Maximum incident angle θ Installation angle (tilt angle)
Claims (3)
前記光源と前記偏光子との間に波長カットフィルタを設け、
前記波長カットフィルタは、前記光源に向けて突出する凸形状とし、
前記波長カットフィルタは、前記波長カットフィルタに平面状のフィルタを被照射面と略平行に使用したときの当該フィルタに入射する光の最大入射角よりも、前記凸形状の前記波長カットフィルタに入射する光の最大入射角が小さく形成したことを特徴とする光照射装置。 A light source, a condensing reflecting mirror that reflects light emitted from the light source, and a polarizer that polarizes the direct light of the light source and the reflected light reflected by the reflecting mirror, and polarized by the polarizer. In the light irradiation device that irradiates light,
A wavelength cut filter is provided between the light source and the polarizer,
The wavelength cut filter has a convex shape protruding toward the light source ,
The wavelength cut filter is incident on the convex wavelength cut filter from a maximum incident angle of light incident on the filter when a flat filter is used substantially parallel to the irradiated surface. The light irradiation device is characterized in that the maximum incident angle of the light to be formed is small .
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