KR101288661B1 - 편광 광 조사 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 그리드 편광 소자를 이용한 편광 광 조사 장치에 있어서, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치를, 가능한 한 작게 하는 것.
(해결 수단) 광조사부(20)는 막대 형상 램프(1)와, 막대 형상 램프(1)로부터의 광을 워크를 향해 반사하는 홈통 형상의 반사 미러(2)를 구비한다. 광조사부(20)의 광출사측에는, 그리드 편광 소자(10)가 설치되고, 막대 형상 램프(1)로부터의 광은, 그리드 편광 소자(10)에 의해 편광되고, 워크(30)에 조사되고 광배향 처리가 행해진다. 반사 미러(2)는, 단면이 포물선 형상인 홈통 형상의 미러이며, 막대 형상 램프의 중심은, 상기 단면이 포물선인 반사 미러의 제1 초점과 정점을 잇는 직선상이며, 상기 제1 초점보다 상기 그리드 편광 소자(10)측에 배치된다. 막대 형상 램프의 중심을 반사 미러의 제1 초점보다 그리드 편광 소자(10)측에 배치하고 있으므로, 편광축의 불일치를 제1 초점에 배치한 경우보다 작게 할 수 있다.

Description

편광 광 조사 장치 {POLARIZED LIGHT IRRADIATION APPARATUS}

본 발명은, 액정 소자의 배향막이나, 시야각 보상 필름의 배향층 등에 소정의 파장의 편광 광을 조사하여 배향을 행하는 편광 광 조사 장치에 관한 것이다.

근래, 액정 패널을 비롯하는 액정 표시 소자의 배향막이나, 시야각 보상 필름의 배향층 등의 배향 처리에 관하며, 자외선 영역의 파장의 편광 광을 조사하고 배향을 행하는, 광배향으로 불리는 기술이 채용되도록 되어 왔다. 이하, 광에 의해 배향을 행하는 배향막이나, 배향층을 설치한 필름 등, 광에 의해 배향 특성이 발생하는 막이나 층을 총칭하여 광배향막이라고 부른다.

광배향막은, 액정 패널의 대형화와 더불어, 예를 들면 한 변이 2000㎜ 이상인 사각형이라고 하는 바와 같이 대면적화되고 있다.

상기와 같은 대면적의 광배향막에 대해서 광배향을 행하기 위해서, 막대 형상의 램프와 와이어 그리드 형상의 그리드를 가지는 편광 소자(이하 그리드 편광 소자라고 한다)를 조합한 편광 광 조사 장치가 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2 참조).

광배향막용의 편광 광 조사 장치에 있어서 막대 형상 램프는, 발광 길이가 비교적 긴 것을 만들 수 있다. 그 때문에, 배향막의 폭에 따른 발광 길이를 구비한 막대 형상 램프를 사용하고, 그 램프로부터의 광을 조사하면서, 배향막을 램프의 길이 방향에 직교하는 방향으로 이동시키면, 넓은 면적의 배향막을 비교적 단시간에 광배향 처리를 행할 수 있다.

도 7에, 선형상의 광원인 막대 형상 램프와 그리드 편광 소자를 조합한 편광 광 조사 장치의 구성예를 나타낸다.

이 도면에 있어서, 광배향막인 워크(30)는, 예를 들면 시야각 보상 필름과 같은 띠형상의 긴 워크이며, 송출 롤(R1)로부터 송출되고, 도면 중 화살표 방향으로 반송되고, 후술하는 바와 같이 편광 광조사에 의해 광배향 처리되고, 권취 롤(R2)에 의해 감긴다.

편광 광 조사 장치의 광조사부(20)는, 광배향 처리에 필요한 파장의 광(자외선)을 방사하는 막대 형상 램프(21), 예를 들면 고압 수은 램프나 수은에 다른 금속을 더한 메탈핼라이드 램프와, 막대 형상 램프(21)로부터의 자외선을 워크(30)를 향해 반사하는 단면이 타원형인 홈통 형상의 반사 미러(22)를 구비한다. 상기와 같이, 막대 형상 램프(21)의 길이는, 발광부가, 워크(30)의 반송 방향에 직교하는 방향의 폭에 대응하는 길이를 구비한 것을 사용하고, 상기 막대 형상 램프(21)는 상기 타원 형상의 반사 미러(22)의 제1 초점에 위치하도록 배치된다.

광조사부(20)는, 램프(21)의 길이 방향이 워크(30)의 폭 방향(반송 방향에 대해서 직교 방향)이 되도록 배치한다.

광조사부(20)의 광출사측에는, 편광 소자인 그리드 편광 소자(10)가 설치되고, 상기 타원 형상의 반사 미러(22)의 제2 초점에는, 워크(30)가 배치된다.

광조사부(20)로부터의 광은 그리드 편광 소자(10)에 의해 편광되고, 광조사부(20)의 아래로 반송되는 워크(30)에 조사되고, 광배향 처리가 행해진다.

그리드 편광 소자(와이어 그리드형의 편광 소자)에 대해서는, 예를 들면 특허 문헌 3이나 특허 문헌 4에 상세가 나타나 있다.

광로 중에 이 편광 소자를 삽입하면, 그리드의 길이 방향에 평행한 편광 성분은 대부분 반사되고, 직교하는 편광 성분은 통과한다. 따라서, 그리드 편광 소자를 통과한 광은, 편광 소자의 그리드의 길이 방향에 직교하는 방향의 편광축을 가지는 편광 광이 된다.

종래, 광배향막용의 편광 광 조사 장치로서, 선형상의 광원인 막대 형상 램프에 그리드 편광 소자를 조합하는 것이 행해지고 있던 것은 다음과 같은 이유에서이다.

막대 형상 램프로부터의 광은 발산광이며, 램프의 출사측에 편광 소자를 배치하여 편광 광을 얻고자 해도, 편광 소자에는 다양한 각도의 광이 입사된다.

편광 소자로서는, 증착막이나 브루스터각을 이용한 것이 알려져 있다.

그러나, 이들 편광 소자는, 편광 소자에 정해진 각도로 입사하는 광밖에 편광할 수 없고, 그 이외의 각도로 입사한 광은, 거의 편광하지 않고 통과해 버린다. 그 때문에, 광원이 발산광인 경우, 증착막이나 브루스터각을 이용한 편광 소자를 사용하면, 편광 소자에 입사하는 광을 평행 광으로 하여 입사 각도를 구비한 경우에 비하면, 얻어지는 편광 광의 소광비가 나빠진다.

또, 유기막을 이용한 편광 소자도 있지만, 이것은, 광배향을 위해서 사용되는 자외역의 광을 장시간 조사하면 특성이 열화되므로, 공업적으로 사용하는 것은 어렵다.

이에 대해서, 그리드 편광 소자는, 편광 소자에 입사하는 광의 각도에 대한 출사하는 편광 광의 소광비의 의존성이 작다. 그 때문에, 막대 형상 램프로부터 출사하는 광과 같은 발산광이어도, 입사 각도가 ±45°의 범위이면, 광이 조사되는 영역 전체에 걸쳐서, 비교적 양호한 소광비의 편광 광을 얻을 수 있다.

그 때문에, 막대 형상 램프의 길이를, 광배향막의 폭에 대응시켜 설치하고, 광배향막을 편광 광 조사 장치에 대해서 상대적으로 한방향으로 이동시키면, 원리적으로는 1개의 램프로, 넓은 면적의 광배향막의 배향 처리를 행할 수 있다.

따라서, 막대 형상 램프에 그리드 편광 소자를 조합하면, 1개의 램프로, 넓은 면적의 광배향막의 배향 처리를 행할 수 있고, 장치 전체를 염가로 제작할 수 있다.

[특허 문헌 1]: 일본국 특허공개 2006-126464호 공보 [특허 문헌 2]: 일본국 특허공개 2009-265290호 공보 [특허 문헌 3]: 일본국 특허공개 2002-328234호 공보 [특허 문헌 4]: 일본국 특허공표 2003-508813호 공보 [특허 문헌 5]: 일본국 특허공개 2006-184747호 공보

상기한 바와 같이, 그리드 편광 소자는, 입사각도 의존성이 작고, 비스듬하게 입사하는 광에 대해서도 편광할 수 있다. 그러나, 우리가 실험한 바, 편광 소자에 비스듬하게 입사한 광에 의한 편광 광은, 수직이거나 그에 가까운 각도로 입사한 광에 의한 편광 광에 비하면, 편광축이 회전하고, 편광축의 어긋남(이하 축 어긋남이라고 부른다)을 일으키는 것을 알았다. 편광 광에 축 어긋남이 생기면, 광조사 영역에 있어서 편광축의 불일치가 생긴다.

편광축이 불일치한 편광 광에 의해 광배향 처리를 행하면, 처리된 배향막을 사용하여 만들어진 액정 표시 소자의 콘트라스트가 장소에 따라 다르며, 얼룩으로서 눈에 비친다고 하는 문제가 생긴다. 이 때문에, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치를 가능한 한 작게 하는 것이 요구된다.

특허 문헌 5에는, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치는, 그리드 편광자에 입사하는 광의 각도가 커질 수록, 편광자로부터 출사하는 편광 광의 편광축의 회전량이 커지고, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치가 커지는 것이 나타나 있다.

상기 도 7에 나타낸 편광 광 조사 장치는, 단면이 타원형인 홈통 형상의 반사 미러(22)를 이용하여, 막대 형상 램프(21)를 상기 타원 형상의 반사 미러(22)의 제1 초점에 위치하도록 배치하고, 타원 형상의 반사 미러(22)의 제2 초점에는, 워크(30)을 배치하고 있다. 이 때문에, 편광 소자에 비스듬하게 입사하는 광이 비교적 많아지고, 편광축의 불일치가 커진다.

이상과 같이 종래의 편광 광 조사 장치에서는, 편광축의 불일치를 가능한 한 작게 하는 등의 요망에 충분히 응할 수 없었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은, 선형상의 광원과, 이 광원으로부터의 광을 반사하는 홈통 형상의 반사 미러와, 상기광원과 상기 반사 미러로 반사된 광을 편광하는 그리드 편광 소자를 구비한 편광 광 조사 장치에 있어서, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치를, 가능한 한 작게 하는 것이다.

광조사 영역에서의 편광축의 불일치가 작아지도록 하려면, 그리드 편광 소자에 입사하는 광의 각도를 작게 하는(편광 소자에의 입사각을 0°에 가깝게 한다) 것이 바람직하다고 생각된다.

그래서, 막대 형상 램프로부터의 자외선을 워크를 향해 반사하는 홈통 형상의 반사 미러로 하여, 종래 이용되고 있던 단면이 타원 형상인 것에 대신하여, 단면이 포물선 형상인 것을 이용하는 것이 고려된다.

표 1은 반사 미러의 단면이 타원 형상인 경우와 포물선 형상인 경우의 편광축 편차를 나타낸 것이다. 또한, 이 표는 계산에 의해 구한 결과를 나타내고 있다. 표 1의 (a)는 막대 형상 램프의 아크 직경이 φ10㎜인 경우이며, 단면이 포물선 형상(파라볼라)으로 제1 초점 F1의 위치가 20㎜(반사 미러의 포물선의 정점과 초점의 거리, 이하 동일)인 반사 미러, 단면이 타원 형상(타원)이고 제1 초점 F1의 위치가 20㎜, 제2 초점 F2의 위치가 100㎜인 반사 미러, 및 단면이 타원 형상(타원)이며 제1 초점 F1의 위치가 20㎜, 제2 초점 F2의 위치가 200㎜인 반사 미러를 이용하여, 제1 초점 F1의 위치에 램프의 아크의 중심을 배치한 경우의 축 편차(±[deg］)를 나타낸다. 또한, 단면이 포물선 형상인 반사 미러는, 제2 초점 F2는 아니지만, 여기에서는 F2=무한대로서 나타내고 있다.

또, 표 1의 (b)는 막대 형상 램프의 아크 직경이 32.5㎜인 경우이며, 단면이 포물선 형상(파라볼라)이며 제1 초점 F1의 위치가 25㎜인 반사 미러, 단면이 타원 형상(타원)이며 제1 초점 F1의 위치가 25㎜, 제2 초점 F2의 위치가 100㎜인 반사 미러, 및 단면이 타원 형상(타원)이며 제1 초점 F1의 위치가 25㎜, 제2 초점 F2의 위치가 200㎜인 반사 미러를 이용하여, 제1 초점 F1의 위치에 램프의 아크의 중심을 배치한 경우의 축 편차(±［deg］)를 나타낸다.

이 표로부터 분명하듯이, 단면이 포물선(파라볼라)인 반사 미러를 이용한 경우의 축 편차에 대해서 단면이 타원 형상인 반사 미러를 이용한 경우의 축 편차는 2~3배가 되고, 단면이 포물선(파라볼라)인 반사 미러를 이용함으로써, 편광축의 축 편차를 큰 폭으로 감소시킬 수 있다.

이상과 같이, 단면이 포물선 형상인 반사 미러를 이용하여, 램프의 중심을 이 반사 미러의 포물선의 제1 초점에 배치함으로써, 반사 미러의 반사광은 평행광이 되고, 그리드 편광 소자에 작은 입사 각도(수직이거나 그에 가까운 각도)로 입사하고, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치가 작아진다.

그러나, 그리드 편광 소자에는, 램프로부터의 직사광도 입사한다. 램프로부터 방사되는 광은 발산광이며, 그리드 편광 소자에 대해서 큰 입사 각도로 입사하는 성분도 있다.

따라서, 선형상의 광원으로부터의 광을 반사하는 반사 미러로서, 단면이 포물선 형상인 홈통 형상의 반사 미러를 이용해도, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치를 완전히 없앨 수는 없는 것을 알았다.

상기 문제를 해결하기 위해서, 여러 가지 검토한 결과, 반사 미러로서 단면이 포물선 형상인 반사 미러를 이용함과 더불어, 램프의 중심(발광부)을 그 반사 미러의 제1 초점보다도 약간 편광 소자측으로 이동한 쪽이, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치가, 보다 작아지는 것을 알았다.

상세히는, 램프의 중심을, 단면이 포물선인 반사 미러의 제1 초점과 정점을 잇는 직선상이며, 제1 초점과 그리드 편광 소자의 사이에 배치한다. 이러한 위치에 램프를 배치함으로써, 램프를 제1 초점에 배치한 경우보다도, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치를 작게 할 수 있었다.

단, 램프의 중심이 제1 초점으로부터 너무 멀어지면, 편광축의 불일치는 다시 커진다. 그 때문에, 램프의 중심을 제1 초점으로부터 편광 소자의 방향으로 이동시키는 거리는, 반사 미러의 촛점거리의 1/2 정도의 거리까지인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 막대 형상 램프로부터의 자외선을 워크를 향해 반사하는 홈통 형상의 반사 미러로서 단면이 포물선 형상인 것을 이용하여, 상기 램프의 중심을, 상기 반사 미러의 제1 초점과 그리드 편광 소자의 사이에 배치했으므로, 종래와 같이 단면이 타원 형상인 홈통 형상의 반사 미러를 이용하는 경우에 비해, 광조사 영역에서의 편광축의 불일치를 적게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 편광 광 조사 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 있어서, 반사 미러와 램프와 와이어 그리드 편광 소자의 배치를 설명하는 도면이다.
도 3은 제1 초점(F1)과 포물선의 정점을 잇는 직선상을 이동한 경우의, 광조사 영역의 편광축의 불일치의 변화를 나타내는 도(1)이다.
도 4는 제1 초점(F1)과 포물선의 정점을 잇는 직선상을 이동한 경우의, 광조사 영역의 편광축의 불일치의 변화를 나타내는 도(2)이다.
도 5는 제1 초점(F1)과 포물선의 정점을 잇는 직선상을 이동한 경우의, 광조사 영역의 편광축의 불일치의 변화를 나타내는 도(3)이다.
도 6은 편광축의 불일치를 설명하는 도면이다.
도 7은 막대 형상 램프, 반사 미러와, 그리드 편광 소자를 이용한 편광 광 조사 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.

도 1(a)에 본 발명의 실시예의 홈통 형상의 반사 미러와 선형상의 광원인 막대 형상 램프와 그리드 편광 소자를 조합한 편광 광 조사 장치의 구성예를 나타내고, 이 도면 (b)(c)에 반사 미러와 막대 형상 램프의 확대도를 나타낸다. 또, 이 도면 (d)에 램프의 단면 형상을 나타낸다.

이 도면 (a)에 있어서, 광배향막인 워크(30)는, 상술한 바와 같이 예를 들면 시야각 보상 필름과 같은 띠형상의 긴 워크이며, 송출 롤(R1)로부터 송술되고, 도면 중 화살표 방향으로 반송되고, 후술하는 바와 같이 편광 광조사에 의해 광배향 처리되고, 권취 롤(R2)에 의해 감긴다.

편광 광 조사 장치의 광조사부(20)는, 광배향 처리에 필요한 파장의 광(자외선)을 방사하는 막대 형상 램프(1), 예를 들면 고압 수은 램프나 수은에 다른 금속을 더한 메탈핼라이드 램프와, 막대 형상 램프(1)로부터의 자외선을 워크(30)를 향해 반사하는 홈통 형상의 반사 미러(2)를 구비한다.

막대 형상 램프(1)의 길이는, 발광부가, 워크(30)의 반송 방향에 직교하는 방향의 폭에 대응하는 길이를 구비한 것을 사용한다. 광조사부(20)는, 램프(1)의 길이 방향이 워크(30)의 폭 방향(반송 방향에 대해서 직교 방향)이 되도록 배치한다.

광조사부(20)의 광출사측에는, 편광 소자인 그리드 편광 소자(10)가 설치된다.

막대 형상 램프(1)로부터의 광은, 직접 그리드 편광 소자(10)에 입사함과 더불어, 반사 미러(2)로 반사하여 그리드 편광 소자(10)에 입사하고, 그리드 편광 소자(10)에 의해 편광되고, 광조사부(20)의 아래로 반송되는 워크(30)에 조사되고, 광배향 처리가 행해진다.

도 1(b)는 상기 반사 미러(2)의 사시도, 도 1(c)는 막대 형상 램프(1)의 사시도, 도 1(d)는 막대 형상 램프를 관축에 수직인 평면으로 자른 단면도이다.

반사 미러(2)의 내측이 램프로부터 방사되는 광을 반사하는 반사면이며, 이 반사 미러(2)의 내측에, 길이 방향을 맞춘 막대 형상 램프가 배치된다.

반사 미러(2)는, 상기한 바와 같이 단면이 포물선 형상인 홈통 형상의 미러이며, 막대 형상 램프(1)의 길이 방향이 상기 홈통 형상의 반사 미러(2)의 길이 방향에 평행하게 배치된다. 그리고 막대 형상 램프의 중심(막대 형상 램프를 관축에 수직인 평면으로 잘랐을 때의 단면에 있어서의 중심 위치, 즉 광원의 중심)은, 상기 단면이 포물선인 반사 미러의 제1 초점과 포물선의 정점을 잇는 직선상이며, 상기 제1 초점보다 상기 그리드 편광 소자(10)측에 배치된다.

여기서, 반사 미러(2)의 「단면이 포물선 형상」이란, 이 홈통 형상의 반사 미러(2)의 길이 방향에 대해서 직교하는 방향의 단면의 반사면의 형상이, 포물선 형상이라는 것이다. 반사 미러(2)는, 실제로는, 이 도면에 나타내는 바와 같이 정점부에 통풍 구멍 등의 개구가 형성되어 있는 경우가 있지만, 그 경우에서도 「단면이 포물선 형상」이라고 한다.

또, 반사 미러(2)는 홈통 형상이므로, 반사 미러(2)의 제1 초점은, 반사 미러(2)의 길이 방향을 따라 연속적으로 존재한다. 그래서, 여기에서는, 제1 초점의 집합체인 직선을, 「홈통 형상의 미러의 제1 초점」이라고 부른다.

또한, 반사 미러(2)의 제1 초점과 램프(1)의 중심을 일치시킨다는 것은, 반사 미러(2)의 제1 초점의 집합체인 직선과, 램프의 중심선을 일치시킨다고 하는 것을 의미한다.

램프의 중심선이란, 도 1(d)에 나타내는 단면도에 있어서의 막대 형상의 램프(1)의 둥근 환상의 봉체(유리관)(1a)의 내경의 중심(아크의 중심)점의 램프 길이 방향의 집합체이다. 즉, 막대 형상 램프를 관축에 수직인 평면으로 잘랐을 때의 단면에 있어서의 내경의 중심점의 집합체인 램프의 길이 방향을 따른 직선이며, 광원의 중심에 상당한다.

또한, 램프는 내부에 전극을 가지는 유전극 램프와 내부에 전극을 가지지 않는 무전극 램프가 있지만, 어느 경우라도, 봉체(封體)의 둥근 환의 축을 램프의 중심이라고 부른다.

상기 본 발명의 실시예의 홈통 형상이며 단면이 포물선 형상인 반사 미러와 막대 형상의 램프, 및 그리드 편광 소자를 조합한 편광 광 조사 장치에 있어서의 램프의 위치와 편광축의 불일치의 관계를 조사했다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 램프(1)를, 단면이 포물선 형상인 반사 미러(2)의 제1 초점(F1)과, 미러(2)의 포물선의 정점 P를 잇는 직선상을 평행 이동시켰다. 즉, 램프(1)의 중심과 초점 F1의 거리 d(위치 어긋남량)를 바꾸어 편광축의 불일치를 조사했다. 또한, 상기한 바와 같이 반사 미러(2)의 정점부에는 개구가 형성되어 있는 일이 있지만, 그러한 경우, 정점 P는 포물선의 일부를 형성하는 반사 미러(2)의 단면을 외부로부터 삽입하여 구한다.

포물선 형상의 반사 미러(2)는, 초점 거리가 다른 것에 대해서 3종(f=18㎜, 20㎜, 25㎜), 또 막대 형상 램프(1)는 봉체의 관직경(내경)이 다른 것을 복수 준비하고, 각각 조합하여 조사했다.

램프(1)의 관 직경은, 현재 일반적으로 사용되는 대표적인 막대 형상 램프의 관 직경이다. 램프의 관 직경은, 가는 쪽이 휘도는 높아지고, 따라서 높은 피크 조도를 얻을 수 있다. 그러나, 램프의 길이가 길어지면, 강도를 유지하기 위해서 굵어지는 경향이 있다.

도 3은, 홈통 형상이며 단면이 포물선 형상인 반사 미러의 초점 거리가 18㎜인 경우에 있어서, 관의 내경이 9㎜, 18㎜, 23.4㎜인 막대 형상 램프가, 각각 제1 초점(F1)과 포물선의 정점을 잇는 직선상을 이동한 경우의, 광조사 영역의 편광축의 불일치의 변화를 나타낸다. 이 도면에 있어서, 횡축은 제1 초점으로부터 램프의 중심까지의 거리, 종축은 편광축의 불일치(축 편차)의 크기이다.

또한, 편광축이란, 광조사 영역의 어느 점에 있어서의 편광 방향을 방위각으로 나타낸 것이다. 또, 편광축의 불일치(축 편차)의 크기는 도 6에 나타내는 바와 같이, 편광 광이 조사되고 있는 영역의 중심 위치의 편광축의 방향을 기준으로 하고, 광조사 영역의 네 모서리의 편광축의 방향을 측정하고, 몇 번 회전하고 있는지를, 열림각 θ로 하여 ±θ／2로 나타낸 것이다.

도 3으로 돌아와, 횡축의 0의 위치는 제1 초점(F1)의 위치이며, 어긋남량이 플러스측(0보다 우측)은, 램프를 제1 초점(F1)으로부터 그리드 편광자측으로 이동시킨 경우이며, 어긋남량이 마이너스측(0보다 좌측)은, 램프를 제1 초점(F1)으로부터 그리드 편광자와는 반대측으로 이동시킨 경우이다.

도 4는, 홈통 형상이며 단면이 포물선 형상인 반사 미러의 초점 거리가 20㎜인 경우에 있어서, 관의 내경이 10㎜, 20㎜, 26㎜인 막대 형상 램프를 이용한 경우이다.

도 5는, 홈통 형상이며 단면이 포물선 형상인 반사 미러의 초점 거리가 25㎜인 경우에 있어서, 관의 내경이 12.5㎜, 25㎜, 32.5㎜인 막대 형상 램프를 이용한 경우이다.

도 3, 4, 5로부터, 다음과 같은 지견을 이끌 수 있다.

램프를, 제1 초점(F1)에 대해서 그리드 편광자와는 반대측으로 이동시키면, 편광축의 불일치(축 편차)는 커진다.

그러나, 반사 미러의 제1 초점(F1)의 위치가 달라도, 램프의 관의 대소에 따르지 않고, 램프의 중심을 제1 초점(F1)에 배치한 경우의 편광축의 불일치(축 편차)보다도, 램프의 중심을, 제1 초점(F1)으로부터 편광자측으로 이동시킨 쪽이 편광축의 불일치(축 편차)가 작아진다.

따라서, 선형상의 광원과, 이 광원으로부터의 광을 반사하는 홈통 형상이며 단면이 포물선 형상인 반사 미러와, 이 광원과 반사 미러로 반사된 광을 편광하는 그리드 편광 소자를 구비한 편광 광 조사 장치에 있어서, 편광축의 불일치(축 편차)를 작게 하기 위해서는, 램프(의 중심)를, 반사 미러의 제1 초점과 정점을 잇는 직선상이며, 제1 초점과 편광 소자의 사이에 배치하는 것이 좋다.

그러나, 제1 초점(F1)으로부터 램프까지의 거리가, 어느 정도 이상이 되면, 편광축의 불일치(축 편차)는 증가로 변한다. 그 때문에, 편광축의 불일치(축 편차)가 가장 작아지는 램프의 위치는, 반사 미러의 초점 거리와 램프의 내경에 따라서, 미리 실험 등으로 구해 둘 필요가 있다.

상기와 같이, 램프의 중심이 제1 초점으로부터 너무 멀어지면, 편광축의 불일치는 다시 커진다. 그 때문에, 램프의 중심을 제1 초점으로부터 편광 소자의 방향으로 이동시키는 거리는, 반사 미러의 초점 거리의 1/2 정도의 거리, 예를 들면, 초점 거리가 18㎜인 미러의 경우는 9㎜, 20㎜인 미러의 경우는 10㎜, 25㎜인 미러의 경우는 12.5㎜까지인 것이 바람직하다.

램프의 중심을 제1 초점(F1)으로부터 편광자측에 이동시켰을 때, 램프의 관의 내경은 작은 쪽이, 편광축의 불일치(축 편차)는 보다 개선된다.

1:막대 형상 램프 2:반사 미러
10:그리드 편광 소자 20:광조사부
30:워크 R1:송출 롤
R2:권취 롤

Claims (1)

1. 배향막에 편광 광을 조사하여 광배향을 행하는 편광 광 조사 장치로서,
   확산광을 방사하는 선형상의 광원과, 그 광원으로부터의 광을 반사하는 홈통 형상이며 단면이 포물선 형상인 반사 미러와,
   상기 광원과 상기 반사 미러로 반사된 광을 편광하는 그리드 편광 소자를 구비하고,
   상기 광원의 중심은, 상기 단면이 포물선인 반사 미러의 제1 초점과 그 반사 미러의 포물선의 정점을 잇는 직선상의, 상기 제1 초점보다 상기 그리드 편광 소자측에 배치되고, 광원의 중심을 제1 초점으로부터 편광 소자의 방향으로 이동시키는 거리는, 반사 미러의 초점 거리의 1/2까지의 거리인 것을 특징으로 하는 편광 광 조사 장치.

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