KR101462274B1

KR101462274B1 - 광 배향 조사 장치

Info

Publication number: KR101462274B1
Application number: KR1020137018241A
Authority: KR
Inventors: 오타니요시카즈; 우치야마카즈에이; 타치카와키요시; 엔도준지; 카와고에야스히로; 윤형열; 하시즈메코지
Original assignee: 가부시키가이샤 에프케이 코우카쿠 겐큐쇼; 신에츠 엔지니어링 가부시키가이샤; 위아코퍼레이션 주식회사
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2014-11-17
Also published as: CN103620487B; JP5131886B1; TW201350973A; TWI521258B; JPWO2013157114A1; CN103620487A; WO2013157114A1; KR20140001241A

Abstract

본 발명은 광 배향 조사 장치에 있어서 양호한 배향 특성의 실현을 도모하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치(1)는, 인접 방향으로 인접해서 배치된 복수의 단위 편광자(31)를 구비한 편광 수단(3)과, 스테이지(4) 혹은 편광광 조사 수단(2)의 적어도 한쪽을 이동시킴으로써, 스테이지(4)에 재치된 기판(9)에 대하여, 편광광 조사 수단(2)으로부터의 자외선을 소정의 주사 방향으로 주사하는 주사 수단을 구비하고, 단위 편광자(31)의 인접면 및 단위 편광자(31)의 인접 방향은, 주사 방향에 대해서 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

Description

광 배향 조사 장치{LIGHT ILLUMINATING APPARATUS FOR PHOTO-ALIGNMENT}

본 발명은, 액정 표시판 제조 분야에서 사용되는 것으로서, 특히, 액정 표시 장치에 사용되는 기판 상에 있어서, 액정 분자가 바람직한 각도와 방향으로 정렬되도록 배향막에 배향성을 부여하기 위한 광 배향 조사 장치에 관한 것이다.

최근 액정 표시 분야의 이용이 확대되고 수요가 증대됨에 따라서, 종래의 액정 표시 장치의 결점이었던 시야각, 콘트라스트비, 동화상 성능 표시 등의 개선이 강하게 요구되고 있다. 특히 액정 표시 기판 상에서, 액정 분자에 배향성을 부여하는 배향막에 있어서는, 배향 방향의 균일화, 프리틸트각의 부여, 단일 화소 내에서의 복수 영역의 형성(멀티 도메인) 등 각종 개선이 추진되고 있다.

종래, 액정 표시 기판 상에 형성된 폴리머층(배향막)에 배향 특성을 부여하는 이점 및 그를 위한 기술은 널리 알려져 있다. 이러한 배향 특성을 부여하는 방법으로서 천 러빙법이라고 불리는 방법이 있지만, 이 방법은, 천을 감은 롤러를 회전시키면서, 기판을 이동시켜, 표면의 폴리머층을 강하게 한 방향으로 문지르는 처리이다.

그러나, 이 천 러빙법에서는, 정전기의 발생, 배향막 표면에 발생하는 흠집, 분진의 발생 등 여러가지 결점이 지적되고 있다. 이 천 러빙법의 문제를 회피하기 위해, 배향막에 자외 영역의 편광광을 조사해서 배향 특성을 부여하는 광 러빙법이 알려져 있다.

특허 문헌 1에는, 이러한 광 러빙법을 사용한 방법에 대해서, 노광 마스크를 이용하여, 배향 방향이 상이한 복수의 배향 영역을 분할 형성하는 액정 표시용 기판의 제조 방법이 개시되어 있다.

특허 문헌 2에는, 복수의 석영 기판부와, 석영 기판부를 보유하는 편광자 홀더로 구성된 대면적 편광판을 갖고, 편광자 홀더를 이동시킴으로써, 대면적 평광판의 하방에 균일하게 광 조사할 수 있는 편광 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 2007-219191호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 2010-91906호 공보

특허문헌 2에 개시되는 편광 장치에서는, 복수의 석영 기판으로 이루어지는 대면적 편광판을 사용함으로써, 대면적의 액정 표시 소자의 편광에 사용하는 것을 가능하게 하고 있다. 그러나, 복수의 석영기판을 빽빽하게 간극없이 배치하는 것은 곤란하여, 생긴 간극 부분에 있어서 편광광의 조사 얼룩이 생기게 된다. 이러한 편광광의 조사 얼룩은, 편광 특성에 큰 영향을 미치게 되어, 제조하는 액정 표시 장치의 화상 품질에 있어서 문제가 된다.

그 때문에, 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치는,

편광광 조사 수단과, 스테이지와, 주사 수단을 구비하고,

상기 편광광 조사 수단은, 자외선 조사 수단과, 편광 수단을 구비하고,

상기 편광 수단은, 인접 방향으로 인접해서 배치된 복수의 단위 편광자를 구비하고,

상기 단위 편광자는, 상기 자외선 조사 수단으로부터 출사되는 자외선을 편광시키고,

상기 스테이지는, 배향막이 표면에 형성된 기판을 재치 가능하게 하고,

상기 주사 수단은, 상기 스테이지 혹은 상기 편광광 조사 수단의 적어도 한쪽을 이동시킴으로써, 상기 스테이지에 재치된 상기 기판에 대해서, 상기 편광광 조사 수단으로부터의 자외선을 소정의 주사 방향으로 주사하고,

상기 단위 편광자의 인접면 및 상기 단위 편광자의 인접 방향은, 주사 방향에 대해서 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치는,

상기 스테이지 혹은 상기 편광광 조사 수단을 회전시킴으로써, 배향막에 형성하는 배향 방향을 조정 가능한 배향 방향 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치에 있어서,

상기 단위 편광자는, 직사각 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치에 있어서,

상기 단위 편광자의 인접면은, 상기 단위 편광자의 인접 방향에 대해서 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치에 있어서,

상기 단위 편광자는, 평행사변형 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치에 있어서,

상기 편광광 조사 수단은, 상기 편광 수단으로부터 출사되는 자외선의 일부를 차광하는 차광 마스크를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치에 있어서,

상기 주사 수단은, 리니어 모터를 사용해서 상기 스테이지를 이동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치는,

상기 편광 수단을 회전시킴으로써 소광비를 조정 가능하게 하는 소광비 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 배향 조사 장치에 있어서,

상기 단위 편광자는, 와이어 그리드 편광자인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광 배향 조사 장치에 의하면, 복수의 단위 편광자를 포함해서 구성된 편광 수단을 사용할 때, 단위 편광자의 인접면 및 단위 편광자의 인접 방향을, 주사 방향에 대해서 경사지게 함으로써, 단위 편광자의 인접면으로부터 조사되는 편광 자외선을, 기판 상의 소정 영역에 걸쳐 분산시키고, 조사 얼룩의 억제를 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 스테이지 혹은 편광광 조사 수단을 회전 운동시키는 배향 방향 조정 수단을 설치함으로써, 기판의 배향막에 형성하는 배향 방향을 소정 방향으로 조정 가능하게 하고 있다.

또한, 단위 편광자는 직사각 형상이며, 단위 편광자의 인접면은, 단위 편광자에 대해서 경사지게 함으로써, 제조 및 취급이 용이한 직사각 형상의 단위 편광자를 사용하면서, 편광 수단 내부에서 인접면을 경사지게 하는 것이 가능해진다. 또한, 이 인접면의 경사에 의해서, 스테이지와 편광광 조사 수단이 형성하는 각도를 완화시키는 것이 가능해진다.

또한, 단위 편광자를 평행사변형 형상으로 함으로써, 평행사변형 형상의 빗변을 사용하고, 스테이지와 편광광 조사 수단이 형성하는 각도를 완화시키는 것이 가능해진다.

또한, 편광 수단으로부터 출사되는 자외선의 일부를 차광하는 차광 마스크를 설치함으로써, 편광 자외선의 조사 영역의 적정화 및 전체 조사 영역의 광량의 균일화를 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 주사 수단에 리니어 모터를 사용함으로써, 신곡하고 또한 기계적인 진동을 억제한 상태로 스테이지를 이동시키는 것이 가능해진다.

또한, 편광 수단을 회전 운동시킴으로써 소광비 조정 수단을 구비함으로써, 조사하는 편광 자외선을 임의의 소광비로 조정하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치의 측단면도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치의 상면도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 광 배향 장치에 있어서의 자외선 조사의 모습을 도시하는 모식도.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 광 배향 조사 수단에 있어서의 편광 수단과 주사 방향의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치의 제어 구성을 도시하는 블록도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 배향 조사 수단에 있어서의 편광 수단과 주사 방향의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 배향 조사 수단에 있어서의 편광 수단과 주사 방향의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 배향 조사 수단에 있어서의 편광 수단과 주사 방향의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 배향 조사 수단에 있어서의 소광비의 가변 형태의 구성을 나타내는 도면.

도 1은, 본 발명이 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태의 광 배향 조사 장치(1)는, 편광광 조사 수단(2), 주사 수단을 주된 구성 요소로서 갖는다. 편광광 조사 수단(2)은, 기판(9)의 표면에 형성된 배향막에 대해서 자외선의 빔을 조사함으로써, 배향막에 배향 특성을 부여하는 수단으로서, 본 실시 형태에서는, 반사경(21a), 자외선 조사 광원(21b)을 갖는 자외선 조사 수단(21)과, 편광 수단(3)을 구비해서 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 조사광으로서 자외선을 사용하고 있지만, 다른 파장대의 조사광을 사용해도 좋다. 그 경우, 사용하는 파장대에 따른 조사 광원이 사용된다.

도 2에는, 본 발명의 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치의 측단면도가, 도 3에는 본 발명의 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치의 상면도가 도시되어 있다. 주사 수단은, 스테이지(4)를 소정의 이동 방향(도면에서는 Y축 방향)으로 이동시킴으로써, 편광광 조사 수단(2)으로부터 조사되는 빔을 기판(9) 상에 주사시키는 수단이다. 본 실시 형태의 주사 수단은, 스테이지(4), 가동대(55), 볼 나사(52), LM 가이드(51), 회전부(54)를 갖고 구성되어 있다. 가동대(55)는, 회전부(54)를 거쳐서 스테이지(4)와 기계적으로 결합되어 있다. 또한, 가동대(55)는, LM 가이드(51)에 의해 주사 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이 LM 가이드(51)는, LM 레일(51a, 51b) 상을, LM 블록(51c, 51d)이 슬라이딩 가능하게 되어 있다. LM 블록(51c, 51d)에는 가동대(55)가 고정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이 2개의 LM 가이드(51a, 51b)에 의해서 가동대(55)를 이동 가능하게 하고 있다.

가동대(55)에는, 볼 나사(52)에 대응한 나사 구멍이 뚫려 있다. 이 나사 구멍에 볼 나사(52)를 통과시키고, 볼 나사(52)를 회전시킴으로써, 볼 나사(52)의 회전을 주사 방향에 대한 가동대(55)의 이동으로 변환하고 있다. 또한, 가동부(55)에는, 상면에 회전부(54)가 설치되어 있다. 이 회전부(54)는, 도면에 도시되는 XY 평면 내에 있어서의 회전을 실행 가능하게 하고 있고, 편광광 조사 수단(2)에 의해 조사되는 편광광의 편광 방향의 조정 등에 사용하는 것을 가능하게 하고 있다.

주사 수단으로서는, 본 실시 형태와 같이 LM 가이드(51), 볼 나사(52)를 사용하는 것 이외에, 리니어 모터를 사용해서 스테이지(4)를 이동시키는 것으로 해도 좋다. 리니어 모터를 사용함으로써, 신속하게 또한 기계적인 진동을 억제한 상태로 스테이지를 이동시키는 것이 가능해진다. 또한, 스테이지(4)를 이동시키는 것 이외에, 편광광 조사 수단(2)을 이동시키거나, 혹은, 스테이지(4)와 편광광 조사 수단(2)의 양쪽을 이동시킴으로써, 편광광 조사 수단(2)으로부터 조사되는 편광 자외선 B를 기판(9)에 주사하는 것으로 해도 좋다.

본 실시 형태에서는 편광 수단(3)으로부터의 편광 자외선 B를 기판(9)에 직접 조사하고 있지만, 편광 수단(3)과 기판(9) 사이에 조사 영역을 슬릿 형상으로 제한하는 차폐 마스크를 설치하는 것으로 해도 좋다. 차폐 마스크를 설치함으로써, 조사 영역을 제한하고, 유효한 조사광만을 기판(9)에 노광시키는 것이 가능하게 되어, 배향 성능의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

스테이지(4)에는, 노광 대상으로 되는 기판(9)이 설치된다. 본 실시 형태에서는, 기판(9)의 주사 방향이, 액정 표시 장치로서의 이용 시에 있어서의 세로 방향 또는 가로 방향이 되도록 설치된다. 노광 대상이 되는 기판(9)의 표면에는, 폴리이미드 등의 광 반응성 고분자로 이루어지는 고분자가 막 형상으로 형성되어 있다. 이 배향막 상에 편광 자외선을 조사해서 고분자막을 변성시키고, 도시되어 있지 않은 이후의 공정에서 고분자막 상에 액정 분자를 도포하면, 액정 분자가 고분자막으로부터 작용을 받아 특정한 방향으로 정렬(배향)된다. 본래에는, 이 배향 특성을 갖는 고분자막을 배향막이라고 칭하지만, 일반적으로 배향 특성을 부여하기 이전의 고분자막도 배향막이라고 칭하고 있고, 본 명세서에 있어서도 배향 특성을 부여하기 이전의 고분자막도 포함시켜 배향막이라고 칭한다.

편광광 조사 수단(2)은, 자외선 조사 광원(21b), 반사경(21a)을 포함하는 자외선 조사 광원(21)과, 편광 수단(3)을 포함해서 구성되어 있다. 자외선 조사 광원(21)은, 도 2, 도 3에 있어서의 X축 방향에 장축을 갖는 선광원을 사용하고 있다. 자외선 조사 광원(21)에는, 이러한 선광원뿐만 아니라 점광원 등 각종 광원을 사용하는 것도 가능하다. 자외선 램프 등의 자외선 조사 광원(21b)으로부터 조사된 자외선은, 방물면경 등의 반사경(21a) 등으로 평행광 혹은 부분적인 평행광이 되도록 조정되고, 무편광 자외선 A로서 편광 수단(3) 측에 조사된다. 편광 수단(3)은, 무편광 자외선 A로부터 소정 방향의 직선 편광 성분을 취출하는 수단이다. 본 실시 형태에서는, 이 편광 수단(3)에 의해서 무편광 자외선 A로부터 소정 방향으로 편광된 편광 자외선 B가 취출되어, 기판(9)에의 입사광이 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서 편광광 조사 수단(2)은, 조사 수단에 의한 주사 방향에 대해서 경사지도록 설치되어 있다. 도 3에는 편광광 조사 수단(2)의 일부인 편광 수단(3)의 경사 모습이 도시되어 있다. 편광 수단(3)은, 주사 방향과 직교하는 주사 직교 방향(33)으로부터, 화살표로 표시되는 각도만큼 경사져 있다. 주사 직교 방향(33)에 대한 경사는, 자외선 조사 광원(21)에 대해서도, 편광 수단(3)에 맞춘 각도로 실행된다. 또한, 편광광 조사 수단(2)의 경사 각도를 수동, 혹은, 모터 등에 의한 구동으로 자유롭게 변경 가능하게 하는 배향 방향 조정 수단을 설치하는 것으로 해도 좋다. 제조하는 제품에 따라서 경사 각도를 변경함으로써, 기판(9)에 대한 편광 방향을 변경하여, 제품에 따른 편광 특성을 실현하는 것이 가능해진다.

도 4에는, 이 편광 수단(3)에 의한 자외선 조사의 상황이 모식적으로 도시되어 있다. 자외선 조사 광원(21)으로부터 출사된 평행, 혹은, 부분적으로 평행한 무편광 자외선 A는, 각 단위 편광자(31a~31f)를 투과함으로써, 각 단위 편광자(31a~31f)마다 설정되어 있는 편광 방향으로 편광되고, 편광 자외선 Ba~Bf로 변환된다. 각 편광 자외선 Ba~Bf는, 기판(9) 상에 입사해서 배향막을 배향시킨다. 도 4의 조사 영역에는, 각 편광 자외선 Ba~Bf의 편광 방향이 화살표로 모식적으로 도시되어 있다. 본 실시 형태에서는, 편광광 조사 수단(2)의 경사 방향을 변경함으로써, 이 조사 영역 중에 나타나는 편광 방향을 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.

도 5에는, 본 발명의 실시 형태에 따른 편광 수단의 구성이 도시되어 있다. 도 5는, 편광 수단(3)을 하방, 즉, 도 1 내지 도 3에 도시되는 Z축의 부의 방향으로부터 바라본 도면으로 되어 있다. 본 실시 형태의 편광 수단(3)은, 인접 방향(33)을 따라서 인접 배치된 복수의 단위 편광자(31a~31f)를 갖고 구성되어 있다. 단위 편광자(31a~31f)는, 유전 다층막을 사용한 브루스터 편광자나 와이어 그리드 편광자로 구성된다. 이러한 단위 편광자(31a~31f)는, 석영 등을 성분으로 해서 구성된 광학 소자(편광자)이고, 본 실시 형태에서는 직사각 형상의 것을 사용하고 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기판(9)에 조사 영역을 형성할 때, 기판(9)에 얼룩 없이 편광 자외선을 조사하기 위해서는, 기판(9)의 한 변으로부터 대향하는 다른 변에 걸치는 길이의 편광 수단(3)이 필요하게 된다. 현재, 50인치 이상의 대형 액정 표시 장치에서 사용되는 기판(9)에 있어서는, 충분한 길이를 갖는 편광 수단(3)이 요구되고 있다. 대형의 편광자의 제조는 곤란함과 함께, 현 상황에서, 그 가격은 고가로 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 5에 도시되는 바와 같이 소형의 단위 편광자(31a~31f)를, 인접 방향(33)에 인접시켜 사용함으로써, 광 배향 조사 장치의 코스트를 억제하는 것이 가능해진다.

이들 단위 편광자(31a~31f)는, 고정부(32)에 의해서 소정의 편광 성분을 출사하는 방향으로 고정되어 있다. 이와 같이 복수의 단위 편광자(31a~31f)를 인접시킨 편광 수단(3)을 사용함으로써, 50인치 이상의 대형 기판(9)을 사용한 경우에 있어서도, 충분한 길이의 편광 수단(3)을 실현하는 것이 가능하게 되어 있다.

그런데, 본 실시 형태에서는, 편광 수단(3)을 단위 편광자(31a~31f)를 인접시켜 형성시키고 있기 때문에, 인접하는 단위 편광자(31a~31f) 사이에서 발생하는 이음매가, 기판(9)에 조사하는 편광 자외선에 불연속 상태를 형성하는 것으로 생각된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이, 편광 수단(3)을 포함하는 편광광 조사 수단(2)을 주사 방향에 대해서 경사시키고 있다. 따라서, 도 5에 도시되는 바와 같이, 단위 편광자(31a~31f)의 인접 방향(33)은, 주사 직교 방향(35)에 대해서 경사지게 된다.

본 실시 형태에서는, 직사각형의 단위 편광자(31a~31f)를 사용하고 있기 때문에, 이 편광 수단(3)의 경사에 따라, 단위 편광자(31a~31f)의 인접면(34)이 주사 방향에 대해서 경사지게 된다. 이러한 주사 방향에 대한 인접면(34)의 경사는, 인접하는 단위 편광자(31)의 양쪽에 의해서 편광 자외선이 조사되는 중복 영역을 형성하게 되고, 기판(9)에 이음매로부터 조사되는 편광 자외선을, 이 중복 영역에 걸쳐서 완화(평균화)시키는 것이 가능해진다.

도 6은, 본 발명의 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치의 제어 구성을 도시하는 블록도이다. 본 실시 형태의 광 배향 조사 장치는, 그 제어 수단으로서, 제어부(81), 볼 나사 구동부(82)를 갖고 구성되어 있다. 제어부(81)에는, 사용자에 대한 각종 정보의 교환을 행하기 위한 표시부(83), 입력부(84)가 접속되어 있다. 또한, 제어부(81)는, 회전부(54), 자외선 조사 광원(21b)과 접속되어 있고, 이들 각종 구성을 제어하는 것을 가능하게 하고 있다.

이러한 제어 구성에 의해, 제어부(81)는, 볼 나사 구동부(82)에 의해서 볼 나사(6a)를 회전 구동함으로써, 스테이지(4)를 원하는 주사 방향으로 이동시킨다. 그 때, 제어부(81)는, 자외선 조사 광원(21b)을 점등함으로써, 스테이지(4)에 설치된 기판(9)에 대해서, 편광 자외선 B가 주사되게 된다.

또한, 제어부(81)는, 회전부(54)에 의해서 스테이지(4)를 회전시키는(도 1~도 3에서 XY면 내에서의 회전) 것도 가능하다. 스테이지(4)의 회전 운동에 의해서, 스테이지(4) 상에 설치된 기판(9)과, 편광광 조사 수단(2)의 경사 각도를 변경함으로써, 기판(9)에 대한 편광 자외선 B의 편광 방향을 조정하는 것도 가능하다. 제조하는 제품에 따른 편광 특성을 실현하는 것이 가능해진다.

편광 수단(3)에는, 이러한 직사각 형상의 단위 편광자(31a~31f)를 이용하는 형태 이외에, 각종 형태를 채용하는 것이 가능하다. 도 7에는 다른 실시 형태에 따른 편광 수단(3)의 구성이 도시되어 있다. 본 실시 형태에서는, 각 단위 편광자(31a~31f)가, 주사 방향에 대해서 경사진 변을 갖는 평행사변형 형상으로 되어 있다. 각 단위 편광자(31a~31f)는, 단위 편광자(31c)를 예로서 기재하는 바와 같이 1개의 각도는 예각 α를 형성하고 있다.

본 실시 형태에 있어서도 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 단위 편광자(31a~31f)의 인접 방향(33)을 주사 직교 방향(35)에 대해서 경사지게 한다. 즉, 편광광 조사 수단(2) 자체의 경사에 의해, 단위 편광자(31a~31f)간의 인접면(34)은 주사 방향에 대해서 경사진다. 또한, 본 실시 형태에서는, 평행사변형 형상의 각 단위 편광자(31a~31f)가 예각을 가짐으로써, 단위 편광자(31a~31f)의 빗변이 주사 방향에 대해서 경사를 갖게 된다. 이와 같이 본 실시 형태에서는, 이 편광광 조사 수단(2) 자체의 경사와, 예각 α를 갖는 단위 편광자(31a~31f)의 빗면이라는, 2개의 경사를 이용해서 인접면(34)을 주사 방향에 대해서 경사지게 하는 것으로 하고 있기 때문에, 양자의 경사 각도의 완화를 도모하는 것이 가능해진다.

즉, 편광광 조사 수단(2)만을 경사시킨 경우, 기판(9)의 전체 폭에 걸쳐 편광 자외선 B를 조사하기 위해서는, 경사 각도가 커질수록, 편광광 조사 수단(2)의 길이 방향의 길이가 필요해진다. 이러한 편광광 조사 수단(2)의 경사 각도를 억제함으로써, 편광광 조사 수단(2)의 길이 방향의 길이를 짧게 하는 것이 가능해진다.

한편, 단위 편광자(31a~31f)의 빗변이 주사 방향과 이루는 각도를 크게 하는 경우, 예각 부분의 각도는 더욱 작아진다. 도 7에 있어서, 인접하는 단위 편광자(31b와 31c)로 형성되는 중복 영역이 도시되어 있다. 동일한 길이의 중복 영역을 단위 편광자(31)의 빗변만으로 실현하는 경우, 참고로 기재한 단위 편광자(31z)로 나타내지는 바와 같이, 예각 α>예각 β로 되는 것을 알 수 있다. 단위 편광자(31)에 있어서, 예각 부분의 각도가 작아짐에 따라, 그 제조는 곤란해짐과 함께, 비용 상승으로 된다. 또한, 예각부분에 결손을 발생시키기 쉬워져, 취급이 곤란해지는 것이 생각된다. 특히 본 실시 형태와 같이, 단위 편광자(31a~31f)를 고정부(32)에 고정한 경우, 자외선 조사 광원(21)으로부터의 열에 의해, 예각 부분의 결손 가능성은 더욱 커진다.

본 실시 형태에서는, 이러한 편광광 조사 수단(2)의 경사 각도와, 단위 편광자(31)의 빗변의 경사 각도의 양쪽을 이용함으로써, 양자의 경사 각도의 완화를 도모하면서, 유효하게 되는 중복 영역을 형성하는 것으로 하고 있다.

그런데, 도 7과 같은 예각 부분을 갖는 평행사변형 형상의 단위 편광자(31a~31f)를 정밀도 좋게 제조하는 것은 곤란함과 함께, 비용 상승으로 되는 것은 설명한 바와 같다. 도 8에는, 도 7과 마찬가지로, 편광 수단(3)에 있어서 인접면(34)을 경사시킨 구성으로 되어 있다. 이 실시 형태에서는, 도 5와 마찬가지로, 직사각 형상의 단위 편광자(31a~31f)를 사용하고 있다. 단, 고정부(32)에 대한 고정 방향의 점에 있어서 상이하다. 즉, 직사각 형상의 단위 편광자(31a~31f)를, 주사 방향에 대해서 경사지도록 고정부(32)에 고정함으로써, 도 7과 마찬가지로, 편광 수단(3)에 있어서 경사진 인접면(34)이 형성되어 있다. 그때, 편광 자외선의 출사 영역이 불균형하게 되지 않도록, 도 8에 도시하는 바와 같이 고정부(32)에 직사각 형상의 슬릿을 형성하거나, 혹은, 불필요한 영역을 차폐하는 차폐 마스크를 설치하는 것이 바람직하다. 이러한 형태에 의하면, 각 단위 편광자(31a~31f)의 사용 비율은 감소하지만, 이음매의 영향을 억제함과 함께, 단위 편광자(31a~31f)의 제조 및 취급을 용이하게 하는 것이 가능해진다.

도 9에는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치에 있어서의 편광 수단과 주사 방향의 관계가 도시되어 있다. 도 3 등에서 설명한 실시 형태에서는, 편광광 조사 수단(2)을 스테이지(4)에 대해서 회전 운동시키는 형태이었던 데 반해, 본 실시 형태에서는, 회전부(54)에 의해 스테이지(4)를 회전시킴으로써, 편광광 조사 수단(2)과 스테이지(4)에 재치되는 기판(9)을 경사지게 하는 것으로 하고 있다. 본 실시 형태에 있어서도 회전부(54)의 회전 각도를 변경함으로써, 기판(9)에 대해서 조사되는 편광 자외선 B의 편광 방향을 임의의 방향으로 조정하는 것이 가능하다.

도 10에는 다른 실시 형태에 따른 광 배향 조사 장치의 구성이 도시되어 있다. 본 실시 형태에서는, 기판(9)에 조사하는 조사 자외선 B의 소광비(편광비라고도 함)를, 편광 수단(3)으로 조정 가능한 구성으로 하고 있다. 본 실시 형태에서는, 편광 수단(3)을 구성하는 단위 편광자(31)에 브루스터 편광자를 채용하고 있다. 이 브루스터 편광자는, 유전 다층막으로 이루어지는 편광자로서, 브루스터 각도를 사용하여 p파 편광 성분과 s파 편광 성분으로 분리함과 함께, 소광비를 높게 설정하는 것이 가능하다.

이러한 브루스터 편광자를 단위 편광자(31)에 사용하는 경우, 단위 편광자(31)에 입사시키는 무편광 자외선 A의 입사 각도를 변경함으로써, 소광비를 조정하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 도 10에 도시되는 바와 같이 편광 수단(3)의 길이 방향(지면 안쪽 방향인 X방향)을 축으로 해서, 편광 수단(3)을 회전 운동시킴으로써, 편광 자외선 B의 소광비를 임의로 조정하는 것이 가능하다. 편광 수단의 회전 운동은, 수동 혹은 제어부(81)의 제어에 의해서 편광 수단(3)을 회전 운동시키는 소광비 조정 수단에 의해서 행해진다.

또한, 단위 편광자(31)에는, 이러한 브루스터 편광자 이외에, 와이어 그리드 편광자를 사용하는 것도 가능하다. 와이어 그리드 편광자는, 내부에 배치된 금속 와이어(그리드)의 간극에 의해서, 파장 대역을 임의로 변경하는 것이 가능하다. 와이어 그리드 편광자는, 패턴 전사에 의한 간이한 프로세스로 제조하는 것이 가능하다. 그러나, 이 와이어 그리드 편광자에 있어서도, 예를 들면, 2000㎜를 초과하는 길이의 편광자는 실현되어 있지 않고, 본 실시 형태와 같은 복수의 단위 편광자(31)의 조합으로 구성하는 것이 유효하게 된다.

또한, 본 발명은 이들 실시 형태에만 한정되는 것은 아니고, 각각의 실시 형태의 구성을 적절히 조합해서 구성한 실시 형태도 본 발명의 범주로 하는 것이다.

1 : 광 배향 조사 장치 2 : 편광광 조사 수단
21a : 반사경 21b :자외선 조사 광원
3 : 편광 수단 31 : 단위 편광자
32 : 고정부 33 : 단위 편광자의 인접 방향
34 : 단위 편광자의 인접면 35 : 주사 직교 방향
4 : 스테이지 51a, 51b : LM 레일
51c, 51d : LM 블록 54 : 회전부
55 : 가동대 52 : 볼 나사
81 : 제어부 82 : 볼 나사 구동부
83 : 표시부 84 : 입력부
9 : 기판 9a : 기판 설치 영역

Claims

편광광 조사 수단과, 스테이지와, 주사 수단을 구비하고,
상기 편광광 조사 수단은, 자외선 조사 수단과, 편광 수단을 구비하고,
상기 편광 수단은, 인접 방향으로 인접해서 배치된 복수의 단위 편광자를 구비하고,
상기 단위 편광자는, 상기 자외선 조사 수단으로부터 출사되는 자외선을 편광시키고,
상기 스테이지는, 배향막이 표면에 형성된 기판을 재치 가능하게 하고,
상기 주사 수단은, 상기 스테이지 혹은 상기 편광광 조사 수단의 적어도 한쪽을 이동시킴으로써, 상기 스테이지에 재치된 상기 기판에 대해서, 상기 편광광 조사 수단으로부터의 자외선을 소정의 주사 방향으로 주사하고,
상기 스테이지와 평행한 면에 있어서, 상기 단위 편광자의 인접면 및 상기 단위 편광자의 인접 방향은, 주사 방향에 대해서 경사져 있는 것을 특징으로 하는 광 배향 조사 장치.
제1항에 있어서,
상기 스테이지 혹은 상기 편광광 조사 수단을 회전시킴으로써, 배향막에 형성하는 배향 방향을 조정 가능한 배향 방향 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광 배향 조사 장치.
제1항에 있어서,
상기 단위 편광자는, 직사각 형상인 것을 특징으로 하는 광 배향 조사 장치.
제3항에 있어서,
상기 단위 편광자의 인접면은, 상기 단위 편광자의 인접 방향에 대해서 경사져 있는 것을 특징으로 하는 광 배향 조사 장치.
제1항에 있어서,
상기 단위 편광자는, 평행사변형 형상인 것을 특징으로 하는 광 배향 조사 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사 수단은, 리니어 모터를 사용해서 상기 스테이지를 이동시키는 것을 특징으로 하는 광 배향 조사 장치.
제1항에 있어서,
상기 편광광 조사 수단은, 상기 편광 수단으로부터 출사되는 자외선의 일부를 차광하는 차광 마스크를 구비한 것을 특징으로 하는 광 배향 조사 장치.
제1항에 있어서,
상기 편광 수단을 회전시킴으로써 소광비를 조정 가능하게 하는 소광비 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광 배향 조사 장치.
제1항에 있어서,
상기 단위 편광자는, 와이어 그리드 편광자인 것을 특징으로 하는 광 배향 조사 장치.