KR101991521B1 - 편광자 유닛, 조정용 지그, 램프 교환대 및 조사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 와이어 그리드 편광자를 정확하게 조정 가능하게 하는 것이다.
빛을 편광하는 복수의 와이어 그리드 편광자(16)와, 상기 와이어 그리드 편광자(16)를 나란히 배치하는 프레임(14)을 구비한 편광자 유닛(10)에 있어서, 상기 프레임(14)은 상기 와이어 그리드 편광자(16)마다 부착 위치를 규정한 부착부(31)를 구비하고, 상기 부착부(31)에 상기 와이어 그리드 편광자(16)를, 상기 와이어 그리드 편광자(16)의 평면의 중심(C)을 축심으로 하여 회동 가능하게 설치하는 구성으로 하였다.

Description

편광자 유닛, 조정용 지그, 램프 교환대 및 조사 장치{POLARIZER UNIT, JIG FOR ADJUSTING, LAMP REPLACEMENT STAGE AND IRRADIATION APPARATUS}

본 발명은 복수의 와이어 그리드 편광자를 나란히 설치한 편광자 유닛, 당해 편광자 유닛이 구비하는 와이어 그리드 편광자 각각의 와이어 그리드의 방향을 조정하기 위한 조정용 지그, 편광자 유닛을 구비하는 조사 장치 및 조사 장치에 사용되는 램프 교환대에 관한 것이다.

종래, 배향막, 또는 배향층(이하, 이들을「광 배향막」이라고 칭함)에 편광광을 조사함으로써 배향하는 광 배향이라 불리는 기술이 알려져 있고, 이 광 배향은 액정 표시 패널의 액정 표시 소자가 구비하는 액정 배향막의 배향 등에 널리 응용되고 있다.

광 배향에 사용하는 조사 장치는, 일반적으로 광원과, 편광자를 구비하여 구성되고, 특히 최근에는 띠 형상의 긴 광 배향막의 광 배향을 가능하게 하기 위해서, 광원을 막대 형상 램프로 하는 동시에, 이 막대 형상 램프의 장축 방향으로 복수의 와이어 그리드 편광자를 배열한 조사 장치도 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

와이어 그리드 편광자는 다수의 도체의 와이어를 동일 평면 내에 서로 평행하게 나란히 배열한 것이며, 편광광을 입사시키면, 와이어에 평행한 편광을 반사하고, 수직인 편광광을 투과하는 편광 필터로서 기능을 한다. 이러한 와이어 그리드 편광자를 복수 배열하여 사용할 경우에는, 각각의 와이어 그리드 편광자 사이의 편광축의 방향을 정렬시키기 위해서, 각 와이어 그리드 편광자의 와이어의 방향을 정렬시킬 필요가 있다.

따라서, 복수의 와이어 그리드 편광자를 프레임에 부착하여 배열하는 구성에 있어서, 개개의 와이어 그리드 편광자를 광축(빛의 투과 축 방향) 주위에 회전 가능하게 부착함으로써, 와이어 그리드 편광자 각각의 와이어의 방향(즉 편광축)을 조정 가능하게 하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).

특허 문헌 2에는, 와이어 그리드 편광자의 조정 기구로서, 다음과 같은 기구가 개시되어 있다. 즉, 와이어 그리드 편광자의 외주 측면의 복수 부위를, 와이어 그리드 편광자의 평면과 평행한 방향으로부터 프레임에 나사 고정하고, 이들의 나사를 적절하게 밀어 당김으로써, 와이어 그리드 편광자를 당해 와이어 그리드 편광자의 평면 내에서 회전시키는 기구이다. 구체적으로는, 와이어 그리드 편광자의 대향하는 2변의 측면 중 한쪽의 측면을 1점으로 밀어 지지하고, 2개의 나사가 다른 쪽의 측면을 2점으로 밀어 지지한다. 이 기구에 의해, 와이어 그리드 편광자의 다른 쪽 측면을 지지하는 2개의 나사 각각을 밀어 당김으로써, 상기 한쪽의 측면을 지지하는 1개의 나사를 지지점으로 해서 와이어 그리드 편광자가 평면 내에서 회전하여, 와이어 그리드 편광자의 와이어 방향이 조정된다.

일본 특허 공개 제2004-163881호 공보 일본 특허 공개 제2006-126464호 공보

그러나 상기 특허 문헌 2의 기술에서는, 와이어 그리드 편광자 측면의 1점을 지지점으로 하여 회전하여 조정하므로, 당해 측면 안에서 지지점으로 하는 위치에 의해 와이어 그리드의 회전이 바뀌어 버리는 등 하여, 복수의 와이어 그리드 편광자의 각각을 정확하게 조정하는 것은 곤란하였다.

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 복수의 와이어 그리드 편광자의 각각을 정확하게 조정 가능한 편광자 유닛, 조정용 지그, 이 편광자 유닛을 구비한 조사 장치 및 조사 장치의 램프 교환대를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서에는, 2012년 4월 20일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-096449호, 2012년 4월 25일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-100014호, 2012년 10월 3일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-221205호 및 2012년 10월 11일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-225628호의 모든 내용이 포함된다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 빛을 편광하는 복수의 와이어 그리드 편광자와, 상기 와이어 그리드 편광자를 나란히 배치하는 프레임을 구비한 편광자 유닛에 있어서, 상기 프레임은 상기 와이어 그리드 편광자마다 부착 위치를 규정한 부착부를 구비하고, 당해 부착부에 상기 와이어 그리드 편광자를, 상기 와이어 그리드 편광자의 평면 중심을 축심에 회동(回動) 가능하게 설치한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 편광자 유닛에 있어서, 상기 부착부에 상기 와이어 그리드 편광자의 회동을 가이드하는 가이드부를 설치한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 편광자 유닛에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는 n을 굴절률, k를 감쇠 계수로 한 경우에, k＋(3/4)×n>3이며, 또한 k>0.5가 되는 재료를 포함하여 와이어부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 편광자 유닛에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는 상기 평면에 대하여 수직으로 연장되는 리브를 구비하고, 상기 리브를 상기 평면에 평행한 방향으로 밀어 당겨 상기 와이어 그리드 편광자를 회전 가능하게 한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 편광자 유닛이 구비하는 상기 와이어 그리드 편광자의 각각의 회동을 조정하는 조정용 지그에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자의 상기 리브가 유관(遊貫)하는 유관 구멍이 마련되고, 상기 유관 구멍에 상기 리브를 관통시키면서 상기 와이어 그리드 편광자를 덮도록 상기 프레임과 걸어 결합하고, 상기 유관 구멍에 관통한 상기 리브를 상기 평면에 평행한 방향으로 밀어 당겨 상기 와이어 그리드 편광자의 회동을 조정하는 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 편광자 유닛이 구비하는 상기 와이어 그리드 편광자의 각각의 회동을 조정하는 조정용 지그에 있어서, 상기 부착부에 배치된 상기 와이어 그리드 편광자를 덮도록 상기 프레임과 걸어 결합하는 결합부와, 상기 와이어 그리드 편광자의 회동을 가이드하는 가이드부를 구비하고, 상기 가이드부에 의해 상기 와이어 그리드 편광자의 회동을 가이드하면서 조정 가능하게 한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 어느 하나에 기재된 편광자 유닛에 있어서, 빛을 차광하는 차광 영역을, 인접하는 와이어 그리드 편광자의 경계부를 따라 설치하는 동시에, 상기 와이어 그리드 편광자의 배열 방향에 걸쳐, 당해 배열 방향과 직교한 방향에서는 상기 와이어 그리드 편광자에 있어서의 상기 차광 영역과, 상기 차광 영역에 의해 차광되지 않는 비차광 영역과의 길이의 비율이 동등해지도록 상기 차광 영역을 형성한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 편광자 유닛에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자의 각각은, 상기 와이어 그리드 편광자를 회동시켜서 와이어의 방향을 조정 가능하게 하는 조정용의 간극을 상기 경계부에 마련하여 배열되는 동시에, 상기 와이어 그리드 편광자 각각의 경계부를 덮어 상기 차광 영역을 형성하는 차광판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 편광자 유닛에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자를 삼각형으로 형성하고, 교대로 천지 반전시켜서 상기 와이어 그리드 편광자를 횡배열로 배열하고, 또는 상기 와이어 그리드 편광자를, 상기 배열 방향에 대하여 경사지는 변을 갖는 4변형으로 형성하고, 당해 변끼리를 일치하게 하도록 상기 와이어 그리드 편광자를 횡배열로 배열한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 어느 하나에 기재된 편광자 유닛과, 상기 편광자 유닛의 배열에 대하여 대략 직교하는 방향으로 연장되는 직관형 램프와, 상기 직관형 램프의 관축 방향을 따라 연장되어, 상기 직관형 램프가 발하는 빛을 반사하는 반사면을 갖는 유리로 만든 반사경을 구비하는 반사경 유닛이 하우징 내에 내장된 조사기를 구비하고, 상기 반사경 유닛은 상기 직관형 램프의 관축을 따라 연장되는 통풍판과, 이 통풍판의 양편에 설치된 한 쌍의 상기 반사경을 갖고, 상기 통풍판의 길이 방향의 대략 중앙에 상기 직관형 램프를 지지하는 지지부를 부착한 것을 특징으로 하는 조사 장치를 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 조사 장치에 있어서, 상기 지지부는 상기 통풍판의 상기 대략 중앙으로부터 상기 직관형 램프의 측면까지 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트가 관통하고, 상기 직관형 램프를 지지하는 지지편을 갖는 한 쌍의 지지체를 포함하여 이루어지고, 상기 지지체는 상기 직관형 램프를 거쳐 서로 대향하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 조사 장치에 있어서, 상기 지지편은 상기 샤프트 주위에 회전 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 조사 장치에 있어서, 상기 지지체가 상기 직관형 램프의 관축 방향을 따라 서로 어긋난 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 어느 하나에 기재된 편광자 유닛과, 상기 편광자 유닛의 배열에 대하여 대략 직교하는 방향으로 연장되는 직관형 램프를 구비하고, 상기 직관형 램프의 관축을 따라 연장되어 내부에 상기 직관형 램프를 수용한 램프 유닛을 내장하고, 단부면으로부터 상기 관축의 방향으로 상기 램프 유닛을 인출하여 교환 가능한 조사 장치에 사용되는 램프 교환대이며, 상기 단부면의 외측에 배치되어, 상기 단부면으로부터 인출된 램프 유닛을 지지하면서 안내하는 가이드 레일과, 상기 램프 유닛의 관축 방향에 상기 가이드 레일의 연장 방향이 일치하도록 상기 가이드 레일을 요동 가능하게 보유 지지하는 요동 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 램프 교환대에 있어서, 상기 직관형 램프의 상측을 반사경으로 덮은 상기 램프 유닛을 상하 반전시키는 반전 유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 램프 교환대에 있어서, 상기 조사 장치가 놓인 설치면의 소정 위치에 설치된 위치 결정 가이드에 걸어 결합하게 되어, 상기 가이드 레일을 상기 조사 장치의 하우징 측면에 대하여 위치 결정하는 일치 마크를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 와이어 그리드 편광자 각각의 부착부에서 와이어 그리드 편광자의 평면 중심을 축심으로 하여 회동시켜 당해 와이어 그리드 편광자의 와이어 방향을 조정 가능해진다. 이에 의해, 와이어 그리드 편광자 각각의 사이에서, 와이어 그리드 편광자의 조정량과 와이어 방향의 회동 각도와의 관계가 항상 일정하게 유지되게 되어, 복수의 와이어 그리드 편광자의 각각을 정확하게 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 편광자 유닛을 구비한 조사 장치의 모식도이다.
도 2는 편광자 유닛의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측단면에서 본 도면이다.
도 3은 단위 편광자 유닛의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.
도 4는 편광자 유닛이 구비하는 프레임의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측단면에서 본 도면이다.
도 5는 조정용 지그의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측단면에서 본 도면, (C)는 마이크로미터측으로부터 본 측면도이다.
도 6은 조정용 지그를 편광자 유닛에 장착한 형태를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측단면에서 본 도면, (C)는 마이크로미터측으로부터 본 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 관한 편광자 유닛의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 8은 조정용 지그의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 측단면에서 본 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 편광자 유닛의 설명도이며, (A)는 편광자 유닛의 개략 구성을 도시하는 평면도, (B)는 편광자 유닛을 통하여 조사되는 적산 광량을 도시하는 도면이다.
도 10은 단위 편광자 유닛의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 11은 편광자 유닛에 있어서의 인접하는 2개의 단위 편광자 유닛의 확대도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 형태의 변형예에 관한 편광자 유닛의 설명도이며, (A)는 편광자 유닛의 개략 구성을 도시하는 평면도, (B)는 편광자 유닛을 통하여 조사되는 적산 광량을 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 형태의 변형예에 관한 편광자 유닛의 구성을 도시하는 도면이다.
도 14는 본 변형예에 관한 차광판을 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조사 장치의 정면 투시도이다.
도 16은 램프 유닛을 도시하는 도면이며, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다.
도 17은 램프 유닛의 내부 구성을 도시하는 단면도이다.
도 18은 램프 유닛의 내부 구성을 도시하는 평면도이다.
도 19는 지지부의 구성을 나타내는 램프 유닛의 단면도이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 램프 교환대와 조사 장치를 도시하는 정면도이다.
도 21은 램프 교환대의 측면도이다.
도 22는 위치 결정 가이드와 일치 마크와의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 위치 결정 가이드에 일치 마크를 걸어 결합시키기 전의 상태를 도시하는 사시도, (B)는 위치 결정 가이드에 일치 마크를 걸어 결합시킨 상태를 도시하는 사시도이다.
도 23은 조사기와 램프 유닛과의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 측면 투시도, (B)는 부분 확대도이다.
도 24는 램프 유닛을 조사기로부터 인출하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 도면이며, (A)는 램프 유닛을 조사기로부터 인출하고 있는 상태를 도시하는 모식도, (B)는 램프 유닛을 램프 교환대에 실어서 인출하고 있는 상태를 도시하는 모식도, (C)는 램프 유닛을 조사기로부터 완전히 인출하여 램프 유닛이 램프 교환대에 실려 있는 상태를 도시하는 모식도, (D)는 램프 유닛과 램프 교환대와의 구성을 도시하는 부분 확대도이다.
도 25는 램프 교환대의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 26은 요동 유닛의 동작을 도시하는 사시도이다.
도 27은 반전 유닛의 동작을 도시하는 도면이며, (A)는 리프터에 의해 램프 유닛을 상승시킨 상태를 도시하는 사시도, (B)는 램프 유닛을 반전시킨 상태를 도시하는 사시도, (C)는 램프 유닛의 고정 기구를 도시하는 부분 확대도이다.
도 28은 조사기로부터 필터를 램프 교환대를 사용하여 인출하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 도면이며, (A)는 필터를 조사기로부터 인출하고 있는 상태를 도시하는 모식도, (B)는 필터를 램프 교환대에 실어서 인출하고 있는 상태를 도시하는 모식도, (C)는 필터를 조사기로부터 완전히 인출하여 필터가 램프 교환대에 실려 있는 상태를 도시하는 모식도, (D)는 필터와 램프 교환대와의 구성을 도시하는 부분 확대도이다.
도 29는 폭 조정 유닛의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 가이드 레일에 램프 유닛을 실을 때의 폭 조정 유닛의 구성을 도시하는 부분 단면도이며, (B)는 가이드 레일에 필터를 실을 때의 폭 조정 유닛의 구성을 도시하는 부분 단면도이다.
도 30은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 와이어 그리드 편광자의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이며, (A)는 단면도, (B)는 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.

[제1 실시 형태]

도 1은 본 실시 형태에 따른 편광자 유닛(10)을 구비한 광 배향 장치(1)의 모식도이다.

광 배향 장치(1)는 광 배향 대상물(2)에 편광광을 조사하여 광 배향하는 장치이다. 도 1에 있어서, 워크 스테이지(3)는 직사각 판 형상의 스테이지이며 상면에 광 배향 대상물(2)이 적재된다. 광 배향 대상물(2)은, 예를 들어 액정 패널 등의 박판 형상의 패널체이며, 광 배향 대상의 광 배향막을 포함한다. 정반(4)은 워크 스테이지(3)를 지지하는 방진이 도모된 스테이지이며, 워크 스테이지(3)를 직선 이동하는 직동 기구(도시하지 않음)가 내설되어 있고, 이 직동 기구에 의해 워크 스테이지(3)가 직동 방향(X)을 따라 정반(4)의 면 위를 왕복 이동한다. 조사기 수용 박스(5)는 정반(4)에 고정됨으로써, 정반(4)의 상방 위치에서 정반(4)의 폭 방향[직동 기구의 직동 방향(X)에 수직인 방향]으로 가로로 걸쳐지는 상자체이다. 조사기(6)는 조사기 수용 박스(5)에 내장되어, 정반(4)을 향해 편광광을 조사한다.

조사기(6)는 램프(7)와, 반사경(8)과, 편광자 유닛(10)을 구비하고, 직동 기구에 의해 바로 아래로 이동하는 광 배향 대상물(2)의 면(S)에 편광광을 집광시켜서 조사한다.

구체적으로는, 램프(7)는 적어도 광 배향 대상물(2)의 폭과 동등 이상으로 연장되는 직관형(막대 형상)의 자외선 램프이다. 반사경(8)은, 단면 타원형, 또한 램프(7)의 길이 방향을 따라서 연장되는 실린드리컬 오목면 반사경이며, 광 배향 대상물(2)에 반사광을 조사한다.

편광자 유닛(10)은 반사경(8)과 광 배향 대상물(2) 사이에 배치되고, 광 배향 대상물(2)에 조사되는 빛을 편광한다. 이 편광광이 광 배향 대상물(2)의 광 배향막에 조사됨으로써, 당해 광 배향막이 편광광의 편광축 방향을 따라서 배향된다.

도 2는 편광자 유닛(10)의 구성을 도시하는 도면이며, 도 2의 (A)는 평면도, 도 2의 (B)는 측단면에서 본 도면이다.

이들의 도면에 도시한 바와 같이, 편광자 유닛(10)은 복수의 단위 편광자 유닛(12)과, 이들 단위 편광자 유닛(12)을 횡배열로 일렬로 배열하는 프레임(14)을 구비하고, 적어도 반사경(8)의 길이 방향의 길이에 걸친 만큼의 단위 편광자 유닛(12)이 배열되어 있다. 프레임(14)은 각 단위 편광자 유닛(12)의 지지체로서 기능을 하는 동시에, 각각의 부착 위치를 규정하도록 구성되어 있고, 각 단위 편광자 유닛(12)의 배열 방향의 위치 어긋남이 방지되게 되어 있다. 또, 이 구성에 대해서는, 이후에 상세하게 설명한다.

도 3은 단위 편광자 유닛(12)의 구성을 도시하는 도면이며, 도 3의 (A)는 평면도, 도 3의 (B)는 측단면에서 본 도면이다.

단위 편광자 유닛(12)은 와이어 그리드 편광자(16)와, 이 와이어 그리드 편광자(16)를 지지하는 지지 프레임(18)을 구비한다.

지지 프레임(18)은 금속판의 면 내에 대략 직사각형의 개구(20)를 가진 프레임체이며, 개구(20)를 사이에 두는 상하 단부(22)의 각각에 와이어 그리드 편광자(16)의 단부(16A)를 끼워 넣어 지지하는 지지부(24)를 구비한다. 또한 지지 프레임(18)은, 개구(20)의 좌우 양측의 변(25)[즉, 상하의 단부(22) 사이로 연장되는 변(25)]의 폭(W)이, 조사 범위에 폭(W)에 의한 그림자가 생기기 어려워지게 폭이 좁게 형성되어 있다.

와이어 그리드 편광자(16)는 지지 프레임(18)의 개구(20)를 폐색하는 크기를 갖는 대략 직사각 형상의 판재이며, 상하의 단부(16A)를 연결하는 양측의 테두리부인 한 쌍의 측연부(16B)가 와이어의 방향(A)과 대략 평행해지도록 형성되어 있다.

편광자 유닛(10)에 있어서는, 이러한 구성의 복수의 단위 편광자 유닛(12)이 각 와이어 그리드 편광자(16)의 측연부(16B)끼리를 근접시켜서 횡배열로 배열됨으로써, 와이어의 방향(A)이 배열 방향(B)(도 2)과 대략 직교한 방향으로 정렬된 상태로 배열된다.

도 4는 편광자 유닛(10)이 구비하는 프레임(14)의 구성을 도시하는 도면이며, 도 4의 (A)는 평면도, 도 4의 (B)는 측단면에서 본 도면이다.

프레임(14)은, 이들의 도면에 도시한 바와 같이, 직사각형의 프레임 형상을 이루고, 이 프레임 안에 단위 편광자 유닛(12)이 나란히 배열된다. 즉, 프레임(14)은 상하의 테두리부를 이루는 상부 테두리 프레임(14A) 및 하부 테두리 프레임(14B)을 구비하고, 이들 상부 테두리 프레임(14A) 및 하부 테두리 프레임(14B)에 상기 단위 편광자 유닛(12)의 상하 단부(22)가 걸림 결합되어 지지된다.

더욱 상세하게 설명하면, 상부 테두리 프레임(14A)의 면 내에는, 단위 편광자 유닛(12)의 상단부(12A)[도 3의 (A)]측의 단부(22)의 외형에 맞추어 오목부를 마련한 상단부 결합부(30A)가 형성되고, 마찬가지로 하부 테두리 프레임(14B)의 면 내에도 단위 편광자 유닛(12)의 하단부(12B)[도 3의 (A)]측의 단부(22)의 외형에 맞추어 오목부를 마련한 하단부 결합부(30B)가 형성되어 있다. 그리고 이들 한 쌍의 상단부 결합부(30A) 및 하단부 결합부(30B)에 의해, 상기 단위 편광자 유닛(12)의 부착 위치를 규정하는 부착부(31)가 구성된다. 프레임(14)에는, 길이 방향을 따라서 단위 편광자 유닛(12)의 분만큼 부착부(31)가 설치되어 있고, 이에 의해, 각각의 부착부(31)에 단위 편광자 유닛(12)을 끼워넣는 것만으로, 각각이 소정의 정해진 위치에 간단하게 배치되게 된다.

프레임(14)의 상기 상단부 결합부(30A) 및 하단부 결합부(30B)에는, 단위 편광자 유닛(12)을 나사 고정하는 나사 구멍(32)이 적절하게 마련되어 있고, 단위 편광자 유닛(12)의 상단부(12A) 및 하단부(12B) 각각의 단부(22)의 나사 구멍(29)[도 3의 (A)]에 나사(19)[도 2의 (A)]를 통과시켜 프레임(14)에 나사 고정함으로써, 프레임(14)에 고정 배치된다. 또, 단위 편광자 유닛(12)의 나사 구멍(29)은 당해 단위 편광자 유닛(12)의 소정량의 후술하는 회동을 허용하게 횡 길이 형상으로 형성되어 있다.

그런데 편광자 유닛(10)에 있어서는, 각 단위 편광자 유닛(12) 사이에서 와이어 그리드 편광자(16)의 와이어의 방향(A)이 불일치하게 되어 있으면, 광 배향 대상물(2)의 배향 방향을 원하는 방향으로 정렬할 수 없어 제품 품질의 저하를 초래한다.

따라서, 이 편광자 유닛(10)에는 프레임(14)에 부착된 개개의 단위 편광자 유닛(12)의 와이어의 방향(A)을 조정하기 위하여 다음의 기구가 설치되어 있다.

즉, 단위 편광자 유닛(12)의 상단부(12A)의 단부(22) 및 하단부(12B)의 단부(22)의 외형이 원호 형상으로 형성되는 동시에, 이들 단부(22)의 원호 형상으로 걸어 결합하도록 프레임(14)의 부착부(31)에 있어서도 상단부 결합부(30A) 및 하단부 결합부(30B)가 원호 형상으로 형성되어 있고, 이에 의해 단위 편광자 유닛(12)의 면 내에서의 회동을 가이드하는 가이드부로서 기능을 한다.

구체적으로는, 단위 편광자 유닛(12)의 단부(22)의 원호 형상은, 전술한 도 3의 (A)에 도시한 바와 같이, 단위 편광자 유닛(12)이 지지하는 와이어 그리드 편광자(16)의 평면(광투과면)의 중심[더욱 정확하게는 개구(20)의 중심](C)을 중심으로 한 원(D)의 원주의 일부에 일치한다. 즉, 단위 편광자 유닛(12)이 회동할 때에는, 와이어 그리드 편광자(16)의 평면의 중심(C)을 축심으로 하여 회동하게 되고, 이에 의해 단위 편광자 유닛(12)의 회동 각도와, 와이어 그리드 편광자(16)의 와이어의 방향(A)의 회동 각도가 항상 일치하게 된다.

단위 편광자 유닛(12)은 하단부(12B)측의 단부(22)에 와이어 그리드 편광자(16)의 평면에 대하여 수직으로 세워 설치된 리브(36)를 구비하고 있고, 이 리브(36)를 와이어 그리드 편광자(16)의 평면에 평행한 방향으로 밀어 당김으로써, 단위 편광자 유닛(12)의 회동 조작을 간단하게 할 수 있게 되어 있다.

이와 같이, 이 편광자 유닛(10)에서는 부착부(31)가 단위 편광자 유닛(12)의 회동을 가이드하므로, 부착부(31)에 단위 편광자 유닛(12)을 걸어 결합시킨 상태에서, 이 단위 편광자 유닛(12)을 회동시키는 것만으로, 단위 편광자 유닛(12)이 지지하는 와이어 그리드 편광자(16)의 와이어의 방향(A)을 간단하게 조정할 수 있다.

또한, 단위 편광자 유닛(12)은 와이어 그리드 편광자(16)의 평면의 중심(C)을 축심으로 하여 회동하므로, 이 단위 편광자 유닛(12)의 회동 각도와, 와이어 그리드 편광자(16)의 와이어의 방향(A)의 회동 각도가 항상 일치하므로, 간단하면서도 또한 정확하게 단위 편광자 유닛(12)의 와이어의 방향(A)을 조정할 수 있어, 조정 작업이 매우 쉬워진다.

게다가, 단위 편광자 유닛(12)이 회동할 때의 단부(22)는 전술한 도 3의 (A)에 나타내는 원(D)의 범위 내에 반드시 수용할 수 있다. 즉, 단위 편광자 유닛(12)의 회동의 축심이 각각의 단위 편광자 유닛(12) 사이에서 일치하고 있지 않을 경우, 단부(22)의 범위가 각각 변동되므로, 각각의 단위 편광자 유닛(12)의 회동을 방해하지 않도록, 단위 편광자 유닛(12)의 이웃끼리의 간극(75)[도 6의 (A) 참조]의 폭 α를 크게 할 필요가 있다. 이와 같이 간극(75)이 커지면, 와이어 그리드 편광자(16)에서의 편광 제어가 되지 않는 영역이 확대되어 버린다.

이에 반해, 본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 단위 편광자 유닛(12)이 회동할 때의 단부(22)는 전술한 도 3의 (A)에 나타내는 원(D)의 범위 내에 반드시 수용할 수 있으므로, 각각의 간극(75)이 최소로 억제된다.

특히, 전술한 도 3의 (A)에 도시한 바와 같이, 단위 편광자 유닛(12)의 상하 단부(22)는 각각 양측의 견부(22A)가 변(25)으로부터 각도 δ만큼 내측으로 경사지는 것으로, 견부(22A)를 잘라낸 형상으로 되어 있다. 견부(22A)를 잘라내게 됨으로써, 도 6의 (A)에 도시한 바와 같이, 인접하는 단위 편광자 유닛(12)의 단부(22)끼리의 사이에, 간극(75)의 폭 α보다도 넓은 회동용의 조정 영역(76)이 형성된다. 이와 같이, 간극(75)의 폭 α를 작게 하면서, 큰 조정 영역(76)이 마련되므로, 단위 편광자 유닛(12)끼리의 사이를 좁게 하여 편광 제어되지 않는 빛의 발생을 억제하면서, 단위 편광자 유닛(12)의 와이어의 방향(A)의 조정량이 충분히 확보되게 된다.

계속해서, 편광자 유닛(10)이 구비하는 단위 편광자 유닛(12)의 각각의 회동을 고정밀도로, 게다가 간단하게 조정하는 조정용 지그(60)에 대하여 설명한다.

도 5는 조정용 지그(60)의 구성을 도시하는 도면이며, 도 5의 (A)는 평면도, 도 5의 (B)는 측단면에서 본 도면, 도 5의 (C)는 마이크로미터(64A, 64B)측으로부터 본 측면도이다. 또한 도 6은 조정용 지그(60)를 편광자 유닛(10)에 장착한 형태를 도시하는 도면이며, 도 6의 (A)는 평면도, 도 6의 (B)는 측단면에서 본 도면, 도 6의 (C)는 마이크로미터(64, 64B)측으로부터 본 측면도이다.

조정용 지그(60)는 직사각형 프레임 형상의 프레임체(62)와, 이 프레임체(62)의 상단부(62A) 및 하단부(62B) 중 하단부(62B)에 배치된 조정 수단으로서의 한 쌍의 마이크로미터(64A, 64B)를 구비하고 있다.

프레임체(62)는 단위 편광자 유닛(12)의 개구(20)와 대략 동일 치수 형상, 또는 개구(20)보다도 넓은 개구(63)를 갖고, 도 6의 (B)에 도시한 바와 같이, 프레임(14)의 부착부(31)에 위치 결정 배치된 단위 편광자 유닛(12)을 사이에 두도록 하여 프레임(14)에 부착된다.

즉, 도 5의 (A)에 도시한 바와 같이, 조정용 지그(60)의 프레임체(62)의 4 코너에는, 프레임(14)의 부착부(31)의 4 코너에 설치한 기준 위치 결정 오목부(38)[도 4의 (A) 참조]에 끼우는 볼록부(68)가 설치되어 있고, 이 위치 결정 오목부(38) 및 볼록부(68)의 결합에 의해, 도 6의 (A)에 도시한 바와 같이, 조정용 지그(60)의 프레임체(62)가 프레임(14)의 소정의 위치에 위치 결정되고, 도 6의 (B)에 도시한 바와 같이, 이 프레임(14)과 조정용 지그(60) 사이에 단위 편광자 유닛(12)이 끼워 넣어진다.

조정용 지그(60)의 프레임체(62)에는, 도 5의 (A)에 도시한 바와 같이, 단위 편광자 유닛(12)의 리브(36)가 유관하는 유관 구멍(66)이 마련되고, 이 유관 구멍(66)을 사이에 두고, 상기 한 쌍의 마이크로미터(64A, 64B)가 설치되어 있다.

따라서, 조정용 지그(60)를 프레임(14)에 부착하면, 도 6의 (A) 및 도 6의 (C)에 도시한 바와 같이, 유관 구멍(66)으로부터 단위 편광자 유닛(12)의 리브(36)가 돌출되어, 한 쌍의 마이크로미터(64A, 64B) 사이에 배치된다. 마이크로미터(64A, 64B)는 사용자 조작에 따라 와이어 그리드 편광자(16)의 평면에 평행한 방향(E)으로 진퇴하고, 리브(36)를 유관 구멍(66)의 여유 범위에서 이동시킴으로써, 단위 편광자 유닛(12)이 와이어 그리드 편광자(16)의 중심(C)을 축심으로 하여 회동하여, 와이어의 방향(A)이 조정되게 된다.

마이크로미터(64A, 64B)의 각각에는, 리브(36)의 밀어 당김량을 나타내는 눈금(65)이 설치되어 있고, 작업자가 조정 시의 밀어 당김량을 파악할 수 있게 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 밀어 당김량(조정량)과, 단위 편광자 유닛(12)의 회동 각도 및 와이어 그리드 편광자(16)의 와이어 방향(A)의 회동 각도와는 비례하므로, 이 밀어 당김량으로부터 와이어 방향(A)의 회동 각도를 파악할 수 있다.

조정용 지그(60)의 프레임체(62)에는, 도 5의 (A)에 도시한 바와 같이, 단위 편광자 유닛(12)의 상단부(12A) 및 하단부(12B)를 프레임(14)에 나사 고정하는 나사(19)를 노출시키고, 이 나사(19)를 조이는 공구가 삽입되는 나사 조임용 개구(67)가 마련되어 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 하단부(12B)측의 나사(19)를 노출시키는 나사 고정용 개구(67)를 상기 유관 구멍(66)과 연결하여 형성하고 있다.

이와 같이, 조정용 지그(60)에 단위 편광자 유닛(12)의 나사(19)를 노출시키는 나사 고정용 개구(67)를 마련하였으므로, 조정용 지그(60)로 단위 편광자 유닛(12)을 회동 조정한 후, 공구를 나사 조임용 개구(67)에 통과시켜 나사(19)를 조여 당해 단위 편광자 유닛(12)을 프레임(14)에 고정함으로써, 회전 어긋남이 발생하지 않고 단위 편광자 유닛(12)이 프레임(14)에 고정된다. 단위 편광자 유닛(12)을 조정한 후, 조정용 지그(60)는 프레임(14)으로부터 제거되고, 이 프레임(14)에 배열된 다른 단위 편광자 유닛(12)의 조정에 제공된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 프레임(14)에 설치한 각각의 부착부(31)로 와이어 그리드 편광자(16)의 평면 중심(C)을 축심으로 하여 당해 와이어 그리드 편광자(16)를 포함하는 단위 편광자 유닛(12)을 회동하여 조정하는 구성으로 하였다. 이에 의해, 단위 편광자 유닛(12)의 조정량에 대한 와이어의 방향(A)의 회동 각도를 항상 동등하게 할 수 있으므로, 간단하면서도 또한 정확하게 단위 편광자 유닛(12)의 와이어의 방향(A)을 조정할 수 있어, 조정 작업이 매우 쉬워진다. 또한, 단위 편광자 유닛(12)이 회동할 때의 단부(22)가 전술한 도 3의 (A)에 나타내는 원(D)의 범위 내에 반드시 수용되게 되어, 원(D)의 직경 간격으로 개개의 단위 편광자 유닛(12)을 배치함으로써, 개개의 간극이 최소로 억제된다.

또한 본 실시 형태에 따르면, 와이어 그리드 편광자(16)를 지지하는 단위 편광자 유닛(12)의 각각에, 와이어 그리드 편광자(16)의 평면에 대하여 수직으로 연장되는 리브(36)를 설치하고, 이 리브(36)를 평면에 평행한 방향으로 밀어 당겨 와이어 그리드 편광자(16)를 회전 가능하게 구성하였다.

이 구성에 의하면, 리브(36)의 밀어 당김량과, 이에 수반하는 와이어 그리드 편광자(16)의 회동 각도 및 와이어의 방향(A)의 회동 각도와는 비례하므로, 밀어 당김량을 조정량으로서 관리함으로써, 와이어의 방향(A)의 조정량을 정확하게 관리할 수 있다.

특히, 본 실시 형태에 따르면, 리브(36)를 와이어 그리드 편광자(16)의 평면에 평행한 방향으로 밀어 당겨 당해 와이어 그리드 편광자(16)의 와이어의 방향(A)을 조정하는 조정 수단으로서의 마이크로미터(64A, 64B)를 구비한 조정용 지그(60)를 구성하였다.

이에 의해, 리브(36)의 밀어 당김 조작이 쉬워지고, 또한 마이크로미터(64A, 64B)에 의한 미세 조정이 가능해진다.

또한, 마이크로미터(64A, 64B)에 설치한 눈금(65)에 의해, 조정량을 정확하게 관리할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태는, 어디까지나 본 발명의 일 형태를 예시하는 것이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변형 및 응용이 가능하다.

예를 들어, 제1 실시 형태에 있어서, 부착부(31)가 단위 편광자 유닛(12)의 회동을 가이드하는 구성을 예시하였다. 그러나 이에 한정되지 않고, 조정용 지그가 단위 편광자 유닛(12)의 회동을 가이드하는 구성으로 해도 된다.

도 7은 본 변형예에 관한 편광자 유닛(100)의 구성을 도시하는 평면도이다. 또한 도 8은 조정용 지그(160)의 구성을 도시하는 도면이며, 도 8의 (A)는 평면도, 도 8의 (B)는 측단면에서 본 도면이다. 또한, 이들의 도면에 있어서, 실시 형태에서 설명한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 편광자 유닛(100)은 복수의 단위 편광자 유닛(112)을 구비한다. 편광자 유닛(100)이 구비하는 프레임(114)에는, 각 단위 편광자 유닛(112)을 나사 고정하는 나사 구멍(32)이 마련되어 있고, 이 나사 구멍(32)이 단위 편광자 유닛(112)마다 부착 위치를 규정하는 부착부로서 기능을 한다.

또한, 이 프레임(114)에는 단위 편광자 유닛(112)의 부착 위치마다, 당해 단위 편광자 유닛(112)의 대각 위치에, 조정용 지그(160)와 걸어 결합하여 위치 결정하는 위치 결정 오목부(38)가 마련되어 있다.

한편, 조정용 지그(160)에 있어서는, 프레임(114)의 위치 결정 오목부(38)에 대응하여, 프레임체(62)의 이면측에 볼록부(68)가 설치되어 있고, 이들 위치 결정 오목부(38) 및 볼록부(68)의 걸림 결합 구조에 의해, 조정용 지그(160)가 프레임(114)의 소정의 위치에 위치 결정되어, 조정용 지그(160)와 프레임(114) 사이에 상기 단위 편광자 유닛(112)이 끼워 넣어진 상태가 된다.

이 단위 편광자 유닛(112)의 상단부(12A) 및 하단부(12B)의 단부(22)는 상술한 실시 형태에서 설명한 단위 편광자 유닛(12)과 마찬가지로, 와이어 그리드 편광자(16)의 중심(C)을 중심으로 한 원(D)의 원주의 일부를 이루는 원호 형상이다. 한편, 조정용 지그(160)의 이면에는, 도 8의 (A)에 도시한 바와 같이, 이 원(D)의 원호에 따른 위치에 복수의 가이드 핀(50)이 설치되어 있다. 즉, 조정용 지그(160)를 프레임(114)에 걸어 결합시키면, 각각의 가이드 핀(50)이 단위 편광자 유닛(112)의 상단부(12A)측의 단부(22)의 원호 형상의 외주에 접촉한다. 이에 의해, 마이크로미터(64A, 64B)가 조작되면, 단위 편광자 유닛(112)이 원(D)의 원호에 따라 배치된 각각 가이드 핀(50)에 의해 가이드되면서 회동하게 된다. 또한, 도 7에 있어서, 부호 70은 가이드 핀(50)의 선단부를 받게 프레임(114)에 마련된 구멍부(70)이다.

[제2 실시 형태]

계속해서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.

와이어 그리드 편광자(16)를 배열하여 사용할 경우, 와이어 그리드 편광자(16)의 각각의 경계부에서는 편광광이 다른 부위보다도 약해지므로, 광 배향막의 광 배향에 불균일이 발생한다.

따라서, 종래, 이 광 배향의 불균일을 개선하기 위해서, 열 형상으로 배치한 와이어 그리드 편광자의 배열을, 광 배향막의 반송 방향에 있어서 복수열 배치하는 동시에, 각 배열 사이에서는 와이어 그리드 편광자의 경계부가 반송 방향에 있어서 겹치지 않도록 와이어 그리드 편광자의 위치를 어긋나게 하여 배치함으로써, 광 배향막에의 편광광의 조사 불균일을 억제하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2006-126464호 공보).

그러나 이 종래의 기술에서는, 와이어 그리드 편광자의 열을 복수 구비할 필요가 있으므로, 각 열에 빛을 균등하게 조사할 필요가 있으므로 장치가 복잡화하고, 또한 매우 고비용이 되는 등의 문제가 있다.

본 발명의 제2 실시 형태에서는, 와이어 그리드 편광자 사이의 경계에 의해 발생하는 불균일을 억제할 수 있는 편광자 유닛에 대하여 설명한다.

도 9는 편광자 유닛(210)의 설명도이며, 도 9의 (A)는 편광자 유닛(210)의 개략 구성을 도시하는 평면도, 도 9의 (B)는 편광자 유닛(210)을 통하여 조사되는 적산 광량을 도시하는 도면이다.

편광자 유닛(210)은 도 9의 (A)에 도시한 바와 같이, 복수의 단위 편광자 유닛(212)과, 이들 단위 편광자 유닛(212)을 횡배열로 일렬로 배열하는 프레임(214)을 구비하고 있다. 이 편광자 유닛(210)은 반사경(8)(도 1)에 의해 배광 제어된 빛을 편광 제어하기 위해, 적어도 반사경(8)의 길이 방향의 길이 Lx보다도 긴 Mx에 걸친 만큼의 수만큼 단위 편광자 유닛(212)의 군이 배열되어 있다. 프레임(214)은 각 단위 편광자 유닛(212)을 횡배열로 연접하여 배치하는 판 형상의 프레임체이다. 광 배향 장치(1)(도 1)에서는, 이 편광자 유닛(210) 아래를 통과하도록 광 배향 대상물(2)이 반송된다. 광 배향 대상물(2)이 편광자 유닛(210) 아래를 통과하는 동안에 조사되는 적산 광량은, 도 9의 (B)에 도시한 바와 같이, 적어도 반사경(8)의 길이 방향의 길이 Lx에 걸쳐, 어떠한 부위에서도 일정해지고 있다.

도 10은, 단위 편광자 유닛(212)의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.

단위 편광자 유닛(212)은 와이어 그리드 편광자(216)과, 이 와이어 그리드 편광자(216)를 지지하는 지지 프레임(218)을 구비하고, 평면에서 보아 대략 정삼각형으로 형성되어 있다. 편광자 유닛(210)의 프레임(214)에는, 전술한 도 9의 (A)에 도시한 바와 같이, 이 단위 편광자 유닛(212)이 교대로 천지 반전하면서 배열됨으로써, 상기 길이 Mx에 걸친 4변형 영역(215)에 와이어 그리드 편광자(216)가 깔리게 된다.

단위 편광자 유닛(212)의 각 부에 대하여 상세하게 설명하면, 지지 프레임(218)은 평면에서 보아 정삼각형의 차광성을 갖는 금속판의 면 내에 대략 정삼각형의 개구(220)를 가진 프레임체이며, 이 개구(220)를 막도록 와이어 그리드 편광자(216)가 설치되어 있다. 이 지지 프레임(218)의 3변 중, 다른 단위 편광자 유닛(212)이 이어지는 측변(225)은 빛을 차단해 광 출력의 저하 요인이 되므로, 그 폭(Wx)은 최대한 좁게 형성되어 있다. 또한, 나머지 1변인 저변(226)은 편광자 유닛(210)의 프레임(214)에 지지 가능한 폭이면 임의이며, 반드시 측변(225)과 동일한 폭일 필요는 없다.

또한 도 9의 (A)에 도시한 바와 같이, 와이어 그리드 편광자(216)를 빛이 투과하는 영역의 폭[단위 편광자 유닛(212)의 배열 방향(B)에 직교하는 방향(반송 방향(Cx))의 길이]은 지지 프레임(218)의 개구(220)의 폭과 같고, 이하에서는 이 폭을 유효 조사 폭(Kx)이라 칭한다.

와이어 그리드 편광자(216)는 지지 프레임(218)의 개구(220)를 폐색하는 크기를 갖는 대략 정삼각형의 판재이며, 와이어의 방향(Ax)이 저변(226)에 대략 수직이 되게 지지 프레임(218)에 설치되어 있다. 와이어 그리드 편광자(216)를 정삼각형으로 함으로써, 와이어 그리드 편광자의 제조 공정에 있어서, 웨이퍼로부터 다이싱에 의해 잘라낼 수 있는 와이어 그리드 편광자의 수를 많게 할 수 있어, 낭비를 적게 할 수 있다.

편광자 유닛(210)의 프레임(214)에는, 전술한 도 9의 (A)에 도시한 바와 같이, 이러한 구성의 단위 편광자 유닛(212)이 교대로 천지 반전시키면서 측변(225)끼리를 접촉시켜서 일렬로 배열되고, 이에 의해 와이어 그리드 편광자(216)를 깔 수 있었던 상기 4변형 영역(215)이 형성된다. 이 4변형 영역(215) 중에는, 각 단위 편광자 유닛(212)의 측변(225)이 위치하고, 측변(225)의 각각이 4변형 영역(215) 중에 차광 영역(230)을 형성한다.

이 차광 영역(230)은, 인접하는 단위 편광자 유닛(212)끼리의 경계부(228)를 따라 연장되어 빛을 차광하므로, 인접하는 와이어 그리드 편광자(216) 사이를 통하는 빛, 즉 편광 제어되지 않는 빛은 차광 영역(230)에 의해 차광되어, 와이어 그리드 편광자(216)를 통과하여 편광 제어된 빛만이 편광자 유닛(210)의 4변형 영역(215)으로부터 출력되게 된다.

여기서, 4변형 영역(215) 안에는 상기 차광 영역(230)이 위치하므로, 조사 범위에는, 차광 영역(230)에 대응한 위치에 편광광이 약해지는 부위가 발생한다. 따라서, 광 배향 대상물(2)을 반송하여 조사 범위를 통과시킨 경우, 전혀 대책을 세우지 않으면, 광 배향 대상물(2)에 있어서는 편광광이 약한 부위를 통과한 부위와, 그 이외의 부위에서 광 배향의 정도에 불균일이 발생하여, 제조 품질의 저하를 초래하게 된다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 다음과 같이 하여 광 배광의 불균일을 방지하도록 하고 있다.

즉, 차광 영역(230)을 일정 폭의 선 형상으로 하고, 4변형 영역(215)의 배열 방향(Bx)을 따른 일단부(215A)와 타단부(215B) 사이의 어떠한 점에서도, 반송 방향(Cx)을 따른 차광 영역(230)과, 비차광 영역[즉, 와이어 그리드 편광자(216)를 빛이 통과하는 영역]과의 길이의 비율이 동등해지도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 전술한 도 9의 (A)에 도시한 바와 같이, 인접하는 단위 편광자 유닛(212)의 지지 프레임(218)의 측변(225)끼리를 연접하여 차광체(229)를 구성하고, 이 차광체(229)에 의해 차광 영역(230)을 형성함으로써 차광 영역(230)을 폭(Wx)의 2배의 선 형상으로 하고, 4변형 영역(215)의 일단부(215A)로부터 타단부(215B)에 걸쳐 차광 영역(230)을 삼각파 형상(정현파 형상이라도 됨)으로 연장시킨 형상으로 하고 있다. 이에 의해, 도 9의 (B)에 도시한 바와 같이, 4변형 영역(215)의 배열 방향(Bx)에 걸친 각 점에 있어서, 4변형 영역(215)의 높이에 상당하는 유효 조사 폭(Kx) 중에서, 반송 방향(Cx)을 따른 차광 영역(230)과 비차광 영역과의 길이의 비율이 동등해지므로, 광 배향 대상물(2)이 통과하는 동안에 조사되는 적산 광량도 배열 방향(Bx)에 걸친 각 점에 있어서 동 등해져, 광 배향의 정도에 불균일이 발생하는 것이 방지된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 만약 개구(120)가 차폐 부분이 없는 정삼각형의 형상으로 하면, 단위 편광자 유닛(212)의 2개의 측변(225)이 만드는 정점(240)을, 인접한 단위 편광자 유닛(212)의 저변(226)의 외연부(226A)에 일치시키고 있으므로, 유효 조사 폭(Kx)의 범위에 있어서, 정점(240)으로부터 반송 방향(Cx)을 따른 선(Qx1) 위에서는 차광 영역(230)이 존재하지 않고, 이 선(Qx1) 위에서의 적산 광량이 다른 것보다도 높아진다. 또한, 정점(40)과, 인접한 지지 프레임(218)의 개구(220)의 각(242)과의 사이의 범위(Rx)에 대해서도 마찬가지로, 유효 조사 폭(Kx)의 범위에 있어서, 반송 방향(Cx)을 따른 선(Qx2) 위에 있어서의 차광 영역(230)이 다른 부위보다도 작아진다. 따라서, 각 지지 프레임(218)의 정점(240)으로부터 범위(Rx)의 구간에는, 반송 방향(Cx)에 있어서의 차광 영역(230)의 비율을 다른 부위의 선(Qx3)에서의 비율과 맞추는 조정용 차광판(250)이 설치되어 있다. 또한, 반송 방향(Cx)을 따른 차광 영역(230)의 길이(Nx)는, 각(242)의 각도를 αx로 하면, Nx=2×Wx/cosαx가 되므로, 정점(240)에서의 조정용 차광판(250)의 반송 방향(Cx)을 따른 길이도 2×Wx/cosαx가 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 와이어 그리드 편광자(216)의 경계부(228)를 따라 차광 영역(230)을 설치하였으므로, 편광 제어가 되어 있지 않은 빛이 광 배향 대상물(2)에 조사되는 것을 방지할 수 있다.

게다가, 와이어 그리드 편광자(216)의 배열 방향(Bx)에 걸쳐, 와이어 그리드 편광자(216)의 배열 방향(Bx)과 직교하는 반송 방향(Cx)에서, 차광 영역(230)과, 비차광의 비차광 영역과의 길이의 비율이 동등해지도록 차광 영역(230)을 설치하는 구성으로 하였다. 이에 의해, 배열 방향(Bx)의 각 점에서, 유효 조사 폭(Kx)이 차지하는 차광 영역(230)의 길이(Nx)의 비율이 일정해져, 반송 방향(Cx)을 따른 적산 광량이 동등해지므로, 광 배향 대상물(2)의 광 배향의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 이 제2 실시 형태는, 어디까지나 본 발명의 일 형태를 예시하는 것이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변형 및 응용이 가능하다.

예를 들어, 제2 실시 형태에서는 와이어 그리드 편광자(216)를 삼각형으로 하는 경우를 예시했지만, 이에 한정되지 않고, 직사각 형상으로 해도 된다. 즉, 도 12에 도시한 바와 같이, 대략 직사각형의 지지 프레임(318)에 직사각형의 와이어 그리드 편광자(216)를 끼워넣어서 단위 편광자 유닛(312)을 구성하고, 이것을 횡배열로 프레임(214)에 배열하여 편광자 유닛(300)이 구성된다.

이때 각 단위 편광자 유닛(312)의 지지 프레임(318)의 좌우 양측의 변(325)은 배열 방향(Bx)에 대하여 소정 각도[도시한 예에서는 60°]만큼 경사지고, 변(325)끼리가 접하도록 각 단위 편광자 유닛(312)이 배열되어서 4변형 영역(215)이 형성되고, 또한 변(325)끼리에 의해 와이어 그리드 편광자(216)끼리의 경계부(328)에는, 서로 접하는 2개의 변(325)을 포함하여 이루어지는 차광체(329)에 의해 차광 영역(330)이 형성된다. 이 편광자 유닛(300)에 있어서도, 배열 방향(Bx)에 걸쳐, 반송 방향(Cx)에서는 차광 영역(330)과 비차광 영역과의 길이의 비율이 동등해지도록 차광 영역(330)이 설치된다. 이에 의해 배열 방향(Bx)의 각 점에서, 반송 방향(Cx)을 따른 적산 광량이 동등해지므로, 광 배향 대상물(2)의 광 배향의 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 이들 제2 실시 형태 및 변형예에서는, 동일 형상의 와이어 그리드 편광자(216)[단위 편광자 유닛(212, 312)]를 횡배열로 배열하는 구성을 예시했지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 배열 방향(Bx)에 걸쳐, 반송 방향(Cx)에 있어서 차광 영역과 비차광 영역과의 길이의 비율이 동등해지도록 차광 영역이 설치되어 있으면, 형상이 다른 것을 횡배열로 배열해도 된다.

제2 실시 형태에서는, 경계부(228)를 따라 연장되는 차광 영역(230)을 지지 프레임(218)의 측변(225)에 의해 형성했지만, 이에 한정되지 않고, 차광 영역(230)을 형성하는 부재를 단위 편광자 유닛(212)과 별개로 설치해도 된다.

상세하게 설명하면, 와이어 그리드 편광자(216)에 있어서는, 개체차 등에 의해 와이어의 방향(A)이 외형에 대하여 일정한 방향이 되지 않고 어긋남이 발생하고 있는 경우가 있다. 즉, 상술한 실시 형태에서는, 전술한 도 10에 도시한 바와 같이, 와이어 그리드 편광자(216)를 정삼각형으로 하고, 와이어의 방향(Ax)이 저변(226)에 대략 수직이 되게 지지 프레임(218)에 설치했지만, 실제로는, 예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이, 와이어 그리드 편광자(216)의 와이어의 방향(Ax)이 저변(226)의 수선(Hx)에 대하여 각도 θx[θ의 값은, 개개의 와이어 그리드 편광자(216)에 따라 다른]만큼 기울어 있는 경우가 있다.

따라서, 프레임(214)에 횡배열로 배열한 복수의 단위 편광자 유닛(212)의 각각의 사이의 경계부(228)에 소정 폭의 간극을 조정 영역 δx로서 마련하는 구성으로 함으로써, 각각의 단위 편광자 유닛(212)을 조정 영역 δx의 범위에서 개별로 회전해서 와이어 그리드 편광자(216)의 와이어의 방향(Ax)을 조정 가능하게 할 수 있다.

그러나 조정 영역 δx를 마련하면, 경계부(228)에 간극이 발생하고, 이 간극으로부터 빛이 누설되어 버린다. 따라서, 전술한 도 9에 나타내는 차광 영역(230)에 상당하는 형상의 차광판(280)을 도 14에 도시한 바와 같이 형성하고, 이 차광판(280)을 프레임(214)에 횡배열로 배열해 와이어의 방향(Ax)을 조정한 단위 편광자 유닛(212)의 각각을 덮도록 프레임(214)에 부착하는 구성으로 함으로써, 경계부(228)의 간극을 막으면서, 게다가 각 단위 편광자 유닛(212)의 조정량에 관계없이 차광 영역과 비차광 영역과의 비율을 항상 일정하게 할 수 있다.

또한, 단위 편광자 유닛(212)의 측변(225)의 폭(Wx)은, 조정 영역 δx의 폭에 따라서 좁게 하는 것은 물론이다.

[제3 실시 형태]

본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조사 장치를 설명한다.

제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 광 배향에 사용하는 조사 장치는, 일반적으로 폭넓은 띠 형상의 광 배향막의 광 배향을 가능하게 하기 위해서, 광원에 긴 직관형 자외선 램프[제1 실시 형태에서는 램프(7)]를 채용하고 있다. 이, 긴 직관형 자외선 램프는, 통상 석영 유리관을 재료로 하여 가공된 발광관 내부에, 수은이나 메탈 할로겐화물을 봉입한 고압 방전 램프이다. 이러한 종류의 방전 램프에서는, 점등 시의 열에 의해 발광관이 연화되고, 자중에 의해 램프 중앙부를 정점으로 하여 램프가 길이 방향으로 만곡하여 하향으로 늘어지는 하수 열 변형이 발생할 가능성이 있었다.

따라서, 점등 시의 램프의 하수 열 변형을 방지하기 위해서, 발광관의 중앙부 외주 위를, 발광관 지지체로, 발광관의 관축에 직교하는 방향으로부터 끼워 부착하도록 지지하여, 발광관 중앙부의 하수 열 변형을 방지하는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2009-160545호 공보).

그런데 광 배향에 사용하는 조사 장치에서는, 램프의 길이 방향을 따라서 연장되어, 광 배향 대상물에 반사광을 조사하는 실린드리컬 오목면 반사경을 구비하고 있다. 일본 특허 공개 제2009-160545호 공보에 기재된 조사 장치에서는, 반사경은 알루미늄 합금으로 되어 있지만, 구멍 등을 내면 깨지기 쉬운 유리의 표면에 알루미늄이나 은 등의 금속을 증착시켜서 형성한 반사경이 사용되고 있는 경우에 있어서는, 점등 시의 램프의 하수 열 변형을 방지하기 위하여 발광관을 지지하는 구성에 대해서는 고려되어 있지 않았다.

본 실시 형태에서는, 유리로 만든 반사경이 사용될 경우에, 램프를 지지할 수 있는 구성을 구비한 조사 장치에 대하여 설명한다.

도 15는, 본 실시 형태에 따른 조사 장치(501)의 구성을 나타내는 정면 투시도이다.

조사 장치(501)는, 예를 들어 제1 실시 형태와 마찬가지로, 띠 형상의 광 배향 대상물의 광 배향막에 빛을 조사하여 광 배향하는 광 배향 장치이며, 도시를 생략하지만, 제1 실시 형태에서 설명한 편광자 유닛(10)을 구비하고 있다.

또한 본 실시 형태의 조사 장치(501)는 설치면(Fy)에 적재되는 케이스(510) 내에, 조사기 설치 가대(504)에 설치된 조사기(520)와, 광 배향 대상물이 적재되는 워크 스테이지(505)를 구비하고 있다.

조사기(520)는 광원인 직관형 램프(507)를 구비하고, 본 실시 형태에 있어서는, 조사기(520)의 바로 아래에 배치된 워크 스테이지(505)에 적재된 광조사 대상물에 빛을 하향으로 조사한다. 또한, 조사 장치(501)는 하향 조사 외에, 횡 방향 조사나, 상향 조사 등, 조사 방향을 임의로 선택할 수 있는 구성이라도 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 상하라 함은 조사기(520)의 바로 아래에 배치된 워크 스테이지(505)에 적재된 광조사 대상물에 빛을 하향으로 조사하는 경우의 구성을 기초로 하는 것이다.

직관형 램프(507)는 방전 램프이며, 적어도 광 배향 대상물의 폭과 동등 이상으로 연장되는 긴 직관형(막대 형상)의 자외선 램프가 사용되고 있다. 직관형 램프(507)는 상세에 대해서는 후술하지만, 직관형 램프(507)의 길이 방향을 따라서 직관형 램프(507)를 둘러싸게 설치된 반사경 유닛(580)과 일체로 램프 유닛(530)에 부착되고, 램프 유닛(530)은 조사기(520)에 착탈 가능하게 수용되어 있다.

조사기(520)에는, 환기용의 통기구(521)가 설치되어 있다. 통기구(521)에는, 케이스(510)의 외부에 연통하는 환기 덕트(511)가 접속되어 있다. 통기구(521)의 내측에는, 도시하지 않은 송풍 팬이 설치된다. 이 송풍 팬에 의해, 조사기(520) 내에는 냉각풍이 흘러, 직관형 램프(507) 및 그 주변이 직접 공랭된다.

도 16은, 램프 유닛(530)을 도시하는 도면이며, 도 17은 램프 유닛(530)의 단면도이다. 도 16, 도 17에 도시한 바와 같이, 램프 유닛(530)은 하면이 개구하는 상자형의 하우징(531) 내에 직관형 램프(507)와 반사경 유닛(580)을 수용하고, 조사기(520) 내에 착탈 가능하게 수용된다.

하우징(531)은 스테인리스 등의 강성을 갖는 금속제 재료를 포함하여 구성된다. 하우징(531)은 상면 패널(532), 한 쌍의 측면 패널(533) 및 한 쌍의 단부면 패널(534)을 포함하여 구성되고, 하방으로 개구하는 조사 개구(545)를 구비하고 있다.

하우징(531)의 상면 패널(532)에는, 하우징(531) 내에 직관형 램프(507) 및 그 주변을 공랭하기 위한 공기가 유통하는 통기 구멍(532a)이 길이 방향을 따라서 선 형상으로 2열로 배열하여 복수 설치되어 있다.

하우징(531)의 한 쌍의 측면 패널(533)에는, 상부 테두리를 따라 복수의 롤러(533a)가 설치되어 있다. 조사기(520) 내에는, 램프 유닛(530)을 조사기(520)에 착탈할 때에 하우징(531)의 롤러(533a)가 미끄럼 이동하여, 램프 유닛(530)을 안내하는 가이드 레일(도시하지 않음)이 설치된다. 램프 유닛(530)은 조사기(520) 내에 설치된 가이드 레일 위를 롤러(533a)를 미끄럼 이동시켜서, 조사 장치(501)의 한쪽 단부면(전방면)의 개구로부터 길이 방향을 따라 인출 인입 가능하게 구성되어 있다. 또한, 하우징(531)의 상면 패널에는 조사기(520) 내에 설치된 가이드 레일의 측면을 따라서 미끄럼 이동하는 롤러(532b)가 설치되어 있다. 또한, 하우징(531)의 한 쌍의 단부면 패널(534)에는, 램프 유닛을 인출 인입할 때에 사용하는 핸들(534a)이 부착되어 있다.

도시는 생략하지만, 하우징(531)의 내부에는 직관형 램프(507)를 지지하는 관단부 지지부와, 직관형 램프(507)에 전기 에너지를 공급하는 전원 공급 기구가 구비된다. 직관형 램프(507)는 관단부 지지부에 의해 양단부가 지지되어 하우징(531) 내에 수용되는 동시에, 전원 공급 기구로부터 전기 에너지가 공급되어서 발광한다.

직관형 램프(507)는, 예를 들어 전체 길이가 3m 정도인 긴 고출력 직관형 램프이다. 직관형 램프(507)는 석영 유리 등의 고내열성과 투광성을 갖는 재료를 포함하여 구성되는 발광관의 내부에, 수은이나 메탈 할로겐화물이 봉입된 고압 방전 램프이다. 직관형 램프(507)의 점등 시에는, 직관형 램프(507)의 관벽의 온도가 800℃ 내지 900℃ 정도의 고온이 된다.

반사경 유닛(580)은 반사경(508)과, 통풍판(535)과, 통풍판(535) 및 하우징(531)의 측면 패널(533) 사이에서 반사경(508)을 보유 지지하는 제1 보유 지지체(536a, 536b) 및 제2 보유 지지체(538a, 538b)를 포함하여 구성된다.

반사경(508)은 단면 타원형, 또한 직관형 램프(507)의 길이 방향을 따라서 연장되는 실린드리컬 오목면 반사경이며, 직관형 램프(507)의 빛을 집광하여 조사 개구(545)로부터 광 배향 대상물에 조사한다. 반사경(508)은 도 17, 도 18에 도시한 바와 같이, 활 형상으로 만곡한 복수 매의 판 형상의 작은 거울(반사면)(508a, 508b)을 단면 타원형 형상으로 조합하여 구성된다. 각 거울(508a, 508b)은, 유리의 오목면측 표면에 반사성을 갖는 피막을 부착 형성하여 반사성을 부여하고 있다. 각 거울(508a, 508b)은, 직관형 램프(507)의 관축 바로 위에 설치된 통풍판(535)에 부착된 제1 보유 지지체(536a, 536b)와, 하우징(531)의 측면 패널(533)에 부착된 제2 보유 지지체(538a, 538b) 사이에 걸쳐져 고정되어 있다.

직관형 램프(507)의 한쪽 측면(507a)으로부터의 빛을 반사하는 거울(508a)과, 직관형 램프(507)의 다른 쪽 측면(507b)으로부터의 빛을 반사하는 거울(508b)은, 각각, 도 18에 도시한 바와 같이, 램프 유닛(530)의 길이 방향으로 복수 연결되어, 한 쌍의 오목면 반사경(508, 508) 중 한쪽 및 다른 쪽을 구성하고 있다. 또한, 거울(508a)과, 거울(508b)은 램프 유닛(530)의 길이 방향을 따라, 서로 어긋난 위치에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 거울(508a, 508b)을 램프 유닛(530)의 길이 방향으로 복수의 소편으로 분할하여 형성함으로써 반사경(508)을 착탈 등의 작업면에서 취급하기 쉽게 할 수 있는 동시에, 제조 비용을 낮출 수 있다. 또한, 거울(508a)과, 거울(508b)을 램프 유닛(530)의 길이 방향을 따라, 서로 어긋난 위치에 배치하였으므로, 인접하는 거울(508a, 508a) 및 거울(508b, 508b)의 이음매에 닿는 반사광의 광로에 대한 영향을 줄일 수 있다.

통풍판(535)은 도 17, 도 18에 도시한 바와 같이, 직관형 램프(507)의 바로 위에 설치되어, 직관형 램프(507)의 관축을 따라 연장되어 있다. 통풍판(535)은 도시는 생략하지만, 하우징(531)의 단부면 패널(534)에 양단부가, 예를 들어 나사 등의 체결구로 고정되어 있다. 통풍판(535)은 단면 사각형의 관 형상으로 형성된 통풍판이며, 상하로 관통하는 복수의 통풍 구멍(535a)이 서로 소정 간격으로 램프 유닛(530)의 길이 방향을 따라서 복수 설치되어 있다. 각 통풍 구멍(535a)은 긴 구멍 형상으로 형성할 수 있다.

제1 보유 지지체(536a, 536b)는, 통풍판(535)의 양측면에 각각 고정되어, 직관형 램프(507)의 관축을 따라 연장되어 있다. 제1 보유 지지체(536a, 536b)의 측면에는 거울(508a, 508b)의 상단부가 삽입되는 홈(536c)이 형성되어 있다.

제2 보유 지지체(538a, 538b)는, 하우징(531)의 측면 패널(533)의 조사 개구(545) 근방에 램프 유닛(530)의 길이 방향을 따라서 부착된 고정구(537a, 537b)로 각각 지지되어 있다. 제2 보유 지지체(538a, 538b)는, 서로 소정의 간격을 두고, 인접하는 거울(508a, 508a) 및 거울(508b, 508b)의 이음매에 대응하는 위치에 부착된다. 각 제2 보유 지지체(538a, 538b)의 상면에는, 인접하는 거울(508a, 508a) 및 거울(508b, 508b)의 하단부가 삽입되는 홈(538c)이 형성되어 있다.

이들의 구성에 의하면, 반사경(508)은 각 거울(508a, 508b)의 상단부를 제1 보유 지지체(536a, 536b)의 측면에 형성된 홈(536c)에 삽입하는 동시에, 인접하는 거울(508a, 508a) 및 거울(508b, 508b)의 이음매를, 제2 보유 지지체(538a, 538b)에 대응하는 위치에 배치하여, 인접하는 거울(508a, 508a) 및 거울(508b, 508b)의 하단부를 제2 보유 지지체(538a, 538b)의 홈(538c)에 삽입함으로써 쉽게 조립할 수 있다.

반사경 유닛(580)에는, 도 17에 도시한 바와 같이, 직관형 램프(507)를 램프 유닛(530)의 길이 방향의 대략 중앙에서 지지하는 지지부(540)가 통풍판(535)에 고정되어, 부착되어 있다. 지지부(540)는 직관형 램프(507)가 자중이나 열에 의해 축 늘어지는 것을 방지하기 위해 설치된다.

지지부(540)는 한 쌍의 지지체(541)[이하, 지지체(541a, 541b)라고 함]를 포함하여 구성된다. 각 지지체(541a, 541b)는, 대략 Z자 형상으로 형성된 샤프트(543)와, 샤프트(543)에, 샤프트(543)의 주위를 회전 가능하게 부착된 지지편(542)을 포함하여 구성된다. 각 지지체(541a, 541b)는, 샤프트(543)의 일단부(543a)를 통풍판(535)에 상하로 관통시켜서, 너트(543b) 등의 체결구로 통풍판(535)에 매달 수 있다.

샤프트(543)는 강성을 갖는 금속으로 된 재료를 포함하여 구성되고, 일단부(543a)에는 너트(543b)에 대응하는 나사가 외주면이 잘려 있는 구성이라도 된다. 또한, 샤프트(543)는 고내열성 및 고열 전도성을 갖고, 직관형 램프(507)의 점등 시의 열로 지지편(542)과 반응성을 갖지 않는 금속 또는 합금으로 형성된다. 샤프트(543)의 재료로서는, 예를 들어 니켈 합금을 사용할 수 있다. 샤프트(543)는 일단부(543a)가 직관형 램프(507)의 관축(X) 바로 위에서 통풍판(535)을 관통하게 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 반사경(508)을 구성하는 거울(508a, 508b)의 상단부를, 직관형 램프(507)의 상방까지 연장시킬 수 있어, 직관형 램프(507)의 빛을 효율적으로 광조사 대상물에 조사시킬 수 있다.

지지편(542)은, 예를 들어 두꺼운 판 형상 부재를 포함하여 이루어지고, 도시는 생략하지만, 샤프트(543)가 찔러 관통하는 관통 구멍을 갖고, 샤프트(543)의 주위를 회전하는 구성이라도 된다. 지지편(542)은 직관형 램프(507)의 발광관과 마찬가지로, 석영 유리 등의 고내열성을 갖고, 직관형 램프(507)의 점등 시의 열에 의해 직관형 램프(507)와 반응성을 갖지 않는 재료를 포함하여 구성된다. 이 구성에 의하면, 직관형 램프(507)와 지지편(542) 사이의 온도차를 줄일 수 있다. 지지편(542)의 높이는 직관형 램프(507)의 반경(ry)보다도 높은 것이 바람직하고, 또한 지지편(542)의 하부 테두리는 직관형 램프(507)의 하단부 근방까지 연장되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 직관형 램프(507)를 들어올리도록 지지편(542)으로 지지하여, 직관형 램프(507)의 자중이나 열에 의한 늘어짐을 방지할 수 있다.

지지편(542)의, 직관형 램프(507)에 대향하는 대향면(542a)은 직관형 램프(507)의 원주를 따르는 오목면 형상으로 절결되어 있다. 또한, 지지편(542)의 대향면(542a)의 곡률은 직관형 램프(507)의 원주의 곡률보다도 작게 형성되고, 대향면(542a)과 직관형 램프(507)의 둘레면과의 사이에는 간극(Gy)이 형성되도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하면, 직관형 램프(507)의 열 팽창에 의한 변형이나, 직관형 램프(507) 및 그 밖의 구성 부품의 왜곡을 이 간극(G)에 의해 흡수할 수 있다.

지지편(542)은, 도 19에 도시한 바와 같이, 샤프트(543)의 주위를 회전시킬 수 있다. 지지편(542)은 샤프트(543) 주위를 360°회전할 수 있는 구성이라도 되고, 또는 90°만큼 회전할 수 있는 구성이라도 된다. 직관형 램프(507)의 교환 시 등에서, 직관형 램프(507)를 램프 유닛(530)으로부터 착탈시킬 때에는, 지지편(542)을, 예를 들어 90°회전시킴으로써, 지지편(542)을 직관형 램프(507)의 착탈 경로로부터 퇴각시킬 수 있다. 이에 의해, 지지부(540) 또는 지지편(542)을 제거하는 일 없이, 직관형 램프(507)의 착탈을 행할 수 있다.

각 지지체(541a, 541b)는, 도 18에 도시한 바와 같이, 통풍판(535)의 인접하는 통풍 구멍(535a) 사이에 부착되어 있다. 또한, 지지체(541a, 541b)는 직관형 램프(507)의 관축(Xy) 방향을 따라서 서로 어긋난 위치에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 지지체(541a, 541b)는 직관형 램프(507)의 관축(Xy)에 평행한 면으로의 투영도 상에서는, 직관형 램프(507)를 거쳐 대향하는 위치 관계가 되지 않는다. 이에 의해, 램프 유닛(530)의 조사면 상에서 직관형 램프(507)로부터의 조사광의 광로가 지지체(541a, 541b)에 의해 차단되는 영향이 1군데에 집중하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 각 지지체(541a, 541b) 사이의 거리는, 직관형 램프(507) 중 어떠한 부위에 있어서도 자중이나 열에 의해 아래로 늘어지는 변형이 일어나지 않는 임의의 거리로 할 수 있다.

직관형 램프(507) 및 그 주변을 공랭하는 공기의 흐름을 설명하면, 조사기(520)의 통기구(521)의 내측에 설치된 도시하지 않은 송풍 팬의 구동에 의해, 램프 유닛(530)의 내부에는, 도 17에 도시한 바와 같이, 조사 개구(545)를 거쳐 냉각풍이 도입된다. 도 17 중의 화살표 Ay는, 램프 유닛(530)의 내부에서의 냉각풍의 흐름을 도시하는 도면이며, 조사 개구(545)로부터 도입된 냉각풍은, 직관형 램프(507) 및 그 주변을 냉각하고, 통풍판(535)의 통풍 구멍(535a), 하우징(531)의 상면 패널(532)에 설치된 통기 구멍(532a)을 통해, 환기 덕트(511)에 의해 조사 장치(501)의 케이스(510) 외부로 배기된다. 또, 직관형 램프(507)는 지지부(540)에 의해 지지되고 있으므로, 하우징(531) 내부의 냉각풍의 흐름에 의한 직관형 램프(507)의 진동을 억제할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제3 실시 형태에 따르면, 하우징(531) 내에 직관형 램프(507)와, 직관형 램프(507)의 관축(Xy) 방향을 따라서 연장되고, 직관형 램프(507)가 발하는 빛을 반사하는 반사면(508a, 508b)을 갖는 유리로 만든 반사경(508)을 구비하는 반사경 유닛(580)이 내장된 램프 유닛(530)을 구비하고, 반사경 유닛(580)은 직관형 램프(507)의 관축(Xy)을 따라 연장되는 통풍판(535)과, 이 통풍판(535)의 양편에 설치된 한 쌍의 상기 반사경(508, 508)을 갖고, 통풍판(535)의 길이 방향의 대략 중앙에 직관형 램프(507)를 지지하는 지지부(540)를 부착하였다. 이에 의해, 유리로 만든 반사경(508)을 사용하면서, 반사경 유닛(580)에 직관형 램프(507)를 지지하는 지지부(540)를 부착할 수 있고, 직관형 램프(507)가 자중이나 열에 의해 늘어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 지지부(540)는 통풍판(535)의 길이 방향의 대략 중앙으로부터 직관형 램프(507)의 측면(507a, 507b)까지 연장되는 샤프트(543)와, 샤프트(543)가 관통하여, 직관형 램프(507)를 지지하는 지지편(542)을 갖는 한 쌍의 지지체(541)를 포함하여 이루어지고, 지지체(541)는 직관형 램프(507)를 거쳐 서로 대향하는 위치에 배치된다. 이에 의해, 샤프트(543)를 통풍판(535)의 중앙으로부터 직관형 램프(507)의 측면(507a, 507b)까지 연장시키고 있으므로, 반사경(508)을 구성하는 거울(508a, 508b)의 상단부를, 직관형 램프(507)의 상방까지 연장시킬 수 있어, 직관형 램프(507)의 빛을 효율적으로 광 조사 대상물에 조사시킬 수 있다.

또한, 지지편(542)은 샤프트(543)의 주위에 회전 가능하게 설치되어 있다. 이에 의해, 직관형 램프(507)의 교환 시 등의 직관형 램프(507)를 램프 유닛(530)으로부터 착탈시킬 때는, 지지체(541) 또는 지지편(542)을 제거하는 일 없이, 예를 들어 90°회전시키는 것만으로, 지지편(542)을 직관형 램프(507)의 착탈 경로로부터 퇴각시킬 수 있어, 직관형 램프(507)의 착탈을 쉽게 행할 수 있다.

또한, 지지체(541)가 직관형 램프(507)의 관축(Xy) 방향을 따라서 서로 어긋난 위치에 배치되어 있다. 이에 의해, 램프 유닛(530)의 조사면 상에서, 직관형 램프(507)로부터의 조사광의 광로가 지지체(541a, 541b)에 의해 차단되는 영향이 1군데에 집중하는 것을 방지할 수 있다.

[제4 실시 형태]

계속해서, 본 발명의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다.

이 제4 실시 형태에서는, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에서 설명한 광 배향 장치, 조사 장치의 긴 직관형 자외선 램프를 교환할 때에 사용하는 램프 교환대에 대하여 설명한다.

일반적으로, 광 배향 장치나 조사 장치 등에 있어서, 긴 직관형 자외선 램프는, 램프의 관축 방향을 따라 연장되어, 광 배향 대상물에 반사광을 조사하는 실린드리컬 오목면 반사경과 함께 하우징 내에 수용되어 있다. 그리고 이 하우징 내에 직관형 자외선 램프와 반사경을 구비한 램프 유닛은, 램프 교환 등의 유지 보수를 행하기 위해서, 자외선 조사 장치의 단부면으로부터 인출 가능하게 구성되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평06-096610호 공보 참조).

그러나 긴 직관형 램프를 내장한 램프 유닛을 조사 장치의 외부로 인출할 때에는, 복수인의 작업자가 램프 유닛을 지지하면서 인출할 필요가 있어, 작업성이 좋지 않았다.

따라서, 본 발명의 제4 실시 형태에서는, 효율적으로 직관형 램프를 교환할 수 있는 램프 교환대에 대하여 설명한다.

도 20은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 램프 교환대(601)의 구성을 당해 램프 교환대(601)를 사용하여 직관형 램프(681)를 교환하는 조사 장치(700)와 함께 도시하는 도면이다.

조사 장치(700)는, 예를 들어 액정 배향막의 배향에 사용하는 자외선 조사 장치로서의 광 배향 장치이며, 도시를 생략하지만, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 편광자 유닛(10)을 내장하고 있다.

또한 본 실시 형태의 조사 장치(700)는 조사기 설치 가대(704)와, 광조사 대상물이 적재되는 워크 스테이지(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 조사기 설치 가대(704)는 조사 장치(700)가 설치된 설치면(603)으로부터 소정 거리 떨어진 상방 위치에 가로로 걸쳐져, 조사기(690)를 내장하고 있다. 조사기(690)는 조사 장치(700)의 일단부면(701)으로부터 인출하여, 조사기(690)에 착탈 가능하게 구비되는 램프 유닛(680)을 수용하고 있다.

램프 유닛(680)은 광원인 직관형 램프(681)의 관축(Xz)을 따라 연장되어, 내부에 당해 직관형 램프(681)와 반사경(683)을 구비하고, 반사경(683)에 의해 집광하는 편광광을 바로 아래에 조사한다[도 27의 (B) 참조]. 직관형 램프(681)는 방전등이며, 적어도 광 배향 대상물의 폭과 동등 이상으로 연장되는 직관형(막대 형상)의 자외선 램프가 사용되고 있다. 반사경(683)은, 단면 타원형, 또한 직관형 램프(681)의 관축(Xz)을 따라 연장되는 실린드리컬 오목면 반사경이며, 조사기(690) 내에 설치된 상태에서, 직관형 램프(681)의 상측을 덮고, 직관형 램프(681)의 빛을 집광하여, 조사기(690)의 바로 아래에 배치된 광 배향 대상물을 향해 조사한다. 램프 유닛(680)은 조사 장치(700) 내에 내장되어, 당해 조사 장치(700)의 일단부면(701)으로부터 직관형 램프(681)의 관축(Xz) 방향으로 램프 유닛(680)과 일체로 인출하여 교환 가능하게 설치되어 있다.

램프 교환대(601)는 램프 교환부(610)와 대차부(650)를 포함하여 구성되어 있다. 램프 교환부(610)는 상세에 대해서는 후술하지만, 조사 장치(700)의 조사기(690)로부터 램프 유닛(680)을 인출하는 때에, 램프 유닛(680)을 지지하고, 또한 인출 방향을 따라서 안내하는 가이드 레일(611)을 구비하고 있다.

램프 교환부(610)는 대차부(650)에 고정되어, 대차부(650)와 일체로 이동 가능하게 구성되어 있다. 대차부(650)의 저면에는, 복수의 캐스터(607)가 부착되어 있다. 대차부(650)는 이들의 캐스터(607)에 의해 이동 가능하게 구성된다. 이 구성에 의하면, 램프 교환대(601)를 필요에 따라서, 예를 들어 직관형 램프(681)의 교환 시 등에서 램프 유닛(680)을 조사 장치(700)로부터 인출할 때에, 조사 장치(700)에 대하여 설치할 수 있다. 이에 의해, 조사 장치(700)가 복수대 있을 경우에도, 1대의 램프 교환대(601)를 사용하여, 복수대의 조사 장치(700)의 직관형 램프(681)의 교환 등의 유지 보수를 행할 수 있다.

도 21은, 램프 교환대(601)의 측면도이다. 대차부(650)에는 작업자(605)가 직관형 램프(681)의 교환 등의 작업을 행하기 위한 발판(606)이 구비되어 있다. 작업자(605)는 당해 발판(606)에 가설 스텝(602)에 의해 작업을 행할 수 있다. 또한, 대차부(650)에는 램프 교환부(610)가 적재되는 적재대(608)가 일체로 설치되어 있다.

램프 교환부(610)는 적재대(608)에 고정된 승강 유닛(640)과, 램프 유닛(680)을 요동 가능하게 지지하는 요동 유닛(620)을 구비한다.

또한, 램프 교환대(601)에는 저면 근방에 램프 교환대(601)를 조사 장치(700)에 대하여 위치 정렬하는 일치 마크(660)가 설치되어 있다. 조사 장치(700)는 설치면(603) 위에 움직이지 않도록 설치되어 있다. 조사 장치(700)의 일단부면(701) 근방의 설치면(603) 위에는, 도 20 및 도 22에 도시한 바와 같이, 위치 결정 가이드(609)가 나사(609a)로 고정되어 있다. 위치 결정 가이드(609)는 램프 교환대(601)의 일치 마크(660)를 당해 위치 결정 가이드(609)에 대하여 위치 정렬함으로써, 램프 교환대(601)를 조사 장치(700)에 대하여 위치 결정할 수 있는 위치에 미리 고정되어 있다.

상세하게 설명하면, 도 22의 (A)에 도시한 바와 같이, 램프 교환대(601)에 부착된 일치 마크(660)는 대략 L자 형상의 브래킷의 선단부(661)에, 고무 등의 완충 재료로 두꺼운 원반 형상으로 형성된 걸림 결합체(662)가 볼트(663)로 고정되어 있다. 위치 결정 가이드(609)는 일치 마크(660)의 걸림 결합체(662)가 걸어 결합하는 결합 홈(609b)을 구비하고 있다. 조사 장치(700)의 직관형 램프(681)를 교환할 때에는, 램프 교환대(601)를 조사 장치(700)의 근방까지, 캐스터(607)에 의해 이동시켜, 도 22의 (B)에 도시한 바와 같이, 일치 마크(660)의 걸림 결합체(662)를 설치면(603)에 고정된 위치 결정 가이드(609)의 결합 홈(609b)에 걸어 결합하게 된다. 이에 의해, 램프 교환대(601)는 조사 장치(700)에 대하여 위치 결정된다. 이 구성에 의하면, 램프 교환대(601)를 조사 장치(700)에 대하여 정확하면서도, 또한 쉽게 위치 결정할 수 있다. 램프 교환대(601)는 조사 장치(700)에 대하여 위치 결정한 후에, 캐스터(607)를 스토퍼(607a)에 의해 고정시킬 수 있다.

도 23의 (A)에 도시한 바와 같이, 램프 유닛(680)은 하우징(684) 내에 직관형 램프(681)를 수용하여, 조사기(690) 내에 수용된다. 조사기(690)에는 환기용 통기구(710)가 설치되어 있다. 통기구(710)에는, 도시는 생략하지만, 조사 장치(700)의 외부로 연통하는 환기 덕트가 접속된다. 통기구(710)는 송풍통(710A)과 배기통(710B)을 갖는다. 조사기(690) 내에는, 조사 장치(700) 밖에 설치된 도시하지 않은 송풍 팬에 의해, 송풍통(710A)을 거쳐 냉각풍이 도입되어, 직관형 램프(681) 및 그 주변이 직접 공랭된다. 공랭 후의 냉각풍은 배기통(710B)을 거쳐 조사 장치(700) 밖으로 배기된다.

하우징(684)은 도 23의 (B)에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 측면의 상부 테두리를 따라 설치된 복수의 롤러(688)와, 상면에 설치된 롤러(689)를 구비한다. 조사기(690) 내에는, 램프 유닛(680)을 조사기(690)에 착탈할 때에 롤러(688, 689)가 미끄럼 이동하는 4개의 레일(692)이 설치되어 있다. 램프 유닛(680)은 하우징(684)의 측면에 설치된 롤러(688)를 상하에 평행하게 나란히 설치된 한 쌍의 레일(692) 사이를 미끄럼 이동시키는 동시에, 하우징(684)의 상면에 설치된 롤러(689)를 상방의 레일(692)의 측면을 따라 미끄럼 이동시켜, 조사기(690)에 착탈 가능하게 구비된다.

또한, 램프 유닛(680)에는 하우징(684)의 양단부면에 회전축(685)이 설치되고, 램프 유닛(680)을 조사 장치(700)에 인출 인입할 때에는, 작업자(605)는 이 회전축(685)을 잡고 인출한다.

도 24는, 램프 유닛(680)을 조사기(690)로부터 인출하고 있는 상태를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 24에서는 설명의 간략화를 위해, 조사 장치(700)의 조사기 설치 가대(704) 및 램프 교환대(601)의 대차부(650)를 도시하고 있지 않다.

도 24의 (A)에 도시한 바와 같이, 램프 유닛(680)은 조사기(690)의 일단부면(전방면)의 개구로부터 직관형 램프(681)의 관축(Xz)을 따라 인출 가능하게 구성되어 있다. 램프 교환대(601)의 램프 교환부(610)에는, 조사기(690)로부터 인출된 램프 유닛(680)을 지지하고, 인출 방향을 따라서 안내하는 한 쌍의 가이드 레일(611, 611)이 요동 유닛(620)에 부착되어 있다.

도 24의 (B)에 도시한 바와 같이, 조사기(690)로부터 인출된 램프 유닛(680)은 램프 교환부(610)의 가이드 레일(611, 611)에 의해 지지된다. 도 24의 (D)에 도시한 바와 같이, 램프 유닛(680)은 하우징(684)의 측면에 설치된 롤러(688)가 가이드 레일(611) 위에 적재되는 동시에, 램프 유닛(680)을 작업자(605)가 회전축(685)을 잡고 인출함으로써, 롤러(688)가 가이드 레일(611) 위를 미끄럼 이동한다. 이에 의해, 램프 유닛(680)은 가이드 레일(611)에 지지되는 동시에 안내되어, 도 24의 (C)에 도시한 바와 같이, 조사기(690)로부터 인출된다. 이 구성에 의하면, 작업자(605)는 램프 유닛(680)을 회전축(685)을 잡고 인출하여, 가이드 레일(611)에 의해 지지하는 동시에 안내하여, 간단하게 조사 장치(700)로부터 제거할 수 있다.

램프 교환부(610)는, 도 25에 도시한 바와 같이, 가이드 레일(611)을 승강 유닛(640)에 의해 승강 가능하게 구비하는 동시에, 요동 유닛(620)에 의해 요동 가능하게 구비되어 있다. 또한, 램프 교환부(610)는 램프 유닛(680)을 반전시키는 반전 유닛(630)을 구비한다. 또한, 상세에 대해서는 후술하지만, 램프 교환부(610)는 가이드 레일(611)의 폭을 조정하는 폭 조정 유닛(675)을 구비한다.

승강 유닛(640)은 팬터그래프식 리프트를 포함하여 구성되어, 램프 교환부(610)의 연장 방향으로 소정의 간격을 두고 2개 설치되어 있다. 2대의 승강 유닛(640)은 기계식이라도, 유체 작동식이라도 좋지만, 작업자(605)의 조작에 의해, 동기하여 작동한다. 즉, 2대의 승강 유닛(640)은 승강시켰을 때에, 2대의 승강 유닛(640)에 의해 지지된 요동 유닛(620)의 수평이 되도록 구성되어 있다. 승강 유닛(640)은 저부(641)가 대차부(650)의 적재대(608)에 적재되어(도 21 참조), 천장부(642)에 요동 유닛(620)이 배치되어 있다.

요동 유닛(620)은 상판(621A)과 하판(621B)을 포함하여 구성되는 센터링 유닛(621)을 구비한다. 센터링 유닛(621)은 상판(621A)이 하판(621B) 위를 360°자유롭게, 예를 들어 하판(621B)의 중심으로부터 반경 650㎜의 범위 내에서, 회전 가능하게 구성되어 있다. 센터링 유닛(621)의 하판(621B)은, 승강 유닛(640)의 천장부(642)에 고정되어 있다.

또한, 요동 유닛(620)은 가이드 레일(611)을 지지하는 지지체(622)를 구비한다. 지지체(622)는 센터링 유닛(621)의 상판(621A)에 고정된 연결판(623)과, 연결판(623)에 연결된 프레임체(624)와, 프레임체(624)에 부착되어 가이드 레일(611)을 보유 지지하는 보유 지지부(625)를 포함하여 구성되어 있다. 프레임체(624)는 램프 교환부(610)의 연장 방향으로 연장되어, 연결판(623)에 의해 연결된 한 쌍의 빔체(624a)와 빔체(624a)의 양단부에 설치되어, 빔체(624a)에 걸쳐진 단부판(624b)에 의해, 대략 사각형의 프레임 형상으로 형성되어 있다.

지지체(622)는 센터링 유닛(621)에 의해, 승강 유닛(640)에 대하여 요동 가능하게 보유 지지되고, 도 26에 도시한 바와 같이, 대차부(650)에 고정된 승강 유닛(640)에 대하여, 도면 중 화살표 방향으로 흔들리게 설치된다. 이 구성에 의하면, 조사기(690)로부터 인출한 램프 유닛(680)을 가이드 레일(611)로 지지하고, 인출 방향을 따라서 안내시킬 때에(도 24 참조), 조사기(690)에 내장된 램프 유닛(680)의 관축(Xz) 방향과, 가이드 레일(611)의 연장 방향으로 약간의 어긋남이 있는 경우에도, 요동 유닛(620)에 의해 램프 유닛(680)을 요동시켜서 당해 어긋남을 흡수할 수 있다. 이에 의해, 램프 유닛(680)의 관축(Xz) 방향에 가이드 레일(611)의 연장 방향을 맞추어, 램프 유닛(680)을 하우징(684) 내의 레일(692) 등의 부재에 접촉하여 미끄러지는 일 없이 원활하게 인출할 수 있다.

반전 유닛(630)은 도 25에 도시한 바와 같이, 요동 유닛(620)의 연장 방향의 양단부에 설치된 한 쌍의 리프터(638)와, 한쪽의 리프터(638) 근방에 설치된 승강용 핸들(631)과, 승강용 핸들(631)의 회전에 의해 리프터(638)를 승강시키는 리프트 기구(632)를 포함하여 구성된다. 리프터(638)는 한 쌍의 다리부(633)와, 다리부(633)의 선단부에 설치된 시트부(636)에 의해 문형으로 형성된다. 시트부(636)는 요동 유닛(620)의 단부판(624b)의 상방에 배치되고, 당해 시트부(636)에 의해 연결된 한 쌍의 다리부(633)는 단부판(624b)을 관통하고 있다. 또한, 시트부(636)에는 램프 유닛(680)의 회전축(685)을 받치는 베어링(637)이 오목하게 형성된다.

반전 유닛(630)은 승강용 핸들(631)이 작업자(605)에 의해 회전되면, 리프터(638)가 상하 이동한다. 승강용 핸들(631)을 회전시켜서 리프터(638)를 상승시키면, 도 27의 (B)에 도시한 바와 같이, 시트부(636)의 베어링(637)에 램프 유닛(680)의 회전축(685)이 축지지된다. 그리고 리프터(638)를 더욱 상승시키면, 램프 유닛(680)은 회전축(685)이 리프터(638)의 시트부(636)에 축지지된 상태에서 들어올려져, 가이드 레일(611)로부터 이탈하고, 가이드 레일(611)의 연장 방향의 양단부에 설치된 한 쌍의 리프터(638) 사이에 걸쳐져 보유 지지된다.

리프터(638)는 상승시키면, 다리부(633)에 설치된 스토퍼(635)에, 단부판(624b)의 하면에 다리부(633)를 관통하여 설치된 통 형상의 위치 결정 부재(634)가 접촉한다. 작업자(605)는 위치 결정 부재(634)가 스토퍼(635)에 접촉할 때까지 승강용 핸들(631)을 회전시킴으로써, 리프터(638)에 보유 지지된 램프 유닛(680)을 소정 위치까지 상승시킬 수 있다. 그리고 소정 위치까지 상승된 램프 유닛(680)은 도 27의 (B)에 도시한 바와 같이, 램프 교환부(610)에 적재된 상태에서, 가이드 레일(611)과 간섭하는 일 없이, 회전축(685) 주위에, 수직 방향으로 반전(상하 반전)시킬 수 있다. 램프 유닛(680)을 반전시킬 때는, 양단부가 베어링(637)에 의해 축지지된 램프 유닛(680)의, 한쪽 회전축(685)에, 도시하지 않은 반전용 핸들을 착탈 가능하게 부착한다. 그리고 작업자(605)는 당해 반전용 핸들을 수동으로 회전시킴으로써, 램프 유닛(680)을 간단하게 반전시킬 수 있다.

도 27의 (C)는 램프 유닛(680)을 도 27의 (A) 중의 화살표 Cz 방향으로부터 본 부분 확대도이다. 램프 유닛(680)의 회전축(685)에는, 도 27의 (C)에 도시한 바와 같이, 램프 유닛(680)의 회전을 고정하는 핀(639)이 삽입되는 관통 구멍(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 또한, 반전 유닛(630)의 리프터(638)에는, 시트부(636)의 베어링(637) 내에, 핀(639)이 삽입되는 핀 구멍(637a)이 형성되어 있다. 작업자(605)는 양단부가 베어링(637)에 의해 축지지된 램프 유닛(680)을 반전시킨 후, 핀(639)을 회전축(685)의 관통 구멍 및 베어링(637)의 핀 구멍(637a)에 삽입함으로써, 램프 유닛(680)이 회전하지 않도록 규제할 수 있다.

램프 유닛(680)은 하면이 개구하는 상자형의 하우징(684) 내에 직관형 램프(681)와 반사경(683)을 수용하고, 조사기(690) 내에 수용된 상태에서 하방으로 개구하는 조사 개구(682)를 구비하고 있다. 하우징(684)은 스테인리스 등의 강성을 갖는 금속으로 된 재료를 포함하여 구성된다. 직관형 램프(681)는 직관형 램프(681)의 관축(Xz)을 따라 직관형 램프(681)를 둘러싸게 설치된 반사경(683)과 일체로 램프 유닛(680)에 부착되어 있다. 이와 같이, 램프 유닛(680)을 조사 장치(700)로부터 램프 교환대(601) 위로 취출했을 때에는, 램프 유닛(680)의 조사 개구(682)는 하방으로 개구하고 있다. 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 램프 유닛(680)을 램프 교환부(610)에 적재한 상태에서 쉽게 반전시켜서, 램프 유닛(680)의 조사 개구(682)를 도 27의 (B)에 도시한 바와 같이, 상방으로 개구시킬 수 있다. 그리고 램프 교환부(610) 상에서 반전된 램프 유닛(680)을 핀(639)에 의해 규제하여, 램프 유닛(680)의 직관형 램프(681)를 상방으로 개구한 조사 개구(682)로부터 쉽게 제거하여, 교환할 수 있다.

또한, 램프 교환대(601)는 도 28에 도시한 바와 같이, 조사기(690) 내에 부착된 필터 유닛(670)을 교환할 때에도 적절하게 사용할 수 있다. 필터 유닛(670)은 광원인 직관형 램프(681)의 바로 아래에 배치되고, 램프 유닛(680)으로부터 조사되는 조사광의 파장을 조정하는 광학 필터를 구비한다. 당해 필터 유닛(670)은 자외선 램프의 자외선에 의해 광학 필터가 열화되어 투과율이 저하되므로, 새로운 제품과 교환할 필요가 발생한다. 필터 유닛(670)은 직관형 램프(681)의 관축(Xz) 방향으로 연장되는 긴 형상이다. 램프 교환대(601)는 상술한 바와 같이, 램프 교환부(610)의 높이가, 승강 유닛(640)에 의해 조정 가능하다.

필터 유닛(670)의 교환 시에는, 우선 작업자(605)는 승강 유닛(640)에 의해 램프 교환부(610)의 높이를 조정하여, 가이드 레일(611)을 조사기(690)로부터 인출된 필터 유닛(670)을 지지하여 인출 방향을 따라서 안내할 수 있는 높이로 한다. 이어서, 도 28의 (A)에 도시한 바와 같이, 필터 유닛(670)을 조사기(690)로부터 인출한다. 그리고 조사기(690)로부터 인출된 필터 유닛(670)을 램프 교환대(601)의 램프 교환부(610)에 설치된 가이드 레일(611)에 지지시켜, 인출 방향을 따라서 안내시켜서 인출한다[도 28의 (B) 참조].

램프 교환부(610)는 도 29에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 가이드 레일(611, 611) 사이의 폭을 조정하는 폭 조정 유닛(675)을 구비한다. 폭 조정 유닛(675)은 보유 지지부(625)에 의해 요동 유닛(620)에 고정된 한 쌍의 나사축(사다리꼴 나사)(676)과, 각 나사축(676)에 미끄럼 이동 가능하게 설치된 미끄럼 이동 너트(677)와, 나사축(676)을 회전시켜서 미끄럼 이동 너트(677)를 미끄럼 이동시키는 폭 조정용 핸들(678)과, 미끄럼 이동 너트(677)의 미끄럼 이동 범위를 규제하는 스토퍼(679)를 구비하여 구성된다. 한 쌍의 나사축(676, 676)은, 도시하지 않은 타이밍 벨트로 연결되어, 폭 조정용 핸들(678)에 의해 서로 동기하여 회전하게 구성되어 있다. 폭 조정용 핸들(678)에 의해 나사축(676)을 회전시키면, 한 쌍의 미끄럼 이동 너트(677)가 램프 교환부(610)의 중심(Cz)에 대하여 서로 이격되는 방향, 또는 접근하는 방향으로 나사축(676) 위를 미끄럼 이동하여 이동한다. 가이드 레일(611)은 미끄럼 이동 너트(677)에 고정되어, 미끄럼 이동 너트(677)와 일체로 이동하도록 구성된다. 이에 의해, 가이드 레일(611) 사이의 폭은, 폭 조정 유닛(675)의 폭 조정용 핸들(678)에 의해 조정 가능하게 구성된다.

도 29의 (A)에 도시한 바와 같이, 폭 조정용 핸들(678)에 의해 나사축(676, 676)을 회전시켜서, 미끄럼 이동 너트(677)를 램프 교환부(610)의 중심(Cz)에 대하여 서로 근접하는 방향으로 이동시켜, 미끄럼 이동 너트(677)를 스토퍼(679)에 부딪히면, 가이드 레일(611) 사이의 폭이 소정의 폭으로 설정된다. 이때의 가이드 레일(611) 사이의 폭은 램프 유닛(680)의 폭에 대응하는 폭으로 설정되어 있다.

한편, 도 29의 (B)에 도시한 바와 같이, 폭 조정용 핸들(678)에 의해 나사축(676, 676)을 회전시켜서, 미끄럼 이동 너트(677)를 램프 교환부(610)의 중심(Cz)에 대하여 서로 이격되는 방향으로 이동시켜, 미끄럼 이동 너트(677)를 보유 지지부(625)에 부딪히면, 가이드 레일(611) 사이의 폭이 소정의 폭으로 설정된다. 이때의 가이드 레일(611) 사이의 폭은, 필터(670)의 폭에 대응하는 폭으로 설정되어 있다.

이와 같이, 램프 교환부(610)는 폭 조정 유닛(675)에 의해 가이드 레일(611) 사이의 폭을 조정 가능하게 구성되어, 가이드 레일(611) 사이의 폭을 적절하게 조정함으로써, 램프 유닛(680), 또는 필터(670)를 교환할 때에 사용할 수 있다.

필터 유닛(670)은 도 28의 (D)에 도시한 바와 같이, 측면에 복수의 롤러(671)를 구비하고 있는 구성이라도 되고, 당해 롤러(671)가 가이드 레일(611) 위를 미끄럼 이동함으로써 쉽게 인출할 수 있는 구성이라도 된다. 조사기(690)로부터 완전히 인출된 필터 유닛(670)은 도 28의 (C)에 도시한 바와 같이, 가이드 레일(611)에 지지되어, 램프 교환부(610) 위에 적재된다.

이상 설명한 바와 같이, 제4 실시 형태에 따르면, 직관형 램프(681)의 관축(Xz)을 따라 연장되어 내부에 당해 직관형 램프(681)를 수용한 램프 유닛(680)을 내장하고, 단부면(701)으로부터 관축(Xz) 방향으로 램프 유닛(680)을 인출하여 교환 가능한 조사 장치(700)에 사용되는 램프 교환대(601)이며, 단부면(701)의 외측에 배치되어, 단부면(701)으로부터 인출된 램프 유닛(680)을 지지하면서 안내하는 가이드 레일(611)과, 램프 유닛(680)의 관축(X) 방향에 가이드 레일(611)의 연장 방향이 일치하도록 가이드 레일(611)을 요동 가능하게 보유 지지하는 요동 유닛(620)을 구비한다. 이 구성에 의하면, 가이드 레일(611)에 의해 램프 유닛(680)을 지지하면서 조사 장치(700)로부터 인출할 수 있다. 이에 의해, 램프 유닛(680)의 조사 장치(700)로의 착탈을 1명의 작업자(605)가 쉽게 행할 수 있어, 직관형 램프(681)의 교환 작업의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 요동 유닛(620)에 의해, 가이드 레일(611)의 조사 장치(700)에 대한 약간의 어긋남을 흡수하여, 램프 유닛(680)을 조사 장치(700)에 원활하게 착탈할 수 있다. 따라서, 램프 유닛(680)을 작업 효율적으로 조사 장치(700)로부터 인출하여, 직관형 램프(681)의 교환을 쉽게 행할 수 있다.

또한, 램프 교환대(601)는 직관형 램프(681)의 상측을 반사경(683)으로 덮은 램프 유닛(680)을 상하 반전시키는 반전 유닛(630)을 구비하였다. 이에 의해, 램프 교환대(601) 위에서, 램프 유닛(680)을 반전시켜서, 램프 유닛(680)의 조사 개구(682)를 상방을 향하게 할 수 있어, 당해 조사 개구(682)로부터 쉽게 직관형 램프(681)를 착탈시켜서 교환할 수 있다.

또한, 램프 교환대(601)는 조사 장치(700)가 놓인 설치면(603)의 소정 위치에 설치된 위치 결정 가이드(609)에 걸어 결합되어, 가이드 레일(611)을 조사 장치(700)에 대하여 위치 결정하는 일치 마크(660)를 구비하였다. 이에 의해, 램프 교환대(601)를 필요할 때, 예를 들어 직관형 램프(681)를 교환할 때에 조사 장치(700)에 대하여 정확하게, 또한 쉽게 위치 결정할 수 있다. 따라서, 직관형 램프(681)의 교환 작업의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

[제5 실시 형태]

제1 내지 제4 실시 형태에 사용되는 편광자 유닛(10)은 상술한 바와 같이, 복수의 와이어 그리드 편광자(16)를 구비한다. 광 배향 장치(1)에서는, 일반적으로 와이어 그리드 편광자(16)의 성능, 특히 소광비가 광 배향 대상물(2)의 품질에 영향을 준다.

따라서, 양호한 소광비를 얻을 수 있는 와이어 그리드 편광자에 대하여 설명한다.

도 30은, 본 실시 형태에 따른 와이어 그리드 편광자(816)의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이며, 도 30의 (A)는 단면도, 도 30의 (B)는 평면도이다.

와이어 그리드 편광자(816)는 회절 격자층(810) 및 기판(840)을 포함한다. 회절 격자층(810)은 도 30의 (A) 및 도 30의 (B) 중에 나타내는 데카르트 좌표계의y 방향을 따라서 연장하는 가늘고 긴 와이어부(811)를 포함한다. 와이어부(811)는 주기(Λ)를 갖는 회절 격자를 형성하도록 배열된다. 조성이 다르면, 파장 λ1의 빛에 대하여 다른 광학 특성을 갖는다.

회절 격자층(810)은 z축에 평행하게 전반하는 파장 λ1의 입사광을 직선적으로 편광시킨다. 환언하면, z축에 평행하게 전반해 와이어 그리드 편광자(816) 위로 입사하는 파장 λ1의 빛에 대하여, 와이어 그리드 편광자(816)는 y 방향으로 평면 편광한(「저지」상태 편광이라고 불림) 성분의 양에 비교하면, x 방향으로 평면 편광한(「통과」상태 편향이라고 불림) 입사광 성분의 비교적 많은 양을 투과시켜, 이들의 비가 소광비로서 정의된다.

본 실시 형태의 와이어 그리드 편광자(816)에서는, λ1은 UV 파장(예를 들어, 약 100㎚에서 최대 400㎚까지)에 대응한다.

여기서 회절 격자층(810)의 구조에 대하여 상세하게 설명하면, 와이어부(811)는 y 방향을 따라서 연장되어, 각각이 간극(812)에 의해 이격함으로써 주기적인 회절 격자를 형성한다. 와이어부(811)는 x 방향으로 폭 Λ811을 갖고, 한편 간극(812)은 폭 x 방향으로 폭 Λ812를 갖는다. 회절 격자 주기(Λ)는 Λ811＋Λ812와 같고, λ1보다도 작아, 그 결과 빛이 주기적인 구조와 상호 작용할 때에 일어날 수 있는 현저한 고차원의 먼곳의 회절을 수반하는 일 없이, 파장 λ1의 빛은 회절 격자층(810)과 상호 작용한다. 여기서, λ1은 UV 파장이며, 회절 격자층(810)은 나노 구조화층의 예라 생각해도 좋다.

와이어부(811)의 조성은, 와이어 그리드 편광자(816)가 원하는 편광 특성을 갖게 선택된다. 특히, 파장 λ1이 UV 파장일 경우, 와이어부(811)의 재료에는 산화세륨(CeO₂), 인듐 주석 산화물(ITO), 실리콘(Si)(예를 들어, 결정질, 반결정질, 아몰퍼스 실리콘), 실리콘나이트라이드(Si₃N₄), 규화니오븀(NbSi), 질화알루미늄(AlN), 질화텅스텐(WN), 질화몰리브덴(MoN), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 백금(Pt), 몰리브덴(Mo)이 적절하게 사용된다.

또한, 와이어부(811)는 결정질, 반결정질, 및/또는 아몰퍼스라도 된다. 또한 와이어부(811)의 재료가 상기 산화물, 질화물, 규화물일 경우에는, 소위 산화, 질화, 또는 규화의 정도가 중간 상태인 물질을 포함해도 된다. 또한, 이들 재료의 혼합체라도 된다.

여기서, n을 굴절률, k를 감쇠 계수로 한 경우, 발명자는 k＋(3/4)×n>3이며, 또한 k>0.5가 되는 재료를 와이어부(811)에 사용하면, UV 파장(특히 365㎚)의 입사광에 대하여 와이어 그리드 편광자(816)가 양호한 소광비를 나타내는 지식을 얻고 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는 n을 굴절률, k를 감쇠 계수로 한 경우에, k＋(3/4)×n>3이며, 또한 k>0.5가 되는 재료를 와이어 그리드 편광자(816)의 와이어부(811)에 사용하였으므로, UV 파장에 대한 소광비를 양호하게 할 수 있다.

1 : 광 배향 장치
2 : 광 배향 대상물
6 : 조사기
10, 100 : 편광자 유닛
12, 112 : 단위 편광자 유닛
14, 114 : 프레임
16 : 와이어 그리드 편광자
18 : 지지 프레임
30A : 상단부 결합부
30B : 하단부 결합부
31 : 부착부
32 : 나사 구멍(부착부)
36 : 리브
38 : 위치 결정 오목부
50 : 가이드 핀
60, 160 : 조정용 지그
64A, 64B : 마이크로미터(조정 수단)
65 : 눈금
66 : 유관 구멍
210, 300, 400 : 편광자 유닛
212, 312 : 단위 편광자 유닛
214 : 프레임
215 : 직사각형 영역
215A : 일단부
215B : 타단부
216 : 와이어 그리드 편광자
218, 318 : 지지 프레임
120 : 개구
125 : 측변
128, 328 : 경계부
129, 329 : 차광체
230, 320 : 차광 영역
250 : 조정용 차광판
280 : 차광판
325 : 변
501 : 조사 장치
507 : 직관형 램프
508 : 반사경
508a, 508b : 거울(반사면)
530 : 램프 유닛
531 : 하우징
535 : 통풍판
540 : 지지부
541, 541a, 541b : 지지체
542 : 지지편
543 : 샤프트
580 : 반사경 유닛
601 : 램프 교환대
603 : 설치면
609 : 위치 결정 가이드
610 : 램프 교환부
611 : 가이드 레일
620 : 요동 유닛
630 : 반전 유닛
660 : 일치 마크
680 : 램프 유닛
681 : 직관형 램프
684 : 하우징
700 : 조사 장치
701 : 단부면
816 : 와이어 그리드 편광자
811 : 와이어부
A : 와이어의 방향
B : 배열 방향
C : 와이어 그리드 편광자의 평면의 중심
E : 평면에 평행한 방향
Bx : 배열 방향
Cx : 반송 방향(배열 방향과 직교하는 방향)
Kx : 유효 조사 폭
Xz : 관축

Claims (16)

1. 직관형 램프의 관축을 따라 연장되어 내부에 상기 직관형 램프를 수용한 램프 유닛을 내장하고, 단부면으로부터 상기 관축 방향으로 상기 램프 유닛을 인출하여 교환 가능한 조사 장치에 사용되는 램프 교환대이며,
   상기 단부면의 외측에 배치되어, 상기 단부면으로부터 인출된 램프 유닛을 지지하면서 안내하는 가이드 레일과,
   상기 가이드 레일을 승강 가능하게 하는 승강 유닛과,
   상기 램프 유닛의 관축 방향에 상기 가이드 레일의 연장 방향이 일치하도록 상기 가이드 레일을 요동 가능하게 보유 지지하는 요동 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는, 램프 교환대.
2. 제1항에 있어서, 상기 직관형 램프의 상측을 반사경으로 덮은 상기 램프 유닛을 상하 반전시키는 반전 유닛을 구비한 것을 특징으로 하는, 램프 교환대.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조사 장치가 놓인 설치면의 소정 위치에 설치된 위치 결정 가이드에 걸어 결합되고,
   상기 가이드 레일을 상기 조사 장치의 하우징의 측면에 대하여 위치 결정하는 일치 마크를 구비한 것을 특징으로 하는, 램프 교환대.
   
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