KR20130112757A

KR20130112757A - 편광 소자 유닛 및 편광광 조사 장치

Info

Publication number: KR20130112757A
Application number: KR1020130033581A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 무라카미
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-10-14
Also published as: JP2013213987A; CN203241563U; JP5652424B2; TWI554793B; TW201350932A

Abstract

와이어 그리드 편광 소자의 방향을 조정할 때에, 와이어 그리드 편광 소자의 변형을 방지하고, 광조사면에서 편광축의 편차가 생기지 않도록 한다.
와이어 그리드 편광 소자(81)를 유지한 제1 프레임(82)을 제2 프레임(83)이 유지한다. 제2 프레임(83)에는, 조정 핀(91), 받침 핀(92) 및 축 핀(93)으로 이루어지는 조정 기구가 설치되며, 제1 프레임(82)의 자세를 변화시킴으로써 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향이 조정된다. 제1 프레임(82)에 있어서, 단차를 이루는 측벽면은 와이어 그리드 편광 소자(81)보다 조금 큰 단면 사각형의 공간을 이루며, 측벽면과 와이어 그리드 편광 소자(81)의 간극에는 탄성체로 이루어지는 완충재(811)가 개재되어 있다.

Description

편광 소자 유닛 및 편광광 조사 장치{POLARIZED LIGHT DEVICE UNIT AND POLARIZED LIGHT ILLUMINATING APPARATUS}

본원의 발명은, 편광광을 조사하기 위한 편광 소자 유닛 및 편광 소자 유닛을 사용하여 편광광을 조사하는 편광광 조사 장치에 관한 것이다.

액정 패널의 배향막이나, 자외선 경화형 액정을 이용한 시야각 보상 필름의 배향층 등을 얻기 위한 배향 처리에 있어서, 워크에 자외선 영역의 편광광을 조사함으로써 배향을 행하는 광배향 기술이 채용되게 되었다. 이하, 본 명세서에 있어서는, 광에 의해 배향을 행하는 것을 총칭하여 광배향이라 부르며, 광에 의해 배향 처리된 막이나 층을 광배향막으로 총칭한다. 또한, 「배향」이란, 대상물의 어떠한 성질에 대해서 방향성을 부여하는 것이다.

액정 패널에서 이용되는 광배향막은, 액정 패널의 대형화와 함께 대형화되고 있으며, 그와 함께 편광광을 조사하는 편광광 조사 장치도 대형화되고 있다. 예를 들면 시야각 보상 필름용의 워크는, 띠형상이며 장척인 워크이며, 광배향 처리 후에 원하는 길이로 절단되어 사용된다. 최근에는, 액정 패널의 크기에 맞추어 워크도 커지고 있으며, 그 폭은 2000mm~3000mm 정도이다. 이러한 대폭이며 띠형상인 긴 워크에 대해 광배향을 행하기 위해, 예를 들면 특허 문헌 1(일본국 특허 제4506412호)에 나타내는 바와 같이, 봉형상의 램프와 와이어 그리드 편광 소자를 조합한 편광광 조사 장치가 제안되고 있다.

와이어 그리드 편광 소자는, 이용하는 광(편광광)을 투과하는 유리 기판에 그리드를 형성한 구조를 가진다. 그리드는, 일정한 방향으로 연장되는 도전성 또는 반도전성의 라인을 스페이스를 설치하면서 평행하게 다수 형성한 패턴(라인·앤드·스페이스)을 가진다. 입사하는 광 중, 그리드의 길이 방향에 평행한 편광 성분은 대부분이 반사 혹은 흡수되고, 그리드의 길이 방향에 직교하는 편광 성분은 투과한다. 따라서, 와이어 그리드 편광 소자를 투과한 광은, 그리드의 길이 방향에 직교하는 방향으로 편광축을 가지는 편광광이 된다. 이러한 와이어 그리드 편광 소자의 상세는, 예를 들면 특허 문헌 2(일본국 특허공개 2002-328234호 공보)나 특허 문헌 3(일본국 특허공표 2003-508813호 공보)에 나타나 있다.

특허 문헌 1에도 기재되어 있는 바와 같이, 대형의 와이어 그리드 편광 소자를 만드는 것은 곤란하다. 그 때문에, 워크의 대형화에 대응하는 방법으로서, 복수의 와이어 그리드 편광 소자를 유닛화하는 기술이 개발되고 있다. 편광 소자 유닛은, 복수의 와이어 그리드 편광 소자를 프레임 내에 늘어놓아 유지한 구조를 가진다.

이와 같이 복수의 와이어 그리드 편광 소자를 늘어놓은 구조로 하는 경우, 각 와이어 그리드 편광 소자의 그리드의 방향이 일정하게 맞춰져 있을 필요가 있다. 일정하게 맞춰져 있지 않으면, 각 와이어 그리드 편광 소자로부터 출사된 편광광의 편광축이 각각이 되어, 워크에 대한 광배향 처리도 편차가 생겨 버린다. 따라서, 특허 문헌 1에 나타내는 바와 같이, 각 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 조정하는 기구가 설치된다.

일본국 특허 제4506412호 공보 일본국 특허공개 2002-328234호 공보 일본국 특허공표 2003-508813호 공보

특허 문헌 1에 나타나 있는 바와 같이 각 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 조정하는 기구를 채용하는 경우, 조정용의 스프링을 각 와이어 그리드 편광 소자에 대는 기구를 채용할 수 있다. 즉, 사각형의 판 형상인 와이어 그리드 편광 소자의 하나의 변의 양단 부근에서 각각 스프링을 댄다. 그리고, 반대측의 변의 중앙에서 받침 핀을 댄다. 조정용의 스프링의 한쪽을 돌려 전진시키고 다른쪽을 후퇴시키도록 함으로써, 받침 핀의 선단을 중심으로 하여 와이어 그리드 편광 소자가 조금 회전하여, 와이어 그리드 편광 소자의 방향이 변화한다. 이러한 조정 기구를 각 와이어 그리드 편광 소자에 대해서 설치하고, 각 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 각각 조정한다.

그러나, 상기와 같이 와이어 그리드 편광 소자에 대해 조정용 스프링이나 받침 핀을 직접 댄 구조이면, 와이어 그리드 편광 소자에 직접력이 가해지므로, 변형이 생기기 쉽다. 특히, 와이어 그리드 편광 소자의 기판은 유리이며, 상기와 같이 힘이 가해지면 변형이 생기기 쉽다. 와이어 그리드 편광 소자가 변형되면, 출사하는 편광광의 편광축의 방향이 장소에 따라 달라지게 되어, 광조사면에서의 편광광의 편광축에 편차가 생기게 되어 버린다.

본원 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 조정할 때에, 와이어 그리드 편광 소자의 변형을 방지하고, 광조사면에서 편광축의 편차가 생기지 않도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본원의 청구항 1에 기재된 발명은, 와이어 그리드 편광 소자와,

와이어 그리드 편광 소자를 유지한 제1 프레임과,

제1 프레임을 유지한 제2 프레임을 구비하고 있으며,

제2 프레임에는, 제1 프레임의 자세를 변화시킴으로써 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 조정하는 조정 기구가 설치되어 있는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 2에 기재된 발명은, 상기 청구항 1의 구성에 있어서, 상기 제1 프레임은, 상기 와이어 그리드 편광 소자보다 큰 공간을 이루는 측벽면을 가지고, 이 측벽면과 상기 와이어 그리드 편광 소자의 사이에는 탄성체로 이루어지는 완충재가 개재되어 있으며, 이 완충재에 의해 상기 제1 프레임에서의 상기 와이어 그리드 편광 소자의 위치가 유지되어 있는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 3에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 또는 청구항 2의 구성에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광 소자는 모서리부를 가지는 형상이고, 상기 제1 프레임은, 이 모서리부와 동일한 각도를 이루는 모서리부를 가지는 측벽면을 가지고 있으며, 상기 와이어 그리드 편광 소자의 모서리부를 상기 제1 프레임의 모서리부에 맞닿게 함으로써 상기 제1 프레임에 대한 상기 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 유지하고 있는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 4에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 제2 프레임은, 복수의 제1 프레임을 유지하고 있고, 각 제1 프레임은 상기 와이어 그리드 편광 소자를 하나만 유지하고 있으며, 상기 조정 기구는 각 제1 프레임에 대해서 설치되어 있어, 각 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 독립적으로 조정할 수 있도록 되어 있는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 5에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 조정 기구는, 상기 제1 프레임이 상기 제2 프레임에 맞닿은 상태로 상기 제1 프레임의 자세를 변화시키는 것인 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 6에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 조정 기구는, 상기 와이어 그리드 편광 소자의 그리드가 연장되는 면에 대해 수직인 축 핀과, 축 핀을 중심으로 하여 상기 제1 프레임이 회전하도록 상기 제1 프레임을 누르는 조정 핀을 포함하고 있는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 7에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나에 기재된 편광 소자 유닛과, 편광 소자 유닛이 구비하는 와이어 그리드 편광 소자를 통해 워크에 편광광을 조사하는 광원을 구비하고 있는 구성을 가진다.

이하에 설명하는 대로, 본원의 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 와이어 그리드 편광 소자를 유지한 제1 프레임의 자세를 변화시킴으로써 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 조정하는 기구를 구비하고 있으므로, 조정 시에 와이어 그리드 편광 소자의 변형이 생기지 않는다. 이 때문에, 조사면에서의 편광광의 편광축에 편차가 생기지 않고, 면내 균일성이 높은 광배향 처리를 행할 수 있다.

또, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더하여, 제1 프레임의 측벽면과 와이어 그리드 편광 소자의 사이에 탄성체로 이루어지는 완충재가 설치되어 있으므로, 와이어 그리드 편광 소자의 위치가 안정되게 유지된다. 이 때문에, 광배향 처리를 안정되게 균일성 있게 행할 수 있다.

또, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더하여, 제1 프레임의 측벽면이 이루는 모서리부에 대해 와이어 그리드 편광 소자의 모서리부가 맞닿아 있으므로, 와이어 그리드 편광 소자의 방향이 안정된 상태로 유지된다. 이 때문에, 제1 프레임을 통한 간접적인 방향 조정의 실효성이 높아진다.

또, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더하여 각 제1 프레임이 와이어 그리드 편광 소자를 하나만 유지하고, 각각의 와이어 그리드 편광 소자에 대해서 독립적으로 방향을 조정할 수 있으므로, 각 와이어 그리드 편광 소자의 방향의 편차를 치밀하게 수정할 수 있다. 이 때문에, 편광축의 편차가 보다 적은 편광광 조사를 용이하게 행할 수 있다.

또, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더하여, 제1 프레임이 제2 프레임에 맞닿은 상태로 제1 프레임의 자세를 변화시키므로, 유해 물질의 진입을 막거나, 방향 조정의 완료 상태를 유지하는 것이 용이해진다.

또, 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나에 기재된 발명의 효과를 얻으면서, 워크에 편광광을 조사할 수 있다.

도 1은 본원 발명의 실시 형태에 관련된 편광광 조사 장치의 사시 개략도이다.
도 2는 도 1의 장치에 탑재된 광조사부의 구조를 나타낸 측면 단면 개략도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 편광 소자 유닛의 평면 개략도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 편광 소자 유닛의 조립에 대해서 나타낸 사시 개략도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 편광 소자 유닛에서의 각 와이어 그리드 편광 소자의 유지 구조에 대해서 나타낸 평면 개략도이다.
도 6은 도 3 및 도 4에 나타내는 조정 기구에 의한 조정에 대해서 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 7은 각 핀의 배치의 다른 예에 대해서 나타낸 평면 개략도이다.

다음에, 본원 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태)에 대해서 설명한다.

도 1은, 본원 발명의 실시 형태에 관련된 편광광 조사 장치의 사시 개략도이다. 도 1에 나타내는 편광광 조사 장치는, 본원 발명의 실시 형태에 관련된 편광 소자 유닛을 구비한 것이다. 이 장치는, 워크 W를 반송하는 반송 기구와, 반송되는 워크 W에 대해 편광광을 조사하는 광조사부(10) 등으로 구성되어 있다. 도 1에 있어서, 워크 W는, 예를 들면 시야각 보상 필름용의 띠형상의 장척 워크이며, 송출 롤 R1로부터 송출되어, 도면 중 화살표 방향으로 반송되면서 편광광 조사에 의해 광배향 처리되어, 권취 롤 R2에 의해 감긴다.

도 2는, 도 1의 장치에 탑재된 광조사부(10)의 구조를 나타낸 측면 단면 개략도이다. 도 2는, 워크 W의 반송 방향에서의 단면 개략도로 되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 장치는, 광원과, 이 광원으로부터의 광을 편광시키는 와이어 그리드 편광 소자(81)를 가지는 편광 소자 유닛(80)을 구비하고 있다.

광원은, 광배향에 필요한 파장의 광을 방사하는 것이다. 워크 W의 폭방향으로 긴 패턴으로 광을 조사하기 위해, 봉형상의 램프(11)가 광원으로서 사용되어 있다. 본 실시 형태에서는, 자외역의 광에 의해 광배향을 행하므로, 고압 수은 램프나 수은에 다른 금속을 더한 메탈할라이드 램프 등이 사용된다. 자외역의 필요한 파장의 광을 방사하는 LED를 복수 늘어놓아 긴 조사 패턴을 얻도록 해도 된다. 또한, 봉형상의 램프(11)는, 그 길이 방향이 워크 W의 폭방향이 되도록 배치된다. 워크 W는, 폭방향에서 수직인 수평 방향으로 반송된다.

램프(11)를 덮도록 하여, 홈통형상의 반사 미러(12)가 설치되어 있다. 반사 미러(12)는, 램프(11)로부터의 광을 굴절시켜 워크 W를 향하게 함으로써 광의 이용 효율을 높이는 것이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 램프(11)로부터의 광은, 워크 W로 직접 향하는 것과, 반사 미러(12)에 반사되어 워크 W로 향하는 것이 있다. 홈통형상의 반사 미러(12)로서는, 본 실시 형태에서는, 반사면의 단면 형상이 포물면을 이루는 것(홈통형상 포물면경)이 사용되어 있다. 이 외에, 반사면의 단면 형상이 타원면을 이루는 것(홈통형상 타원 집광경)이 사용되는 경우도 있다.

또, 램프(11)로부터의 광에 의한 열의 문제를 해소하기 위해, 램프(11) 등을 수용한 하우징(이하, 램프 하우스라고 한다)(60) 내를 냉각하는 구조가 채용되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 반사 미러(12)는 좌우 한 쌍인 것으로 되어 있다. 좌우의 반사 미러(12)는, 상부에서 이격하고 있으며, 램프(11)의 상측에서 통풍용의 슬릿을 형성하고 있다. 슬릿의 상방에는 라디에이터(20)가 설치되어 있으며, 그 위에는 블로어(30)가 설치되어 있다. 블로어(30)가 동작하면, 도 1에 파선 화살표로 나타내는 바와 같이 라디에이터(20)를 통해 바람이 흘러, 램프 하우스(60) 내가 냉각된다.

냉각의 목적은, 램프(11) 자체의 온도 상승을 억제하는 것 외에, 램프 하우스(60) 내의 각 부품을 냉각하거나, 램프 하우스(60)의 표면이 한도 이상으로 뜨거워지지 않도록 하기 위해서이다. 또, 와이어 그리드 편광 소자(81)를 냉각함으로써 열적 손상을 방지하는 목적 외에, 와이어 그리드 편광 소자(81)가 고온이 됨으로써 그 복사열로 워크 W가 이상 가열되는 것을 방지하는 목적도 있다.

편광 소자 유닛(80)은, 와이어 그리드 편광 소자(81)가 램프(11)와 워크 W의 사이에 위치하도록 설치된다. 도 3은, 도 1에 나타내는 편광 소자 유닛(80)의 평면 개략도이다. 또, 도 4는, 도 1에 나타내는 편광 소자 유닛(80)의 조립에 대해서 나타낸 사시 개략도이다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 편광 소자 유닛(80)은, 와이어 그리드 편광 소자(81)와, 와이어 그리드 편광 소자(81)를 유지한 제1 프레임(82)과, 제1 프레임(82)을 유지한 제2 프레임(83)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 워크 W의 대형화에 대응하여, 복수의 와이어 그리드 편광 소자(81)를 늘어놓은 구조가 채용되어 있다. 와이어 그리드 편광 소자(81)를 늘어놓은 방향은, 워크 W의 폭방향이다.

또한, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 제1 프레임(82)이 서로 이웃하는 개소의 간극을 막도록 하여 차광판(84)이 설치되어 있다. 차광판(84)은, 와이어 그리드 편광 소자(81)를 거치지 않는 광(비편광광)이 워크 W를 향해 조사되지 않도록 차광하기 위해서이다.

도 5는, 편광 소자 유닛(80)에서의 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 유지 구조에 대해서 나타낸 평면 개략도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 하나의 와이어 그리드 편광 소자(81)가, 하나의 제1 프레임(82)으로 유지되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 와이어 그리드 편광 소자(81)는 사각형의 판 형상이다. 제1 프레임(82)은, 사각형의 틀형상(액자형상)이다. 제1 프레임(82)의 각 변의 단면 형상은 L자형상이며, 단차를 가진다. 와이어 그리드 편광 소자(81)는, 이 단차에 넣어진 상태로 유지되어 있다. 와이어 그리드 편광 소자(81)는, 제1 프레임(82)이 이루는 사각형의 개구보다 크며, 개구를 폐쇄한 상태로 유지된다. 와이어 그리드 편광 소자(81)로부터 출사되는 편광광은, 이 개구를 통해 워크 W에 조사된다.

또한, 제1 프레임(82)이 사각형의 틀형상일 필연성은 없지만, 적어도, 와이어 그리드 편광 소자(81)로부터 출사되는 편광광을 통과시켜 워크 W에 도달시키는 형상인 것이 필요하다.

또, 제1 프레임(82)은, 와이어 그리드 편광 소자(81)에 대해 직접적으로 힘을 작용시켜 방향 조정하는 문제를 회피하는 것이므로, 조정 시에 변형 등이 생기지 않도록 강성이 높은 재질로 되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 스텐레스나 알루미늄 등의 금속으로 제1 프레임(82)은 형성된다.

제1 프레임(82)에 있어서, 단차를 형성하고 있는 측벽면은, 와이어 그리드 편광 소자(81)보다 조금 큰 단면 사각형의 공간을 이루고 있다. 와이어 그리드 편광 소자(81)는, 모서리부를 제1 프레임(82)이 서로 이웃하는 두 개의 변의 측벽면이 이루는 하나의 모서리부에 맞닿게 한 상태로 유지된다.

그리고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 프레임(82)의 다른 두 개의 변의 측벽면과 와이어 그리드 편광 소자(81)의 사이에 형성되는 간극에는, 와이어 그리드 편광 소자(81)를 흔들림 없이 안정되게 유지하기 위해, 완충재(811)가 개재되어 있다. 완충재(811)로서는, 탄성체가 채용되어 있으며, 본 실시 형태에서는 판 스프링이 이용되어 있다. 판 스프링은, 도 5에 나타내는 바와 같이 지그재그형상으로 만곡된 형상이며, 와이어 그리드 편광 소자(81)의 단면과 각 측벽면의 공간을 메워 와이어 그리드 편광 소자(81)의 자세를 안정화시키고 있다. 판 스프링으로서, 알루미늄 또는 스텐레스 등의 금속제의 것을 이용하면, 자외선에 의한 열화가 없기 때문에 적합하다.

각각 와이어 그리드 편광 소자(81)를 유지한 제1 프레임(82)은, 제2 프레임(83) 내에 늘어놓아져, 제2 프레임(83)에 의해 유지되어 있다. 제2 프레임(83)도, 전체적으로는 사각형의 틀형상이다. 단, 다수의 와이어 그리드 편광 소자(81)를 일렬로 늘어놓아 유지하기 위해, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가늘고 긴 사각형으로 되어 있다. 제2 프레임(83)의 길이 방향은, 램프(11)의 길이 방향이며, 워크 W의 폭방향이다. 제2 프레임(83)의 폭방향은, 워크 W의 반송 방향이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 프레임(83)도, 틀의 한 변의 단면형상은 L자형상이다. 제2 프레임(83)에 있어서, 폭방향에서 본 양측 틀의 내측 가장자리의 이격 간격은, 제1 프레임(82)의 폭보다 작다. 제2 프레임(83)의 폭방향에서 본 단차의 측벽면의 이격 간격은, 제1 프레임(82)의 폭보다 크다. 제1 프레임(82)은, 제2 프레임(83)의 단차에 넣어진 상태로 늘어놓아져, 제2 프레임(83)에 유지되어 있다. 또한, 제2 프레임(83)도, 스텐레스나 알루미늄 등의 금속제이다.

각 와이어 그리드 편광 소자(81)를 출사한 편광광은, 제2 프레임(83)이 이루는 직사각형의 개구(830)(도 3에 나타내는)를 통해 워크 W에 조사된다. 또한, 제2 프레임(83)의 개구(830)는, 와이어 그리드 편광 소자(81)를 유지한 제1 프레임(82) 및 차광판(84)에 의해 폐쇄되어 있다. 제2 프레임(83)에 대해서도 사각형의 틀형상일 필연성은 없지만, 마찬가지로 적어도 각 와이어 그리드 편광 소자(81)로부터 출사되는 편광광을 통과시켜 워크 W에 도달시키는 형상인 것이 필요하다.

각 와이어 그리드 편광 소자(81)에는, 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향을 조정하는 조정 기구가 설치되어 있다. 각 편광 소자의 방향 조정이란, 상기 서술한 바와 같이 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 그리드가 하나의 방향으로 맞춰져 있도록 하는 조정 외에, 워크 W에 대한 상대적인 방향으로서 소정의 방향으로 맞춰져 있도록 하는 조정도 있다. 본 실시 형태에서는, 조정 기구는, 각 와이어 그리드 편광 소자(81)에 대해 부재를 직접적으로 대고 행하는 것이 아니라, 제1 프레임(82)의 자세를 바꿈으로써 간접적으로 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향을 조정하는 기구로 되어 있다.

조정 기구는, 제1 프레임(82)의 각각에 대해서 설치되어 있다. 즉, 제1 프레임(82)은, 각 조절 기구에 의해 각각 독립적으로 자세의 변경이 가능하게 되어 있다. 각 조절 기구는, 각 제1 프레임(82)의 배치 위치에 맞추어 제2 프레임(83) 상에 소정 간격으로 설치되어 있다.

각 조정 기구는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 조정 핀(91)과, 받침 핀(92)과, 축 핀(93)으로 주로 구성되어 있다. 조정 핀(91)은, 제2 프레임(83)의 길이 방향의 한쪽 변에 부착되어 있다. 받침 핀(92)은, 길이 방향의 다른쪽 변에 부착되어 있다. 조정 핀(91)과 받침 핀(92)은, 제2 프레임(83)의 폭방향에서 서로 마주 본 상태로 되어 있다. 조정 핀(91) 및 받침 핀(92)은, 대좌(911, 921)에 고정되어 있으며, 각 대좌(911, 921)는, 제2 프레임(83)에 고정되어 있다.

축 핀(93)은, 조정을 위해 제1 프레임(82)을 수직인 축의 둘레로 회전 가능하게 하기 위한의 것이다. 축 핀(93)은, 원기둥형상이며, 받침 핀(92)이 부착된 것과 동일한 변에 고정되어 있다. 한편, 제1 프레임(82)의 하면에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 수평 단면 형상이 원형인 핀용 구멍(821)이 형성되어 있다. 핀용 구멍(821)은, 제1 프레임(82)의 하나의 모서리부에 형성되어 있다. 핀용 구멍(821)은, 제1 프레임(82)을 관통한 구멍으로 되어 있지만, 축 핀(93)의 높이 이상의 깊이이면 된다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 와이어 그리드 편광 소자(81)를 유지한 제1 프레임(82)은, 핀용 구멍(821)에 축 핀(93)이 끼워진 상태로 제2 프레임(83)에 올려놓아진다. 이 때, 도 3에 나타내는 바와 같이, 조정 핀(91)과 받침 핀(92)은, 제1 프레임(82)의 폭방향의 변(핀용 구멍(821)이 설치된 변과는 반대측의 변)을 따라 대향하는 상태가 된다. 이러한 상태가 되도록, 조정 핀(91), 받침 핀(92), 축 핀(93)의 각 부착 위치가 설정되어 있다.

도 6은, 도 3 및 도 4에 나타내는 조정 기구에 의한 조정에 대해서 모식적으로 나타낸 평면도이다. 본 실시 형태에서는, 조정 핀(91)은 정밀 나사이며, 받침 핀(92)은 플런저이다. 조정 핀(91)을 돌려 전진시키면, 조정 핀(91)의 선단이 제1 프레임(82)을 미소하게 밀어 낸다. 이것에 의해, 도 6에 화살표 A1로 나타내는 바와 같이, 제1 프레임(82)은 축 핀(93)을 중심으로 하여 시계 방향으로 미소하게 회전한다. 조정 핀(91)을 반대로 돌려 후퇴시키면, 받침 핀(92) 내의 스프링의 작용에 의해, 도 6에 화살표 A2로 나타내는 바와 같이, 제1 프레임(82)이 반시계 방향으로 미소하게 회전한다. 이러한 미소 각도의 회전에 의해, 제1 프레임(82)의 자세가 변경되어, 유지된 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향이 조정된다. 각 조정 기구는, 동일한 구조이며, 각각 조정 핀(91)을 조작함으로써, 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향이 독립적으로 조정된다.

또한, 상기 조정 시에, 제1 프레임(82)의 하면과 제2 프레임(83)의 상면은 맞닿아 있으며, 제1 프레임(82)은 제2 프레임(83) 상을 미끄러지면서 자세가 변경된다. 제1 프레임(82)을 제2 프레임(83)으로부터 띄운 상태로 위치를 조정시키는 것이, 마찰은 없기 때문에 조정이 용이해지는 면도 있지만, 광배향 처리를 행할 때에는 제1 프레임(82)은 제2 프레임(83)에 맞닿아 있는 것이 바람직하다. 더 자세히 말하자면, 광배향 처리가 행해지는 액정 제조 프로세스 등에서는, 실록산 화합물과 같이 유해한 물질이 클린 룸 내에 존재하고 있는 것이 알려져 있으며, 이러한 물질이 램프 하우스 내에 진입하면, 반사 미러의 백탁 등의 오손이 생기기 때문이다. 유해 물질의 진입을 막기 위해, 제1 프레임(82)은 제2 프레임(83)에 맞닿아 있는 것이 바람직하다. 띄운 상태로 조정을 한 후에 제1 프레임(82)을 하강시켜 맞닿게 하는 방법도 있지만, 하강 시에 방향이 어긋나 버리면, 조정을 한 의미가 없어져 버린다. 따라서, 제1 프레임(82)을 제2 프레임(83)에 맞닿게 하면서 조정을 하고, 조정 후의 방향을 그대로 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 서술한 바와 같이, 와이어 그리드 편광 소자(81)의 조정은, 그리드의 방향이 원하는 방향으로 향하게 하기 위한 조정이다. 이 경우, 그리드의 방향을 현미경으로 관찰하면서 조정을 행하는 것도 생각할 수 있지만, 일본국 특허공개 2007-127567호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 와이어 그리드 편광 소자(81)를 투과해 나오는 편광광의 편광축의 방향을 관측하여, 그 방향이 원하는 방향이 되도록 조정하는 것이 실용적이다. 조정의 최종적인 목적은, 조사면에서의 편광광의 편광축을 원하는 방향으로 맞추는 것이기 때문이다.

상기 서술한 편광 소자 유닛(80)은, 미리 조립되어, 편광광 조사 장치에 탑재된다. 조립 시에, 상기 서술한 조정이 각 와이어 그리드 편광 소자(81)에 대해서 행해진다. 조정을 위해서는, 어느 기준이 되는 방향이 필요하다. 이것에 대해서는, 예를 들면 제2 프레임(83)의 측면(831)의 길이 방향으로 할 수 있다. 측면(831)을 직선성 좋게 제작해 두어, 이 측면(831)의 길이 방향을 기준으로 하여 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향 조정을 행한다. 즉, 조사면의 각 점에서 관측되는 편광광의 편광축이 측면(831)의 길이 방향에 대해 소정의 방향이 되도록, 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향 조정을 행한다.

이와 같이 하여 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 조정을 마친 편광 소자 유닛(80)을, 워크 W에 대해 소정의 방향으로 배치함으로써, 편광축의 편차가 없는 편광광 조사에 의해 면내 균일성이 높은 광배향 처리를 행할 수 있게 된다. 예를 들면, 워크 W의 폭방향으로 광배향 처리하고 싶은 경우, 상기와 같이 편광광의 편광축이 제2 프레임(83)의 측면(831)의 길이 방향이 되도록 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향을 미리 조정한 다음, 제2 프레임(83)의 측면(831)의 길이 방향이 워크 W의 폭방향에 일치하도록, 정밀도 있게 편광 소자 유닛(80)을 장치에 탑재하면 된다.

상기 서술한 바와 같이, 워크 W는, 램프 하우스(60)의 하방을 통과하도록 하여 반송되며, 이 때, 워크 W에 대해 편광광이 조사되어, 광배향 처리가 실시된다. 경우에 따라서는, 워크 W를 도중의 길이까지 처리한 후, 각 편광 소자(81)의 방향을 바꾸어, 다른 방향으로 광배향 처리가 행해지도록 하는 경우도 있다. 이 경우는, 편광 소자 유닛(80)을 장치로부터 떼어낸 후, 제2 프레임(83)으로부터 제1 프레임(82)마다 각 와이어 그리드 편광 소자(81)를 떼어내고, 방향을 바꾸어 다시 세트한다. 이 때, 상기 서술한 바와 같은 조정이 한번 더 행해지는 것은 말할 필요도 없다.

실시 형태의 편광 소자 유닛(80)에 의하면, 와이어 그리드 편광 소자(81)를 유지한 제1 프레임(82)의 자세를 변화시킴으로써 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향을 조정하는 조정 기구를 구비하고 있으므로, 조정 시에 와이어 그리드 편광 소자(81)의 변형이 생기지 않는다. 이 때문에, 조사면에서의 편광광의 편광축에 편차가 생기지 않고, 면내 균일성이 높은 광배향 처리를 행할 수 있다.

또, 제1 프레임(82)의 측벽면과 와이어 그리드 편광 소자(81)의 사이에 탄성체로 이루어지는 완충재(811)가 설치되어 있으므로, 와이어 그리드 편광 소자(81)의 위치가 안정되게 유지된다. 이 때문에, 광배향 처리를 안정되게 균일성 있게 행할 수 있다.

또, 제1 프레임(82)의 측벽면이 이루는 형상이 와이어 그리드 편광 소자(81)와 마찬가지로 사각형이며, 측벽면이 이루는 모서리부에 대해 와이어 그리드 편광 소자(81)의 모서리부가 맞닿아 있는 구조는, 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향을 안정된 상태로 유지하는 의의를 가진다. 상기 서술한 바와 같이 조정 기구에 의해 제1 프레임(82)의 방향을 조정해도, 제1 프레임(82)에 대한 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향이 그때그때 변화되어 버리면, 조정이 무의미해져 버린다. 와이어 그리드 편광 소자(81)의 모서리부를 제1 프레임(82)의 모서리부에 맞닿게 한 구조는, 제1 프레임(82)에 대한 와이어 그리드 편광 소자(81)의 상대적인 방향을 불변으로 함으로써, 제1 프레임(82)을 통한 간접적인 방향 조정의 실효성을 보다 높은 것으로 하고 있다. 또한, 와이어 그리드 편광 소자(81)가 사각형이었기 때문에, 측벽면은 90도를 이루고 있었지만, 와이어 그리드 편광 소자(81)가 다른 형상, 예를 들면 정삼각형인 경우, 측벽면은 60도를 이루게 된다.

또, 본 실시 형태에서는, 하나의 제1 프레임(82)이 하나 만의 와이어 그리드 편광 소자(81)를 유지하여, 각각에 대해서 독립적으로 방향을 조정할 수 있으므로, 각 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향의 편차를 치밀하게 수정할 수 있다. 이 때문에, 편광축의 편차가 보다 적은 편광광 조사를 용이하게 행할 수 있다.

하나의 제1 프레임(82)이 두 개 또는 그 이상의 와이어 그리드 편광 소자(81)를 유지하고 있으며, 그러한 제1 프레임(82)에 대해서 자세 변경을 행하는 구조를 채용할 수도 있다. 이 경우, 복수의 와이어 그리드 편광 소자(81)에 대해서 일괄하여 방향의 조정을 할 수 있으므로, 조정의 수고를 줄일 수 있다는 메리트는 있다. 그러나, 그들 복수의 와이어 그리드 편광 소자(81)에 대해서는, 미리 어떠한 수단에 의해 그리드의 방향이 맞춰져 있는 것이 필요하다. 맞춰져 있지 않으면, 조사면에서의 편광축의 편차로 직결되게 되며, 그 편차는 상기 조정 기구에서는 수정할 수 없다. 이 의미에서, 하나의 제1 프레임(82)이 하나 만의 와이어 그리드 편광 소자(81)를 유지하여, 각각에 대해서 독립적으로 방향을 조정할 수 있는 구조의 메리트는 현저하다.

또, 와이어 그리드 편광 소자(81)가 수직인 축 핀(93)을 중심으로 하여 회전하는 점은, 편광축의 편차를 충분히 억제하는데 적합한 것으로 되어 있다. 조정의 목적은, 와이어 그리드 편광 소자(81)에서의 그리드의 길이 방향의 방향 조정이다. 따라서, 그리드가 형성되어 있는 면(이하, 그리드면)이 동일한 면 상에 위치하는 상태로 하면서, 와이어 그리드 편광 소자(81)의 방향을 변경할 필요가 있다. 이렇게 하기 위해서는, 그리드면에 대해 수직인 회전축을 설정하고, 그 축의 둘레로 와이어 그리드 편광 소자(81)를 회전시키는 것이 바람직하다.

특허 문헌 1과 같이, 단면의 3개소에 핀을 대고, 그 중 1개소를 지지 핀으로서 남기고 2개소에서 핀을 밀고 당기도록 해도 방향의 조정은 행할 수 있다. 그러나, 이 경우, 세 개의 핀을 대는 개소가 그리드면과 평행한 면 내에 위치하고 있지 않으면, 조정 시에 와이어 그리드 편광 소자가 흔들린 상태가 되어, 그리드면이 조정 전에 비해 비스듬하게 기울어 버리게 된다. 이 경우, 그리드면이 광축에 대해 비스듬한 상태가 되기 때문에, 편광축의 편차를 충분히 억제하기 위한 조정은 어려워진다. 한편, 그리드면에 대해 수직인 축 핀(93)의 둘레로 회전시켜 조정을 행하는 구성은, 그리드면이 흔들리는 일은 없기 때문에, 편광축의 편차를 충분히 억제하기 위한 조정이 용이하다.

상기 실시 형태에서는, 조정 핀(91)이 정밀 나사이고 받침 핀(92)이 플런저였지만, 한 쌍의 나사에 의해 축 핀(93) 둘레의 회전을 행하는 구조가 채용되기도 한다. 이 경우, 한쪽의 나사를 돌려 전진시키면서 다른쪽의 나사를 반대방향으로 돌려 후퇴시켜 제1 프레임(82)의 자세를 변화시킨다.

또, 축 핀(93)이 제1 프레임(82)에 설치되고, 핀용 구멍(821)이 제2 프레임(83)에 설치된 구조여도 된다. 예를 들면, 제1 프레임(82)의 모서리부의 하면에 축 핀을 설치하여 하방으로 수직으로 돌출시키고, 이것이 끼워지는 핀용 구멍을 제2 프레임(83)에 설치하도록 해도 된다.

또한, 각 핀의 배치는, 상기 서술한 위치에는 한정되지 않는다. 각 핀의 배치의 다른 예에 대해서, 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7은, 각 핀의 배치의 다른 예에 대해서 나타낸 평면 개략도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 프레임(82)의 각 변 중 제2 프레임(83)의 길이 방향을 따른 한쪽 변의 중앙에 핀용 구멍을 형성하여 축 핀(93)을 끼워넣고, 다른쪽 변의 양단 부근에서 조정 핀(91)과 받침 핀(92)이 제1 프레임(82)에 대어지는 구조여도 된다.

11 램프 12 반사 미러
20 라디에이터 60 램프 하우스
70 광조사구 80 편광 소자 유닛
81 와이어 그리드 편광 소자 811 완충재
82 제1 프레임 821 핀용 구멍
83 제2 프레임 84 차광판
91 조정 핀 92 받침 핀
93 축 핀

Claims

와이어 그리드 편광 소자와,
와이어 그리드 편광 소자를 유지한 제1 프레임과,
제1 프레임을 유지한 제2 프레임을 구비하고 있으며,
제2 프레임에는, 제1 프레임의 자세를 변화시킴으로써 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 조정하는 조정 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 편광 소자 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 프레임은, 상기 와이어 그리드 편광 소자보다 큰 공간을 이루는 측벽면을 가지고, 이 측벽면과 상기 와이어 그리드 편광 소자의 사이에는 탄성체로 이루어지는 완충재가 개재되어 있으며, 이 완충재에 의해 상기 제1 프레임에서의 상기 와이어 그리드 편광 소자의 위치가 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 편광 소자 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 와이어 그리드 편광 소자는 모서리부를 가지는 형상이고, 상기 제1 프레임은, 이 모서리부와 동일한 각도를 이루는 모서리부를 가지는 측벽면을 가지고 있으며, 상기 와이어 그리드 편광 소자의 모서리부를 상기 제1 프레임의 모서리부에 맞닿게 함으로써 상기 제1 프레임에 대한 상기 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 유지하고 있는 것을 특징으로 하는 편광 소자 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 프레임은, 복수의 제1 프레임을 유지하고 있고, 각 제1 프레임은 상기 와이어 그리드 편광 소자를 하나만 유지하고 있으며, 상기 조정 기구는 각 제1 프레임에 대해서 설치되어 있어, 각 와이어 그리드 편광 소자의 방향을 독립적으로 조정할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 편광 소자 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 조정 기구는, 상기 제1 프레임이 상기 제2 프레임에 맞닿은 상태로 상기 제1 프레임의 자세를 변화시키는 것임을 특징으로 하는 편광 소자 유닛
청구항 1에 있어서,
상기 조정 기구는, 상기 와이어 그리드 편광 소자의 그리드가 연장되는 면에 대해 수직인 축 핀과, 축 핀을 중심으로 하여 상기 제1 프레임이 회전하도록 상기 제1 프레임을 누르는 조정 핀을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 편광 소자 유닛.
청구항 1에 기재된 편광 소자 유닛과, 편광 소자 유닛이 구비하는 와이어 그리드 편광 소자를 통해 워크에 편광광을 조사하는 광원을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 편광광 조사 장치.