KR20180073556A - 광 조사 장치 - Google Patents

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KR20180073556A
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카즈시게 하시모토
토시나리 아라이
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브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
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Abstract

낮은 노광량으로 노광 가능한 대상물에 대해서 적절한 노광량으로 노광할 수가 있다. 광원(11)으로부터 조사된 광을 도광하는 도광 부재(12)는 광원(11)의 광이 공급되는 광 입사부(11b)로부터, 스테이지의 상방에 대략 띠 모양으로 설치되고, 스테이지에 광을 조사하는 광 출사부(11e)로 광을 도광한다. 광원(11)으로부터의 광이 대략 띠 모양으로 퍼지기 때문에, 광 출사부(11e)로부터 스테이지(21)에 조사되는 광이 약해진다.

Description

광 조사 장치
본 발명은, 광 조사 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는 연속적 또는 간헐적으로 직선 모양으로 반송되는 광배향막에 대해, 광배향막의 반송 방향을 따라 광 조사부가 다단으로 배치되고, 다단으로 배치된 각 광 조사부에서 광배향막에 편광 광을 조사하여 광배향하는 편광 광 조사 장치에 있어서, 각 광 조사부로부터 광배향막에 조사되는 UV(Ultra-Violet) 에너지가 수백 mJ/㎠인 것이 개시되어 있다.
특허 문헌 2에는 낮은 노광량(1㎛의 두께의 배향막으로 약 1mJ/㎠~500mJ/㎠)으로 배향막에 액정 배향능을 부여할 수 있는 광배향 재료가 개시되어 있다.
일본국 특허공개 2011-215639호 공보 일본국 특허공개 2015-031823호 공보
그렇지만, 특허 문헌 1에 기재의 발명을 이용하여 특허 문헌 2에 기재의 광배향 재료를 노광하는 경우에는 노광량이 너무 많다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 낮은 노광량으로 노광 가능한 대상물에 대해서, 적절한 노광량으로 노광할 수가 있는 광 조사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명과 관련되는 광 조사 장치는, 예를 들면 대상물이 재치되는 스테이지와, 광원과, 상기 광원으로부터 조사된 광을 도광하는 도광 부재로서, 상기 광원의 광이 공급되는 광 입사부와, 상기 스테이지의 상방에 대략 띠 모양으로 설치되고, 상기 스테이지에 광을 조사하는 광 출사부를 가지는 도광 부재를 가지는 광 조사부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련되는 광 조사 장치에 의하면, 광원으로부터 조사된 광을 도광하는 도광 부재는, 광원의 광이 공급되는 광 입사부로부터, 스테이지의 상방에 대략 띠 모양으로 설치되어 스테이지에 광을 조사하는 광 출사부로 광을 도광한다. 광원으로부터의 광이 대략 띠 모양으로 퍼지기 때문에, 광 출사부에서 스테이지에 조사되는 광이 약해진다. 이에 의해 낮은 노광량으로 노광 가능한 대상물에 대해서, 적절한 노광량으로 노광할 수가 있다.
여기서, 상기 도광 부재는, 복수의 광섬유를 다발지은 광섬유 케이블이며, 상기 광섬유 케이블 중의 제1의 끝은, 상기 광 입사부이며, 상기 광섬유 케이블 중의 상기 제1의 끝 이외의 제2의 끝은, 상기 복수의 광섬유가 다발지어져 있지 않고, 길이 방향이 상기 대상물의 주사 방향과 대략 직교하는 방향을 따르도록 상기 복수의 광섬유를 대략 띠 모양으로 늘어놓음으로써, 상기 광 출사부가 구성되어도 좋다. 이와 같이 광섬유를 이용하여 도광함으로써, 광원을 스테이지의 상방에 설치하는 일이 없이, 광 출사부를 스테이지의 상방에 설치할 수가 있다. 따라서, 스테이지의 상방에 설치되는 부분을 가볍게 할 수가 있다.
여기서, 상기 광섬유 케이블은, 제1의 광섬유 케이블과, 제2의 광섬유 케이블을 가지고, 상기 광 출사부는, 상기 제1의 광섬유 케이블의 일단인 제1의 광 출사부와, 상기 제2의 광섬유 케이블의 일단인 제2의 광 출사부를 가지고, 상기 제1의 광 출사부와 상기 제2의 광 출사부는, 상기 주사 방향을 따라 간극을 두어 늘어놓여지고, 상기 제1의 광 출사부로부터 상기 대상물에 조사되는 광과, 상기 제2의 광 출사부로부터 상기 대상물에 조사되는 광은, 광의 강도, 편광의 방향, 및 편광의 유무 중의 적어도 1개가 달라도 좋다. 이와 같이 광섬유를 이용하여 도광함으로써, 복수의 광 출사부를 여러 가지 위치에 복수 배치하고, 각 광 출사부로부터 조사되는 광의 강도, 편광의 방향, 및 편광의 유무 중의 적어도 1개를 달리할 수가 있다. 따라서, 여러 가지 노광 처리를 한 번에 행할 수가 있다.
여기서, 상기 대상물을 가열하는 가열부로서, 상기 제1의 광 출사부와 상기 제2의 광 출사부의 사이에 설치된 가열부를 구비하고, 상기 제1의 광 출사부로부터 상기 대상물에 조사되는 광은 편광 광이며, 상기 제2의 광 출사부로부터 상기 대상물에 조사되는 광은 편광되어 있지 않은 광이라도 좋다. 이와 같이 편광 광을 조사한 후에 가열하고, 그 후에 무편광 광을 조사함으로써, 단시간에 배향 처리를 행할 수가 있다.
여기서, 상기 광 출사부를 상기 주사 방향을 따라 이동시키는 이동부를 구비해도 좋다. 광섬유를 이용하여 도광하고, 광원을 스테이지의 상방 이외의 위치에 설치함으로써, 스테이지의 상방에 설치되는 부분을 가볍게 할 수가 있다. 따라서, 광 출사부를 용이하게 이동시킬 수가 있다.
여기서, 상기 도광 부재는, 상기 광 출사부인 이면이 상기 스테이지와 대향하도록 설치된 대략 띠 모양의 도광판이며, 상기 광원은, 상기 광 입사부인 상기 도광판의 제1의 측면을 향해 광이 조사되도록 상기 제1의 측면에 인접하여 설치되고, 상기 도광판은, 길이 방향이 상기 대상물의 주사 방향과 대략 직교하는 방향을 따라 설치되고, 상기 도광판의 표면 및 상기 제1의 측면 이외의 측면은, 차광 부재 또는 광반사 부재로 덮여 있어도 좋다. 이에 의해 간단한 구성으로 1개의 광원의 광을 넓은 범위로 넓혀 조사할 수가 있다.
여기서, 상기 이면에는 상기 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 면적이 작아지는 차광 부재가 설치되어도 좋다. 이에 의해 간단한 구성으로 1개의 광원의 광을 넓은 범위로 균일하게 넓혀 조사할 수가 있다.
여기서, 상기 광원은, 상기 제1의 측면 및 상기 제1의 측면에 대향하는 제2의 측면의 각각에 인접하여 설치되어도 좋다. 이에 의해 1개의 광원의 광을 넓은 범위로 균일하게 넓혀 조사할 수가 있다.
여기서, 상기 광 조사부를 상기 주사 방향을 따라 이동시키는 이동부를 구비해도 좋다. 도광판을 이용하여 광을 넓힘으로써, 광원이 작아지기 때문에, 광 조사부를 용이하게 이동시킬 수가 있다.
본 발명에 의하면, 낮은 노광량으로 노광 가능한 대상물에 대해서 적절한 노광량으로 노광할 수가 있다.
도 1은 제1의 실시의 형태와 관련되는 편광 광 조사 장치(1)의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 2는 편광 광 조사 장치(1)의 개략을 나타내는 정면도이다.
도 3은 도광 부재(12)의 개략을 나타내는 사시도이다.
도 4는 조사면(12e)에 있어서의 출사부(12c)(광섬유 소선(素線)(12a)의 단면)의 분포 상태를 모식적으로 나타낸 일례이다.
도 5는 편광 광 조사 장치(1A)의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 6은 편광 광 조사 장치(1B)의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 7은 제2의 실시의 형태와 관련되는 편광 광 조사 장치(2)의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 8은 편광 광 조사 장치(2)의 개략을 나타내는 정면도이다.
도 9는 광 조사부(40)의 상세를 나타내는 도이며 도 8의 A-A단면도이다.
도 10은 광 조사부(40)를 뒤로부터 본 도이며 차광판(44)의 개략을 나타내는 도이다.
도 11은 광 조사부(40A)의 개략을 나타내는 도이다.
도 12는 광 조사부(40B)의 개략을 나타내는 도이다.
도 13은 종래의 편광 광 조사 장치(100)의 개략을 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 광 조사 장치를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 이하의 실시의 형태에서는 광 조사 장치로서 편광 광을 조사하는 편광 광 조사 장치를 예에 설명한다.
＜제1의 실시의 형태＞
도 1은 제1의 실시의 형태와 관련되는 편광 광 조사 장치(1)의 개략을 나타내는 평면도이다. 도 2는 편광 광 조사 장치(1)의 개략을 나타내는 정면도이다. 편광 광 조사 장치(1)는 예를 들면 편광자를 통과시켜 편광한 광(이하, 편광 광이라고 함)을 유리 기판 등의 대상물 W의 피노광면에 조사하여 광배향 처리를 행하고, 액정 패널 등의 배향막을 생성하는 장치이다. 여기서, 광배향 처리는, 직선 편광 자외선을 고분자막 상에 조사하고, 막 내의 분자의 재배열이나 이방적인 화학반응을 야기함으로써, 막에 이방성을 갖게 하는 처리이다.
이하, 대상물 W의 반송 방향(즉, 주사 방향)을 x방향으로 하고, 반송 방향에 직교하는 방향을 y방향으로 하고, 연직 방향을 z방향으로 한다. 또, 도 2에 있어서는, 설명을 위해, 장치 전측(+y측)의 일부에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 또, 도 1에 있어서는, 설명을 위해, 장치 프레임의 천면(天面)(+z측의 면)에 대해서는 도시를 생략하고 있다.
편광 광 조사 장치(1)는 주로 광 조사부(10)와, 구동부(20)와, 로봇(30)을 구비한다.
광 조사부(10)는 대상물 W에 광을 조사한다. 광 조사부(10)에 대해서는 후에 상술한다.
구동부(20)는 주로 스테이지(21)와, 스테이지 가이드 레일(22)을 가진다. 스테이지(21)는 도시하지 않는 구동 수단에 의해, 스테이지 가이드 레일(22)을 따라 이동 가능하게 설치된다(도 1, 2의 굵은 화살표 참조). 또, 스테이지(21)는 도시하지 않는 구동 수단 및 회전 기구에 의해, xy평면을 따라 회전 가능하게 설치된다(도 1 점선 참조). 스테이지(21)의 상면에는 대상물 W가 재치된다.
스테이지(21)가 스테이지 가이드 레일(22)을 따라 x방향으로 이동할 때에는 도시하지 않는 위치 검출부에 의해 스테이지 스캔축(scan shaft)(23)에 있어서의 스테이지(21)의 위치가 검출된다. 이에 의해 스테이지(21)의 x방향의 위치를 조정할 수 있다. 또, 스테이지(21)의 이동 및 위치 결정은, 이미 공지된 기술이기 때문에 설명을 생략한다.
로봇(30)은 스테이지(21)에 대상물 W를 반입하거나 반출하거나 한다.
다음에, 광 조사부(10)에 대해 상세하게 설명한다. 광 조사부(10)는 주로 광원(11)과, 도광 부재(12)와, 광학 부재(13)를 가진다.
광원(11)은 주로 램프(11a)와, 광학 필터(11b)를 가진다. 광원(11)은 예를 들면 편광 광 조사 장치(1)의 프레임의 외측에 설치된다. 다만, 광원(11)을 설치하는 위치는, 도 1, 2에 나타내는 위치에 한정되지 않는다.
램프(11a)는 편광하고 있지 않는 광(예를 들면, 자외선 광)을 출사한다. 램프(11a)는 예를 들면 전극 사이의 거리가 1~10㎜ 정도로 짧은 고휘도의 점광원인 쇼트 아크(short arc) 형태의 램프이다. 또, 램프(11a)는 쇼트 아크 형태의 램프에 한정되지 않고, LED 등의 여러 가지 종류의 발광 장치를 이용할 수가 있다. 또, 램프(11a)의 배면에, 램프(11a)의 광을 전방으로 반사시키는 반사경을 설치해도 좋다. 또, 램프(11a)의 수는, 1개에 한정되지 않는다.
광학 필터(11b)는 램프(11a)로부터 조사된 광 중에서 소정의 파장의 광만을 통과시킨다. 광학 필터(11b)의 배면에는 램프(11a)가 설치되고, 광학 필터(11b)의 전면에는 도광 부재(12)의 입사부(12b)(후에 상술)가 설치된다.
또, 본 실시의 형태에서는 광원(11)에 램프(11a)를 이용하였지만, 광원(11)은 자외선을 출사하면 좋고, 예를 들면 광을 증폭하는 레이저 발진기를 광원(11)에 이용해도 좋다.
도 3은 도광 부재(12)의 개략을 나타내는 사시도이다. 도광 부재(12)는 광원(11)으로부터 조사된 광을 광원으로부터 멀어진 장소로 이끄는 것이다. 본 실시의 형태에서는 도광 부재(12)는 복수 라인의 광섬유 소선(素線)(12a)이 다발지어져 다발 형상으로 형성된 광섬유 다발이다. 광섬유 소선(12a)은 입사부(12b)로부터 공급된 광을 출사부(12c)로 도광한다.
도광 부재(12)는 부분적으로 광섬유 소선(12a)이 다발지어져 있다. 이 다발지어진 부분을 본체(12d)로 한다. 본체(12d)는 복수의 광섬유 소선(12a)을 다발지어 다발 형상으로 하고, 이것을 융착 처리 등에 의해 일체로 함으로써 형성된다.
광섬유 소선(12a) 중의 광섬유 소선(12a)을 다발지어진 측의 단면은, 입사부(12b)이다. 입사부(12b)에 있어서는, 복수의 광섬유 소선(12a)의 단면은, 균일하게 분포하고 고정되어 있다.
광섬유 소선(12a) 중의 광섬유 소선(12a)이 다발지어진 측의 단면은, 출사부(12c)이다. 출사부(12c)의 근방에서는 광섬유 소선(12a)을 넓힐 수가 있다. 본 실시의 형태에서는 출사부(12c)가 대략 띠 모양으로 되도록 광섬유 소선(12a)을 넓혀 늘어놓는다. 이하, 대략 띠 모양으로 늘어놓은 출사부(12c)전체를 대상물 W에 광을 조사하는 조사면(12e)라고 정의한다.
도 4는 조사면(12e)에 있어서의 출사부(12c)(광섬유 소선(12a)의 단면)의 분포 상태를 모식적으로 나타낸 일례이다. 도 4에서는 광섬유 소선(12a)을 부분적으로 표시하고 있다.
출사부(12c)는 지그재그 모양으로 배치된다. 즉, 제1 칼럼(칼럼 I)에 있어서의 출사부(12c)의 중심이 제1 칼럼에 인접하는 칼럼(칼럼 II)에 있어서의 출사부(12c)의 중심의 사이에 위치하도록 광섬유 소선(12a)을 배치한다. 이에 의해 조사면(12e)으로부터 조사되는 광의 불균일이 문제가 되지 않게 된다.
다만, 조사면(12e)가 대략 띠 모양이면, 출사부(12c)의 배치는 도 4에 나타내는 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 4에서는 동일한 칼럼에 배치된 광섬유 소선(12a)이 맞닿아 있지만, 동일한 칼럼에 배치된 광섬유 소선(12a)은 맞닿지 않아도 좋다. 또, 도 4에서는 광섬유 소선(12a)이 2칼럼(칼럼 I, 칼럼 II)으로 배치되어 있지만, 칼럼의 수는 이것에 한정되지 않는다.
도 1, 2의 설명으로 되돌아온다. 조사면(12e) 및 광학 부재(13)는 스테이지(21)의 상방(+z방향)에 설치된다.
광학 부재(13)는 조사면(12e)과 대략 동일한 길이의 장변을 가지는 직사각형의 부재이다. 광학 부재(13)는 그 길이 방향이 조사면(12e)의 길이 방향에 대략 일치하도록 광원(11)의 하측(-z측)에 설치된다. 광학 부재(13)는 예를 들면 광원(11)으로부터 출사된 무편광의 광을 편광하는 편광자이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 광학 부재(13)는 한 개의 부재로 구성해도 좋고, 평행사변형(정사각형, 직사각형을 포함함)의 소편을 복수 늘어놓아 구성해도 좋다.
이와 같이 구성된 편광 광 조사 장치(1)는 대상물 W(스테이지(21))를 주사 방향인 x방향으로 이동시키면서, 광 조사부(10)로부터 조사된 편광 광을 대상물 W의 피노광면에 조사하여 액정 패널용의 배향막 등을 생성한다.
본 실시의 형태에 의하면, 1개의 광원의 광을 넓은 범위로 넓혀 조사하기 때문에, 조사면으로부터 조사되는 광을 약하게 할 수가 있다. 그 때문에, 낮은 노광량으로 노광 가능한 대상물 W에 대해서, 적절한 노광량(낮은 노광량)으로 노광할 수가 있다.
예를 들면, 도 13에 나타내는 편광 광 조사 장치(100)와 같이 광 조사부로서 롱 아크(long arc) 형태의 램프(101)를 이용하는 종래의 장치에 있어서, 램프(101)의 사용 갯수를 줄여(예를 들면, 통상 3개 사용하는 것을 1개만 사용함), 램프(101)와, 광학 필터(103) 및 편광자(104)의 사이에 감광판(102)을 둠으로써, 대상물 W에 조사되는 광을 줄이는 방법도 생각할 수 있다. 그렇지만, 감광판(102)으로부터 램프(101)로 광이 되돌아와 버리거나 감광판(102) 자체의 열 대책이나 수명 대책 등이 필요하거나 하기 때문에, 실제의 장치에 감광판(102)을 설치하는 방법을 적용하는 것은 곤란하다. 또, 감광판(102)을 설치하거나 대상물 W의 반송 속도를 높게 하거나(예를 들면, 통상 100㎜/초 정도의 것을 1000㎜/초 정도까지 빨리 함) 해도, 통상의 노광량인 수백 mJ/㎠로부터 약 1mJ/㎠~500mJ/㎠까지 노광량을 줄이는 것은 곤란하다.
이에 반해 본 실시의 형태에서는 광원(11)의 광을 광범위하게 분산시키기 때문에, 조사되는 광 자체를 약하게 할 수가 있다. 그 때문에 감광판 등을 이용하는 일이 없이, 예를 들면 약 1mJ/㎠~500mJ/㎠ 정도의 낮은 노광량까지 대상물 W의 노광량을 줄일 수가 있다.
또, 본 실시의 형태에 의하면, 광섬유 다발인 도광 부재(12)를 이용하기 때문에, 조사면(12e) 및 광학 부재(13)만을 스테이지(21)의 상방에 설치하고, 광원(11)을 다른 위치에 설치할 수가 있다. 따라서, 스테이지(21)의 상방에 설치되는 부분을 가볍게 할 수가 있다.
＜제1의 실시의 형태의 변형예 1＞
제1의 실시의 형태에서는 조사면(12e) 및 광학 부재(13)만을 스테이지(21)의 상방에 설치하고, 광원(11)은 다른 위치에 설치함으로써, 스테이지(21)의 상방에 설치되는 부분이 가볍게 된다. 따라서, 조사면(12e) 및 광학 부재(13)를 이동시키는 것이 용이하다.
이 변형예에 관련된 편광 광 조사 장치(1A)는 편광 광 조사 장치(1)의 조사면(12e) 및 광학 부재(13)를 x방향을 따라 이동 가능하게 한 형태이다. 도 5는 편광 광 조사 장치(1A)의 개략을 나타내는 평면도이다. 또, 제1의 실시의 형태와 관련되는 편광 광 조사 장치(1)와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
편광 광 조사 장치(1A)는 주로 광 조사부(10)와, 스테이지(21)와, 로봇(30)과, 조사면(12e) 및 광학 부재(13)를 지지하는 지지부(31)와, 지지부(31)를 주사 방향(x방향)으로 이동시키는 지지대 이동부(32)와, 광학 측정기(33)를 구비한다.
지지대 이동부(32)는 구동부(도시하지 않음)와, 구동부의 구동력에 의해 지지부(31)를 왕복 이동시키는 이동 기구부(도시하지 않음)를 가진다. 구동부 및 이동 기구부는, 공지의 여러 가지 기술을 이용할 수가 있다. 지지대 이동부(32)는 도시하지 않는 제어부에 의해 제어된다.
광학 측정기(33)는 광 조사부(10)로부터 조사되는 광의 조도, 적산 노광량이나, 편광의 축의 방향 등을 측정한다.
이와 같이 구성된 편광 광 조사 장치(1A)는 지지부(31)에 설치된 조사면(12e) 및 광학 부재(13)를 +x방향으로 이동시켜, 광학 측정기(33) 상을 통과시킨다. 그리고, 도시하지 않는 제어부는, 광 조사부(10)의 이동속도 등을 결정한다.
다음에, 제어부는, 광 조사부(10)를 -x방향으로 이동시켜, 광 조사부(10)를 -x측의 끝에 배치한다. 그 후에 도시하지 않는 제어부에서 구해진 이동속도로 광 조사부(10)를 +x방향으로 이동시키면서, 광 조사부(10)로부터 조사된 광을 대상물 W의 피노광면에 조사하여 액정 패널용의 배향막 등을 생성한다.
본 실시의 형태에 의하면, 광원을 이동시키지 않기 때문에, 이동시키는 부분(조사면(12e), 광학 부재(13) 및 지지부(31))을 가볍게 할 수가 있다. 따라서, 지지부(31)나 지지대 이동부(32)를 소형화할 수가 있다.
＜제1의 실시의 형태의 변형예 2＞
제1의 실시의 형태에서는 도광 부재(12)로서 광섬유를 이용하기 때문에, 광원(11)을 스테이지(21)의 상방 이외의 위치에 설치할 수가 있다. 그 때문에, 조사면(12e) 및 광학 부재(13)를 여러 가지 위치에 복수 설치할 수도 있다.
이 변형예에 관련된 편광 광 조사 장치(1B)는 편광 광 조사 장치(1)의 조사면(12e) 및 광학 부재(13)를 2조 설치한 형태이다. 도 6은 편광 광 조사 장치(1B)의 개략을 나타내는 평면도이다. 또, 제1의 실시의 형태와 관련되는 편광 광 조사 장치(1)와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
편광 광 조사 장치(1B)는 주로 광 조사부(10A, 10B)와, 구동부(20)와, 로봇(30)과, 가열부(34)를 구비한다.
광 조사부(10)는 주로 2개의 광원(11A, 11B)과, 2개의 도광 부재(12A, 12B)와, 1개의 광학 부재(13)를 가진다. 도광 부재(12A, 12B)의 구성은 도광 부재(12)와 동일하다.
광원(11A, 11B)은 광원(11)과 마찬가지의 구성이지만, 광원(11A)이 조사하는 광의 강도와 광원(11B)이 조사하는 광의 강도가 다르다. 본 실시의 형태에서는 광원(11A)이 조사하는 광보다, 광원(11B)이 조사하는 광의 쪽이 강하다.
도광 부재(12A)의 조사면(12e)과, 도광 부재(12B)의 조사면(12e)은 x방향으로 간극을 두어 늘어서 설치된다.
광학 부재(13)는 도광 부재(12A)의 하방에 설치된다. 따라서, 도광 부재(12A)의 조사면(12e)으로부터 조사되는 광은, 편광 광으로서 대상물 W에 조사되고, 도광 부재(12B)의 조사면(12e)으로부터 조사되는 광은, 편광되어 있지 않은 광으로서 대상물 W에 조사된다.
가열부(34)는 예를 들면 적외선 히터이며, 대상물 W를 가열한다. 가열부(34)는 도광 부재(12A)의 조사면(12e)와, 도광 부재(12A)의 조사면(12e)의 사이에 설치된다.
대상물 W(스테이지(21))가 -x방향으로부터 +x방향을 향해 이동하는 경우에, 대상물 W가 노광된다. 우선, 대상물 W는, 도광 부재(12A)의 조사면(12e)으로부터 조사되는 광에 의해 노광된다.
대상물 W의 도광 부재(12A)의 조사면(12e)에 의해 노광된 부분은, 가열부(34)에 의해 가열되고, 그 후에 도광 부재(12B)의 조사면(12e)으로부터 조사되는 광에 의해 노광된다.
본 실시의 형태에 의하면, 편광 광에 의해 배향된 부분에 대해서, 가열하고, 그 후에 강한 무편광 광을 조사함으로써, 단시간에 배향 처리를 행할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태에서는 도광 부재(12A)로부터 대상물 W에 조사되는 광과, 도광 부재(12B)로부터 대상물 W에 조사되는 광은, 광의 강도 및 편광의 유무가 다르지만, 도광 부재(12A)로부터 대상물 W에 조사되는 광과, 도광 부재(12B)로부터 대상물 W에 조사되는 광에서 다른 것은 광의 강도 및 편광의 유무에 한정되지 않는다. 도광 부재(12A)로부터 대상물 W에 조사되는 광과, 도광 부재(12B)로부터 대상물 W에 조사되는 광은, 광의 강도, 편광의 방향, 및 편광의 유무의 적어도 1개가 다르면 좋다.
예를 들면, 통과한 광의 편광의 방향이 다른 2개의 광학 부재를 이용하고, 이들을 도광 부재(12A)의 조사면(12e)의 하방과 도광 부재(12B)의 조사면(12e)의 하방의 각각에 설치함으로써, 편광의 방향이 다른 광을 따로 따로 대상물 W에 조사할 수가 있다. 이와 같이 여러 가지 노광 처리를 한 번에 행할 수가 있다.
＜제2의 실시의 형태＞
제1의 실시의 형태에서는 도광 부재로서 광섬유 다발을 이용하였지만, 도광 부재는 이것에 한정되지 않는다.
제2의 실시의 형태는, 도광 부재로서 도광판을 이용하는 형태이다. 이하, 제2의 실시의 형태와 관련되는 편광 광 조사 장치(2)에 대해 설명한다. 제1의 실시의 형태와 관련되는 편광 광 조사 장치(1)와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 7은 제2의 실시의 형태와 관련되는 편광 광 조사 장치(2)의 개략을 나타내는 평면도이다. 도 8은 편광 광 조사 장치(2)의 개략을 나타내는 정면도이다. 편광 광 조사 장치(1)는 주로 광 조사부(40)와, 구동부(20)와, 로봇(30)을 구비한다.
광 조사부(40)는 대상물 W에 편광을 조사한다. 광 조사부(40)는 주로 광원(11)과, 도광 부재(41)와, 광학 부재(13)를 가진다.
광원(11)은 도광 부재(41)의 측면에 인접하여 설치된다. 도 7에 있어서는, 광원(11)은 도광 부재(41)의 +y측(짧은 방향)의 측면(41a)(도 9 참조)에 인접하여 설치된다. 광학 부재(13)는 도광 부재(41)의 하방에 설치된다.
도 9는 광 조사부(40)의 상세를 나타내는 도이며, 도 8의 A-A단면도이다. 도광 부재(41)는 광학 필터(11b)의 전면에 설치된다. 그 때문에, 램프(11a)로부터 조사된 광은, 광학 필터(11b)를 통과하여 측면(41a)으로부터 도광 부재(41)로 이끌린다.
도광 부재(41)는 석영 등의 투명한 재료로 형성된 판재이며, 대략 띠 모양으로 형성되어 있다. 도광 부재(41)의 표면(41b)(+z측의 면)에는 금속제의 반사 확산판(42)이 설치된다. 이에 의해 도광 부재(41)의 측면(41a)로부터 입사한 광이 반사 확산판(42)에서 산란되어 도광 부재(41) 전체에 도광되고, 도광 부재(41)의 이면(41c)(-z측의 면)이 면발광한다.
도광 부재(41)의 광원(11)이 인접하여 설치되지 않은 측면(여기에서는 측면(41a) 이외의 측면)에는 금속제의 차광판(43)이 설치된다. 이에 의해 도광 부재(41)의 단면(측면)으로부터 입사한 광이 측면으로부터 빠져나가 버리는 것을 방지한다.
이와 같이 도광 부재(41)의 측면(41a)은 광원(11)의 광이 공급되는 광 입사부이며, 도광 부재(41)의 이면(41c)은 광 출사부이다.
광 출사부인 도광 부재(41)의 이면(41c)에는 이면(41c)을 부분적으로 덮는 차광판(44)이 설치된다. 도 10은 광 조사부(40)를 뒤로부터 본 도이며, 차광판(44)의 개략을 나타내는 도이다. 또, 도 10에서는 광학 부재(13)를 생략하고 있다. 또, 도 10에서는 설명을 위해, 차광판(44)이 설치되어 있는 위치를 망을 쳐서 표시하고 있다.
차광판(44)은 광원(11)으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 면적이 작게 되도록 형성되어 있다. 이에 의해 면발광하는 광의 균일성을 확보하고 있다. 또, 차광판(44)은 광원(11)으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 면적이 작아진다면, 그 형상은 도 10에 나타내는 형태에 한정되지 않는다.
이와 같이 구성된 편광 광 조사 장치(2)는 대상물 W(스테이지(21))를 주사 방향인 x방향으로 이동시키면서, 광 조사부(40)로부터 조사된 편광 광을 대상물 W의 피노광면에 조사하여 액정 패널용의 배향막 등을 생성한다.
본 실시의 형태에 의하면, 간단한 구성으로 1개의 광원의 광을 넓은 범위로 넓혀 조사하기 때문에, 조사면으로부터 조사되는 광을 약하게 할 수가 있다. 그 때문에, 적절한 노광량(낮은 노광량)으로 대상물 W를 노광할 수가 있다.
또, 제2의 실시의 형태에서는 광원(11)을 도광 부재(41)의 측면(41a)에 인접하여 설치했지만, 광원(11)의 위치 및 수는 이것에 한정되지 않는다. 도 11에 나타내는 광 조사부(40A)와 같이, 복수의 광원(11)을 도광 부재(41)의 -x측(길이 방향)의 측면(41d)에 인접하여 설치해도 좋다. 도 11에서는 광학 부재(13), 반사 확산판(42) 및 차광판(43)의 도시를 생략하고 있다.
차광판(44a)은 차광판(44)과 형상만이 다른 것이고, 차광판(44)과 마찬가지로, 광원(11)으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 면적이 작게 되도록 형성되어 있다.
또, 도 11에서는 복수의 광원(11)을 도광 부재(41)의 측면(41d)을 따라 설치했지만, 측면(41d)의 길이와 대략 동일한 길이의 광원을 1개만 도광 부재(41)의 측면(41d)을 따라 설치해도 좋다. 또, 도 11에서는 인접하는 광원(11)이 맞닿아 있지만, 인접하는 광원(11) 사이에 간극을 설치해도 좋다.
또, 도 12에 나타내는 광 조사부(40B)와 같이, 대향하는 2개의 측면(41a, 41e)의 각각에 인접하여 복수의 광원(11)을 설치해도 좋다. 도 12에서는 광학 부재(13), 반사 확산판(42) 및 차광판(43)의 도시를 생략하고 있다. 차광판(44b)은 차광판(44)과 형상만이 다른 것이고, 차광판(44)과 마찬가지로, 광원(11)으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 면적이 작게 되도록 형성되어 있다. 또, 대향하는 2개의 측면은, 측면(41a, 41e)에 한정되지 않고, 측면(41d, 41f)이라도 좋다. 측면(41d, 41f)에 인접하여 광원(11)을 설치하는 경우에는 측면(41d)에 인접하여 설치하는 광원(11)과 측면(41d)에 인접하여 설치하는 광원(11)의 y방향의 위치를 교대로(지그재그 모양으로) 배치해도 좋다.
또, 제2의 실시의 형태에 있어서도, 제1의 실시의 형태와 마찬가지로, 편광 광 조사 장치(2)의 광 조사부(40)를 x방향을 따라 이동 가능하게 할 수가 있다. 광 조사부(40)의 광원(11)은 종래의 편광 광 조사 장치(100)(도 13 참조)에 이용되는 램프(101)와 비교하여 작기 때문에, 광 조사부(40)의 이동도 용이하다.
또, 상기 실시의 형태에서는 광 조사 장치로서 편광 광을 조사하는 편광 광 조사 장치(1, 2) 등을 예로 설명하였지만, 광 조사 장치는, 편광 광 조사 장치(1, 2) 등의 편광자(광학 부재(13)) 대신에 마스크를 이용함으로써, 노광 장치로서 이용할 수도 있다. 본 발명의 광 조사 장치는, 편광 광 조사 장치나 노광 장치를 포함하는 개념이다. 이하, 이 노광 장치에 대해 설명한다.
이 노광 장치의 구성은, 편광자(광학 부재(13))의 유무 이외는 편광 광 조사 장치(1, 2) 등의 구성과 마찬가지이다. 이 노광 장치는, 예를 들면 액정표시 장치의 칼라 필터의 화소 패턴, 칼라 필터의 각 화소의 프레임으로 되는 불투명한 블랙 매트릭스, 회로 패턴 등의 노광 처리를 행할 수가 있다.
일례로서 이 노광 장치를 이용한 칼라 필터의 화소 패턴의 노광 처리에 대해 설명한다. 우선, 투명한 기판에 화소의 프레임으로 되는 불투명한 블랙 매트릭스를 형성한 것에 R(red)의 화소의 레지스트를 도포한다. 그리고, 화소의 부분만큼 광이 투과하는 패턴이 형성된 마스크를 노광 장치에 설치하고, 광원(11)으로부터 광을 조사함으로써, 기판 상에 R의 화소를 형성한다. G(green)의 화소, B(blue)의 화소에 대해서도 마찬가지의 노광 처리를 행함으로써, 이 노광 장치를 이용하여 칼라 필터의 화소 패턴을 형성할 수가 있다.
이상, 이 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상술해 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다. 또, 상술의 각 실시의 형태를 조합할 수도 있다.
또, 본 발명에 있어서, 「대략」이란, 엄밀하게 동일한 경우뿐만 아니라, 동일성을 잃지 않는 정도의 오차나 변형을 포함하는 개념이다. 예를 들면, 대략 중앙이란, 엄밀하게 중앙의 경우에는 한정되지 않는다. 또, 예를 들면 단지 평행, 직교 등으로 표현하는 경우에 있어서, 엄밀하게 평행, 직교 등의 경우뿐만 아니라, 대략 평행, 대략 직교 등의 경우를 포함하는 것으로 한다. 또, 본 발명에 대해 「근방」이란, 예를 들면 A의 근방일 때, A의 근처로서, A를 포함하고 있어도 포함하고 있지 않아도 좋은 것을 나타내는 개념이다.
1, 1A, 1B, 2 : 편광 광 조사 장치
10 : 편광 조사부 11, 11A, 11B : 광원
11a : 램프(lamp) 11b : 광학 필터
12, 12A, 12B : 도광 부재
12a : 광섬유 소선
12b : 입사부 12c : 출사부
12d : 본체 12e : 조사면
13 : 광학 부재 20 : 구동부
21 : 스테이지
22 : 스테이지 가이드 레일(stage guide rail)
23 : 스테이지 스캔축(stage scan shaft)
30 : 로봇(robot) 31 : 지지부
32 : 지지대 이동부 33 : 광학 측정기
34 : 가열부
40, 40A, 40B : 편광 조사부 41 : 도광 부재
41a, 41d, 41e, 41f : 측면
41b : 표면 41c : 이면
42 : 반사 확산판 43 : 차광판
44, 44a, 44b : 차광판 100 : 편광 광 조사 장치

Claims (9)

  1. 대상물이 재치되는 스테이지와, 광원과, 상기 광원으로부터 조사된 광을 도광하는 도광 부재로서, 상기 광원의 광이 공급되는 광 입사부와, 상기 스테이지의 상방에 대략 띠 모양으로 설치되고, 상기 스테이지에 광을 조사하는 광 출사부를 가지는 도광 부재를 가지는 광 조사부를 구비한 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도광 부재는, 복수의 광섬유를 다발지은 광섬유 케이블이며,
    상기 광섬유 케이블 중의 제1의 끝은, 상기 광 입사부이며, 상기 광섬유 케이블 중의 상기 제1의 끝 이외의 제2의 끝은, 상기 복수의 광섬유가 다발지어져 있지 않고, 길이 방향이 상기 대상물의 주사 방향과 대략 직교하는 방향을 따르도록 상기 복수의 광섬유를 대략 띠 모양으로 늘어놓음으로써, 상기 광 출사부가 구성되는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광섬유 케이블은, 제1의 광섬유 케이블과 제2의 광섬유 케이블을 가지고, 상기 광 출사부는, 상기 제1의 광섬유 케이블의 일단인 제1의 광 출사부와, 상기 제2의 광섬유 케이블의 일단인 제2의 광 출사부를 가지고, 상기 제1의 광 출사부와 상기 제2의 광 출사부는, 상기 주사 방향을 따라 간극을 두어 늘어놓여지고, 상기 제1의 광 출사부로부터 상기 대상물에 조사되는 광과, 상기 제2의 광 출사부로부터 상기 대상물에 조사되는 광은, 광의 강도, 편광의 방향, 및 편광의 유무 중의 적어도 1개가 다른 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 대상물을 가열하는 가열부로서, 상기 제1의 광 출사부와 상기 제2의 광 출사부의 사이에 설치된 가열부를 구비하고,
    상기 제1의 광 출사부로부터 상기 대상물에 조사되는 광은 편광 광이며, 상기 제2의 광 출사부로부터 상기 대상물에 조사되는 광은 편광되어 있지 않은 광인 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 출사부를 상기 주사 방향을 따라 이동시키는 이동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도광 부재는, 상기 광 출사부인 이면이 상기 스테이지와 대향하도록 설치된 대략 띠 모양의 도광판이며,
    상기 광원은, 상기 광 입사부인 상기 도광판의 제1의 측면을 향해 광이 조사되도록 상기 제1의 측면에 인접하여 설치되고,
    상기 도광판은, 길이 방향이 상기 대상물의 주사 방향과 대략 직교하는 방향을 따라 설치되고,
    상기 도광판의 표면 및 상기 제1의 측면 이외의 측면은, 차광 부재 또는 광반사 부재로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이면에는 상기 광원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 면적이 작아지는 차광 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 광원은, 상기 제1의 측면 및 상기 제1의 측면에 대향하는 제2의 측면의 각각에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 조사부를 상기 주사 방향을 따라 이동시키는 이동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
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