TW201640185A - 偏振光照射裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之偏振光照射裝置，能夠防止因熱膨脹所產生之不良情況。其解決手段為：彈性構件，抵接於在使從光源射出之光偏振的俯視觀察下呈大致矩形形狀之板狀之偏振片之第1側面。彈性構件，將與偏振片之第1側面對向之側面，朝向保持構件之壁彈壓。

Description

偏振光照射裝置

本發明係關於一種偏振光照射裝置。

在專利文獻1中，揭示有一種偏振元件單元，係在下框架上排列複數個線柵偏振元件(wire grid polarizer)，藉由從其上方覆蓋上框架，固定線柵偏振元件。

專利文獻1：日本特開2006-126464號公報

當光從光源射出至偏振元件單元時，因熱能而使偏振元件單元之溫度上升。由於金屬與玻璃之熱膨脹係數不同，因此在由金屬形成之偏振片(polarizer)支承構件或框架、與由玻璃形成之線柵偏振元件，其上升至某溫度、例如200度左右時之變形量不同。

在專利文獻1記載之發明中，線柵偏振元件夾在框架內，且在線柵偏振元件與框架之間不具有間隙。結果為，因熱膨脹所產生之尺寸變化在線柵偏振元件與偏振片支承構件並不相同，因此恐產生線柵偏振元件裂開等不良情況。

本發明係有鑑於如此的問題而完成，其目的在於提供一種能夠防止熱膨脹所導致的不良情況的偏振光照射裝置。

為了解決上述課題，本發明之偏振光照射裝置，例如具備 有：光源；偏振片，用於使從該光源射出之光偏振，且係俯視觀察下呈大致矩形形狀之板狀之構件；保持構件，用於保持該偏振片，且具有該偏振片之側面抵接之壁；以及彈性構件，設於該保持構件，抵接於該偏振片之第1側面，且將與該偏振片之該第1側面對向之側面朝向該壁彈壓。

根據本發明之偏振光照射裝置，彈性構件抵接於使來自光源之光偏振之俯視觀察下呈大致矩形形狀之板狀之偏振片之第1側面。彈性構件，將與偏振片之第1側面對向之側面朝向保持構件之壁彈壓。藉此，能夠將偏振片安裝於保持構件，同時防止熱膨脹所產生之不良情況。此處，所謂的熱膨脹所產生之不良情況，係偏振片之破損、變形、移動等。

此處，亦可為：該彈性構件，具有抵接於該偏振片之第1側面的第1彈性構件、及抵接於與該偏振片之該第1側面相鄰之第2側面的第2彈性構件；該壁，具有正交之二個壁即第1壁與第2壁；該第1彈性構件，將與該偏振片之該第1側面對向之側面，朝向該第1壁彈壓；該第2彈性構件，將與該偏振片之該第2側面對向之側面，朝向該第2側面彈壓。藉此，能夠在與偏振片之第1側面正交之平面上，使偏振片相對於保持構件進行定位。

此處，亦可為：該彈性構件，係具有抵接於該偏振片之珠體、使該珠體朝向該偏振片彈壓之彈簧、及於內部設有該彈簧之螺桿部的附彈簧螺桿；該偏振片之厚度，較該螺桿部之直徑厚。藉此，附彈簧螺桿能夠確實地按壓偏振片之側面。

此處，亦可為：該彈性構件，具有二個彈簧；該二個彈簧，分別按壓該第1側面之兩端附近。藉此，在將與偏振片之第1側面對向之 側面朝向保持構件之壁彈壓時，能夠防止偏振片在與第1側面正交之平面上旋轉。

根據本發明，能夠防止熱膨脹所產生之不良情況。

1‧‧‧偏振光照射裝置

10‧‧‧偏振照射部

11‧‧‧光源

12‧‧‧特定波長穿透濾光片

13、13A、13B、13C‧‧‧偏振片單元

20‧‧‧驅動部

21‧‧‧載台

22‧‧‧載台導引軌道

30‧‧‧攝影部

131‧‧‧偏振片

131a、131b、131c、131d‧‧‧側面

132‧‧‧保持具

132a‧‧‧孔

132b‧‧‧凹部

132c‧‧‧底面

132d、132e、132f、132g‧‧‧壁

133、133A、133B、133C、133D‧‧‧附彈簧螺桿

133a‧‧‧螺桿部

133b‧‧‧珠體

133c‧‧‧螺旋彈簧

134、135‧‧‧板彈簧

136‧‧‧基座構件

136a、136b‧‧‧壁

136c‧‧‧孔

圖1，係顯示第1實施形態之偏振光照射裝置1之概略的前視圖。

圖2，係顯示偏振照射部10之概略的俯視圖。

圖3，係顯示偏振照射部10之概略的側視圖。

圖4，係顯示偏振片單元13之概略的俯視圖。

圖5，係顯示偏振片單元13之概略的剖面圖。

圖6，係顯示使用板彈簧134將偏振片131往底面132c彈壓之習知形態之概略的圖。

圖7，係顯示使用板彈簧134將偏振片131往底面132c彈壓之習知形態之概略的圖。

圖8，係顯示變形例之偏振片單元13A之概略的俯視圖。

圖9，係顯示第2實施形態之偏振片單元13B之概略的俯視圖。

圖10，係顯示偏振片單元13B之概略的剖面圖。

圖11，係顯示第3實施形態之偏振片單元13C之概略的立體圖。

以下，參照圖式詳細地說明本發明之實施形態。

<第1實施形態>

圖1，係顯示第1實施形態之偏振光照射裝置1之概略的前視圖。圖2， 係顯示偏振照射部10之概略的俯視圖。偏振光照射裝置1，例如，能使來自光源的光通過偏振膜而獲得偏振光，將該偏振光照射於玻璃基板等之被曝光面，而生成液晶面板用之配向膜(alignment film)等。

以下，將被曝光對象物W之搬送方向設為y方向，將與搬送方向正交之方向設為x方向，將垂直方向設為z方向。

偏振光照射裝置1，主要具有偏振照射部10、驅動部20、及攝影部30。

偏振照射部10，將偏振光照射於被曝光對象物W。圖2，係顯示偏振照射部10之概略的俯視圖。圖3，係顯示偏振照射部10之概略的側視圖。另外，圖3之二點鏈線，係表示光照射之範圍。

偏振照射部10，主要具有光源11、特定波長穿透濾光片12、偏振片單元13、及基座構件14。另外，在圖2中省略特定波長穿透濾光片12之圖示。

光源11，係棒狀之燈，且射出未偏振之光(例如，紫外光)。光源，以長邊方向沿y方向且於x方向排列複數個之方式配置。另外，光源11之形態並不限於此，例如亦可為x方向較長的一根燈管。

特定波長穿透濾光片12，係以僅使特定波長範圍之光穿透，且吸收其他波長之光之方式製成的濾光片。特定波長穿透濾光片12，設於光源11之下側(-z側)。

偏振片單元13，設於特定波長穿透濾光片12之下側(-z側)。偏振片單元13，例如，包含使從光源11射出之無偏振之光偏振之偏振片。偏振片單元13，設於基座構件14。關於偏振片單元13，將於以下詳 細說明。

特定波長穿透濾光片12及偏振片單元13，就每一光源11分別各設一個。另外，亦可就每一光源11分別設置二個特定波長穿透濾光片12及偏振片單元13。於該情形，只要沿y方向分別排列設置二個特定波長穿透濾光片12及偏振片單元13即可(參照圖2之虛線)。

回到圖1之說明。驅動部20，主要具有載台21、及載台導引軌道22。

載台21，係藉由未圖示驅動手段設成可沿著載台導引軌道22移動(參照圖1之粗箭頭)。在載台21之上面，載置被曝光對象物W。

攝影部30，係在載置於載台21上之被曝光對象物W之對準中使用之攝影機。

針對如上述般構成之偏振光照射裝置1之作用進行說明。偏振光照射裝置1，一邊使被曝光對象物W沿掃描方向即y方向移動，一邊將從偏振照射部10射出之光照射於被曝光對象物W之被曝光面而生成配向膜等。該偏振光照射裝置1之作用，由於已為公眾所知悉，因此省略詳細的說明。另外，掃描可為使偏振照射部10移動，亦可為使被曝光對象物W(載台21)移動，或者亦可為使該等兩方相對移動。

在曝光時，由於照射來自光源11的光，因此偏振片單元13之溫度上升。本發明，在防止因偏振片單元13之溫度上升所產生之不良情況的方面具有特殊的特徵。以下，針對偏振片單元13詳細地進行說明。

圖4，係顯示偏振片單元13之概略的俯視圖。圖5，係顯示偏振片單元13之概略的剖面圖。偏振片單元13，主要具有偏振片131、保 持具132、及附彈簧螺桿133(附彈簧螺桿133，包含附彈簧螺桿133A、附彈簧螺桿133B、附彈簧螺桿133C)。

偏振片131，係使來自光源11的光偏振之光學元件，且係俯視觀察下呈大致矩形形狀之板狀之構件。偏振片131，例如，係藉由在由玻璃所形成之板材之表面，於一方向週期性地排列金屬製之線而形成。

偏振片131之厚度，較附彈簧螺桿133之螺桿部133a(於以下詳述)之直徑厚。例如，偏振片131之厚度為3mm~7mm左右。藉此，能夠使附彈簧螺桿133確實地按壓偏振片131之側面。

保持具132(相當於保持構件)，係由金屬形成，且係俯視觀察下呈大致中空矩形形狀之板狀之構件。在保持具132，形成孔132a、凹部132b。在凹部132b之底面132c，載置偏振片131。藉由偏振片131偏振之光，通過孔132a朝下方(-z方向)照射。

附彈簧螺桿133，例如，係具有螺桿部133a、抵接於偏振片131之珠體(球狀體)133b、及使珠體133b朝向偏振片131彈壓之螺旋彈簧133c(相當於彈性構件)的球柱塞(ball plunger)。珠體133b及螺旋彈簧133c，設於螺桿部133a之內部。

二根附彈簧螺桿133A、133B，設於壁132d。在壁132d形成螺孔(未圖示)，藉由將螺桿部133a螺合於該螺孔，將附彈簧螺桿133A、133B設於壁132d。

此外，一根附彈簧螺桿133C，設於壁132e。在壁132e形成螺孔(未圖示)，藉由將螺桿部133a螺合於該螺孔，將附彈簧螺桿133C設於壁132e。

由於螺桿部133a螺合於形成在保持具132之螺孔，因此附彈簧螺桿133可沿保持具132之壁132d、132e之法線方向移動(參照圖4、5之粗箭頭)。

附彈簧螺桿133A、133B，抵接於偏振片131之側面131a。附彈簧螺桿133A、133B之螺旋彈簧133c，透過珠體133b，將與偏振片131之側面131a對向之側面131b朝向壁132f彈壓(參照圖4、5之箭頭)。附彈簧螺桿133A、133B，為了在將側面131b朝向壁132f彈壓時防止偏振片131之旋轉，分別按壓側面131a之兩端附近。另外，側面131a之兩端附近，並不限於圖4所示之位置。

附彈簧螺桿133C，抵接於與偏振片131之側面131a相鄰之側面131c。附彈簧螺桿133C之螺旋彈簧133c，透過珠體133b將與偏振片131之側面131c對向之側面131d朝向壁132g彈壓(參照圖4之箭頭)。

如上所述，在偏振片131，藉由螺旋彈簧133c，對側面131a、側面131c賦予與偏振片131之厚度方向(z方向)正交之方向(x方向或y方向)之彈壓力。藉此，將偏振片131設於保持具132。

壁132f與壁132g相鄰，壁132f與x方向平行，壁132g與y方向平行。藉由螺旋彈簧133c，將偏振片131往壁132f、132g按壓，藉此，在與xy平面平行之平面上，偏振片131相對於保持具132定位。

根據本實施形態，藉由將偏振片131往保持具132之壁132f、132g按壓，能夠將偏振片131設於保持具132並同時防止因熱膨脹所產生的不良情況。

如習知般在將偏振片131接著於保持具132的情形時，因熱 膨脹所產生之尺寸變化在偏振片131與保持具132並不相同，因此恐產生偏振片131裂開的情況。對此，在本實施形態中，由於使用彈性構件將偏振片131設於保持具132，因此能夠防止偏振片131裂開的情況。

此外，例如，如圖6所示，亦想到藉由使用板彈簧134將偏振片131往底面132c彈壓(往-z方向按壓)將偏振片131設於保持具132的偏振片單元130。在該情形，偏振片131裂開之虞減少。但是，為了將偏振片131設於凹部132b內，在預期偏振片131會熱膨脹的情況下，必須將凹部132b之大小設定為大於偏振片131之大小。因此，當反覆熱膨脹與收縮時，如圖7所示，偏振片131恐在凹部132b內旋轉。

對此，在本實施形態中，由於偏振片131之厚度較厚，因此能夠藉由螺旋彈簧133c使與z方向正交之x方向或y方向之彈壓力直接作用於偏振片131。因此，在與xy平面平行之平面上，藉由使偏振片131相對於保持具132進行定位，即使是在因熱膨脹所產生之尺寸變化在偏振片131與保持具132並不相同的情形，亦能夠防止偏振片131在保持具132內旋轉(包含移動。以下亦相同)的情況。

另外，在本實施形態中，雖偏振片131之厚度較附彈簧螺桿133之螺桿部133a之直徑厚，但偏振片131之厚度並不限於此。例如，偏振片131之厚度，只要是附彈簧螺桿133之珠體133b可抵接、且螺旋彈簧133c能作用彈壓力的厚度即可。

此外，在本實施形態中，雖藉由將側面131b往壁132f按壓，將側面131d往壁132g按壓而防止偏振片131之旋轉，但為了防止偏振片131之旋轉，只要至少將側面131b往壁132f按壓即可。

此外，亦能夠在使偏振片131旋轉至任意角度的狀態下，將側面131b往壁132f按壓。圖8，係顯示變形例之偏振片單元13A之概略的俯視圖。

附彈簧螺桿133A、133B設於壁132d，附彈簧螺桿133D設於壁132f。附彈簧螺桿133A、133B，可相對於壁132d移動，附彈簧螺桿133D，可相對於壁132f移動(參照圖8之粗箭頭)。附彈簧螺桿133D之構成，與附彈簧螺桿133A、133B相同。

首先，調整附彈簧螺桿133D在y方向之位置，接著，分別調整附彈簧螺桿133A、133B在y方向之位置。藉此，能夠使偏振片131旋轉至任意角度。

藉由附彈簧螺桿133A、133B之螺旋彈簧133c，對偏振片131賦予-y方向之彈壓力。藉此，能夠在使偏振片131旋轉至任意角度的狀態下，將側面131b往壁132f按壓。

<第2實施形態>

本發明之第1實施形態，雖使用具有螺旋彈簧133c之附彈簧螺桿133對偏振片131之側面賦予彈壓力，但對偏振片131之側面賦予彈壓力之彈性構件並不限於此。

第2實施形態，係使用板彈簧對偏振片之側面賦予彈壓力的形態。以下，針對第2實施形態之偏振光照射裝置進行說明。第1實施形態之偏振光照射裝置1與第2實施形態之偏振光照射裝置的差異，僅在偏振照射部，因此以下僅針對偏振照射部進行說明。此外，針對與第1實施 形態相同的部分，標記相同符號並省略說明。

圖9，係顯示第2實施形態之偏振照射部10A中的偏振片單元13B之概略的俯視圖。圖10，係顯示偏振片單元13B之概略的剖面圖。

偏振照射部10A，主要具有光源11、特定波長穿透濾光片12、偏振片單元13B、及基座構件14。此外，偏振片單元13B，主要具有偏振片131、保持具132、及板彈簧135。

板彈簧135，係折彎金屬製之板材而形成。板彈簧135，設於壁132d，且抵接於偏振片131之側面131a。板彈簧135，將側面131b朝向壁132f彈壓。板彈簧135，係使用寬度較寬的板材形成，以使側面131a不會旋轉，而可均勻地賦予彈壓力。

另外，板彈簧135之寬並不限於圖9所示之情形。此外，亦可設置分別按壓側面131a之兩端附近的二個板彈簧。此外，偏振片131之板厚，只要為板彈簧135可抵接之厚度即可。

根據本實施形態，藉由將偏振片131往壁132f按壓，而能夠防止因熱膨脹或收縮使偏振片131相對於保持具132旋轉的情況。

<第3實施形態>

本發明之第1實施形態，雖使用具有螺旋彈簧133c之附彈簧螺桿133使偏振片131相對於保持具132定位，但保持具132並非為必需。例如，如圖2之虛線所示，在對一光源11設置二個偏振片單元13的情形時，雖將偏振片單元13、亦即設有偏振片131之保持具132，於基座構件14上沿y方向排列設置二個，但亦可不使用保持具132，直接在基座構件14設置偏振 片131。

第3實施形態，係在基座構件直接設置偏振片的形態。以下，針對第3實施形態之偏振光照射裝置進行說明。第1實施形態之偏振光照射裝置1與第3實施形態之偏振光照射裝置的差異，僅在偏振照射部，因此以下僅針對第3實施形態之偏振照射部進行說明。此外，針對與第1實施形態相同的部分，標記相同符號並省略說明。

圖11，係顯示第3實施形態之偏振照射部10B中的偏振片單元13C之概略的立體圖。

偏振照射部10B，主要具有光源11、特定波長穿透濾光片12、偏振片單元13C。此外，偏振片單元13C，主要具有偏振片131、附彈簧螺桿133、及基座構件136。

基座構件136(相當於保持構件)，係以金屬之板材形成。在基座構件136，形成壁136a、136b、及孔136c。在基座構件136，以覆蓋孔136c之方式，載置偏振片131。

二根附彈簧螺桿133，設於壁136b。在壁136b形成螺孔(未圖示)，藉由在該螺孔螺合螺桿部133a，將附彈簧螺桿133設置成可於x方向移動。

附彈簧螺桿133，抵接於偏振片131之側面131d。附彈簧螺桿133之螺旋彈簧133c，透過珠體133b，將與偏振片131之側面131d對向之側面131c，朝向壁136a彈壓。附彈簧螺桿133，為了防止偏振片131在xy平面上旋轉，分別按壓側面131d之兩端附近。

根據本實施形態，藉由將偏振片131往壁136a按壓，能夠 防止因熱膨脹或收縮使偏振片131相對於基座構件136旋轉的情況。

另外，關於第3實施形態，亦與第1實施形態之變形例同樣地，藉由在壁136a設置附彈簧螺桿133，能夠在使偏振片131旋轉至任意角度之狀態下，將側面131c往壁136a按壓。此外，關於第3實施形態，亦與第2實施形態同樣地，使用板彈簧將偏振片131往壁136a彈壓。

以上，雖已參照圖式詳細說明了本發明之實施形態，但具體的構成並不限於該實施形態，亦包含不脫離本發明之要旨範圍之設計變更等。

此外，在本發明中，所謂的「大致」，係不僅是精準相同的情形，亦包含不失同一性之程度之誤差或變形之概念。例如，所謂的大致中央，並不限於精準中央的情形。此外，例如，在僅表現平行、正交等的情形，係不僅是精準平行、正交等情形，亦包含大致平行、大致正交等情形。此外，在本發明中所謂的「附近」，例如在為A之附近時，係表示A之附近、可包含A亦可不包含A之概念。

10‧‧‧偏振照射部

13‧‧‧偏振片單元

131‧‧‧偏振片

131a、131b、131c、131d‧‧‧側面

132‧‧‧保持具

132b‧‧‧凹部

132c‧‧‧底面

132d、132e、132f、132g‧‧‧壁

133A、133B、133C‧‧‧附彈簧螺桿

Claims (5)

1. 一種偏振光照射裝置，其特徵在於，具備：光源；偏振片，用於使從該光源射出之光偏振，且係俯視觀察下呈大致矩形形狀之板狀之構件；保持構件，用於保持該偏振片，且具有該偏振片之側面抵接之壁；以及彈性構件，設於該保持構件，抵接於該偏振片之第1側面，且將與該偏振片之該第1側面對向之側面朝向該壁彈壓。
2. 如申請專利範圍第1項之偏振光照射裝置，其中，該彈性構件，具有抵接於該偏振片之第1側面的第1彈性構件、及抵接於與該偏振片之該第1側面相鄰之第2側面的第2彈性構件；該壁，具有正交之二個壁即第1壁與第2壁；該第1彈性構件，將與該偏振片之該第1側面對向之側面，朝向該第1壁彈壓；該第2彈性構件，將與該偏振片之該第2側面對向之側面，朝向該第2側面彈壓。
3. 如申請專利範圍第1或2項之偏振光照射裝置，其中，該彈性構件，係具有抵接於該偏振片之珠體、使該珠體朝向該偏振片彈壓之彈簧、及於內部設有該彈簧之螺桿部的附彈簧螺桿；該偏振片之厚度，較該螺桿部之直徑厚。
4. 如申請專利範圍第1或2項之偏振光照射裝置，其中，該彈性構件， 具有二個彈簧；該二個彈簧，分別按壓該第1側面之兩端附近。
5. 如申請專利範圍第3項之偏振光照射裝置，其中，該彈性構件，具有二個彈簧；該二個彈簧，分別按壓該第1側面之兩端附近。