WO2011132620A1 - 配向処理方法及び配向処理装置 - Google Patents

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梶山　康一
敏成 新井
水村　通伸
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株式会社ブイ・テクノロジー
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Definitions

  • the present invention relates to an alignment processing method for alternately forming two types of stripe-shaped alignment regions having different alignment states while moving a substrate, and more specifically, an alignment processing method and an alignment for shortening the tact of the alignment processing step.
  • This relates to a processing apparatus.
  • This type of conventional alignment treatment method uses a photomask in which stripe-shaped openings are formed at a constant arrangement pitch, and after the first ultraviolet irradiation from an oblique direction to the substrate coated with the alignment film, The substrate or both the substrate and the photomask are rotated 180 degrees, the relative position of the photomask with respect to the substrate is shifted, and the region where the ultraviolet rays are not irradiated for the first time is irradiated for the second time (for example, Patent Document 1).
  • Another alignment processing method is to irradiate the alignment film on the substrate with ultraviolet rays from the direction of 45 ° with respect to the substrate normal through the openings of the photomask in which the stripe-shaped openings are formed at a constant arrangement pitch.
  • the polarized ultraviolet rays are irradiated from a direction opposite to the substrate perpendicular by shifting the mask by 45 ° (see, for example, Patent Document 2).
  • Still another orientation processing method uses a photomask in which a plurality of openings are formed at a constant arrangement pitch in a direction orthogonal to the moving direction of the color filter substrate while moving the color filter substrate along the surface direction. After irradiating the color filter substrate coated with the alignment film with ultraviolet rays from an oblique direction and exposing half the area of each pixel of the color filter substrate, the exposure position is shifted by a half pitch and the irradiation angle of the ultraviolet rays is changed. The remaining half of each pixel is exposed (see, for example, Patent Document 3).
  • the alignment processing can be performed while continuously supplying the substrate.
  • the present invention addresses such problems, and an alignment processing method for shortening the tact time of the alignment treatment process by forming two types of stripe alignment regions having different alignment states by a single alignment process. And it aims at providing the orientation processing apparatus.
  • an alignment processing method is provided in parallel with a first mask pattern group in which a plurality of elongated openings are formed at a constant arrangement pitch, and the first mask pattern group.
  • a substrate coated with an alignment film is formed by placing a plurality of elongated openings in close proximity to a photomask having a second mask pattern group formed with the same pitch as the arrangement pitch of the plurality of openings. Move in a direction intersecting the second mask pattern group, and irradiate the first and second mask pattern groups of the photomask with polarized light having at least one of a polarization direction and an incident angle, respectively, and the orientation Striped first and second alignment regions having different alignment states are alternately formed on the film.
  • the first mask pattern group of the photomask is formed by forming a plurality of elongated openings in the moving direction of the substrate at a constant arrangement pitch in a direction intersecting the moving direction of the substrate.
  • the second mask pattern group is provided parallel to the first mask pattern group by a certain distance in the movement direction of the substrate, and a plurality of elongated openings are provided in the movement direction of the substrate.
  • the first and second alignment regions in the form of stripes parallel to the moving direction of the substrate intersect with the moving direction of the substrate. It is formed alternately in the direction. As a result, stripe-shaped first and second alignment regions parallel to the moving direction of the substrate are alternately formed in a direction intersecting the moving direction of the substrate.
  • the first and second mask pattern groups of the photomask each have a plurality of elongated openings in a direction intersecting the moving direction of the substrate at a constant arrangement pitch in the moving direction of the substrate.
  • the stripe-shaped first and second alignment regions that are irradiated and intersect the moving direction of the substrate are alternately formed in the moving direction of the substrate.
  • stripe-shaped first and second alignment regions intersecting with the moving direction of the substrate are alternately formed in the moving direction of the substrate.
  • each of the polarized lights applied to the first and second mask pattern groups of the photomask is P-polarized light, and has different incident angles.
  • the P-polarized light is irradiated onto the first and second mask pattern groups of the photomask at different incident angles.
  • one of the polarized lights irradiated to the first and second mask pattern groups of the photomask is P-polarized light and the other is S-polarized light.
  • one of the first and second mask pattern groups of the photomask is irradiated with P-polarized light and the other is irradiated with S-polarized light.
  • an alignment processing apparatus includes a transport unit that places a substrate coated with an alignment film on an upper surface and moves the substrate in a certain direction, and is disposed to face the upper surface of the transport unit, and has a plurality of elongated openings.
  • a first mask pattern group formed with a constant arrangement pitch, and a plurality of elongated openings formed at the same pitch as the arrangement pitch of the plurality of openings, provided in parallel to the first mask pattern group.
  • a mask stage holding a photomask having two mask pattern groups and the first and second mask pattern groups of the photomask are each irradiated with polarized light having at least one of a polarization direction and an incident angle different from each other.
  • a polarizing optical system, and stripe-like first and second alignment regions having different alignment states can be alternately formed on the alignment film.
  • a first mask pattern group in which a plurality of elongated openings are formed in the mask stage at a constant arrangement pitch, and a plurality of elongated openings provided in parallel to the first mask pattern group.
  • a photomask having a second mask pattern group formed at the same pitch as the arrangement pitch of the plurality of openings, and the substrate on which the alignment film is applied by the transport means the first and second mask patterns of the photomask.
  • the first mask pattern group and the second mask pattern group of the photomask are irradiated with polarized light having different polarization direction and incident angle, respectively, by the polarization optical system, and the orientation on the substrate Striped first and second alignment regions having different alignment states are alternately formed on the film.
  • the first mask pattern group of the photomask is formed by forming a plurality of elongated openings in the moving direction of the substrate at a constant arrangement pitch in a direction intersecting the moving direction of the substrate.
  • the second mask pattern group is provided parallel to the first mask pattern group by a certain distance in the movement direction of the substrate, and a plurality of elongated openings are provided in the movement direction of the substrate.
  • the first and second alignment regions in the form of stripes parallel to the moving direction of the substrate intersect with the moving direction of the substrate. It can be formed alternately in the direction of. As a result, stripe-shaped first and second alignment regions parallel to the moving direction of the substrate are alternately formed in a direction intersecting the moving direction of the substrate.
  • the first and second mask pattern groups of the photomask each have a plurality of elongated openings in a direction intersecting the moving direction of the substrate at a constant arrangement pitch in the moving direction of the substrate.
  • they are provided in parallel with each other in the movement direction of the substrate by a distance that is an integral multiple of a half pitch of the arrangement pitch, and the polarized light is intermittently generated every time the substrate moves by a distance equal to the arrangement pitch.
  • the stripe-shaped first and second alignment regions intersecting the moving direction of the substrate can be alternately formed in the moving direction of the substrate. As a result, stripe-shaped first and second alignment regions intersecting with the moving direction of the substrate are alternately formed in the moving direction of the substrate.
  • the polarization optical system separates the P-polarized light into two by a beam splitter, makes one P-polarized light incident on the first mask pattern group of the photomask at a predetermined angle, and the other P-polarized light.
  • the light is incident on the second mask pattern group of the photomask at an angle different from the angle.
  • one of the P-polarized light separated into two by the beam splitter is incident on the first mask pattern group of the photomask at a predetermined angle, and the other is incident on the second mask pattern group of the photomask with the above angle. Incident at different angles.
  • the beam splitter is provided with its reflecting surface disposed in a plane that intersects the photomask substantially perpendicularly at an intermediate position between the first and second mask pattern groups of the photomask. .
  • the P-polarized light is separated in two directions by the reflecting surface of the beam splitter disposed in a plane that intersects the photomask substantially perpendicularly at an intermediate position between the first and second mask pattern groups of the photomask.
  • the polarization optical system causes one of the two polarized lights having different polarization directions to enter the first mask pattern group of the photomask, and the other polarized light to the second mask pattern group of the photomask. It is made to enter. As a result, one of the two polarized light beams having different polarization directions is incident on the first mask pattern group of the photomask, and the other is incident on the second mask pattern group of the photomask.
  • two kinds of stripe alignment regions having different alignment states can be formed by one alignment treatment, and the tact of the alignment treatment step can be shortened.
  • the first mask pattern group for forming the first alignment region and the second mask pattern group for forming the second alignment region are formed on the same photomask, the first and the different alignment states are formed. The positional accuracy of the second alignment region is improved.
  • two types of alignment regions having different alignment states can be simultaneously formed with one alignment processing apparatus, the cost of the apparatus can be reduced.
  • stripe-shaped first and second alignment regions that are arranged alternately in a direction crossing the moving direction of the substrate and parallel to the moving direction of the substrate are easily formed. can do.
  • the alignment treatment of the TFT substrate and the color filter substrate of the liquid crystal display device can be easily performed.
  • manufacture of the polarizing filter for 3D television can be performed easily.
  • the first and second mask pattern groups of the photomask can be directly irradiated with the two P-polarized lights separated by the beam splitter, respectively. Therefore, it is possible to reduce the cost of the apparatus by reducing the number of parts constituting the polarization optical system.
  • FIG. 5A and 5B are explanatory views showing alignment of liquid crystal molecules in each alignment region of the substrate subjected to the alignment treatment, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4 and FIG. It is. It is a top view which shows the modification of a structure of a photomask.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the orientation state of the board
  • FIG. 2nd Embodiment of the orientation processing apparatus of this invention It is a top view which shows the orientation state of the board
  • FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a first embodiment of an alignment processing apparatus according to the present invention.
  • This alignment processing apparatus alternately forms two types of stripe-shaped alignment regions having different alignment states while moving the substrate, and includes a transport means 1, a mask stage 2, and a polarization optical system 3. .
  • the transport means 1 is for placing a substrate 4 coated with an alignment film on the upper surface 1a and moving it at a constant speed in the X direction in FIG. 1, and includes a speed sensor and a position sensor not shown.
  • a mask stage 2 is arranged opposite to the upper surface 1a of the transfer means 1.
  • the mask stage 2 includes a first mask pattern group 6A in which a plurality of elongated openings 5A are formed at a constant arrangement pitch in the moving direction of the substrate 4 as shown in FIG. 2, and the first mask pattern group 6A.
  • a second mask pattern group 6B having a plurality of elongated openings 5B formed in the moving direction of the substrate 4 at the same pitch as the arrangement pitch of the plurality of openings 5A.
  • the holding means is configured so that it can be finely moved in a direction perpendicular to the moving direction of the substrate 4 in a plane parallel to the upper surface 1a of the transport means 1.
  • the first mask pattern group 6 ⁇ / b> A has a plurality of openings 5 ⁇ / b> A in a direction (hereinafter referred to as “Y direction”) intersecting the moving direction of the substrate 4 (hereinafter referred to as “X direction”).
  • the second mask pattern group 6B is formed with an arrangement pitch P, and is provided parallel to the first mask pattern group 6A with a distance L between the center lines in the X direction and a plurality of openings 5B. Are formed at the same pitch as the arrangement pitch P of the plurality of openings 5A and shifted by a half pitch in the arrangement direction (Y direction).
  • the distance L is such that a part of the polarized light applied to the first mask pattern group 6B and a part of the polarized light applied to the second mask pattern group 6B leak to the opposite mask pattern group side.
  • the distance is set so as not to enter.
  • the width W in the arrangement direction of the openings 5A and 5B is set to W ⁇ P / 2.
  • a polarizing optical system 3 is provided above the mask stage 2.
  • the polarization optical system 3 irradiates the first and second mask pattern groups 6A and 6B of the photomask 7 with polarized light having at least one of a polarization direction and an incident angle different from each other.
  • P-polarized light whose polarization direction is parallel to the X direction is made incident on the mask surface (or substrate 4 surface) of the photomask 7 at an angle ⁇ (for example, 45 °).
  • a specific configuration example of the polarizing optical system 3 includes, for example, a light source 8 of an ultra-high pressure mercury lamp that emits ultraviolet rays from the upstream side to the downstream side in the light traveling direction, and an incident surface of random light emitted from the light source 8.
  • a polarizing plate 9 that selectively transmits P-polarized light parallel to the light beam and a reflecting surface 10a inclined with respect to the optical axis, a 50% beam splitter that transmits half of the P-polarized light and reflects the remaining half (hereinafter referred to as a 50% beam splitter). "Half mirror 10").
  • a 50% beam splitter that transmits half of the P-polarized light and reflects the remaining half
  • the reflection surface 10a of the half mirror 10 is in a plane that intersects the photomask 7 substantially perpendicularly at an intermediate position between the first and second mask pattern groups 6A and 6B of the photomask 7.
  • the P-polarized light separated in two directions can be directly incident on the first and second mask pattern groups 6A and 6B of the photomask 7 at different angles ⁇ , and the components constituting the polarization optical system 3 The score can be reduced.
  • each P-polarized light separated in two directions by the reflecting surface 10a of the half mirror 10 is further reflected by the reflecting mirror and incident on the first and second mask pattern groups 6A and 6B of the photomask 7 at different angles ⁇ . You may let them.
  • a color filter substrate (substrate 4) in which an alignment film is formed on a glass substrate by spin coating, spray coating, or the like is positioned and placed on the upper surface 1a of the conveying means 1, and is moved at a constant speed in the X direction. Move with.
  • a reference position of a reference pattern formed at regular intervals in the X direction (for example, an edge portion parallel to the X direction of each pixel of the color filter substrate) is omitted through a viewing window (not shown) provided in the photomask 7.
  • detecting by the imaging means detecting a positional deviation in the Y direction of the reference position of the reference pattern with respect to a reference position preset in the imaging means, and finely moving the mask stage 2 in the Y direction so as to correct the positional deviation
  • ultraviolet light P-polarized light with different incident angles ⁇ (for example, 45 ° opposite to each other) with respect to the first and second mask pattern groups 6A and 6B of the photomask 7 by the polarization optical system 3.
  • the alignment film on the substrate 4 is exposed through the openings 5A and 5B of the first and second mask pattern groups 6A and 6B.
  • the alignment film has a plurality of first alignment regions 11 in the form of stripes long in the X direction formed by the first mask pattern group 6A, and the second mask pattern group 6B.
  • a plurality of second alignment regions 12 in the form of stripes that are long in the X direction and different in alignment state from the alignment state of the first alignment region 11 are alternately formed in the Y direction.
  • the first alignment region 11 tilts the adjacent liquid crystal molecules 13 from the vertical state to the left side in FIG. 5 by an angle ⁇ (pretilt angle (90 ⁇ )).
  • the first alignment state is set.
  • the second alignment region 12 is aligned by tilting the adjacent liquid crystal molecules 13 from the vertical state to the right side by an angle ⁇ (pretilt angle (90 ⁇ )).
  • the second orientation state is set.
  • the image pickup means is a line CCD in which a plurality of light receiving elements are arranged in a straight line in the Y direction, position detection can be performed in real time, and alignment between the substrate 4 and the photomask 7 can be performed at high speed. Can be done.
  • FIG. 6 shows a modification of the photomask 7 in which the first and second mask pattern groups 6A and 6B are provided apart from each other by a certain distance in the moving direction of the substrate 4, and a plurality of elongated patterns in the Y direction are provided.
  • the openings 5A and 5B are formed with an arrangement pitch Q in the X direction.
  • the distance between the longitudinal central axis of the opening 5A on the X direction leading side of the first mask pattern group 6A and the longitudinal central axis of the opening 5B on the X direction leading side of the second mask pattern group 6B is defined as nQ /.
  • the second alignment region 12 can be formed by the second mask pattern group 6B in a portion between adjacent regions of the plurality of first alignment regions 11 formed by the pattern group 6A.
  • the width W in the arrangement direction of the openings 5A and 5B is set to W ⁇ Q / 2.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a main part showing a second embodiment of the alignment processing apparatus according to the present invention.
  • the polarization optical system 3 applies one of the two polarized lights (P-polarized light and S-polarized light) having different polarization directions separated by the polarizing beam splitter 14 (P-polarized light) to the photomask 7.
  • P-polarized light the polarizing beam splitter 14
  • S-polarized light the other polarized light
  • the incident angles of P-polarized light and S-polarized light may be the same or different.
  • FIG. 8 shows a case where each polarized light is vertically incident on the photomask 7.
  • reference numeral 15 denotes a total reflection mirror.
  • the photomask 7 used in the second embodiment may be the one shown in FIG. 2 or the one shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 9, a plurality of first alignment regions 11 and a plurality of second alignment regions 12 in a stripe shape whose alignment directions are orthogonal to each other are alternately formed.
  • 9A shows the alignment state of the alignment film when the photomask 7 shown in FIG. 2 is applied
  • FIG. 9B shows the alignment state when the photomask 7 shown in FIG. 6 is applied. Indicates.
  • each of the polarizing plates 9 is a polarizing plate that selectively transmits P-polarized light.
  • one polarizing plate 9 is a polarizing plate that selectively transmits P-polarized light
  • the other polarizing plate 9 is a polarizing plate that selectively transmits S-polarized light.
  • each polarized light may be incident on the photomask 7 perpendicularly.

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Abstract

　本発明は、細長状の複数の開口を一定の配列ピッチで形成した第１のマスクパターン群６Ａと、該第１のマスクパターン群６Ａに平行に設けられ、細長状の複数の開口を前記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで形成した第２のマスクパターン群６Ｂとを有するフォトマスク７に近接対向させて、配向膜が塗布された基板４を前記第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂに交差する方向に移動し、前記フォトマスク７の第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂに入射角度θが異なるＰ偏光を照射し、前記配向膜に配向状態が異なるストライプ状の第１及び第２の配向領域を交互に形成するものである。これにより、配向状態の異なる二種類のストライプ状の配向領域を１回の配向処理により形成して配向処置工程のタクトを短縮する。

Description

配向処理方法及び配向処理装置
　本発明は、基板を移動しながら配向状態の異なる二種類のストライプ状の配向領域を交互に形成する配向処理方法に関し、詳しくは、上記配向処理工程のタクトを短縮しようとする配向処理方法及び配向処理装置に係るものである。
　従来のこの種の配向処理方法は、ストライプ状の開口を一定の配列ピッチで形成したフォトマスクを使用して、配向膜を塗布した基板に対して斜め方向から１回目の紫外線照射をした後、基板あるいは基板とフォトマスクの両方を１８０度回転させ、フォトマスクの基板に対する相対位置をずらして紫外線が１回目に照射されなかった領域に２回目の紫外線照射をするものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。
　また、他の配向処理方法は、ストライプ状の開口を一定の配列ピッチで形成したフォトマスクの上記開口を通して、基板垂線に対して４５°方向から基板上の配向膜に紫外線を照射した後、フォトマスクをずらして基板垂線に対して４５°逆方向から偏光紫外線を照射するものとなっていた（例えば、特許文献２参照）。
　さらに他の配向処理方法は、カラーフィルタ基板をその面方向に沿って移動させつつ、該カラーフィルタ基板の移動方向に直交方向に複数の開口が一定の配列ピッチで形成されたフォトマスクを介して配向膜を塗布したカラーフィルタ基板に対して斜め方向から紫外線を照射し、カラーフィルタ基板の各絵素の半分の領域を露光した後、露光位置を半ピッチずらし、紫外線の照射角度を変えて上記各絵素の残りの半分の領域に露光するものとなっていた（例えば、特許文献３参照）。
特許第４２０１８６２号公報 特開２００２－３１８０４号公報 特開２００７－４１１７５号公報
　しかし、このような従来の配向処理方法においては、いずれも２回の配向処理工程を経て配向状態が異なる二種類の配向領域を形成するものであったため、配向処理工程のタクトを短縮することができなかった。
　また、上記特許文献１に記載の配向処理方法においては、１回目の紫外線照射をした後、基板を１８０度回転して１回目に紫外線が照射されなかった領域に２回目の紫外線照射をするようにしたものであるため、１回目紫外線照射用のフォトマスク及び２回目紫外線照射用のフォトマスクの異なる２枚のフォトマスクを準備しなければならず、フォトマスク代が高価になるという問題があった。
　さらに、上記特許文献１及び２に記載の配向処理方法においては、配向処理がバッチ処理となるため、基板の単位時間当たりの配向処理枚数を増加させることが困難であった。
　そして、上記特許文献３に記載の配向処理方法においては、基板を連続して供給しながら配向処理することができるが、基板の移動方向に２台の配向処理装置を並べて備える必要があり、装置のコストが高くなるという問題があった。
　そこで、本発明は、このような問題点に対処し、配向状態の異なる二種類のストライプ状の配向領域を１回の配向処理により形成して配向処置工程のタクトを短縮しようとする配向処理方法及び配向処理装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明による配向処理方法は、細長状の複数の開口を一定の配列ピッチで形成した第１のマスクパターン群と、該第１のマスクパターン群に平行に設けられ、細長状の複数の開口を前記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで形成した第２のマスクパターン群とを有するフォトマスクに近接対向させて、配向膜が塗布された基板を前記第１及び第２のマスクパターン群に交差する方向に移動し、前記フォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に夫々、偏光方向及び入射角度のうち少なくともいずれか一方が異なる偏光を照射し、前記配向膜に配向状態が異なるストライプ状の第１及び第２の配向領域を交互に形成するものである。
　また、前記フォトマスクの前記第１のマスクパターン群は、前記基板の移動方向に細長状の複数の開口を前記基板の移動方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成したもので、前記第２のマスクパターン群は、前記第１のマスクパターン群に対して前記基板の移動方向に一定距離だけ離れて平行に設けられ、前記基板の移動方向に細長状の複数の開口を前記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで且つ配列方向に半ピッチだけずらして形成したものであり、前記基板の移動方向に平行なストライプ状の前記第１及び第２の配向領域を前記基板の移動方向と交差する方向に交互に形成するものである。これにより、基板の移動方向に平行なストライプ状の第１及び第２の配向領域を基板の移動方向と交差する方向に交互に形成する。
　さらに、前記フォトマスクの前記第１及び第２のマスクパターン群は、夫々前記基板の移動方向と交差する方向に細長状の複数の開口を前記基板の移動方向に一定の配列ピッチで形成すると共に、前記配列ピッチの半ピッチの整数倍の距離だけ前記基板の移動方向に互いに離れて平行に設けられており、前記基板が前記配列ピッチに等しい距離だけ移動する毎に、前記偏光を間欠的に照射して前記基板の移動方向と交差するストライプ状の前記第１及び第２の配向領域を前記基板の移動方向に交互に形成するものである。これにより、基板の移動方向と交差するストライプ状の第１及び第２の配向領域を基板の移動方向に交互に形成する。
　さらにまた、前記フォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に照射する前記各偏光は、共にＰ偏光であり、夫々入射角度が異なるものである。これにより、Ｐ偏光をフォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に夫々異なる入射角度で照射する。
　そして、前記フォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に照射する前記各偏光は、一方がＰ偏光であり、他方がＳ偏光である。これにより、フォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群の一方に、Ｐ偏光を照射し、他方にＳ偏光を照射する。
　また、本発明による配向処理装置は、配向膜を塗布した基板を上面に載置して一定方向に移動させる搬送手段と、前記搬送手段の上面に対向して配置され、細長状の複数の開口を一定の配列ピッチで形成した第１のマスクパターン群と、該第１のマスクパターン群に平行に設けられ、細長状の複数の開口を前記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで形成した第２のマスクパターン群とを有するフォトマスクを保持するマスクステージと、前記フォトマスクの前記第１及び第２のマスクパターン群に夫々、偏光方向及び入射角度のうち少なくともいずれか一方が異なる偏光を照射させる偏光光学系と、を備え前記配向膜に配向状態が異なるストライプ状の第１及び第２の配向領域を交互に形成可能としたものである。
　このような構成により、マスクステージに細長状の複数の開口を一定の配列ピッチで形成した第１のマスクパターン群と、該第１のマスクパターン群に平行に設けられ、細長状の複数の開口を上記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで形成した第２のマスクパターン群とを有するフォトマスクを保持し、搬送手段で配向膜を塗布した基板をフォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に交差する方向に移動させ、偏光光学系によりフォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に夫々、偏光方向及び入射角度のうち少なくともいずれか一方が異なる偏光を照射させ、基板上の配向膜に配向状態が異なるストライプ状の第１及び第２の配向領域を交互に形成する。
　さらに、前記フォトマスクの前記第１のマスクパターン群は、前記基板の移動方向に細長状の複数の開口を前記基板の移動方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成したもので、前記第２のマスクパターン群は、前記第１のマスクパターン群に対して前記基板の移動方向に一定距離だけ離れて平行に設けられ、前記基板の移動方向に細長状の複数の開口を前記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで且つ配列方向に半ピッチだけずらして形成したものであり、前記基板の移動方向に平行なストライプ状の前記第１及び第２の配向領域を前記基板の移動方向と交差する方向に交互に形成可能としたものである。これにより、基板の移動方向に平行なストライプ状の第１及び第２の配向領域を基板の移動方向と交差する方向に交互に形成する。
　さらにまた、前記フォトマスクの前記第１及び第２のマスクパターン群は、夫々前記基板の移動方向と交差する方向に細長状の複数の開口を前記基板の移動方向に一定の配列ピッチで形成すると共に、前記配列ピッチの半ピッチの整数倍の距離だけ前記基板の移動方向に互いに離れて平行に設けられており、前記基板が前記配列ピッチに等しい距離だけ移動する毎に、前記偏光を間欠的に照射して前記基板の移動方向と交差するストライプ状の前記第１及び第２の配向領域を前記基板の移動方向に交互に形成可能としたものである。これにより、基板の移動方向と交差するストライプ状の第１及び第２の配向領域を基板の移動方向に交互に形成する。
　また、前記偏光光学系は、Ｐ偏光をビームスプリッタで二つに分離し、一方のＰ偏光を前記フォトマスクの第１のマスクパターン群に予め定められた角度で入射させ、他方のＰ偏光を前記フォトマスクの第２のマスクパターン群に前記角度と異なる角度で入射させるものである。これにより、ビームスプリッタで二つに分離されたＰ偏光の一方をフォトマスクの第１のマスクパターン群に予め定められた角度で入射させ、他方をフォトマスクの第２のマスクパターン群に上記角度と異なる角度で入射させる。
　さらに、前記ビームスプリッタは、その反射面を前記フォトマスクの前記第１及び第２のマスクパターン群の中間位置で前記フォトマスクに略垂直に交差する面内に配置して備えられたものである。これにより、フォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群の中間位置でフォトマスクに略垂直に交差する面内に配置したビームスプリッタの反射面でＰ偏光を二方向に分離する。
　そして、前記偏光光学系は、偏光方向の異なる二つの偏光のうち、一方の偏光を前記フォトマスクの第１のマスクパターン群に入射させ、他方の偏光を前記フォトマスクの第２のマスクパターン群に入射させるものである。これにより、偏光方向の異なる二つの偏光の一方をフォトマスクの第１のマスクパターン群に入射させ、他方をフォトマスクの第２のマスクパターン群に入射させる。
　請求項１又は請求項６に係る発明によれば、配向状態の異なる二種類のストライプ状の配向領域を１回の配向処理により形成することができ、配向処置工程のタクトを短縮することができる。また、同一のフォトマスクに第１の配向領域を形成する第１のマスクパターン群と第２の配向領域を形成する第２のマスクパターン群を形成しているので、配向状態が異なる第１及び第２の配向領域の位置精度が向上する。さらに、１台の配向処理装置で配向状態の異なる二種類の配向領域を同時に形成することができるため、装置のコストを低減することができる。
　また、請求項２又は請求項７に係る発明によれば、基板の移動方向と交差する方向に交互に並べて基板の移動方向に平行なストライプ状の第１及び第２の配向領域を容易に形成することができる。
　さらに、請求項３又は請求項８に係る発明によれば、基板の移動方向に交互に並べて基板の移動方向と交差するストライプ状の第１及び第２の配向領域を容易に形成することができる。
　また、請求項４又は請求項９に係る発明によれば、液晶表示装置のＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板の配向処理を容易に行なうことができる。
　さらに、請求項５又は請求項１１に係る発明によれば、３Ｄテレビ用の偏光フィルタの製造を容易に行なうことができる。
　そして、請求項１０に係る発明によれば、ビームスプリッタで分離された二つのＰ偏光を夫々フォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に直接照射させることができる。したがって、偏光光学系を構成する部品の数を減らして装置のコストを低減することができる。
本発明による配向処理装置の第１の実施形態の概略構成を示す正面図である。 使用するフォトマスクの一構成例を示す平面図である。 本発明の配向処理方法を示す説明図である。 図２に示すフォトマスクを使用して配向処理された基板の配向状態を示す平面図である。 上記配向処理された基板の各配向領域における液晶分子の配向を示す説明図であり、（ａ）は図４のＡ－Ａ線断面図で、（ｂ）は図４のＢ－Ｂ線断面図である。 フォトマスクの構成の変形例を示す平面図である。 図６に示すフォトマスクを使用して配向処理された基板の配向状態を示す平面図である。 本発明の配向処理装置の第２の実施形態を示す要部拡大正面図である。 上記第２実施形態により配向処理された基板の配向状態を示す平面図であり、（ａ）は図２のフォトマスクを使用した配向処理を示し、（ｂ）は図６のフォトマスクを使用した配向処理を示す。 偏光光学系の他の構成例を示す正面図である。
　以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による配向処理装置の第１の実施形態の概略構成を示す正面図である。この配向処理装置は、基板を移動しながら配向状態の異なる二種類のストライプ状の配向領域を交互に形成するもので、搬送手段１と、マスクステージ２と、偏光光学系３とを備えている。
　上記搬送手段１は、上面１ａに配向膜を塗布した基板４を載置して図１においてＸ方向に一定速度で移動させるものであり、図示省略の速度センサー及び位置センサーを備えている。
　上記搬送手段１の上面１ａに対向してマスクステージ２が配置されている。このマスクステージ２は、図２に示すような基板４の移動方向に細長状の複数の開口５Ａを一定の配列ピッチで形成した第１のマスクパターン群６Ａと、該第１のマスクパターン群６Ａに平行に設けられ、基板４の移動方向に細長状の複数の開口５Ｂを複数の開口５Ａの配列ピッチと同ピッチで形成した第２のマスクパターン群６Ｂとを有するフォトマスク７を位置決めして保持するものであり、搬送手段１の上面１ａに平行な面内を基板４の移動方向と直交する方向に微動できるようになっている。
　上記フォトマスク７の具体的構成例は、第１のマスクパターン群６Ａが複数の開口５Ａを基板４の移動方向（以下「Ｘ方向」という）と交差する方向（以下「Ｙ方向」という）に配列ピッチＰで形成したものであり、第２のマスクパターン群６Ｂが第１のマスクパターン群６Ａに対してＸ方向に中心線間距離で距離Ｌだけ離れて平行に設けられ、複数の開口５Ｂを上記複数の開口５Ａの配列ピッチＰと同ピッチで且つ配列方向（Ｙ方向）に半ピッチだけずらして形成したものである。この場合、上記距離Ｌは、第１のマスクパターン群６Ｂに照射する偏光の一部と第２のマスクパターン群６Ｂに照射する偏光の一部とが夫々反対のマスクパターン群側に相互に漏れて混入しない距離に設定される。また、各開口５Ａ，５Ｂの配列方向の幅Ｗは、Ｗ≦Ｐ／２に設定される。Ｗ＝Ｐ／２に設定したときには、第１及び第２の配向領域１１，１２間に未配向の領域が生じない（図４参照）。なお、以下の説明においては、Ｗ＝Ｐ／２の場合について述べる。
　上記マスクステージ２の上方には、偏光光学系３が設けられている。この偏光光学系３は、上記フォトマスク７の第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂに夫々、偏光方向及び入射角度のうち少なくともいずれか一方が異なる偏光を照射させるものであり、本第１の実施形態においては、偏光方向がＸ方向に平行なＰ偏光をフォトマスク７のマスク面（又は基板４面）に対して角度θ（例えば４５°）で入射させるようになっている。
　上記偏光光学系３の具体的構成例は、光の進行方向上流側から下流に向かって紫外線を放射する例えば超高圧水銀ランプの光源８と、該光源８から放射されたランダム光のうち入射面に平行なＰ偏光を選択的に透過させる偏光板９と、反射面１０ａを光軸に対して傾けて配置し、Ｐ偏光の半分を透過させ、残りの半分を反射させる５０％ビームスプリッタ（以下「ハーフミラー１０」という）と、を備えたものである。この場合、図３に示すように、上記ハーフミラー１０の反射面１０ａをフォトマスク７の第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂの中間位置でフォトマスク７に略垂直に交差する面内に配置すると、二方向に分離されたＰ偏光を夫々異なる角度θでフォトマスク７の第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂに直接入射させることができ、偏光光学系３を構成する部品点数を減らすことができる。
　もちろん、ハーフミラー１０の反射面１０ａで二方向に分離された各Ｐ偏光をさらに反射ミラーで反射させてフォトマスク７の第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂに夫々異なる角度θで入射させてもよい。
　次に、このように構成された配向処理装置の動作及び本発明による配向処理方法について説明する。
　先ず、スピンコートやスプレーコート等によりガラス基板上に配向膜を一定の厚みに形成した例えばカラーフィルタ基板（基板４）を搬送手段１の上面１ａに位置決めして載置し、Ｘ方向に一定速度で移動させる。
　続いて、Ｘ方向に一定間隔で形成された基準パターンの基準位置（例えばカラーフィルタ基板の各ピクセルのＸ方向に平行な縁部）をフォトマスク７に設けた図示省略の覗き窓を通して図示省略の撮像手段により検出し、撮像手段に予め設定した基準位置に対する上記基準パターンの基準位置のＹ方向への位置ずれを検出し、該位置ずれを補正するようにマスクステージ２をＹ方向に微動させながら、図３に示すように、偏光光学系３によりフォトマスク７の第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂに対して夫々異なる入射角θ（例えば互いに逆の４５°）で紫外線のＰ偏光を入射させ、第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂの各開口５Ａ，５Ｂを通して基板４上の配向膜を露光する。
　これにより、配向膜には、図４に示すように、第１のマスクパターン群６Ａにより形成されるＸ方向に長いストライプ状の複数の第１の配向領域１１と、第２のマスクパターン群６Ｂにより形成され、第１の配向領域１１の配向状態と異なる配向状態のＸ方向に長いストライプ状の複数の第２の配向領域１２とがＹ方向に交互に形成される。
　この場合、第１の配向領域１１は、図５（ａ）に示すように、隣接する液晶の分子１３を垂直状態から同図において左側に角度φ（プリチルト角（９０－φ））だけ傾けて配向させる第１の配向状態となっている。
　また、第２の配向領域１２は、図５（ｂ）に示すように、隣接する液晶の分子１３を垂直状態から同図において右側に角度φ（プリチルト角（９０－φ））だけ傾けて配向させる第２の配向状態となっている。
　なお、上記撮像手段をＹ方向に複数の受光素子を一直線状に連ねて配置したラインＣＣＤとすれば、位置検出をリアルタイムで行なうことができ、基板４とフォトマスク７との位置合わせを高速で行なうことができる。
　図６は、フォトマスク７の変形例であり、第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂを、基板４の移動方向に互いに一定距離だけ離れて設け、夫々Ｙ方向に細長状の複数の開口５Ａ，５ＢをＸ方向に配列ピッチＱで形成したものである。この場合、第１のマスクパターン群６ＡのＸ方向先頭側の開口５Ａの長手中心軸と第２のマスクパターン群６ＢのＸ方向先頭側の開口５Ｂの長手中心軸との間の距離をｎＱ／２（ｎは整数）とし、基板４が上記配列ピッチＱと等しい距離だけ移動する毎にフラッシュランプを使用してＰ偏光を間欠的に照射すれば、図７に示すように、第１のマスクパターン群６Ａにより形成された複数の第１の配向領域１１の隣接する領域間の部分に第２のマスクパターン群６Ｂにより第２の配向領域１２を形成することができる。この場合、各配向領域は、複数回の多重露光により形成されるため、基板４に照射する光エネルギーを低減することができ、光源８のパワーを下げることができる。ここで、各開口５Ａ，５Ｂの配列方向の幅Ｗは、Ｗ≦Ｑ／２に設定される。なお、図６においては、Ｗ＝Ｑ／２に設定した場合で示している。この場合、図７に示すように、第１及び第２の配向領域１１，１２間に未配向の領域が生じない。
　図８は、本発明による配向処理装置の第２の実施形態を示す要部拡大図である。
　この第２の実施形態は、偏光光学系３が、偏光ビームスプリッタ１４により分離された偏光方向の異なる二つの偏光（Ｐ偏光及びＳ偏光）のうち、一方の偏光（Ｐ偏光）をフォトマスク７の第１のマスクパターン群６Ａに入射させ、他方の偏光（Ｓ偏光）をフォトマスク７の第２のマスクパターン群６Ｂに入射させる点において上記第１の実施形態と相違する。この場合、Ｐ偏光及びＳ偏光の入射角度は、同じであっても異なっていてもよい。図８においては、各偏光をフォトマスク７に垂直に入射させた場合を示している。なお、同図において、符号１５は全反射ミラーである。
　この第２の実施形態において使用するフォトマスク７は、図２に示すものであっても、図６に示すものであってもよい。これにより、図９に示すように、配向方向が互いに直交するストライプ状の複数の第１の配向領域１１と複数の第２の配向領域１２とが交互に形成されることになる。なお、図９（ａ）は、図２に示すフォトマスク７を適用した場合の配向膜の配向状態を示し、同図（ｂ）は、図６に示すフォトマスク７を適用した場合の配向状態を示す。
　なお、以上の説明においては、偏光光学系３が一つの光源８から放射される光を二つのＰ偏光又はＰ偏光及びＳ偏光に分離するものである場合について述べたが、本発明はこれに限定されず、図１０に示すように第１及び第２のマスクパターン群６Ａ，６Ｂに対応させて夫々独立した光源８を設けてもよい。この場合、各光源８の前方には、光源８から放射される光から予め定められた直線偏光を選択的に透過させる偏光板９が夫々設けられる。ここで、図１０に示す偏光光学系を上記第１の実施形態に適用するときには、上記各偏光板９は、共にＰ偏光を選択的に透過させる偏光板であり、上記第２の実施形態に適用するときには、一方の偏光板９はＰ偏光を選択的に透過させる偏光板であり、他方の偏光板９はＳ偏光を選択的に透過させる偏光板である。また、第２の実施形態に適用するときには、各偏光はフォトマスク７に対して垂直に入射させてもよい。
　１…搬送手段
　２…マスクステージ
　３…偏光光学系
　４…基板
　５Ａ，５Ｂ…開口
　６Ａ…第１のマスクパターン群
　６Ｂ…第２のマスクパターン群
　７…フォトマスク
　１０…ハーフミラー（ビームスプリッタ）
　１１…第１の配向領域
　１２…第２の配向領域

Claims (11)

  1. 　細長状の複数の開口を一定の配列ピッチで形成した第１のマスクパターン群と、該第１のマスクパターン群に平行に設けられ、細長状の複数の開口を前記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで形成した第２のマスクパターン群とを有するフォトマスクに近接対向させて、配向膜が塗布された基板を前記第１及び第２のマスクパターン群に交差する方向に移動し、
    　前記フォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に夫々、偏光方向及び入射角度のうち少なくともいずれか一方が異なる偏光を照射し、
    　前記配向膜に配向状態が異なるストライプ状の第１及び第２の配向領域を交互に形成する、
    ことを特徴とする配向処理方法。
  2. 　前記フォトマスクの前記第１のマスクパターン群は、前記基板の移動方向に細長状の複数の開口を前記基板の移動方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成したもので、
    　前記第２のマスクパターン群は、前記第１のマスクパターン群に対して前記基板の移動方向に一定距離だけ離れて平行に設けられ、前記基板の移動方向に細長状の複数の開口を前記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで且つ配列方向に半ピッチだけずらして形成したものであり、
    　前記基板の移動方向に平行なストライプ状の前記第１及び第２の配向領域を前記基板の移動方向と交差する方向に交互に形成することを特徴とする請求項１記載の配向処理方法。
  3. 　前記フォトマスクの前記第１及び第２のマスクパターン群は、夫々前記基板の移動方向と交差する方向に細長状の複数の開口を前記基板の移動方向に一定の配列ピッチで形成すると共に、前記配列ピッチの半ピッチの整数倍の距離だけ前記基板の移動方向に互いに離れて平行に設けられており、
    　前記基板が前記配列ピッチと等しい距離だけ移動する毎に、前記偏光を間欠的に照射して前記基板の移動方向と交差するストライプ状の前記第１及び第２の配向領域を前記基板の移動方向に交互に形成することを特徴とする請求項１記載の配向処理方法。
  4. 　前記フォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に照射する前記各偏光は、共にＰ偏光であり、夫々入射角度が異なることを特徴とする請求項１記載の配向処理方法。
  5. 　前記フォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群に照射する前記各偏光は、一方がＰ偏光であり、他方がＳ偏光であることを特徴とする請求項１記載の配向処理方法。
  6. 　配向膜を塗布した基板を上面に載置して一定方向に移動させる搬送手段と、
    　前記搬送手段の上面に対向して配置され、細長状の複数の開口を一定の配列ピッチで形成した第１のマスクパターン群と、該第１のマスクパターン群に平行に設けられ、細長状の複数の開口を前記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで形成した第２のマスクパターン群とを有するフォトマスクを保持するマスクステージと、
    　前記フォトマスクの前記第１及び第２のマスクパターン群に夫々、偏光方向及び入射角度のうち少なくともいずれか一方が異なる偏光を照射させる偏光光学系と、を備え、
    　前記配向膜に配向状態が異なるストライプ状の第１及び第２の配向領域を交互に形成可能としたことを特徴とする配向処理装置。
  7. 　前記フォトマスクの前記第１のマスクパターン群は、前記基板の移動方向に細長状の複数の開口を前記基板の移動方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成したもので、
    　前記第２のマスクパターン群は、前記第１のマスクパターン群に対して前記基板の移動方向に一定距離だけ離れて平行に設けられ、前記基板の移動方向に細長状の複数の開口を前記複数の開口の配列ピッチと同ピッチで且つ配列方向に半ピッチだけずらして形成したものであり、
    　前記基板の移動方向に平行なストライプ状の前記第１及び第２の配向領域を前記基板の移動方向と交差する方向に交互に形成可能としたことを特徴とする請求項６記載の配向処理装置。
  8. 　前記フォトマスクの前記第１及び第２のマスクパターン群は、夫々前記基板の移動方向と交差する方向に細長状の複数の開口を前記基板の移動方向に一定の配列ピッチで形成すると共に、前記配列ピッチの半ピッチの整数倍の距離だけ前記基板の移動方向に互いに離れて平行に設けられており、
    　前記基板が前記配列ピッチに等しい距離だけ移動する毎に、前記偏光を間欠的に照射して前記基板の移動方向と交差するストライプ状の前記第１及び第２の配向領域を前記基板の移動方向に交互に形成可能としたことを特徴とする請求項６記載の配向処理装置。
  9. 　前記偏光光学系は、Ｐ偏光をビームスプリッタで二つに分離し、一方のＰ偏光を前記フォトマスクの第１のマスクパターン群に予め定められた角度で入射させ、他方のＰ偏光を前記フォトマスクの第２のマスクパターン群に前記角度と異なる角度で入射させることを特徴とする請求項６記載の配向処理装置。
  10. 　前記ビームスプリッタは、その反射面を前記フォトマスクの前記第１及び第２のマスクパターン群の中間位置で前記フォトマスクに略垂直に交差する面内に配置して備えられたことを特徴とする請求項９記載の配向処理装置。
  11. 　前記偏光光学系は、偏光方向の異なる二つの偏光のうち、一方の偏光を前記フォトマスクの第１のマスクパターン群に入射させ、他方の偏光を前記フォトマスクの第２のマスクパターン群に入射させることを特徴とする請求項６記載の配向処理装置。
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