JP2013228533A - 偏光子ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光を偏光する複数のワイヤーグリッド偏光子16を横並びに配列した偏光子ユニット10において、光の透過を遮光する遮光領域30を、隣り合うワイヤーグリッド偏光子16同士の境界部28に沿って設けるとともに、前記ワイヤーグリッド偏光子16の配列方向Bに亘り、前記ワイヤーグリッド偏光子16の配列方向と直交した搬送方向Cでは、前記遮光領域30と、前記遮光領域により遮光されない前記ワイヤーグリッド偏光子の非遮光の非遮光領域との長さの比率が等しくなるように前記遮光領域30を設けた。
【選択図】図2
Description
光配向に用いる照射装置は、一般に、光源と、偏光子とを備えて構成される。近年では、帯状の長い光配向膜の光配向を可能にするために、光配向膜の幅相当の長さの棒状ランプを光源とし、複数のワイヤーグリッド偏光子を棒状ランプの長軸方向に配列してライン状の偏光光を照射する照射装置を構成し、光配向膜を長さ方向に搬送しながら照射装置でライン状の偏光光を照射することで光配向する技術も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
そこで、従来、この光配向のムラを改善するために、列状に配置したワイヤーグリッド偏光子の配列を、光配向膜の搬送方向において複数列配置するとともに、各配列の間では、ワイヤーグリッド偏光子の境界部が搬送方向において重ならないようにワイヤーグリッド偏光子の位置をずらして配置することで、光配向膜への偏光光の照射ムラを抑える技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ワイヤーグリッド偏光子の間の境界によって生じるムラを抑えられる偏光子ユニットを提供することを目的とする。
図1は本実施形態に係る偏光子ユニット10を備えた光配向装置1の模式図である。
光配向装置1は、光配向対象物2に偏光光を照射して光配向する装置である。図1において、ワークステージ3は、矩形板状のステージであり上面に光配向対象物2が載置される。光配向対象物2は、例えば液晶パネル等の薄板状のパネル体であり、光配向対象の光配向膜を含む。定盤4は、ワークステージ3を支持する防振が図られたステージであり、ワークステージ3を直動する直動機構(図示せず)が内設されており、この直動機構によってワークステージ3が直動方向Xに沿って定盤4の面上を往復移動する。照射器収容ボックス5は、定盤4に固定されることで、定盤4の上方位置で定盤4の幅方向(直動機構の直動方向Xに垂直な方向)に横架される箱体である。照射器6は、照射器収容ボックス5に内蔵され、定盤4に向けて偏光光を照射する。
具体的には、ランプ7は、少なくとも光配向対象物2の幅と同等以上に延びる直管型(棒状)の紫外線ランプである。反射鏡8は、断面楕円形、かつランプ7の長手方向に沿って延びるシリンドリカル凹面反射鏡であり、光配向対象物2に反射光を照射する。
偏光子ユニット10は、反射鏡8と光配向対象物2の間に配置され、光配向対象物2に照射される光を偏光する。この偏光光が光配向対象物2の光配向膜に照射されることで、当該光配向膜が偏光光の偏光軸方向に応じて配向される。
偏光子ユニット10は、図2(A)に示すように、複数の単位偏光子ユニット12と、これら単位偏光子ユニット12を横並びに一列に配列するフレーム14とを備えている。この偏光子ユニット10は、反射鏡8で配光制御された光を偏光制御すべく、少なくとも反射鏡8の長手方向の長さLよりも長いMに亘る分の数だけ単位偏光子ユニット12の群が配列されている。フレーム14は、各単位偏光子ユニット12を横並びに連接して配置する板状の枠体である。光配向装置1では、この偏光子ユニット10の下を通過するように光配向対象物2が搬送される。光配向対象物2が偏光子ユニット10の下を通過する間に照射される積算光量は、図2(B)に示すように、少なくとも反射鏡8の長手方向の長さLに亘り、いずれの箇所でも一定となっている。
単位偏光子ユニット12は、ワイヤーグリッド偏光子16と、このワイヤーグリッド偏光子16を支持する支持フレーム18とを備え、平面視略正三角形に形成されている。偏光子ユニット10のフレーム14には、前掲図2(A)に示すように、この単位偏光子ユニット12が交互に天地反転しながら配列されることで、上記長さMに亘る四辺形領域15にワイヤーグリッド偏光子16が敷き詰められる。
単位偏光子ユニット12の各部について詳述すると、支持フレーム18は、平面視正三角形の遮光性を有する金属板の面内に略正三角形の開口20を有した枠体であり、この開口20を塞ぐようにワイヤーグリッド偏光子16が設けられている。この支持フレーム18の3辺のうち、他の単位偏光子ユニット12が連なる側辺25は、光を遮り光出力の低下の要因となるから、その幅Wは極力狭く形成されている。なお、残りの1辺である底辺26は、偏光子ユニット10のフレーム14に支持可能な幅であれば任意であり、必ずしも側辺25と同じ幅である必要はない。
また図2(A)に示すように、ワイヤーグリッド偏光子16を光が透過する領域の幅(単位偏光子ユニット12の配列方向Bに直交する方向(搬送方向C)の長さ)は、支持フレーム18の開口20の幅に等しく、以下では、この幅を有効照射幅Kと称する。
ワイヤーグリッド偏光子16は、支持フレーム18の開口20を閉塞する大きさを有する略正三角形の板材であり、ワイヤーの方向Aが底辺26に略垂直になるように支持フレーム18に設けられている。ワイヤーグリッド偏光子16を正三角形とすることで、ワイヤーグリッド偏光子の製造工程において、ウエハからダイシングにより切り出せるワイヤーグリッド偏光子の数を多くでき、無駄を少なくできる。
この遮光領域30は、隣り合う単位偏光子ユニット12同士の境界部28に沿って延在して光を遮光することから、隣り合うワイヤーグリッド偏光子16の間を通る光、すなわち偏光制御されない光は遮光領域30によって遮光され、ワイヤーグリッド偏光子16を通過して偏光制御された光のみが偏光子ユニット10の四辺形領域15から出力されることとなる。
すなわち、遮光領域30を一定幅の線状とし、四辺形領域15の配列方向Bに沿った一端15Aと他端15Bの間のいずれの点でも、搬送方向Cに沿った遮光領域30と、非遮光領域(すなわち、ワイヤーグリッド偏光子16を光が通過する領域)との長さの比率が等しくなるように構成されている。
具体的には、本実施形態では、前掲図2(A)に示すように、隣り合う単位偏光子ユニット12の支持フレーム18の側辺25同士を連接して遮光体29を構成し、この遮光体29によって遮光領域30を形成することで遮光領域30を幅2Wの線状とし、四辺形領域15の一端15Aから他端15Bに亘って遮光領域30を三角波形状(正弦波形状でも良い)に延ばした形状としている。これにより、図2(B)に示すように、四辺形領域15の配列方向Bに亘る各点において、四辺形領域15の高さに相当する有効照射幅Kの中で、搬送方向Cに沿った遮光領域30と非遮光領域との長さの比率が等しくなることから、光配向対象物2が通過する間に照射される積算光量も配列方向Bに亘る各点において等しくなり、光配向の程度にムラが生じるのが防止される。
これに加え、ワイヤーグリッド偏光子16の配列方向Bに亘り、ワイヤーグリッド偏光子16の配列方向Bと直交する搬送方向Cで、遮光領域30と、非遮光の非遮光領域との長さの比率が等しくなるように遮光領域30を設ける構成とした。これにより、配列方向Bの各点で、有効照射幅Kに占める遮光領域30の長さNの割合いが一定となり、搬送方向Cに沿った積算光量が等しくなることから、光配向対象物2の光配向のムラを抑えることができる。
このとき各単位偏光子ユニット112の支持フレーム118の左右両側の辺125は配列方向Bに対して所定角度(図示例では60度)だけ傾斜し、辺125同士が接するように各単位偏光子ユニット112が配列されて四辺形領域15が形成され、また辺125同士によってワイヤーグリッド偏光子16同士の境界部128には、互いに接する2つの辺125から成る遮光体129により遮光領域130が形成される。この偏光子ユニット100においても、配列方向Bに亘り、搬送方向Cでは、遮光領域130と非遮光領域との長さの比率が等しくなるように遮光領域130が設けられる。これにより配列方向Bの各点で、搬送方向Cに沿った積算光量が等しくなることから、光配向対象物2の光配向のムラを抑えることができる。
詳述すると、ワイヤーグリッド偏光子16にあっては、個体差等によりワイヤーの方向Aが外形に対して一定の方向にならずズレが生じていることがある。すなわち、上述の実施形態では、前掲図3に示すように、ワイヤーグリッド偏光子16を正三角形とし、ワイヤーの方向Aが底辺26に略垂直になるように支持フレーム18に設けることとしたが、実際には、例えば図6に示すように、ワイヤーグリッド偏光子16のワイヤーの方向Aが底辺26の垂線Hに対して角度θ(θの値は、個々のワイヤーグリッド偏光子16によって異なる)だけ傾いている場合がある。
しかしながら、調整しろδを設けると、境界部28に隙間が生じ、この隙間から光が漏れてしまう。そこで、前掲図2に示す遮光領域30に相当する形状の遮光板80を図7に示すように形成し、この遮光板80を、フレーム14に横並びに配列しワイヤーの方向Aを調整した単位偏光子ユニット12の各々を覆うようにフレーム14に取り付ける構成とすることで、境界部28の隙間を塞ぎつつ、なおかつ、各単位偏光子ユニット12の調整量に拘わらずに遮光領域と非遮光領域との比率を常に一定にできる。
なお、単位偏光子ユニット12の側辺25の幅Wは、調整しろδの幅に応じて狭くすることは勿論である。
2 光配向対象物
6 照射器
7 ランプ
8 反射鏡
10、100、200 偏光子ユニット
12、112 単位偏光子ユニット
14 フレーム
15 矩形領域
15A 一端
15B 他端
16 ワイヤーグリッド偏光子
18、118 支持フレーム
20 開口
25 側辺
28、128 境界部
29、129 遮光体
30、120 遮光領域
50 調整用遮光板
80 遮光板
125 辺
B 配列方向
C 搬送方向(配列方向と直交する方向)
K 有効照射幅
Claims (3)
- 光を偏光する複数のワイヤーグリッド偏光子を横並びに配列した偏光子ユニットにおいて、
光を遮光する遮光領域を、隣り合うワイヤーグリッド偏光子の境界部に沿って設けるとともに、
前記ワイヤーグリッド偏光子の配列方向に亘り、当該配列方向と直交した方向では、前記ワイヤーグリッド偏光子における前記遮光領域と、前記遮光領域により遮光されない非遮光領域との長さの比率が等しくなるように前記遮光領域を設けたことを特徴とする偏光子ユニット。 - 前記ワイヤーグリッド偏光子の各々は、前記ワイヤーグリッド偏光子を回動させてワイヤーの方向を調整可能にする調整用の隙間を前記境界部に設けて配列されるとともに、
前記ワイヤーグリッド偏光子の各々の境界部を覆い前記遮光領域を形成する遮光板を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の偏光子ユニット。 - 前記ワイヤーグリッド偏光子を三角形に形成し、交互に天地反転させて前記ワイヤーグリッド偏光子を横並びに配列し、
或いは前記ワイヤーグリッド偏光子を、前記配列方向に対して傾斜する辺を有する四辺形に形成し、当該辺同士を合わせるように前記ワイヤーグリッド偏光子を横並びに配列した
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の偏光子ユニット。
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