JP2016153892A - 偏光子、偏光子ホルダー、及び光配向装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、偏光子の劣化を防止することが可能な光配向装置及び光配向方法を提供することを主目的とする。【解決手段】 複数本の細線が並列に配置され、前記細線と垂直な方向の偏光を透過し、前記細線と平行な方向の偏光を反射または吸収することで遮蔽する、光配向に用いる偏光子の構成を、透明基板の上に、複数本の細線が並列に配置された偏光用パターンと、前記細線よりも容積が大きい熱伝導性構造体から構成される熱伝導用パターンと、を有する構成とすることにより、上記課題を解決する。【選択図】 図１

Description

本発明は、光を偏光する偏光子、偏光子を搭載する偏光子ホルダー、及び、偏光子によって偏光された光を光配向膜に照射する光配向装置に関するものである。

液晶表示装置は、一般に駆動素子が形成された対向基板とカラーフィルタとを対向配置して周囲を封止し、その間隙に液晶材料を充填した構造を有する。そして、液晶材料は屈折率異方性を有しており、液晶材料に印加された電圧の方向に沿うように整列される状態と、電圧が印加されない状態との違いから、オンオフを切り替えて画素を表示することができる。ここで液晶材料を挟持する基板には、液晶材料を配向させるために配向膜が設けられている。

配向膜としては、例えば、ポリイミドに代表される高分子材料が用いたものが知られており、この高分子材料を布等により摩擦するラビング処理が施されることによって配向規制力を有するものとなる。
しかしながら、このようなラビング処理により配向規制力が付与された配向膜では、布等が異物として残存するといった問題があった。

これに対して直線偏光を照射することにより配向規制力を発現する配向膜、すなわち光配向膜では、上述のような布等によるラビング処理を施すことなく配向規制力を付与できるため、布等が異物として残存する不具合がないことから近年注目されている。

このような光配向膜への配向規制力付与のための直線偏光の照射方法としては、偏光子を介して露光する方法が一般的に用いられている。偏光子としては、例えば、図１１に示すように、透明基板１００１の上面ほぼ全面に、複数の細線１００２が平行に配置されたものが用いられており、細線１００２を構成する材料としては、アルミや酸化チタンが用いられている（例えば、特許文献１）。

特開２００９―２６５２９０号公報

しかしながら、上述のような光配向においては、偏光子が照射される光を吸収して高温（例えば、４００℃）になってしまう。そして、このような高温では、細線を構成する材料としてアルミを用いた偏光子においては、偏光特性の劣化が早いため量産には向かないという問題がある。一方、細線を構成する材料として酸化チタンを用いた偏光子においては、アルミを用いた偏光子よりは劣化が遅いものの、この酸化チタンを用いた偏光子はアルミを用いたものよりも高価であり、生産コストが増大化してしまうという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、偏光子の劣化を防止することが可能な偏光子、偏光子ホルダー、及び光配向装置を提供することを主目的とする。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、透明基板の上に、複数本の細線が並列に配置された複数の偏光用パターンと、前記細線よりも容積が大きい熱伝導性構造体から構成される熱伝導用パターンと、を有し、平面視上、前記熱伝導性構造体が、前記複数の偏光用パターンの間に形成されていることを特徴とする偏光子である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記熱伝導性構造体が、前記細線を構成する第１の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の偏光子である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記熱伝導性構造体が、前記第１の材料から構成される第１の材料層の上に、第２の材料層を有することを特徴とする請求項２に記載の偏光子である。

また、本発明の請求項４に係る発明は、前記第２の材料層が、前記第１の材料よりも熱伝導性が高い第２の材料から構成されることを特徴とする請求項３に記載の偏光子である。

また、本発明の請求項５に係る発明は、前記熱伝導性構造体の厚みが、前記細線の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の偏光子である。

また、本発明の請求項６に係る発明は、前記熱伝導用パターンが、前記細線と接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の偏光子である。

また、本発明の請求項７に係る発明は、前記熱伝導性構造体が、所定の一方向に、前記偏光子の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていないことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の偏光子である。

また、本発明の請求項８に係る発明は、透明基板の上に、複数本の細線が並列に配置され、前記細線と垂直な方向の偏光を透過し、前記細線と平行な方向の偏光を反射または吸収することで遮蔽する偏光用パターンと、前記細線よりも容積が大きい熱伝導性構造体から構成される熱伝導用パターンと、を有し、平面視上、前記熱伝導用パターンが、前記偏光用パターンの細線の延伸方向の両端に、偏光子の外周に沿って形成されており、前記偏光用パターンは、前記熱伝導用パターンと接触していることを特徴とする偏光子である。

また、本発明の請求項９に係る発明は、光照射機構から照射される光を偏光子により偏光して光配向膜に照射する光配向装置に備えられ、前記偏光子を搭載する偏光子ホルダーであって、複数の開口部と、前記複数の開口部の間に形成されている桟部と、前記桟部と連結する外枠部と、を有することを特徴とする偏光子ホルダーである。

また、本発明の請求項１０に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の偏光子を搭載した際に、平面視上、前記偏光子ホルダーの前記開口部が前記偏光子の前記偏光用パターンと重複する状態となる位置及び形態に、該開口部が形成されているか、若しくは、平面視上、前記偏光子ホルダーの前記開口部内に前記偏光子の前記偏光用パターンを含む状態となる位置及び形態に、該開口部が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の偏光子ホルダーである。

また、本発明の請求項１１に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の偏光子を搭載した際に、平面視上、前記偏光子ホルダーの前記桟部が前記偏光子の前記熱伝導性構造体と重複する状態となる位置及び形態に、該桟部が形成されているか、若しくは、平面視上、前記偏光子の前記熱伝導性構造体内に前記偏光子ホルダーの前記桟部を含む状態となる位置及び形態に、該桟部が形成されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の偏光子ホルダーである。

また、本発明の請求項１２に係る発明は、前記桟部に、冷媒が流れる流路を有することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の偏光子ホルダーである。

また、本発明の請求項１３に係る発明は、前記外枠部に、冷却構造部を有することを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の偏光子ホルダーである。

また、本発明の請求項１４に係る発明は、前記冷却構造部が、表面積を大きくするための凹凸構造を有することを特徴とする請求項１３に記載の偏光子ホルダーである。

また、本発明の請求項１５に係る発明は、前記桟部が、所定の一方向に、前記偏光子ホルダーの一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていないことを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の偏光子ホルダーである。

また、本発明の請求項１６に係る発明は、光照射機構から照射される光を偏光子により偏光して光配向膜に照射する光配向装置であって、前記偏光子を保持する偏光子保持機構に、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の偏光子を備えていることを特徴とする光配向装置である。

また、本発明の請求項１７に係る発明は、光照射機構から照射される光を偏光子により偏光して光配向膜に照射する光配向装置であって、前記偏光子を保持する偏光子保持機構に、請求項９乃至請求項１５のいずれか１項に記載の偏光子ホルダーを備えていることを特徴とする光配向装置である。

また、本発明の請求項１８に係る発明は、前記光配向膜を所定の方向に搬送する搬送機構を備えており、前記偏光子の前記熱伝導性構造体が、前記光配向膜が搬送される方向に、前記偏光子の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態となるように、前記偏光子が前記偏光子保持機構に備えられていることを特徴とする請求項１６に記載の光配向装置である。

また、本発明の請求項１９に係る発明は、前記光配向膜を所定の方向に搬送する搬送機構を備えており、前記偏光子ホルダーの前記桟部が、前記光配向膜が搬送される方向に、前記偏光子ホルダーの一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態となるように、前記偏光子ホルダーが前記偏光子保持機構に備えられていることを特徴とする請求項１７に記載の光配向装置である。

本発明によれば、光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、偏光子の劣化を防止することが可能となる。それゆえ、細線を構成する材料としてアルミを用いた偏光子を量産に使用することも可能になり、生産コストを低く抑えることも可能となる。

本発明に係る偏光子の一例について示す図 図１に示す本発明に係る偏光子の他の平面形態例について示す図 本発明に係る偏光子の変形形態の一例について示す図 図３に示す本発明に係る偏光子の他の平面形態例について示す図 本発明に係る偏光子ホルダーの一例について示す図 図１の偏光子を図５の偏光子ホルダーに搭載した状態について示す図 本発明に係る偏光子ホルダーの他の例について示す図 本発明に係る偏光子ホルダーの他の平面形態例について示す図 本発明に係る光配向装置の一例について示す図 本発明に係る光配向装置の他の例について示す図 従来の偏光子の一例について示す図

（偏光子）
まず、本発明に係る偏光子について説明する。
図１は、本発明に係る偏光子の一例について示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図である。

図１に示すように、偏光子１０は、透明基板１の上に、複数本の細線２ａが並列に配置された複数の偏光用パターン１１と、細線２ａよりも容積が大きい熱伝導性構造体１３から構成される熱伝導用パターン１２と、を有している。
ここで、熱伝導性構造体１３は、平面視上、複数の偏光用パターン１１の間に形成されている。

数本の細線２ａが並列に配置されている偏光用パターン１１は、細線２ａと垂直な方向の偏光を透過し、細線２ａの延伸方向と水平な方向の偏光を、吸収または反射することで遮蔽し、一方の偏光の光を取り出すことができる。

このような構成を有するため、偏光子１０においては、熱伝導用パターン１２を介して、偏光子１０を搭載する偏光子ホルダー等、偏光子１０と接触する物体に、偏光子１０に蓄積される熱を逃がすことができる。
それゆえ、光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、劣化を防止することが可能となる。また、細線２ａを構成する材料としてアルミを用いた偏光子を量産に使用することも可能になり、生産コストを低く抑えることも可能となる。

ここで、熱伝導性構造体１３は、細線２ａと同じ材料から構成されていても良い。同じ材料であっても、熱伝導性構造体１３は細線２ａよりも容積が大きいため、細線２ａよりも偏光子１０に蓄積される熱を、より効果的に他の物体に逃がすことができる。
また、熱伝導性構造体１３が細線２ａと同じ材料から構成される場合、細線２ａの形成工程と同じ工程で熱伝導性構造体１３も形成可能なため、偏光子１０の製造も容易になる。

一方、熱伝導性構造体１３は、細線２ａとは異なる材料から構成されていても良い。また、細線２ａと同じ材料を含む２種以上の材料から構成されていても良い。
例えば、図１に示す偏光子１０において、熱伝導性構造体１３は、第１の構造体２ｂの上に第２の構造体３ａを積層した構成を有している。

ここで、上記の第１の構造体２ｂは、細線２ａと同じ材料（第１の材料）から構成されている。一方、上記の第２の構造体３ａは、第１の構造体２ｂと同じ材料から構成されていても良く、また、第１の構造体２ｂとは異なる材料から構成されていても良い。
偏光子１０に蓄積される熱を、より効果的に他の物体に逃がす目的からは、第２の構造体３ａは、細線２ａを構成する材料よりも熱伝導性が高い材料（第２の材料）を含む構成とすることが好ましい。

波長が４００ｎｍ以下の紫外線領域用の偏光用パターン１１を構成する細線２ａの材料としては、シリコン（Ｓｉ）、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）や、それらの窒化酸化物、および酸化チタン（ＴｉＯｘ）を用いることができる。ＭｏＳｉは、ＴｉＯｘに比べて紫外線領域での偏光可能な波長帯が広く使いやすい。紫外線領域の照射光を使用する場合は、特に熱の問題が顕著になる。
一方、波長が４００ｎｍから７００ｎｍの可視光領域用の偏光用パターン１１を構成する細線２ａの材料としては、アルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）などを用いることができる。

例えば、細線２ａを構成する材料（第１の材料）がアルミ（Ａｌ）や、クロム（Ｃｒ）の場合、上記の熱伝導性が高い材料（第２の材料）としては、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）を挙げることができる。光学特性を考慮すると銀（Ａｇ）が好ましい。
細線２ａを構成する材料（第１の材料）がシリコン（Ｓｉ）、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）や、それらの酸化物、窒化物、窒化酸化の場合は、第２の材料としてはクロム（Ｃｒ）やタングステン（Ｗ）、およびそれらの酸化物、窒化物、窒化酸化物などを用いることができる。
含有させる金属の比率や、酸化窒化度合により熱伝導率は変わるが、熱伝導性の高い組成を上層とすることが好ましい。
なお細線の幅は、偏光させる光の波長にもよるが、２０ｎｍから３００ｎｍ程度の物が用いられる。

ここで、第１の構造体２ｂは、細線２ａと同じ材料（第１の材料）から構成される第１の材料層２を、平面視上、熱伝導用パターン１２と重なる形態に加工して得ることができる。そして、この第１の構造体２ｂの形成は、細線２ａの形成工程と同じ工程で行うことができる。より詳しくは、細線２ａの形成工程と同じエッチングガスを用いて、同じエッチング装置でドライエッチングすることにより、細線２ａと第１の構造体２ｂを、同一工程で形成することができる。
また、第２の構造体３ａは、第２の材料層３を、平面視上、熱伝導用パターン１２と重なる形態に加工して得ることができる。

なお、第１の構造体２ｂと第２の構造体３ａとは、必ずしも厳密に重複していなくてもよい。例えば、第２の構造体３ａの面積は、第１の構造体２ｂの面積よりも小さい形態であっても良い。より詳しくは、平面視上、第１の構造体２ｂ内に第２の構造体３ａを含む状態となる位置及び形態に、第２の構造体３ａが形成されていてもよい。

本発明においては、熱伝導性構造体１３の幅を、細線２ａの幅より広くすることで、熱の流路が太くなり、熱を逃がし易くなる。それゆえ、熱伝導性構造体１３の幅は、１本の細線２ａの幅より大きい値で、適宜設定することが好ましい。
熱伝導性構造体１３の幅は、偏光子全体の面積における、偏光用パターン１１の面積と熱伝導用パターン１２の面積の比などを考慮して設定すれば良い。熱伝導用パターン１２の割合は多い方が熱を逃がしやく、多すぎると偏光領域が減少する。

また、本発明において、熱伝導性構造体１３は、細線２ａと同じ厚みであっても良いが、細線２ａよりも厚い方が、より好ましい。例えば、図１に示す偏光子１０において、熱伝導性構造体１３は、細線２ａよりも第２の材料層３の厚み（Ｔ）の分だけ厚い構成になっている。
このように厚くすることで、熱伝導性構造体１３の容積をより大きくすることができ、偏光子１０に蓄積される熱を、より効果的に他の物体に逃がすことができるからである。

また、熱伝導性構造体１３を細線２ａよりも厚い形態とすることで、上記の効果に加えて、偏光子１０を偏光子ホルダーに搭載する際に、細線２ａが偏光子ホルダーに接触して倒壊してしまうことを防止する効果も奏することになる。

本発明において、熱伝導用パターン１２は、細線２ａと接触していることが好ましい。
例えば、図１に示す偏光子１０において、熱伝導用パターン１２は、各偏光用パターン１１に並列に配置された複数本の細線２ａの両端と接触している。
このように接触した構成とすることで、細線２ａに蓄積される熱を、熱伝導用パターン１２を介して、より効果的に他の物体に逃がすことができるからである。
また、熱伝導用パターン１２が細線２ａの両端と接触していることで、細線２ａが倒壊してしまうことを防止する効果も奏することになる。

図２は、図１に示すような複数の偏光用パターンを有する、本発明に係る偏光子の他の平面形態例について示す図である。
本発明においては、複数の偏光用パターン２１の平面配置を、図２（ａ）に示す偏光子２０のように、Ｘ方向、及びＹ方向に沿った配置（格子状の配置）としても良い。
しかしながら、光配向膜に連続的な未照射部（光配向装置において光配向膜が搬送される方向に平行なライン状の未照射部）を形成させないためには、複数の偏光用パターンの間に形成されている熱伝導性構造体が、所定の一方向（光配向装置において光配向膜が搬送される方向に相当）に、偏光子の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態とすることが、より好ましい。

例えば、図１に示す偏光子１０において、偏光用パターン１１ａと偏光用パターン１１ｂの間に形成されている熱伝導性構造体１３は、偏光用パターン１１ｃに阻まれるため、図中上下方向（Ｙ方向）に、偏光子１０の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない。
このように、偏光用パターン１１が所定の一方向（図１に示すＹ方向）に一列に揃わないように配置することで、偏光用パターン１１の間に形成される熱伝導性構造体１３が、所定の一方向（図１に示すＹ方向）に、偏光子の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態とすることができる。

また、本発明においては、図２（ｂ）に示す偏光子３０のように、偏光用パターン３１の平面形態を、所定の一方向（図２に示すＹ方向）とは異なる方向が長手方向となる長方形として、偏光用パターン３１の間に形成される熱伝導性構造体が、所定の一方向（図２に示すＹ方向）に直線的に繋がらないようにしても良い。

また、図２（ｃ）に示す偏光子４０のように、偏光用パターン４１の平面形態を、六角形とし、所定の一方向（図２に示すＹ方向）の偏光用パターン４１の配置を交互配列とすることで、偏光用パターン４１の間に形成される熱伝導性構造体が、所定の一方向に、偏光子の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態としても良い。

（偏光子の変形形態）
図３は、本発明に係る偏光子の変形形態の一例を示す図である。ここで、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線概略断面図である。また、（ｃ）は、（ｂ）の第１の材料層２の上に第２の材料層３が積層されている例である。

図３に示すように、偏光子５０は、透明基板１の上に、複数本の細線５２ａが並列に配置された一の偏光用パターン５１と、偏光用パターン５１の外周の辺に沿って、細線５２ａよりも幅が広く、容積が大きい熱伝導性構造体５３から構成される熱伝導用パターン５２が設けられている。

そして、細線５２ａと熱伝導性構造体５３は接触している。より詳しくは、図３（ａ）に示す偏光子５０において、熱伝導用パターン５２は、偏光用パターン５１に並列に配置された複数本の細線５２ａの両端と接触している。
このように接触した構成とすることで、細線５２ａに蓄積される熱を、熱伝導用パターン５２を介して、より効果的に他の物体に逃がすことができる。
また、熱伝導用パターン５２が細線５２ａの両端と接触していることで、細線５２ａが倒壊してしまうことを防止する効果も奏することになる。

熱伝導性構造体５３を構成する材料は、細線５２ａを構成する材料と同じでも良い。
例えば、図３（ｂ）に示す例においては、熱伝導性構造体５３を構成する第１の構造体５２ｂは、細線５２ａと同じ材料（第１の材料）から構成されている。
熱伝導性構造体５３を構成する材料と細線５２ａを構成する材料が同じであって、両者の厚みも同じである場合には、細線５２ａを形成するのと同じ工程で、熱伝導性構造体５３を製造可能である。

ここで、図３（ｂ）に示す例において、熱伝導性構造体５３と細線５２ａは材料も厚みも同じであるが、熱伝導性構造体５３は細線５２ａよりも幅が広く、それゆえ熱伝導性構造体５３の容積は細線５２ａの容積よりも大きくなっている。そして、容積が大きいことでより熱が逃げやすくなっている。
特にこの熱伝導性構造体５３が、例えば偏光子ホルダーなどの他の物体と接することで熱が逃げやすくなる。

図３（ｃ）は、図３（ｂ）の第１の材料層２の上に第２の材料層３が積層されている例である。
本変形形態において、熱伝導性構造体５３は、細線５２ａよりも厚い（高さが高い）ものであっても良い。
例えば、図３（ｃ）に示す例において、熱伝導性構造体５３は、その厚みが、細線５２ａより厚く、高さが高くなっている。それゆえ、図３（ｂ）に示す例に比べて、熱伝導性構造体５３の容積がより大きくなる。そして、容積が大きいことでより熱が逃げやすくなっている。

ここで、図３（ｃ）に示す例において、熱伝導性構造体５３は、細線５２ａを構成する材料（第１の材料）と同じ材料から構成される第１の構造体５２ｂの上に、細線５２ａを構成する材料（第１の材料）とは異なる材料（第２の材料）から構成される第２の構造体５３ａが積層された構成になっている。

なお、本変形形態において、熱伝導性構造体５３は、同一材料で熱伝導性構造体５３の部分のみ厚みを厚くしても良い。

図３（ｂ）、（ｃ）に示す例において、細線５２ａの上には、別の材料の層は積層されていない。これは偏光性能に影響を与えないためであるが、偏光性能に影響が少ない場合は細線５２ａの上に別の材料の層が積層されていても良い。

図４は、図３に示すような一の偏光用パターンを有する、本発明に係る偏光子の他の平面形態例について示す図である。
図３に示す偏光子５０においては、偏光用パターン５１の外周の辺すべてに熱伝導用パターン５２が設けられているが、本変形形態においては、偏光用パターンを構成する細線の延伸方向の辺にのみ熱伝導用パターンが設けられている形態であっても良い。
例えば、図４に示す偏光子６０においては、偏光用パターン６１の細線の延伸方向の辺に熱伝導用パターン６２があり、偏光用パターン６１の細線と接触している。
このように接触した構成とすることで、偏光用パターン６１の細線に蓄積される熱を、熱伝導用パターン６２を介して、より効果的に他の物体に逃がすことができる。
また、熱伝導用パターン６２が偏光用パターン６１の細線の両端と接触していることで、細線が倒壊してしまうことを防止する効果も奏することになる。

（偏光子ホルダー）
次に、本発明に係る偏光子ホルダーについて説明する。
本発明に係る偏光子ホルダーは、偏光子を搭載するものであって、後述する光配向装置の偏光子保持機構に備えられるものである。

図５は、本発明に係る偏光子ホルダーの一例について示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線概略断面図である。
図５に示すように、偏光子ホルダー１１０は、偏光光を通す複数の開口部１１１と、複数の開口部１１１の間に形成されている桟部１１０ｂと、桟部１１０ｂと連結する外枠部１１０ａと、を有する。
なお、本明細書においては、偏光子ホルダー１１０を構成する各部分の中で、平面視上、複数の開口部１１１の間に形成されている部分を、桟部１１０ｂと呼んでいる。

このような構成を有するため、偏光子ホルダー１１０においては、偏光子ホルダー１１０に搭載される偏光子に蓄積される熱を、桟部１１０ｂを介して、偏光子ホルダー１１０や偏光子ホルダー１１０と接触する物体に逃がすことができる。
それゆえ、光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、偏光子の劣化を防止することが可能となる。また、細線を構成する材料としてアルミを用いた偏光子を量産に使用することも可能になり、生産コストを低く抑えることも可能となる。

ここで、本発明に係る偏光子ホルダーは、上記の本発明に係る偏光子とは異なる構成の偏光子、例えば、上記の偏光用パターンや熱伝導用パターンが形成されていない偏光子に対しても、用いることができる。
しかしながら、偏光子により偏光される光（偏光光）を、より効率的に光配向膜に照射することや、偏光子に蓄積される熱を、より効果的に逃がすことのためには、本発明に係る偏光子ホルダーには、平面形態が対応する上記の本発明に係る偏光子を搭載することが好ましい。

一例として、図１に示す偏光子１０を、図５に示す偏光子ホルダー１１０に搭載した例を、図６に示す。ここで、偏光子１０は、熱伝導性構造体１３の上面（図６に示す例においては、第２の構造体３ａの上面）を、偏光子ホルダー１１０の桟部１１０ｂに接触させるようにして、偏光子ホルダー１１０に搭載されている。
なお、後述する光配向装置においては、図６に示す矢印のように、偏光子１０の背面側、すなわち、細線２ａが設けられた面とは反対側から光が照射され、偏光子１０により偏光された光（偏光光）は、偏光子ホルダー１１０の開口部１１１から光配向膜に照射される。

ここで、図６に示すように、図１に示す偏光子１０を搭載した際に、図５に示す偏光子ホルダー１１０においては、平面視上、偏光子１０の偏光用パターン１１と重複する状態となる位置及び形態に、開口部１１１が形成されている。
このような構成を有することにより、偏光子ホルダー１１０においては、偏光子１０の偏光用パターン１１からの偏光光を、偏光子ホルダー１１０（特に桟部１１０ｂ）によって遮ることなく、効率的に光配向膜に照射することができる。

なお、本発明においては、上記のように、偏光子ホルダー１１０の開口部１１１が偏光子１０の偏光用パターン１１と重複する状態、すなわち、偏光子ホルダー１１０の開口部１１１の平面形態が、偏光子１０の偏光用パターン１１の平面形態と同じであり、互いの中心位置や外形が一致するように重なる状態の他に、平面視上、偏光子ホルダー１１０の開口部１１１内に偏光子１０の偏光用パターン１１を含む状態となる位置及び形態に、開口部１１１が形成されていてもよい。
両者がこのような状態にあれば、偏光子１０の偏光用パターン１１からの偏光光は、偏光子ホルダー１１０（特に桟部１１０ｂ）によって遮られることなく、効率的に光配向膜に照射されることになるからである。また、偏光子ホルダー１１０の開口部１１１の形態に適度な裕度を持たせることで、製造が容易になるからである。

また、図６に示すように、図５に示す偏光子ホルダー１１０の桟部１１０ｂは、図１に示す偏光子１０の熱伝導性構造体１３と、平面視上、重複する状態となる位置及び形態に形成されている。このような構成を有することにより、偏光子ホルダー１１０においては、偏光子１０に蓄積される熱を、熱伝導性構造体１３を介して、より効果的に逃がすことができる。

なお、本発明においては、上記のように、偏光子ホルダー１１０の桟部１１０ｂが偏光子１０の熱伝導性構造体１３と重複する状態、すなわち、偏光子ホルダー１１０の桟部１１０ｂの平面形態が、偏光子１０の熱伝導性構造体１３の平面形態と同じであり、互いの中心位置や外形が一致するように重なる状態の他に、平面視上、偏光子１０の熱伝導性構造体１３内に偏光子ホルダー１１０の桟部１１０ｂを含む状態となる位置及び形態に、桟部１１０ｂが形成されていてもよい。
両者がこのような状態にあれば、偏光子１０に蓄積される熱は、熱伝導性構造体１３を介して、効果的に逃がされることになるからである。また、偏光子ホルダー１１０の桟部１１０ｂの形態に適度な裕度を持たせることで、製造が容易になるからである。

また、偏光子ホルダー１１０の桟部１１０ｂには、冷媒が流れる流路が設けられていることが好ましい。偏光子１０に蓄積される熱を、より効果的に逃がすことができるからである。

また、偏光子ホルダー１１０の外枠部１１０ａには、冷却構造部が連結されているか、若しくは、冷却構造部が一体成型されていることが好ましい。
例えば、図７に示すように、偏光子ホルダー１１０の外枠部１１０ａには、表面積を大きくするための凹凸構造を有する冷却構造部２００が連結されていても良い。
例えば、この冷却構造部２００にエアブローを施すことによって、偏光子１０に蓄積される熱をより効果的に逃がすことができる。また、冷却構造部２００を冷却液に浸すことによって、偏光子１０に蓄積される熱をより効果的に逃がすこともできる。

図８は、本発明に係る偏光子ホルダーの他の平面形態例について示す図である。
より具体的には、図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、上記の図２（ａ）〜（ｃ）に示した各偏光子の平面形態に対応する偏光子ホルダーの平面形態を示す図である。

本発明においては、複数の開口部１２１の平面配置を、図８（ａ）に示す偏光子ホルダー１２０のように、Ｘ方向、及びＹ方向に沿った配置（格子状の配置）としても良い。
しかしながら、光配向膜に連続的な未照射部（光配向装置において光配向膜が搬送される方向に平行なライン状の未照射部）を形成させないためには、複数の開口部の間に形成されている桟部が、所定の一方向（光配向装置において光配向膜が搬送される方向に相当）に、偏光子ホルダーの一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態とすることが、より好ましい。

例えば、図５に示す偏光子ホルダー１１０において、開口部１１１ａと開口部１１１ｂの間に形成されている桟部１１０ｂは、開口部１１１ｃに阻まれることによって、図中のＹ方向に、偏光子ホルダー１１０の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない。
このように、開口部１１１が所定の一方向（図５に示すＹ方向）に一列に揃わないように配置することで、開口部１１１の間に形成される桟部１１０ｂが、所定の一方向に、偏光子ホルダーの一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態とすることができる。

また、本発明においては、図８（ｂ）に示す偏光子ホルダー１３０のように、開口部１３１の平面形態を、所定の一方向（図８に示すＹ方向）とは異なる方向が長手方向となる長方形として、開口部１３１の間に形成される桟部が、所定の一方向（図２に示すＹ方向）に直線的に繋がらないようにしても良い。

また、図８（ｃ）に示す偏光子ホルダー１４０のように、開口部１４１の平面形態を、六角形とし、所定の一方向（図８に示すＹ方向）の開口部１４１の配置を交互配列とすることで、開口部１４１の間に形成される桟部が、所定の一方向に、偏光子ホルダーの一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態としても良い。

（偏光子ホルダーの変形形態）
図３に示した偏光子５０や図４に示した偏光子６０のように、搭載する偏光子の熱伝導用パターンが、偏光子の外周の辺に沿って存在する形態の場合は、偏光子ホルダーは、偏光子の外周の辺に対応する位置に偏光子ホルダーの外枠部を有していれば良い。なお、この場合、偏光子ホルダーの開口部は、搭載する偏光子の偏光用パターンに応じた形態となり、通常、上記のような桟部は設けないことになる。
このような構成の偏光子ホルダーであれば、その外枠部が、搭載する偏光子の熱伝導用パターンに接触して、効率的に熱を逃がすことが出来る。

（光配向装置）
次に、本発明に係る光配向装置について説明する。
図９は、本発明に係る光配向装置の構成例について示す図である。
図９に示す光配向装置３１０は、光照射機構から照射される光を偏光子により偏光し、この偏光された光（偏光光３１４）をワーク３１６の上に形成された光配向膜３１５に照射することで、光配向膜３１５に配向規制力を付与するものである。

光配向装置３１０は、紫外光ランプ３１２から構成される光照射機構と光配向膜３１５の間に偏光子を保持する偏光子保持機構３１１を備えている。
偏光子保持機構３１１には、上記の本発明に係る偏光子ホルダーが備えられており、偏光子ホルダーには、上記の本発明に係る偏光子が搭載される。

上記のように、光配向装置３１０は、本発明に係る偏光子ホルダーを備えており、偏光子ホルダーには本発明に係る偏光子が搭載されるため、偏光子に蓄積される熱を効果的に逃がすことができる。
それゆえ、光配向における偏光子の温度上昇を抑制して、偏光子の劣化を防止することが可能となる。また、細線を構成する材料としてアルミを用いた偏光子を量産に使用することも可能になり、生産コストを低く抑えることも可能となる。

なお、本発明においては、本発明に係る偏光子ホルダーを用いずに、別の構成の偏光子ホルダーに本発明に係る偏光子を搭載する場合であっても、偏光子に蓄積される熱を逃がすことができる。また、本発明に係る偏光子を用いずに、別の構成の偏光子を本発明に係る偏光子ホルダーに搭載する場合であっても、偏光子に蓄積される熱を逃がすことができる。
しかしながら、偏光子からの偏光光を、より効率的に光配向膜に照射することや、偏光子に蓄積される熱を、より効果的に逃がすことのためには、上述のように、本発明に係る偏光子ホルダーには、平面形態が対応する本発明に係る偏光子を搭載することが好ましい。

また、光配向装置３１０には、光配向膜３１５を形成したワーク３１６を所定の方向に搬送する搬送機構が備えられており、ワーク３１６を所定の方向に搬送することにより、光配向膜３１５の全面に偏光光３１４を照射することができる。例えば、図９に示す例において、ワーク３１６は図中右方向（図９に示す矢印方向）に搬送される。

ここで、本発明においては、偏光子ホルダーの複数の開口部の間に形成されている桟部が、光配向膜３１５を形成したワーク３１６が搬送される方向に、偏光子ホルダーの一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態となるように、偏光子ホルダーを偏光子保持機構３１１に備えることが好ましい。
光配向膜３１５に連続的な未照射部（光配向膜３１５を形成したワーク３１６が搬送される方向に平行なライン状の未照射部）が形成されることを防止するためである。

同様に、偏光子の複数の偏光用パターンの間に形成されている熱伝導性構造体が、光配向膜３１５を形成したワーク３１６が搬送される方向に、偏光子の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態となるように、偏光子を偏光子保持機構３１１に備えることが好ましい。
光配向膜３１５に連続的な未照射部（光配向膜３１５を形成したワーク３１６が搬送される方向に平行なライン状の未照射部）が形成されることを防止するためである。

なお、図９に示す例においては、ワーク３１６を矩形状の平板として示しているが、本発明において、ワーク３１６の形態は、偏光光３１４を照射することができるものであれば特に限定されず、例えば、ワーク３１６はフィルム状の形態であっても良く、また、巻取り可能なように帯状（ウェブ状）の形態であっても良い。

また、紫外光ランプ３１２からの光を効率良く偏光子に照射するために、光配向装置３１０は、紫外光ランプ３１２の背面側（偏光子保持機構３１１とは反対側）や側面側に紫外光を反射する反射鏡３１３を有していることが好ましい。

また、大面積の光配向膜３１５に対して効率良く配向規制力を付与するためには、図９に示すように、紫外光ランプ３１２に棒状のランプを用いて、ワーク３１６の移動方向（図９における矢印方向）に対して直交する方向に長い照射領域となる偏光光３１４が照射されるように、光配向装置３１０を構成することが好ましい。

また、本発明に係る光配向装置は、複数個の紫外光ランプを備える構成であっても良い。
図１０は、本発明に係る光配向装置の他の構成例について示す図である。
図１０に示すように、光配向装置３２０は、２個の紫外光ランプ３２２を備えており、２個の紫外光ランプ３２２と光配向膜３２５の間には、偏光子を保持する偏光子保持機構３２１が備えられている。また、各紫外光ランプ３２２には、それぞれ反射鏡３２３が備えられている。

このように、紫外光ランプ３２２を複数個備えることにより、紫外光ランプ３２２を１個備える場合よりも、ワーク３２６の上に形成された光配向膜３２５に照射する偏光光３２４の照射量を増加させることができる。それゆえ、紫外光ランプ３２２を１個備える場合よりも、ワーク３２６の移動速度を大きくすることができ、その結果、生産性を向上させることができる。

以上、本発明に係る偏光子、偏光子ホルダー、及び光配向装置について、それぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。

１ 透明基板
２ 第１の材料層
２ａ、５２ａ 細線
２ｂ、５２ｂ 第１の構造体
３ 第２の材料層
３ａ、５３ａ 第２の構造体
１０、２０、３０、４０、５０、６０ 偏光子
１１、２１、３１、４１、５１、６１ 偏光用パターン
１２、２２、３２、４２、５２、６２ 熱伝導用パターン
１３、５３ 熱伝導性構造体
１１０、１２０、１３０、１４０ 偏光子ホルダー
１１０ａ 外枠部
１１０ｂ 桟部
１１１、１２１、１３１、１４１ 開口部
２００ 冷却構造部
３１０、３２０ 光配向装置
３１１、３２１ 偏光子保持機構
３１２、３２２ 紫外光ランプ
３１３、３２３ 反射鏡
３１４、３２４ 偏光光
３１５、３２５ 光配向膜
３１６、３２６ ワーク
１０００ 偏光子
１００１ 透明基板
１００２ 細線

Claims (19)

1. 透明基板の上に、
   複数本の細線が並列に配置された複数の偏光用パターンと、
   前記細線よりも容積が大きい熱伝導性構造体から構成される熱伝導用パターンと、
   を有し、
   平面視上、前記熱伝導性構造体が、前記複数の偏光用パターンの間に形成されていることを特徴とする偏光子。
2. 前記熱伝導性構造体が、前記細線を構成する第１の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の偏光子。
3. 前記熱伝導性構造体が、前記第１の材料から構成される第１の材料層の上に、第２の材料層を有することを特徴とする請求項２に記載の偏光子。
4. 前記第２の材料層が、前記第１の材料よりも熱伝導性が高い第２の材料から構成されることを特徴とする請求項３に記載の偏光子。
5. 前記熱伝導性構造体の厚みが、前記細線の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の偏光子。
6. 前記熱伝導用パターンが、前記細線と接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の偏光子。
7. 前記熱伝導性構造体が、所定の一方向に、前記偏光子の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていないことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の偏光子。
8. 透明基板の上に、
   複数本の細線が並列に配置され、前記細線と垂直な方向の偏光を透過し、前記細線と平行な方向の偏光を反射または吸収することで遮蔽する偏光用パターンと、
   前記細線よりも容積が大きい熱伝導性構造体から構成される熱伝導用パターンと、を有し、
   平面視上、前記熱伝導用パターンが、前記偏光用パターンの細線の延伸方向の両端に、偏光子の外周に沿って形成されており、
   前記偏光用パターンは、前記熱伝導用パターンと接触していることを特徴とする偏光子。
9. 光照射機構から照射される光を偏光子により偏光して光配向膜に照射する光配向装置に備えられ、前記偏光子を搭載する偏光子ホルダーであって、
   複数の開口部と、
   前記複数の開口部の間に形成されている桟部と、
   前記桟部と連結する外枠部と、
   を有することを特徴とする偏光子ホルダー。
10. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の偏光子を搭載した際に、
    平面視上、前記偏光子ホルダーの前記開口部が前記偏光子の前記偏光用パターンと重複する状態となる位置及び形態に、該開口部が形成されているか、
    若しくは、
    平面視上、前記偏光子ホルダーの前記開口部内に前記偏光子の前記偏光用パターンを含む状態となる位置及び形態に、該開口部が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の偏光子ホルダー。
11. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の偏光子を搭載した際に、
    平面視上、前記偏光子ホルダーの前記桟部が前記偏光子の前記熱伝導性構造体と重複する状態となる位置及び形態に、該桟部が形成されているか、
    若しくは、
    平面視上、前記偏光子の前記熱伝導性構造体内に前記偏光子ホルダーの前記桟部を含む状態となる位置及び形態に、該桟部が形成されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の偏光子ホルダー。
12. 前記桟部に、冷媒が流れる流路を有することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の偏光子ホルダー。
13. 前記外枠部に、冷却構造部を有することを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の偏光子ホルダー。
14. 前記冷却構造部が、表面積を大きくするための凹凸構造を有することを特徴とする請求項１３に記載の偏光子ホルダー。
15. 前記桟部が、所定の一方向に、前記偏光子ホルダーの一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていないことを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の偏光子ホルダー。
16. 光照射機構から照射される光を偏光子により偏光して光配向膜に照射する光配向装置であって、
    前記偏光子を保持する偏光子保持機構に、
    請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の偏光子を備えていることを特徴とする光配向装置。
17. 光照射機構から照射される光を偏光子により偏光して光配向膜に照射する光配向装置であって、
    前記偏光子を保持する偏光子保持機構に、
    請求項９乃至請求項１５のいずれか１項に記載の偏光子ホルダーを備えていることを特徴とする光配向装置。
18. 前記光配向膜を所定の方向に搬送する搬送機構を備えており、
    前記偏光子の前記熱伝導性構造体が、前記光配向膜が搬送される方向に、前記偏光子の一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態となるように、前記偏光子が前記偏光子保持機構に備えられていることを特徴とする請求項１６に記載の光配向装置。
19. 前記光配向膜を所定の方向に搬送する搬送機構を備えており、
    前記偏光子ホルダーの前記桟部が、前記光配向膜が搬送される方向に、前記偏光子ホルダーの一の端部から反対側の端部に及んで直線的に繋がっていない形態となるように、前記偏光子ホルダーが前記偏光子保持機構に備えられていることを特徴とする請求項１７に記載の光配向装置。

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