JPWO2013157113A1 - Photo-alignment irradiation device - Google Patents
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Abstract
隣接方向に隣接して配置された複数の単位偏光子(31a〜f)を備えた偏光手段(3)と、ステージ(4)もしくは偏光光照射手段(2)の少なくとも一方を移動させることで、前記ステージ(4)に載置された基板(9)に対して、前記偏光光照射手段(2)からの紫外線を所定の走査方向に走査する走査手段と、前記単位偏光子(31a〜f)から出射された紫外線の偏光方向を前記単位偏光子(31a〜f)毎に検知可能とする偏光方向検知手段(6a〜f)とを備え、良好な配向特性の実現を図る、光配向照射装置。By moving at least one of the polarizing means (3) including a plurality of unit polarizers (31a to 31f) arranged adjacent to each other in the adjacent direction, and the stage (4) or the polarized light irradiation means (2), Scanning means for scanning the substrate (9) placed on the stage (4) with ultraviolet light from the polarized light irradiation means (2) in a predetermined scanning direction, and the unit polarizers (31a-f) A photo-alignment irradiation apparatus comprising polarization direction detecting means (6a-f) that can detect the polarization direction of ultraviolet light emitted from each unit polarizer (31a-f), and realizing good alignment characteristics .
Description
本発明は、液晶表示板製造分野にて使用されるものであって、特に、液晶表示装置に用いられる基板上において、液晶分子が望ましい角度と方向に整列するよう配向膜に配向性を付与するための光配向照射装置に関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in the field of manufacturing a liquid crystal display panel. In particular, an alignment film is imparted with orientation so that liquid crystal molecules are aligned in a desired angle and direction on a substrate used in a liquid crystal display device. It is related with the photo-alignment irradiation apparatus for this.
近年の液晶表示分野の利用が拡大し需要が増大するに従って、旧来の液晶表示装置の欠点であった視野角、コントラスト比、動画性能表示などの改善が強く求められている。特に液晶表示基板上にて、液晶分子に配向性を付与する配向膜においては、配向方向の均一化、プレチルト角の付与、単一画素内での複数領域の形成(マルチドメイン)など各種改善が進められている。 As the use of the liquid crystal display field in recent years expands and the demand increases, improvements in viewing angle, contrast ratio, moving image performance display, and the like, which have been disadvantages of conventional liquid crystal display devices, are strongly demanded. Especially for alignment films that give orientation to liquid crystal molecules on a liquid crystal display substrate, there are various improvements such as uniform alignment direction, pretilt angle, and formation of multiple regions within a single pixel (multi-domain). It is being advanced.
従来、液晶表示基板上に形成されたポリマー層(配向膜)に配向特性を付与することの利点並びにそのための技術は広く知られている。このような配向特性を付与する方法として布ラビング法と称される方法があるが、この方法は、布を巻き付けたローラーを回転させつつ、基板を移動させて、表面のポリマー層を強く一方向に擦る処理である。 2. Description of the Related Art Conventionally, advantages of imparting alignment characteristics to a polymer layer (alignment film) formed on a liquid crystal display substrate and techniques therefor have been widely known. There is a method called a cloth rubbing method as a method for imparting such orientation characteristics. In this method, the substrate is moved while the roller around which the cloth is wound is rotated, and the polymer layer on the surface is strongly unidirectional. The process of rubbing.
しかしながら、この布ラビング法では、静電気の発生、配向膜表面に生じる傷、粉じんの発生など様々な欠点が指摘されている。この布ラビング法の問題を回避するため、配向膜に紫外領域の偏光光を照射して配向特性を付与する光ラビング法が知られている。 However, this cloth rubbing method has been pointed out for various disadvantages such as generation of static electricity, scratches on the alignment film surface, and generation of dust. In order to avoid this problem of the cloth rubbing method, there is known an optical rubbing method in which alignment films are imparted with alignment characteristics by irradiating polarized light in the ultraviolet region.
特許文献1には、このような光ラビング法を使用した方法について、露光マスクを利用し、配向方向が異なる複数の配向領域を分割形成する液晶表示用基板の製造方法が開示されている。
特許文献2には、複数の石英基板部と、石英基板部を保持する偏光子ホルダで構成された大面積偏光板を有し、偏光子ホルダを移動させることで、大面積偏光板の下方へ均一に光照射することのできる偏光装置が開示されている。
特許文献2に開示される偏光装置では、複数の石英基板からなる大面積偏光板を使用することで、大面積の液晶表示素子の偏光に使用することを可能としている。しかしながら、各石英基板から出射される偏光光が全く同じ方向に偏光した振動光を出射するという保証はない。特に、熱を伴う強力な光源を使用する環境下においては、石英基板部を保持する偏光子ホルダの熱膨張などを原因として、石英基板の保持位置にずれが生じることとなる。また、装置内外から発生する振動も石英基板の保持位置にずれを生じさせる。このようなずれ、特に偏光方向を変化させるような回転ずれは、製造する液晶表示装置の画像品質において問題となる。具体的には、一部の石英基板からの照射光の偏光方向に回転ずれが生じた場合、その部分では表示する画像がムラとして現れることとなる。 In the polarizing device disclosed in
そのため、本発明に係る光配向照射装置は、
偏光光照射手段と、ステージと、走査手段と、偏光方向検知手段を備え、
前記偏光光照射手段は、紫外線照射手段と、偏光手段を備え、
前記偏光手段は、隣接方向に隣接して配置された複数の単位偏光子を備え、
前記単位偏光子は、前記紫外線照射手段から出射される紫外線を偏光させ、
前記ステージは、配向膜が表面に形成された基板を載置可能とし、
前記走査手段は、前記ステージもしくは前記偏光光照射手段の少なくとも一方を移動させることで、前記ステージに載置された前記基板に対して、前記偏光光照射手段からの紫外線を所定の走査方向に走査し、
前記偏光方向検知手段は、前記単位偏光子から出射された紫外線の偏光方向を前記単位偏光子毎に検知可能とすることを特徴とする。Therefore, the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention is
A polarized light irradiation means, a stage, a scanning means, and a polarization direction detection means;
The polarized light irradiation means comprises an ultraviolet irradiation means and a polarization means,
The polarizing means includes a plurality of unit polarizers arranged adjacent to each other in an adjacent direction,
The unit polarizer polarizes ultraviolet rays emitted from the ultraviolet irradiation means,
The stage is capable of placing a substrate on which an alignment film is formed,
The scanning unit moves at least one of the stage and the polarized light irradiation unit to scan the substrate placed on the stage with ultraviolet rays from the polarized light irradiation unit in a predetermined scanning direction. And
The polarization direction detection unit is capable of detecting the polarization direction of ultraviolet light emitted from the unit polarizer for each unit polarizer.
さらに本発明に係る光配向照射装置において、
前記偏光方向検知手段は、前記ステージの前記基板が載置される領域内に位置することを特徴とする。Furthermore, in the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention,
The polarization direction detecting means is located in an area where the substrate of the stage is placed.
さらに本発明に係る光配向照射装置において、
前記偏光方向検知手段は、前記ステージ外に位置することを特徴とする。Furthermore, in the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention,
The polarization direction detecting means is located outside the stage.
さらに本発明に係る光配向照射装置において、
前記偏光方向検知手段は、各前記単位偏光子に対応する位置に設けられた複数の偏光センサーであることを特徴とする。Furthermore, in the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention,
The polarization direction detecting means is a plurality of polarization sensors provided at positions corresponding to the unit polarizers.
さらに本発明に係る光配向照射装置において、
前記偏光方向検知手段は、前記単位偏光子に対応する位置に移動可能な偏光センサーであることを特徴とする。Furthermore, in the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention,
The polarization direction detecting means is a polarization sensor that can move to a position corresponding to the unit polarizer.
さらに本発明に係る光配向照射装置において、
前記偏光方向検知手段は、前記偏向光照射手段から出射された紫外線の消光比を検知可能であることを特徴とする。Furthermore, in the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention,
The polarization direction detecting means can detect an extinction ratio of ultraviolet rays emitted from the deflected light irradiating means.
さらに本発明に係る光配向照射装置において、
前記偏光方向検知手段は、前記偏向光照射手段から出射された紫外線の強度を検知可能であることを特徴とする。Furthermore, in the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention,
The polarization direction detection means is capable of detecting the intensity of ultraviolet light emitted from the deflected light irradiation means.
さらに本発明に係る光配向照射装置において、
前記走査手段は、リニアモーターを使用して前記ステージを移動させることを特徴とする。Furthermore, in the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention,
The scanning unit moves the stage using a linear motor.
さらに本発明に係る光配向照射装置は、
前記偏光方向検知手段によって検知された紫外線の偏光方向に基づいて、告知を行う告知手段を備えたことを特徴とする。Furthermore, the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention is
It is characterized by comprising notification means for making a notification based on the polarization direction of the ultraviolet light detected by the polarization direction detection means.
さらに本発明に係る光配向照射装置は、
前記ステージもしくは前記偏向光照射手段を回転させる回転部を備え、
前記偏光方向検知手段によって検知された前記単位偏光子毎の偏光方向に基づいて、前記回転部を回転させる制御手段を備えたことを特徴とする。Furthermore, the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention is
A rotation unit for rotating the stage or the deflected light irradiation means;
Control means for rotating the rotating unit based on the polarization direction of each unit polarizer detected by the polarization direction detecting means is provided.
さらに本発明に係る光配向照射装置は、
前記単位偏光子を回転させる偏光子回転部を備え、
前記偏光方向検知手段によって検知された前記単位偏光子毎の偏光方向に基づいて、前記偏光子回転部を回転させる制御手段を備えたことを特徴とする。Furthermore, the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention is
A polarizer rotating unit for rotating the unit polarizer;
Control means for rotating the polarizer rotating unit based on the polarization direction of each unit polarizer detected by the polarization direction detecting means is provided.
さらに本発明に係る光配向照射装置において、
前記偏光方向検知手段は、前記走査手段における複数の走査位置において、前記偏光手段から出射された紫外線の偏光方向を検知可能とすることを特徴とするFurthermore, in the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention,
The polarization direction detection means can detect the polarization direction of ultraviolet light emitted from the polarization means at a plurality of scanning positions in the scanning means.
さらに本発明に係る光配向照射装置は、
前記ステージもしくは前記偏向光照射手段を回転させる回転部を備え、
前記基板に対して紫外線を走査する際、前記偏光方向検知手段によって検知された複数の走査位置での紫外線の偏光方向に基づいて、前記回転部を回転させる制御手段を備えたことを特徴とするFurthermore, the photo-alignment irradiation apparatus according to the present invention is
A rotation unit for rotating the stage or the deflected light irradiation means;
When the substrate is scanned with ultraviolet rays, the substrate comprises control means for rotating the rotating unit based on the polarization directions of ultraviolet rays at a plurality of scanning positions detected by the polarization direction detection means.
また本明細書では、下記に記載する第2の光配向照射装置を開示する。
偏光光照射手段と、ステージと、走査手段と、偏光方向検知手段を備え、
前記偏光光照射手段は、紫外線照射手段と、偏光手段を備え、
前記偏光手段は、前記紫外線照射手段から出射される紫外線を偏光させ、
前記ステージは、配向膜が表面に形成された基板を載置可能とし、
前記走査手段は、前記ステージもしくは前記偏光光照射手段の少なくとも一方を移動させることで、前記ステージに載置された前記基板に対して、前記偏光光照射手段からの紫外線を所定の走査方向に走査し、
前記偏光方向検知手段は、前記走査手段における複数の走査位置において、前記偏光手段から出射された紫外線の偏光方向を検知可能とすることを特徴とする
光配向照射装置。Moreover, in this specification, the 2nd photo-alignment irradiation apparatus described below is disclosed.
A polarized light irradiation means, a stage, a scanning means, and a polarization direction detection means;
The polarized light irradiation means comprises an ultraviolet irradiation means and a polarization means,
The polarizing means polarizes ultraviolet rays emitted from the ultraviolet irradiation means,
The stage is capable of placing a substrate on which an alignment film is formed,
The scanning unit moves at least one of the stage and the polarized light irradiation unit to scan the substrate placed on the stage with ultraviolet rays from the polarized light irradiation unit in a predetermined scanning direction. And
The light orientation irradiation apparatus, wherein the polarization direction detection unit is capable of detecting the polarization direction of ultraviolet light emitted from the polarization unit at a plurality of scanning positions in the scanning unit.
さらに前記第2の光配向照射装置において、
前記偏光手段は、隣接方向に隣接して配置された複数の単位偏光子を備え、
前記偏光方向検知手段は、前記走査手段における複数の走査位置において、所定の前記単位偏光子から出射された紫外線の偏光方向を検知可能とすることを特徴とする。Furthermore, in the second photo-alignment irradiation apparatus,
The polarizing means includes a plurality of unit polarizers arranged adjacent to each other in an adjacent direction,
The polarization direction detection unit can detect the polarization direction of ultraviolet rays emitted from the predetermined unit polarizer at a plurality of scanning positions in the scanning unit.
さらに前記第2の光配向照射装置の何れかは、
前記偏光方向検知手段によって検知された複数の走査位置での紫外線の偏光方向に基づいて、告知を行う告知手段を備えたことを特徴とする。Furthermore, any of the second photo-alignment irradiation devices
It is characterized by comprising notification means for making a notification based on the polarization directions of ultraviolet rays at a plurality of scanning positions detected by the polarization direction detection means.
さらに前記第2の光配向照射装置の何れかは、
前記ステージもしくは前記偏光光照射手段を回転させる回転部を備え、
前記基板に対して紫外線を走査する際、前記偏光方向検知手段によって検知された複数の走査位置での紫外線の偏光方向に基づいて、前記回転部を回転させる制御手段を備えたことを特徴とする。Furthermore, any of the second photo-alignment irradiation devices
A rotating unit for rotating the stage or the polarized light irradiation means;
When the substrate is scanned with ultraviolet rays, the substrate comprises control means for rotating the rotating unit based on the polarization directions of ultraviolet rays at a plurality of scanning positions detected by the polarization direction detection means. .
本発明の光配向照射装置によれば、複数の単位偏光子を含んで構成された偏光手段を使用する際、単位偏光子から出射された紫外線の偏光方向を単位偏光子毎に検知可能な偏光方向検知手段を設けたことで、基板に対して走査させる紫外線の偏光方向を事前に確認することが可能となる。また、検知された各単位偏光子の偏光方向に基づいて、単位偏光子の取り付けを手動、あるいは、自動で調整することで、基板に対し良好な配向特性を付与することが可能となる。 According to the photo-alignment irradiation apparatus of the present invention, when using a polarization unit configured to include a plurality of unit polarizers, the polarization that can detect the polarization direction of ultraviolet light emitted from the unit polarizer for each unit polarizer. By providing the direction detection means, it is possible to confirm in advance the polarization direction of the ultraviolet rays to be scanned with respect to the substrate. In addition, it is possible to impart good orientation characteristics to the substrate by manually or automatically adjusting the attachment of the unit polarizer based on the detected polarization direction of each unit polarizer.
また、本明細書で開示する第2の光配向照射装置によれば、走査手段における複数の走査位置において、偏光手段から出射された紫外線の偏光方向を検知可能とする偏光方向検知手段を設けたことで、走査手段でステージもしくは偏光光照射手段を移動させた際に生じる回転ずれ(軸走りと呼ばれる現象)を事前に確認することが可能となる。また、検知された偏光方向に基づいて走査手段の固定を手動、あるいは、自動で調整することで回転ずれを抑え、基板に対し良好な配向特性を付与することが可能となる。 In addition, according to the second photo-alignment irradiation device disclosed in the present specification, the polarization direction detection unit that can detect the polarization direction of the ultraviolet light emitted from the polarization unit is provided at a plurality of scanning positions in the scanning unit. Thus, it is possible to confirm in advance a rotational deviation (a phenomenon called axial running) that occurs when the scanning unit moves the stage or the polarized light irradiation unit. Further, by adjusting the fixation of the scanning means manually or automatically based on the detected polarization direction, it is possible to suppress rotational deviation and to impart good alignment characteristics to the substrate.
図1は、本発明の実施形態に係る光配向照射装置の構成を示す図である。本実施形態の光配向照射装置1は、偏光光照射手段2、走査手段を主な構成要素として有する。偏光光照射手段2は、基板9の表面に形成された配向膜に対して紫外線のビームを照射することで、配向膜に配向特性を付与する手段であって、本実施形態では、反射鏡21a、紫外線照射光源21bを有する紫外線照射手段21と、偏光手段3を備えて構成されている。なお、本実施形態では、照射光として紫外線を使用しているが、他の波長帯の照射光を使用することとしてもよい。その場合、使用する波長帯に応じた照射光源が用いられる。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a photo-alignment irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention. The photo-
図2には、本発明の実施形態に係る光配向照射装置の側断面図が、図3には本発明の実施形態に係る光配向照射装置の上面図が示されている。走査手段は、ステージ4を所定の移動方向(図ではY軸方向)に移動させることで、偏光光照射手段2から照射されるビームを基板9上に走査させる手段である。本実施形態の走査手段は、ステージ4、可動台55、ボールネジ52、LMガイド51、回転部54を有して構成されている。可動台55は、回転部54を介してステージ4と機械的に結合されている。また、可動台55は、LMガイド51にて走査方向に移動可能とされている。このLMガイド51は、LMレール51a、51b上を、LMブロック51c、51dが摺動可能とされている。LMブロック51c、51dには可動台55が固定されている。本実施形態では、図3に示すように2本のLMガイド51a、51bによって可動台55を移動可能としている。 FIG. 2 is a side sectional view of the photo-alignment irradiation apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a top view of the photo-alignment irradiation apparatus according to the embodiment of the present invention. The scanning unit is a unit that scans the beam irradiated from the polarized
可動台55には、ボールネジ52に対応したネジ穴が切られている。このネジ穴にボールネジ52を通し、ボールネジ52を回転させることで、ボールネジ52の回転を走査方向に対する可動台55の移動に変換している。また、可動台55には、上面に回転部54が設けられている。この回転部54は、図に示されるXY平面内における回転を実行可能としており、偏光光照射手段2にて照射される偏光光の偏光方向の調整、そして、走査手段による各走査位置での回転ずれ(「軸走り」と呼ばれる現象)の補正などに使用される。 A screw hole corresponding to the
走査手段としては、本実施形態のようにLMガイド51、ボールネジ52を使用する以外に、リニアモーターを使用してステージ4を移動させることとしてもよい。リニアモーターを使用することで、迅速に、かつ、機械的な振動を抑制した状態でステージを移動させることが可能となる。また、ステージ4を移動させる以外に、偏光光照射手段2を移動させる、あるいは、ステージ4と偏光光照射手段2の両方を移動させることで、偏光光照射手段2から照射される偏光紫外線Bを基板9に走査することとしてもよい。 As the scanning means, in addition to using the LM guide 51 and the
本実施形態では偏光手段3からの偏光紫外線Bを基板9に直接照射しているが、偏光手段3と基板9の間に照射領域をスリット状に制限する遮蔽マスクを設けることとしてもよい。遮蔽マスクを設けることで、照射領域を制限し、有効な照射光のみを基板9に露光させることが可能となり、配向性能の向上を図ることが可能となる。 In the present embodiment, the polarized ultraviolet light B from the
ステージ4には、露光対象となる基板9が設置される。本実施形態では、基板9の走査方向が、液晶表示装置としての利用時における縦方向または横方向となるように設置される。露光対象となる基板9の表面には、ポリイミドなどの光反応性高分子からなる高分子が膜状に形成されている。この配向膜上に偏光紫外線を照射して高分子膜を変性せしめ、図示されていない以降の工程で高分子膜上に液晶分子を塗布すると、液晶分子が高分子膜から作用を受け特定の方向に整列(配向)する。本来は、この配向特性を有する高分子膜を配向膜と称するが、一般に配向特性を付与する以前の高分子膜も配向膜と称しており、本明細書においても配向特性を付与する以前の高分子膜も含めて配向膜と称する。 On the
偏光光照射手段2は、紫外線照射光源21b、反射鏡21aを含む紫外線照射光源21と、偏光手段3を含んで構成されている。紫外線照射光源21は、図2、図3におけるX軸方向に長軸を有する線光源を使用している。紫外線照射光源21には、このような線光源のみならず点光源など各種光源を使用することも可能である。紫外線ランプなどの紫外線照射光源21bから照射された紫外線は、放物面鏡などの反射鏡21aなどで平行光もしくは部分的な平行光となるように整えられ、無偏光紫外線Aとして偏光手段3側に照射する。偏光手段3は、無偏光紫外線Aから所定方向の直線偏光成分を取り出す手段である。本実施形態では、この偏光手段3によって無偏光紫外線Aから所定方向に偏光した偏光紫外線Bが取り出され、基板9への入射光となる。 The polarized light irradiation means 2 includes an ultraviolet
図5には、本発明の実施形態に係る偏光手段の構成が示されている。図5は、偏光手段3を下方、すなわち、図1〜図3に示されるZ軸の正の方向から眺めた図となっている。本実施形態の偏光手段3は、隣接方向33に沿って隣接配置された複数の単位偏光子31a〜31fを有して構成されている。単位偏光子31a〜31fは、誘電多層膜を使用したブリュースター偏光子やワイヤーグリッド偏光子にて構成される。このような単位偏光子31a〜31fは、石英などを成分として構成された光学素子(偏光子)であり、本実施形態では矩形状のものを使用している。図1に示すように、基板9に照射領域を形成する際、基板9にムラ無く偏光紫外線を照射するには、基板9の一辺から対向する他辺にわたる長さの偏光手段3が必要とされる。現在、50インチ以上の大型の液晶表示装置にて使用される基板9においては、十分な長さを有する偏光手段3が求められている。大判の偏光子の製造は困難であるとともに、現状、その価格は高価なものとなっている。本実施形態では、図5に示されるように小判の単位偏光子31a〜31fを、隣接方向33に隣接させて使用することで、光配向照射装置のコストを抑えることが可能となる。 FIG. 5 shows the configuration of the polarizing means according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view of the polarization means 3 as viewed from below, that is, from the positive direction of the Z axis shown in FIGS. The polarizing means 3 of the present embodiment is configured to include a plurality of
これら単位偏光子31a〜31fは、固定部32によって所定の偏光成分を出射する方向に固定されている。このように複数の単位偏光子31a〜31fを隣接させた偏光手段3を用いることで、50インチ以上の大型の基板9を使用した場合においても、十分な長さの偏光手段3を実現することが可能となっている。 These unit polarizers 31 a to 31 f are fixed in a direction in which a predetermined polarization component is emitted by a fixing
偏光手段3には、このような矩形状の単位偏光子31a〜31fを用いる形態の他、各種形態を採用することが可能である。図5に示される矩形状の単位偏光子31a〜31fを隣接させて使用すると共に、各単位偏光子31a〜31fの隣接面34が走査方向と平行な場合、隣接面34におけるつなぎ目が、出射する偏光紫外線にムラを生じさせる場合がある。そのため、図6に示されるような偏光手段3の構成を取ることが考えられる。図6の構成では、各単位偏光子31a〜31fが、走査方向に対して傾斜した辺を有する平行四辺形形状となっている。このような形状を採用することで、隣接する単位偏光子31a〜31f間の隣接面34を走査方向に対して傾斜させ、隣接面34から照射される偏光紫外線を重複させることで、つなぎ目の影響の抑制が図られている。 Various forms can be adopted for the
しかしながら、図6のような平行四辺形形状の単位偏光子31a〜31fを精度良く製造することは困難であると共に、コスト高となってしまう。また、鋭角となっている部分は壊れやすいため取り扱いも困難となる。図7には、図6と同様、隣接面34を走査方向に対して傾斜させた構成となっている。この実施形態では、図5と同様、矩形状の単位偏光子31a〜31fが使用されている。ただし、固定部32に対する固定方向の点において異なっている。すなわち、矩形状の単位偏光子31a〜31fを、走査方向に対して傾斜するように固定部32に固定することで、図6と同様、走査方向に対して傾斜した隣接面34が形成されている。その際、偏光紫外線の出射領域が不均衡とならないように、図に示すように固定部32に矩形状のスリットを設ける等、不要な領域を遮蔽する遮蔽マスクを設けることが好ましい。このような形態によれば、各単位偏光子31a〜31fの使用割合は減少するものの、つなぎ目の影響を抑制すると共に、単位偏光子31a〜31fの製造、並びに、取り扱いを容易にすることが可能となる。 However, it is difficult to accurately manufacture the parallelogram shaped
図4には、この偏光手段3による紫外線照射の状況が模式的に示されている。紫外線照射光源21から出射された平行、あるいは、部分的に平行な無偏光紫外線Aは、各単位偏光子31a〜31fを透過することで、各単位偏光子31a〜31f毎に設定されている偏光方向に偏光され、偏光紫外線Ba〜Bfに変換される。各偏光紫外線Ba〜Bfは、基板9上に入射して配向膜を配向させる。図4の照射領域には、各偏光紫外線Ba〜Bfの偏光方向が矢印で模式的に示されている。偏光手段3を1つの偏光子で構成した場合、照射される偏光紫外線の偏光方向は、照射領域中において全て同方向となる。しかしながら、本実施形態のように複数の単位偏光子31a〜31fで構成した場合、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向を一致させておかないと、基板9を液晶表示装置として使用した際、映像ムラとして観察される。 FIG. 4 schematically shows the situation of ultraviolet irradiation by the
このような液晶表示装置における映像ムラ発生を抑制するため、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向が所定の方向に向いているか、また、各単位偏光子31a〜31f間の偏光方向の誤差が所定角度以内に収まっているかを確認する必要がある。そのため、本実施形態の光配向照射装置では、各単位偏光子31a〜31fから出射された偏光紫外線の偏光方向を検知する偏光方向検知手段を設けることとしている。 In order to suppress the occurrence of image unevenness in such a liquid crystal display device, the polarization direction of each of the
この偏光方向検知手段は、1乃至複数の偏光センサー6を使用して構成することが可能である。本実施形態では、ステージ4上に各単位偏光子31a〜31fに対応した複数の偏光センサー6a〜6fを用いることとしている。図2に示した光配向照射装置1の側断面図、図3に示した上面図には、この複数の偏光センサー6a〜6fの配置の様子が示されている。図2に示されるように偏光センサー6は、検出面を上向きにしてステージ4の面から突出しないようステージ4内に埋め込まれている。これは、ステージ4に基板9を載置する際、偏光センサー6が突出することによる載置阻害を防止するためである。基板9を照射した際の偏光方向を検出できるよう、偏光センサー6の検出面は、基板9の配向膜付近に位置させることが好ましいが、その場合、偏光センサー6は、ステージ4の面から突出させることとなる。このような場合、偏光方向を検出する場合のみ、偏光センサー6を取り付ける、あるいは、駆動機構を用いて偏光センサー6をステージから突出させるなどすることとしてもよい。 This polarization direction detection means can be configured using one or
図3の上面図には、各偏光センサー6a〜6fと、各単位偏光子31a〜31fの位置関係が見て取れる。図では、位置関係を確認しやすいよう、偏光センサー6a〜6fと単位偏光子31a〜31fがずれた位置で示しているが、偏光方向を確認する際には、走査手段によって、単位偏光子31a〜31fからの偏光紫外線Bが、それぞれに対応した偏光センサー6a〜6fに入射する位置に移動される。各単位偏光子31a〜31fから出射された偏光紫外線Ba〜Bfは、偏光センサー6a〜6fに入射することで、その偏光方向が確認される。 In the top view of FIG. 3, the positional relationship between each of the
図8には、偏光センサー6の構成が示されている。本実施形態で使用する偏光センサー6は、入射光の偏光方向のみならず、入射光のp波とs波の比である消光比(偏光比ともいう)、そして、入射光の強度を検出可能としている。偏光センサー6は、プリズム61、光量センサー62、駆動部63、駆動力伝達部64、センサー制御部65を備えて構成されている。プリズム61には、グランテーラプリズム、グラントムソンプリズムなど所定方向の偏光成分を透過する光学素子が使用される。光量センサー62は、プリズム61の透過光の光量を光量信号として出力する。駆動部63は、ステッピングモーターなどを用いることができ、駆動力伝達部64を介してプリズム61を回転させる。センサー制御部65は、駆動部63によるプリズム61の回転制御を行うとともに、光量センサー62から出力された光量信号を受信する。 FIG. 8 shows the configuration of the
センサー制御部65は、駆動信号により駆動部63を駆動することで、プリズム61を回転させる。例えば、プリズム61を1周(半周でも可能)、回転させたとき最大の光量信号を出力するプリズム61の方向が入射光の偏光方向として検出される。また、消光比は、最小の光量信号Iminに対する最大の光量信号Imaxの比(Imax/Imin)によって求められる。そして、入射光の強度は、プリズム61を1周(または半周)させたときの光量信号の積分値によって算出することが可能である。 The
このように本実施形態の偏光センサー6では、入射光の偏光方向のみならず、消光比(偏光比)、強度を出力することを可能としている。基板9に照射される偏光紫外線の各位置に置いて、消光比、強度にばらつきがあると配向膜を照射処理した際の配向規制力などに影響を及ぼし、配向膜の特性が不均一となる場合がある。本実施形態では、偏光センサー6に偏光方向のみならず、消光比(偏光比)、強度を検知することを可能としたことで、別途、消光比、強度を検知するためのセンサーを設ける必要が無い。偏光センサー6によって検知された各情報はユーザーに対して告知され、問題(異常)がある場合には対処することが可能となる。 As described above, the
本実施形態のように各単位偏光子31a〜31fは、固定部32によって所定位置、並びに、偏光方向が所定方向を向くように固定されている。通常、この固定部32は金属製のフレームなどが採用され、単位偏光子31a〜31fの両端を挟むことで固定を行う。光配向照射装置1では、紫外線照射光源21から強度の紫外線を照射する必要があるため、それによって発生する熱量も大きなものとなる。したがって、発生する熱量をまともに受ける偏光手段3では温度が上昇することとなり、金属製の固定部32では熱膨張が生じる。一方、単位偏光子31a〜31fは、石英などを素材とする比較的壊れやすい光学素子であるため、固定部32で強固に固定すると熱膨張を原因として壊れてしまう恐れがある。このような条件の下、単位偏光子31a〜31fを過度な力で固定することはできず、熱膨張などを原因として、その位置ずれが発生する。 As in the present embodiment, the
走査方向に対して平行もしくは直交する方向に対する位置ずれであれば、特段問題はないが、単位偏光子31a〜31fを回転させる位置ずれは、偏光方向にずれを生じさせるため好ましくない。特に、本実施形態のように複数の単位偏光子31a〜31f間の偏光方向のずれは、液晶表示装置として利用した際の映像品質に関わることとなる。したがって、本実施形態の光配向照射装置では、偏光方向確認処理を実行することで、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向の確認を行うこととしている。また、本実施形態の偏光方向確認処理では、確認した偏光方向に基づいて、回転部54を回転させ偏光方向が適正となる補正処理も行うこととしている。 There is no particular problem as long as the positional deviation is parallel to or perpendicular to the scanning direction, but the positional deviation that rotates the
図9は、本発明の実施形態に係る光配向照射装置の制御構成を示すブロック図であり、図10は、本発明の実施形態に係る偏光方向確認処理を示すフロー図である。本実施形態の光配向照射装置は、その制御手段として、図9に示されるように制御部81、ボールネジ駆動部82を有して構成されている。制御部81には、ユーザーに対する各種情報のやりとりを行うための表示部83、入力部84が接続されている。また、制御部81は、回転部54、紫外線照射光源21b、センサー制御部65と接続されており、これら各種構成を制御することを可能としている。 FIG. 9 is a block diagram showing a control configuration of the photo-alignment irradiation apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a flowchart showing a polarization direction confirmation process according to the embodiment of the present invention. The photo-alignment irradiation apparatus according to the present embodiment includes a
偏光方向確認処理は、各単位偏光子31a〜31fから出射される偏光紫外線Ba〜Bfの偏光方向光を確認するための処理である。この偏光方向確認処理は、ステージ4に基板9を載置する前の状態で実行される。図10のフロー図に示されるように、偏光方向確認処理が開始されると、まず、各単位偏光子31a〜31fから出射される偏光紫外線が対応する偏光センサー6a〜6fを照射可能な位置にステージ4を移動する(S101)。本実施形態では、制御部81がボールネジ駆動部82によってボールネジ52を回転させることでステージ4の移動が行われる。次に制御部81は紫外線照射光源21bを点灯させ、各偏光センサー6a〜6fに偏光紫外線を入射させる(S102)。 The polarization direction confirmation process is a process for confirming the polarization direction light of the polarized ultraviolet rays Ba to Bf emitted from the
本実施形態では、各単位偏光子31a〜31fに対応した複数の偏光センサー6a〜6fが設けられているため、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向が同時に取得される(S103)。取得した各偏光センサー6aから6fの偏光方向は、制御部81内の記憶手段に記憶される(S105)。本実施形態では、このように記憶した各偏光方向に基づいて告知(結果表示)処理(S106)が実行される。簡易的な告知処理では、各偏光方向を表示部83に表示させることとが考えられる。あるいは、各偏光方向での異常を検出し、異常を検出した偏光センサー6a〜6f、あるいは、それに対応する単位偏光子31a〜31fに関する各種情報を表示部83に表示することとしてもよい。偏光方向の異常としては、以下に示すような場合が考えられる。(1)所定方向に対する偏光方向のずれ、(2)偏光方向の最大角と最小角の差、(3)隣接する単位偏光子31a〜31f間での偏光方向のずれ、などである。 In this embodiment, since the
(1)所定方向に対する偏光方向のずれ
これは、設計段階で予め基板9に対して設定されている偏光方向からのずれによって異常を判定する形態である。各偏光センサー6a〜6fが検知した偏光方向が、設定されている偏光方向から閾値以上ずれた場合、ずれの生じた偏光センサー6a〜6fが告知される。(1) Polarization direction deviation with respect to a predetermined direction This is a form in which an abnormality is determined based on a deviation from the polarization direction preset with respect to the substrate 9 at the design stage. When the polarization direction detected by each of the
(2)偏光方向の最大角と最小角の差
これは、各偏光センサー6a〜6fが検知した最大の偏光方向の角度(最大角)と最小の偏光方向の角度(最小角)の差が閾値以上である場合、異常として判定する形態である。各偏光センサー6a〜6fの偏光方向が同方向に揃って回転した場合には、映像形成において問題とならない場合がある。本形態は、そのような場合を考慮した判定形態であって、基板9に対して定められている偏光方向を考慮せず、偏光方向間の最大差が閾値以上であった場合、異常として判定する。告知処理では、最大角、最小角を検知した偏光センサー6a〜6f、並びに、その差などを告知することが考えられる。(2) Difference between the maximum angle and the minimum angle of the polarization direction The difference between the maximum polarization direction angle (maximum angle) and the minimum polarization direction angle (minimum angle) detected by each of the
(3)隣接する単位偏光子31a〜31f間での偏光方向のずれ
これは、隣接する単位偏光子31a〜31f間での偏光方向でのずれが閾値以上であれば、異常として判定する形態である。隣接した単位偏光子31a〜31f間で、偏光方向にずれが生じた場合、映像ムラとして目立ちやすくなってしまう。そのため、本形態では、隣接した単位偏光子31a〜31f間での偏光方向に閾値を設け、閾値を超えた場合に異常として判定している。したがって、本形態では、単位偏光子31a〜31f間で緩やかに変位する偏光方向のずれは許容される。告知処理では、閾値を超えた偏光センサー6a〜6f、並びに、その差などを告知することが考えられる。(3) Polarization direction deviation between
偏光方向の異常検知の条件としては、上述した(1)〜(3)を複数使用することとしてもよい。また、各偏光センサー6aから6fによって検知した各単位偏光子31a〜31f毎の偏光方向に基づいて行うものであれば、上述する形態に限らず各種形態を採用することができる。検知された異常が告知される(S106)ことで、光配向照射装置をメンテナンスするユーザーは、異常の生じた単位偏光子31a〜31fの偏光方向の調整を行うことが可能となる。具体的には、単位偏光子31a〜31fの取り付けの調整を行い、再度、偏光方向確認処理を実行することで偏光方向の適正化が行われる。 As a condition for detecting an abnormality in the polarization direction, a plurality of (1) to (3) described above may be used. Moreover, as long as it performs based on the polarization direction of each
さらに本実施形態の制御部81は、ステージ4を回転させる回転部54を制御することで、偏光方向の最適化を行うことを可能としている。S107では、S106で告知されたずれが修正する必要のあるずれか否かが判定される。修正する必要のないずれの場合、すなわち偏光方向が許容範囲内である(S107:No)場合には、偏光方向確認処理を終了する。一方、修正する必要のあるずれ(S107:Yes)の場合、回転部54の回転により修正可能なずれであるか否かが判定される。修正不可能なずれである場合(S108:No)には、ずれ修正不能の旨を告知(S111)した上で、偏光方向確認処理を終了する。修正可能なずれである場合(S108:Yes)には、ずれを解消するための代表角が算出され(S109)、回転部54を、算出した代表角に回転させる。 Furthermore, the
図11、図12には、本発明の実施形態に係る偏光方向確認処理における回転部54の制御を説明する図が示されている。図11は、偏光センサー6a〜6fによる各単位偏光子31a〜31fの偏光方向検出時の様子が示されている。図では、各偏光方向A〜Fが示されているが、ここでは分かりやすいように偏光方向を誇張して図示している。図中、偏光方向Aと偏光方向Fが偏光方向の角度差が最も大きい状態となっている。また、本実施形態では、ステージ4は初期状態、すなわち、走査方向に対してほぼ並行にその長辺を向けた状態とされている。 11 and 12 are diagrams for explaining the control of the
本実施形態では、この最も角度差の大きい偏光方向Aと偏光方向Fを用いて代表角、すなわち、回転部54によるステージ4の回転角を算出することとしている。図12には、ステージ4を回転させたときの様子が示されている。図では回転部54によってステージ4を、図2に示す可動台55に対して角度θだけ回転させた様子が示されている。代表角にしたがって回転されたステージ4では、全ての単位偏光子31a〜31fの偏光方向がずれの許容範囲に収められる。 In the present embodiment, the representative angle, that is, the rotation angle of the
図13には、この代表角の算出方法の一例が示されている。図11に示される例では、各偏光センサー6a〜6f中、偏光センサー6aの偏光方向Aと、偏光センサー6fの偏光方向Fの角度差が最大となっている。ここでは、偏光センサー6aの偏光方向Aを最大角、偏光センサー6fの偏光方向fを最小角と命名し、代表角を最大角と最小角の中間となるように算出している。可動台55は算出された代表角にしたがって角度θだけ回転される。このような代表角によって回転部54を回転させることで、各偏光方向のばらつきを所定範囲内に抑えることが可能となる。 FIG. 13 shows an example of a method for calculating the representative angle. In the example shown in FIG. 11, the angle difference between the polarization direction A of the
このように偏光方向確認処理を実行することで、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向を適正範囲内に調整される。本実施形態の回転部54は、ステージ4を回転させる形態であるが、図2に示される偏光光照射手段2をXY平面内で回転させる回転部を使用することによって偏光方向の適正化を図ることも可能である。さらに偏光方向の適正化は、ステージ54と偏光光照射手段2を回転させる2つの回転部を協働させることで行うことも可能である。 By executing the polarization direction confirmation process in this way, the polarization directions of the
本実施形態では、回転部54の回転を利用して偏光方向の適正化を図ることとしたが、この適正化は全て手動、すなわち、単位偏光子31a〜31fを手動で位置調整することで行うこととしてもよい。適正な偏光方向に調整された光配向照射装置にて光配向処理を実行することで、基板9を良好な露光状態で配向させ、液晶表示装置として使用されたときの映像の高品質化を図ることが可能となる。 In the present embodiment, the polarization direction is optimized by using the rotation of the rotating
偏光センサー6の配置には他の形態を採用することも可能である。図14には、本発明の他の実施形態に係る光配向照射装置の上面図が示されている。この実施形態においては、ステージ4外に偏光センサー6a〜6fを配置している。偏光センサー6a〜6fは、センサー載置台66上に設置されている。このセンサー載置台66は、走査手段によるステージ4の移動を阻害しない位置に配置される。本実施形態では、偏光手段3、紫外線照射光源21を含む偏光光照射手段2をセンサー載置台66上に移動させる移動部を有している。偏光方向確認処理では、図15に示されるように、移動部によって、偏光光照射手段2をセンサー載置台66上に移動させることで、各単位偏光子31a〜31fから出射される偏光紫外線Bを、偏光センサー6a〜6fにて受光させる。 Other forms may be adopted for the arrangement of the
本実施形態では、このように偏光センサー6a〜6fをステージ4の外に設置したことで、ステージ4内に偏光センサー6a〜6fを配置する必要が無い。偏光センサー6a〜6fには信号を送受信するための配線が必要とされるが、前述の実施形態のようにステージ4内に偏光センサー6a〜6fを設置した場合には、ステージ4の移動により配線が疲弊して断線などを引き起こす可能性がある。本実施形態では可動部の無いステージ4外に偏光センサー6a〜6fを設置することで、断線などの障害の発生を抑えるとともに、その設置についても容易に行うことを可能としている。また、ステージ4に基板9を設置した状態であっても、偏光方向確認処理を実行することが可能となる。なお、走査手段が偏光光照射手段2を移動させることで、偏光紫外線の走査を行う場合には、センサー載置台66上への偏光光照射手段2の移動を、走査手段で行う(兼用する)ことが可能となる。 In the present embodiment, since the
また前述の実施形態では、各単位偏光子31a〜31fに対応した複数の偏光センサー6a〜6fを用いることとしたが、偏光センサー6を移動させることで、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向を検知することも可能である。図16〜図18は、偏光センサー6を移動させたことを特徴とする実施形態であって、図16は、本実施形態の光配向照射装置の上面図であり、図17は、本実施形態の光配向照射装置の制御構成を示すブロック図であり、図18は、本実施形態の偏光方向確認処理を示すフロー図である。 In the above-described embodiment, the plurality of
図16の上面図に示されるように、本実施形態では1つの偏光センサー6を有して構成されている。この偏光センサー6は、ステージ4にスリット状に設けられた可動範囲内を移動可能としている。図17の制御構成に示されるように、偏光センサー6は、センサー制御部65によって、スリット状の可動範囲内を自在に移動可能としている。本実施形態では、位置a〜位置fに移動することで、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向が検知される。 As shown in the top view of FIG. 16, this embodiment includes one
図18の偏光方向確認処理では、まず、偏光センサー6の上方に単位偏光子31aが位置するように走査手段にてステージ4を移動させる(S201)。次に制御部81は、偏光センサー6に偏光紫外線を入射するように紫外線照射光源21bを点灯させる(S202)。制御部81は、変数nを初期値である1に設定した(S203)後、偏光センサー6を1番目の単位偏光子31aの検知位置である位置aに移動させる(S204)。制御部81は、移動した位置での偏光センサー6の偏光方向を取得(S205)した後、当該偏光方向を取得位置aあるいは単位偏光子31aに対応付けて記憶する(S206)。S207では、次の偏光方向の検知のため、変数nに1加算した後、S204〜S206を実行する。n=N(図16の例ではN=6)になるまで、S204〜S206を繰り返して実行することで、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向が取得、記憶される。 In the polarization direction confirmation processing of FIG. 18, first, the
S209以降では、記憶した各単位偏光子31a〜31fの偏光方向に基づいて、告知処理、回転部54の回転による偏光方向の補正が実行される。これら処理(S209〜S214)は、図10のフロー図中、S106〜S111と同じ処理であるため、ここでの説明は省略する。 After S209, based on the stored polarization direction of each of the
前述した実施形態における偏光方向確認処理では、代表角に基づいて回転部54を回転させることで、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向のずれを許容範囲内に収めることとしているが、偏光方向のずれの修正は、他の手段によって行うことも考えられる。図19は、他の実施形態に係る偏光方向確認処理における動作を説明するための光配向照射装置の上面図である。 In the polarization direction confirmation processing in the above-described embodiment, the
本実施形態では、各単位偏光子31a〜31f毎に、固定部32に対して単位偏光子31a〜31fを回転させる偏光子回転部(図示せず)が設けられている。この偏光子回転部は、単位偏光子31a〜31fを個別に回転させることで、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向を個別に調整することを可能としている。偏光方向確認処理で検知された各単位偏光子31a〜31fの偏光方向に基づいて、この偏光子回転部を回転させ、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向を調整することで、偏光方向の適正化を図ることが可能となる。 In the present embodiment, a polarizer rotating unit (not shown) that rotates the
以上、本実施形態では、単位偏光子から出射された偏光紫外線の偏光方向Bを、単位偏光子31a〜31f毎に検知可能な偏光方向検知手段を設けたことにより、複数の単位偏光子31a〜31fで構成された偏光手段3を用いた場合においても、偏光方向を適切に調整することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, by providing the polarization direction detection means capable of detecting the polarization direction B of the polarized ultraviolet light emitted from the unit polarizer for each of the
このような偏光センサー6は、単位偏光子31a〜31f毎の偏光方向の検知のみならず、走査手段における各走査位置での回転ずれ(「軸走り」と呼ばれる現象)の検知に対しても使用することが可能である。本実施形態の走査手段には、直進精度に優れたLMガイドが使用されているため、LMガイド自体で発生する回転ずれは殆ど生じることはない。LMガイド中、LMレール51a、bは、光配向照射装置の設置箇所に固定されると共に、LMブロック51c、dは、可動台55に固定されて使用される。各走査位置での回転ずれは、このような走査手段の固定の際に発生することとなる。このような回転ずれは、紫外線照射光源21bにて発生する熱、そして、周囲の気温変化など各種の周囲環境によって変化することが予想される。 Such a
本実施形態では、このような各走査位置での回転ずれを、偏光センサー6を使用して検知することとしている。図20には、走査手段の軸走りを検知するための光配向照射装置の側断面図が示されている。また、図21には、光配向照射装置の上面図が示されている。これらの図を見て分かるように、本実施形態の光配向照射装置では、複数の偏光センサー6s〜6xが、ステージ4上、走査手段によるステージ4の移動方向に沿って配置されている。本実施形態のように偏光手段3が複数の単位偏光子31a〜31fで構成されている場合、各偏光センサー6s〜6xは、1つの単位偏光子31fからの偏光紫外線Bを受光する位置に配置することが必要とされる。これは各単位偏光子31a〜31f間において偏光方向にずれを生じている可能性があるからである。なお、偏光手段3が1つの偏光子で構成されている形態においては、ステージ4上、偏光紫外線Bを受光可能な適宜複数の走査位置にて偏光方向を検知することで、各走査位置での回転ずれを検知することが可能である。 In the present embodiment, such a rotational shift at each scanning position is detected using the
また、各偏光センサー6s〜6xは、ステージ4の基板設置領域9a内に、埋め込まれて設置されている。前述した実施形態と同様、この各偏光方向は、基板9が設置されたときの受光面の位置で検知することが好ましい。そのため、走査手段の軸走りを確認する際、各偏光センサー6s〜6xを設置する、あるいは、各偏光センサー6s〜6xの受光面を突出させる機構を設けることとしてもよい。 The
本実施形態では、図21に示されるように、走査手段によるステージ4の移動方向に沿って、6つの偏光センサー6s〜6xが等間隔で設置されている。図21には各偏光センサー6s〜6xが検知した偏光方向S〜Xが矢印で示されている。この場合も、理解を容易にするため、各偏光方向S〜Xは、その偏光方向を誇張して記載している。実際には、回転ずれの角度角度は、0.1°以下の視認することが困難なごく僅かな角度である。 In the present embodiment, as shown in FIG. 21, six
図22には、軸走り確認処理を実行するための光配向照射装置の制御構成が示されている。この制御構成は、図9で説明した制御構成と、偏光センサー6s〜6xの配置において異なった構成となっている。光配向照射装置は、その制御構成として、図22に示されるように制御部81、ボールネジ駆動部82を有して構成されている。制御部81には、ユーザーに対する各種情報のやりとりを行うための表示部83、入力部84が接続されている。また、制御部81は、回転部54、紫外線照射光源21b、センサー制御部65と接続されており、これら各種構成を制御することを可能としている。 FIG. 22 shows a control configuration of the optical alignment irradiation apparatus for executing the axial running confirmation process. This control configuration is different from the control configuration described in FIG. 9 in the arrangement of the
図23には、図20、図21の光配向照射装置の構成における軸走り確認処理のフロー図が示されている。この軸走り確認処理は、走査手段にてステージ4を移動させたとき、ステージ4の各移動位置における偏光方向を検知することで、各走査位置でのステージ4の回転ずれを検知する処理である。本実施形態の軸走り確認処理は、ステージ4に基板9を載置する前の状態で実行される。軸走り確認処理が開始されると、まず紫外線照射光源21bが点灯される(S301)。制御部81は、変数mを初期値である1に設定した(S302)後、走査手段を駆動(この場合、ボールネジ駆動部82を駆動)して、単位偏光子31fから出射される偏光紫外線Bが偏光センサー6sで受光可能な位置にステージ4を移動させる(S303)。ステージの移動後、変数m=1に対応する偏光センサー6sが出力する偏光方向を取得し(S304)、ステージ4の移動位置(走査位置)と取得した偏光方向を対応付けて記憶する(S305)。 FIG. 23 shows a flowchart of the axial running confirmation process in the configuration of the photo-alignment irradiation apparatus of FIGS. This axial running confirmation process is a process for detecting the rotational deviation of the
S303〜305の処理を繰り返し実行することで、走査手段における各走査位置での回転ずれが、偏光方向として検知される。図21には、各偏光センサー6s〜6xで検知した偏光方向S〜Xが示されている。S308では、各偏光センサー6s〜6xで検知された偏光方向に基づいて、告知(結果表示)処理が実行される。この告知処理は、簡易には、各偏光センサー6s〜6xの偏光方向を数値的、あるいはグラフィカルに表示部83に表示することが考えられる。あるいは、偏光方向、すなわち、各走査位置での回転ずれが許容される範囲を超えた場合、表示部83において警告を表示することとしてもよい。警告を確認したユーザーは、LMガイドの取り付けなどを調整することで、各走査位置におけるステージ4の回転ずれを所定範囲に収めることが可能となる。 By repeatedly executing the processes of S303 to S305, the rotational deviation at each scanning position in the scanning unit is detected as the polarization direction. FIG. 21 shows the polarization directions S to X detected by the
また、取得した各走査位置での偏光方向は、実際にステージ4に基板9を載置して、基板9上の配向膜を配向させる光配向処理において使用することが可能である。図24には、この取得した偏光方向を利用した光配向処理のフロー図が示されている。この光配向処理では、取得した各走査位置での偏光方向に基づいて、回転部54を回転させ、各走査位置での偏光方向の適正化を図ることとしている。光配向処理が開始されると、軸走り確認処理で記憶させた走査位置と偏光方向が読み出される(S401)。読み出された各走査位置での偏光方向に基づいて、各走査位置での回転部54の回転角が算出される(S402)。 Further, the obtained polarization direction at each scanning position can be used in a photo-alignment process in which the substrate 9 is actually placed on the
図21には、各偏光センサー6s〜6xで検知した偏光方向がグラフで示されている。各偏光方向S〜Xは、適正な偏光方向(0の位置)に対して回転ずれを生じた状態となっている。本実施形態のように、走査位置が離散的である場合、走査位置間の偏光方向は、補完することで推定することが可能である。グラフ中の実線は、実測された偏光方向に基づいて推定された偏光方向を示している。本実施形態では、この実線で示される各走査位置での偏光方向に基づいて回転部54の回転角度を算出する(S402)。具体的には、制御部81は、走査手段にてステージ4を移動させる際、各走査位置で発生した回転ずれを打ち消すような回転部54の回転角度を算出する。なお、本実施形態では、偏光方向を補完した後、回転部54の回転角度を算出しているが、実測した偏光方向に基づいて、回転部54の角度を算出した後、回転角度を補完することとしてもよい。 In FIG. 21, the polarization direction detected by each of the
各走査位置に対応した回転角度を算出後、紫外線照射光源21bを点灯(S403)し、走査手段にてステージ4を移動させることで、ステージ4上に設置された基板9に偏光紫外線Bを走査させる。このとき、S402で算出された回転角度に基づき、現在の走査位置に対応する回転角度を読み出して回転部54を回転させる。図21には偏光センサー6s〜6xが設置された走査位置でのステージ4の回転状態が示されている。偏光センサー6s〜6xが設置された走査位置では、偏光センサー6s〜6xで検知した偏光方向が適正な方向となるように、回転部54によってステージ4が回転される。また、偏光センサー6s〜6x間においても、補完によって求められた回転角度に基づいて、ステージ4が回転され、各走査位置において、偏光方向が適正な方向とされる。光配向処理は、走査が終了する(S406:Yes)まで実行される。 After calculating the rotation angle corresponding to each scanning position, the ultraviolet irradiation
本実施形態では、ステージ4の走査方向に沿って設けられた偏光センサー6s〜6xを使用することで、各走査位置における回転ずれの発生確認を行うことが可能となっている。さらに、光配向処理を実行する際、偏光センサー6s〜6xで検知した各走査位置での偏光方向に基づいて回転部54を回転させることで、偏光方向の適正化を図ることを可能としている。なお、偏光方向確認処理の場合と同様、図2に示される偏光光照射手段2をXY平面内で回転させる回転部を使用することでも偏光方向の適正化を図ることが可能である。さらに偏光方向の適正化は、ステージ4と偏光光照射手段2を回転させる2つの回転部を協働させることで行うことも可能である。 In the present embodiment, by using the
本実施形態の軸走り確認処理では、複数の偏光センサー6s〜6xを使用することとしたが、図16〜図18で説明した偏光方向確認処理と同様、偏光センサー6を移動させて行うことも可能である。図25には、移動可能な偏光センサー6を有する光配向照射装置1の上面図が示されている。本実施形態は、図21の実施形態と同様、単位偏光子31fから出射される偏光紫外線Bを検知することとしている。偏光センサー6は、ステージ4内に設けられたスリット状の可動範囲内を自在に移動可能としている。本実施形態では、位置s〜位置xに移動することで、単位偏光子31fの各走査位置における偏光方向が検知される。このように偏光センサー6を移動させる実施形態においては、偏光センサー6の移動間隔を細かに取ることで、回転ずれを詳細に取得することが可能である。 In the axial running confirmation process of the present embodiment, the plurality of
以上、走査手段の設置などを原因として生じる各走査位置での回転ずれ(軸走り)の確認、並びに、その対処について説明したが、複数の偏光センサー6s〜6x、あるいは、偏光センサー6を使用して偏光方向を検知することで、各走査位置におけるステージ4の回転ずれを判定することが可能となる。 As described above, the confirmation of the rotational deviation (axial running) at each scanning position caused by the installation of the scanning means and the countermeasure thereof have been described, but a plurality of
前述した各単位偏光子31a〜31fの偏光方向のずれと、この各走査位置におけるステージ4の回転ずれの判定は、偏光センサー6による偏光方向の検知という点において共通した構成を有している。そのため、偏光方向確認処理で使用する偏光センサー6と、軸走り確認処理で使用する偏光センサー6を共用することが可能である。 The aforementioned determination of the deviation of the polarization direction of each of the
図26〜図28には、偏光センサー6を共用する各種実施形態について光配向照射装置の上面図が示されている。図26の実施形態は、ちょうど図3で説明した偏光方向確認処理における偏光センサー6a〜6fの配置と、図21で説明した軸走り確認処理における偏光センサー6s〜6xの配置を併せた形態となっている。図26に示される偏光センサー6a〜6fは、各単位偏光子31a〜31fの偏光方向を確認する偏光方向確認処理に使用される。一方、偏光センサー6f、6t〜6xは、各走査位置におけるステージ4の回転ずれを確認する軸走り確認処理において使用される。このように、偏光センサー6fを、偏光方向確認処理と軸走り確認処理の両方で共用することで、使用する偏光センサー6の数を削減することが可能となっている。 26 to 28 show top views of the photo-alignment irradiation apparatus for various embodiments that share the
図27の実施形態では、偏光センサー6a〜6fを使用して偏光方向確認処理と軸走り確認処理を実行することとしている。すなわち、偏光方向確認処理を実行する際、偏光センサー6fは、他の偏光センサー6a〜6eと図中縦方向に並んだ位置sに位置する。したがって、偏光方向確認処理では、各単位偏光子31a〜31fから出射された偏光紫外線は、対応する偏光センサー6a〜6fに入射する。一方、軸走り確認処理を実行する際、偏光センサー6fは、各走査位置s〜xに移動し、各走査位置における偏光方向を検知する。このように、偏光方向確認処理に使用する偏光センサー6fを、軸走り確認処理では移動させて使用することで、偏光センサー6の数を削減することが可能となる。なお、軸走り確認処理に複数の偏光センサー6を設け、偏光方向確認処理において、何れかの偏光センサー6を移動させることとしてもよい。 In the embodiment of FIG. 27, the
図28の実施形態では、1つの偏光センサー6を移動させることで、偏光方向確認処理と軸走り確認処理を実行可能としている。偏光センサー6は、L字上の可動範囲が設けられており、偏光方向確認処理においては位置a〜位置fに移動して偏光方向を検知する。一方、軸走り確認処理においては、位置s〜位置xに移動して偏光方向を検知する。なお、位置fと位置sは同じ位置としている。このように本実施形態では1つの偏光センサー6を移動させることで、偏光方向確認処理と軸走り確認処理の両方を実現可能としている。なお、図26〜図28で実行される偏光方向確認処理と軸走り確認処理の詳細については、前述した実施形態を適用することが可能であり、ここでは詳細な説明を省略している。 In the embodiment of FIG. 28, the polarization direction confirmation process and the axial running confirmation process can be executed by moving one
なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。 Note that the present invention is not limited to these embodiments, and embodiments configured by appropriately combining the configurations of the respective embodiments also fall within the scope of the present invention.
1…光配向照射装置、2…偏光光照射手段、21a…反射鏡、21b…紫外線照射光源、3…偏光手段、31…単位偏光子、32…固定部、4…ステージ、51a、b…LMレール、51c、d…LMブロック、54…回転部、55…可動台、52…ボールネジ、6…偏光センサー、61…プリズム、62…光量センサー、63…駆動部、64…駆動力伝達部、65…センサー制御部、66…センサー載置台、67…配線、81…制御部、82…ボールネジ駆動部、83…表示部、84…入力部、9…基板、9a…基板設置領域DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記偏光光照射手段は、紫外線照射手段と、偏光手段を備え、
前記偏光手段は、隣接方向に隣接して配置された複数の単位偏光子を備え、
前記単位偏光子は、前記紫外線照射手段から出射される紫外線を偏光させ、
前記ステージは、配向膜が表面に形成された基板を載置可能とし、
前記走査手段は、前記ステージもしくは前記偏光光照射手段の少なくとも一方を移動させることで、前記ステージに載置された前記基板に対して、前記偏光光照射手段からの紫外線を所定の走査方向に走査し、
前記偏光方向検知手段は、前記単位偏光子から出射された紫外線の偏光方向を前記単位偏光子毎に検知可能とすることを特徴とする
光配向照射装置。A polarized light irradiation means, a stage, a scanning means, and a polarization direction detection means;
The polarized light irradiation means comprises an ultraviolet irradiation means and a polarization means,
The polarizing means includes a plurality of unit polarizers arranged adjacent to each other in an adjacent direction,
The unit polarizer polarizes ultraviolet rays emitted from the ultraviolet irradiation means,
The stage is capable of placing a substrate on which an alignment film is formed,
The scanning unit moves at least one of the stage and the polarized light irradiation unit to scan the substrate placed on the stage with ultraviolet rays from the polarized light irradiation unit in a predetermined scanning direction. And
The light orientation irradiation apparatus, wherein the polarization direction detection unit is capable of detecting the polarization direction of ultraviolet light emitted from the unit polarizer for each unit polarizer.
請求項1に記載の光配向照射装置。The photo-alignment irradiation apparatus according to claim 1, wherein the polarization direction detection unit is located in a region of the stage where the substrate is placed.
請求項1に記載の光配向照射装置。The photo-alignment irradiation apparatus according to claim 1, wherein the polarization direction detection unit is located outside the stage.
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の光配向照射装置。4. The photo-alignment irradiation apparatus according to claim 1, wherein the polarization direction detection unit is a plurality of polarization sensors provided at positions corresponding to the unit polarizers. 5. .
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の光配向照射装置。4. The photo-alignment irradiation apparatus according to claim 1, wherein the polarization direction detection unit is a polarization sensor that can move to a position corresponding to the unit polarizer. 5.
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の光配向照射装置。The photo-alignment irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the polarization direction detection unit is capable of detecting an extinction ratio of ultraviolet rays emitted from the polarized light irradiation unit.
請求項1から請求項6の何れか1項に記載の光配向照射装置。The photo-alignment irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the polarization direction detection unit is capable of detecting the intensity of ultraviolet light emitted from the polarized light irradiation unit.
請求項1から請求項7の何れか1項に記載の光配向照射装置。The photo-alignment irradiation apparatus according to claim 1, wherein the scanning unit moves the stage using a linear motor.
請求項1から請求項8の何れか1項に記載の光配向照射装置。The photo-alignment irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising notification means for performing notification based on a polarization direction of ultraviolet rays detected by the polarization direction detection means.
前記偏光方向検知手段によって検知された前記単位偏光子毎の偏光方向に基づいて、前記回転部を回転させる制御手段を備えたことを特徴とする
請求項1から請求項9の何れか1項に記載の光配向照射装置。A rotating unit for rotating the stage or the polarized light irradiation means;
10. The control device according to claim 1, further comprising a control unit configured to rotate the rotating unit based on a polarization direction of each unit polarizer detected by the polarization direction detection unit. The photo-alignment irradiation apparatus described.
前記偏光方向検知手段によって検知された前記単位偏光子毎の偏光方向に基づいて、前記偏光子回転部を回転させる制御手段を備えたことを特徴とする
請求項1から請求項10の何れか1項に記載の光配向照射装置。A polarizer rotating unit for rotating the unit polarizer;
11. The apparatus according to claim 1, further comprising a control unit configured to rotate the polarizer rotation unit based on a polarization direction of each unit polarizer detected by the polarization direction detection unit. The photo-alignment irradiation apparatus according to item.
請求項1から請求項11の何れか1項に記載の光配向照射装置。The polarization direction detection unit enables the polarization direction detection unit to detect a polarization direction of ultraviolet rays emitted from the polarization unit at a plurality of scanning positions in the scanning unit. Item 12. The photo-alignment irradiation apparatus according to any one of Items 11.
前記基板に対して紫外線を走査する際、前記偏光方向検知手段によって検知された複数の走査位置での紫外線の偏光方向に基づいて、前記回転部を回転させる制御手段を備えたことを特徴とする
請求項12に記載の光配向照射装置。A rotating unit for rotating the stage or the polarized light irradiation means;
When the substrate is scanned with ultraviolet rays, the substrate comprises control means for rotating the rotating unit based on the polarization directions of ultraviolet rays at a plurality of scanning positions detected by the polarization direction detection means. The photo-alignment irradiation apparatus according to claim 12.
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