專利名稱：偏振光照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本案的發(fā)明涉及使用線柵偏振元件照射偏振光的偏振光照射裝置。
背景技術(shù)：
在用于獲得液晶板的取向膜、利用了紫外線硬化型液晶的視角補償膜的取向?qū)拥鹊娜∠蛱幚碇?，采用通過對工件照射紫外區(qū)的偏振光來進行取向的光取向技術(shù)。以下，在本說明書中，將用光進行取向予以總稱并稱為光取向，將用光進行了取向處理后的膜或?qū)涌偡Q為光取向膜。此外，所謂的“取向”，是對于對象物的某些性質(zhì)賦予方向性。液晶板中所用的光取向膜隨著液晶板的大型化而大型化,伴隨于此,對光取向膜用的工件照射偏振光的偏振光照射裝置也大型化。為了對這種大面積的光取向膜用的工件進行光取向，例如在專利文獻I (日本專利第4506412號公報)等中提出了將線狀的光源即棒狀的燈與線柵偏振元件進行了組合的偏振光照射裝置。圖8是以往的偏振光照射裝置的主要部分的立體概略圖。圖8所示的偏振光照射裝置包括:搬送工件W的搬送機構(gòu)、以及對搬送的工件W照射偏振光的光照射部10等。在圖8中，工件W是例如視角補償膜用的帶狀的長形工件，從送出輥Rl送出，在圖中箭頭方向上被搬送同時通過偏振光照射而被進行光取向處理，并通過卷取輥R2來卷取。來自包括棒狀的燈11及流槽狀(樋狀)的反射鏡12的光照射部10的光通過線柵偏振元件81偏振，對在光照射部10之下搬送的工件W進行照射。由此，進行光取向處理。線柵偏振元件81具有在讓利用的光(偏振光)透射的透明基板上形成了柵格的構(gòu)造。柵格具有如下圖案(線和空間；Line-And-Space):在設(shè)置空間的同時平行地形成多條在一定的方向上延伸的導(dǎo)電·性或者半導(dǎo)電性的線。在射入的光當(dāng)中，與柵格的長度方向平行的偏振成分的大部分被反射或被吸收，并且與柵格的長度方向正交的偏振成分透射。因此，透射線柵偏振兀件81后的光變成在與柵格的長度方向正交的方向上具有偏振軸的偏振光。在例如專利文獻2(日本特開2002-328234號公報)、專利文獻3(日本特表2003-508813號公報)中示出了這樣的線柵偏振元件的詳細(xì)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(專利文獻)專利文獻1:日本專利第4506412號公報專利文獻2:日本特開2002-328234號公報專利文獻3:日本特表2003-508813號公報專利文獻4:日本特開2006-184747號公報在上述的偏振光照射裝置中，因波長選擇或線柵偏振元件的保護等目的，有時需要在光源與線柵偏振元件之間配置濾光器。例如，在光取向中，如前所述那樣地對工件照射紫外線，但對于工件具有感度的波長(光取向中使用的波長)以外的紫外線，由于產(chǎn)生工件的劣化等因此有時應(yīng)當(dāng)除去。這種情況下，進行用濾光器切斷使工件產(chǎn)生劣化等的有害的波長的紫外線的動作。
另外，線柵偏振元件的重要的特性之一有消光比。在光取向中，消光比以Iv/Ip表示。Iv是與柵格的長度方向垂直的方向的偏振光強度，Ip是平行的方向的偏振光強度。通過照射較高消光比的偏振光，從而能夠提高對工件的光取向處理的程度。通過發(fā)明者的研究，作為線柵偏振元件的特性，對于特定的波長域，能夠判斷出有時消光比變得比其他波長域高。若工件的感光波長域(能夠進行光取向的波長域)與消光比變高的波長域重疊，則通過選擇性地照射該重疊的波長域的紫外線，能夠進一步提高光取向處理的效果。濾光器的波長選擇有時也由于這種目的而進行。
另外，如前所述，線柵偏振元件是在透明基板上形成了微細(xì)柵格的纖細(xì)且高價的光學(xué)元件，對于形成了柵格的面(以下，稱為柵格面)，要求特別慎重的對待。必須避免誤以手接觸柵格面而使之污損或在保養(yǎng)時使螺絲等落下而在柵格上產(chǎn)生缺口等。因此，需要以覆蓋柵格面的方式設(shè)置保護用的濾光器的情況較多。線柵偏振元件通常以使柵格面朝向光源側(cè)的狀態(tài)配置。這是因為，在朝向與光源相反一側(cè)時，多成為柵格面露出的構(gòu)造，誤以手觸摸的可能性變高。因此，保護用的濾光器設(shè)置于線柵偏振元件的光源側(cè)(射入側(cè))。
由于上述的任一個或者兩個以上的目的，存在需要在線柵偏振元件的射入側(cè)配置濾光器的情況。在此，通過發(fā)明者的研究判明:當(dāng)在線柵偏振元件的射入側(cè)配置濾光器時，在偏振光照射區(qū)域的周邊部，偏振光的偏振軸的偏差明顯存在的問題將會產(chǎn)生。
圖9是對偏振光照射區(qū)域的周邊部的偏振軸的偏差的問題進行表示的俯視概略圖。在圖9中，以箭頭表示偏振光的偏振軸的朝向。如圖8所示的那樣、偏振光照射區(qū)域是流槽狀的反射鏡12的下端開口的正下方的區(qū)域，是與燈11的長度大致相等的長度的長方形的區(qū)域。在這種偏振光照射區(qū)域中，例如以射出與燈11的長度方向直角的方向的偏振光的方式配置了線柵偏振元件81的情況下，在燈11的正下方的位置測量偏振光的偏振軸時，如圖9所示的那樣、精確地朝向直角的方向的情況得以確認(rèn)。然而，在偏振光照射區(qū)域的周邊部特別是四角的部分進行測量時，如圖9所示的那樣、偏振軸不朝向直角而是斜著傾斜(旋轉(zhuǎn))的情況得以 確認(rèn)。
對于這種各角部處的偏振軸的偏差，在專利文獻4中，研究以在燈與線柵偏振兀件之間設(shè)置筒狀的反射鏡等的構(gòu)造來進行改善。然而，通過發(fā)明者的研究判明:當(dāng)在線柵偏振元件的射入側(cè)配置濾光器時，在寬度方向的端部，偏振軸的偏差由于其他要因而明顯存在。此外，在此的寬度方向，意味著偏振光照射區(qū)域中的、相對于燈11的長度方向垂直的方向，在圖9所示的例子中，相當(dāng)于工件W的長度方向(搬送方向)。發(fā)明內(nèi)容
本案發(fā)明為了解決上述的新的課題(濾光器配置引起的偏振軸偏差的明顯存在)而做出，目的在于，即使在線柵偏振元件的射入側(cè)配置濾光器也避免偏振光的偏振軸的偏差明顯存在。
為了解決上述課題，本案的技術(shù)方案I記載的發(fā)明具有如下結(jié)構(gòu):一種偏振光照射裝置，包括:線狀的光源；線柵偏振元件，使來自光源的光偏振并進行照射；以及反射鏡，為流槽狀，該反射鏡在設(shè)置有線柵偏振元件一側(cè)的相反側(cè)覆蓋光源，
在光源與線柵偏振元件之間的光路上，設(shè)置有濾光器，
在相對于光源的長度方向垂直并且相對于光照射面平行的方向即寬度方向觀察時，濾光器比線柵偏振元件大。另外，為了解決上述課題，技術(shù)方案2記載的發(fā)明具有如下結(jié)構(gòu):在所述技術(shù)方案I的結(jié)構(gòu)中，所述反射鏡的、在與所述光源的長度方向垂直的剖面上的反射面的形狀呈拋物線，所述濾光器相對于所述線柵偏振元件平行而設(shè)置，所述濾光器的寬度方向的端部從所述線柵偏振元件伸出的長度為2.5mm以上。 另外，為了解決上述課題，技術(shù)方案3記載的發(fā)明具有如下結(jié)構(gòu):在所述技術(shù)方案I的結(jié)構(gòu)中，所述反射鏡的、在與所述光源的長度方向垂直的剖面上的反射面的形狀呈拋物線，所述濾光器相對于所述線柵偏振元件平行而設(shè)置，在設(shè)所述濾光器的端部從所述線柵偏振元件伸出的長度為S，設(shè)相對于所述線柵偏振元件的有效區(qū)域的端點、從最外側(cè)射入的光的入射角為Θ，并設(shè)所述濾光器與所述線柵偏振兀件的分尚間隔為d時，S彡d.tan Θ的關(guān)系成立。另外，為了解決上述課題，技術(shù)方案4記載的發(fā)明具有如下結(jié)構(gòu):所述技術(shù)方案I至3中任一項所述的結(jié)構(gòu)中，所述光源、所述線柵偏振元件及所述反射鏡容納于燈罩，在燈罩中，形成有通過通風(fēng)將燈罩內(nèi)冷卻的通風(fēng)路，所述濾光器相對于所述線柵偏振元件平行而設(shè)置，所述濾光器與所述線柵偏振元件之間的空間也成為通風(fēng)路，并且所述濾光器的出射面與所述線柵偏振元件的入射面的分離間隔為5mm以上。另外，為了解決上述課題，技術(shù)方案5記載的發(fā)明具有如下結(jié)構(gòu):所述技術(shù)方案I至4中任一項所述的結(jié)構(gòu)中，所述濾光器由濾光器主體和保持了濾光器主體的濾光器框構(gòu)成，設(shè)置有多個濾光器主體，濾光器框保持了排列于同一平面上的多個濾光器主體。另外，為了解決上述課題，技術(shù)方案6記載的發(fā)明具有如下結(jié)構(gòu):所述技術(shù)方案I至5中任一項所述的結(jié)構(gòu)中，所述線柵偏振元件由框架保持，所述濾光器與該框架連結(jié)并能夠與所述線柵偏振元件一起移動。發(fā)明的效果如以下說明，根據(jù)本案的各技術(shù)方案記載的發(fā)明，在寬度方向觀察時，濾光器比線柵偏振元件大，所以寬度方向的端部處的偏振軸的偏差的明顯存在得以防止。因此，能夠?qū)鶆蛐愿叩墓馊∠蛱幚碛胸暙I。另外，根據(jù)技術(shù)方案4記載的發(fā)明，除了上述效果以外，濾光器不會妨礙線柵偏振元件的冷卻，所以線柵偏振元件被加熱到限度以上或線柵偏振元件發(fā)出的輻射熱將光取向膜加熱到限度以上等問題得以防止。另外，根據(jù)技術(shù)方案5記載的發(fā)明，除了上述效果以外，多個濾光器主體排列著由濾光器框所保持，所以變得適于對更大面積的區(qū)域照射偏振光。另外，根據(jù)技術(shù)方案6記載的發(fā)明，除了上述效果以外，濾光器能夠與線柵偏振元件一起移動，所以裝拆時的動作變得容易。


圖1是本案發(fā)明的實施方式涉及的偏振光照射裝置的側(cè)面剖視概略圖。圖2是圖1所示的濾光器的俯視概略圖。圖3是表示示意性地表示濾光器的大小與偏振光照射區(qū)域的偏振軸的偏差的關(guān)系的圖。
圖4是表不對濾光器相對于線柵偏振兀件的相對的大小與偏振軸的偏差的關(guān)系進行了研究的實驗結(jié)果的圖。
圖5是表示在圖4中示出結(jié)果的實驗中在有效照射區(qū)域的何處地點對偏振軸的朝向進行了測量的俯視概略圖。
圖6是表不與濾光器相對于線柵偏振兀件的相對的大小有關(guān)的定性的說明的一例的概略圖。
圖7是表不對濾光器相對于線柵偏振兀件的伸出長度為恒定時偏振軸的偏差伴隨著分離距離的增大而變大這點進行了確認(rèn)的實驗結(jié)果的圖。
圖8是以往的偏振光照射裝置的主要部分的立體概略圖。
圖9是表示偏振光照射區(qū)域的周邊部的偏振軸的偏差的問題的俯視概略圖。
符號說明
11 燈
12反射鏡
20散熱器
30送風(fēng)機
60 燈罩
70光照射口
81線柵偏振元件
82 框架
83 導(dǎo)軌
90濾光器
91濾光器主體
92濾光器框
93連結(jié)工具具體實施方式
接著，對用于實施本案發(fā)明的方式(以下，實施方式)進行說明。
圖1是本案發(fā)明的實施方式涉及的偏振光照射裝置的側(cè)面剖視概略圖。圖1是工件W的搬送方向上的剖視圖。圖1所示的偏振光照射裝置包括:線狀的光源；以及使來自該光源的光偏振的線柵偏振兀件。
光源放射出光取向需要的波長的光。與圖8所示的情況同樣地，為了在工件W的寬度方向較長的圖案中照射光，使用棒狀的燈11作為光源。在本實施方式中，通過紫外區(qū)的光進行光取向，所以使用高壓水銀燈或在水銀中添加了其他金屬的金屬鹵化物燈等。排列多個放射紫外區(qū)的需要波長的光的LED來獲得較長的照射圖案。此外，棒狀的燈11配置成其長度方向成為工件W的寬度方向。工件W在相對于燈11的長度方向垂直的水平方向(圖1的圖面左右方向)上被搬送，在其搬送的過程中被照射偏振光。
與圖8同樣地，以覆蓋燈11的方式，設(shè)置有流槽狀的反射鏡12。反射鏡12將來自燈11的光折返并使之朝向工件W，由此提高光的利用效率。作為流槽狀的反射鏡12，在本實施方式中，使用反射面的剖面形狀成為拋物線的反射鏡(拋物面鏡)。線柵偏振元件81以位于燈11與工件W之間的方式配置。在本實施方式中，為了應(yīng)對工件W的大型化，采用排列多個線柵偏振元件81并將其單元化后的線柵偏振元件。各線柵偏振元件81是方形的板狀，在工件W的寬度方向(圖1的紙面垂直方向)上排列，由框架82所保持。在各線柵偏振元件81的端面相鄰的地方，為了防止來自間隙的泄漏光(非偏振光的泄漏)，設(shè)置有未圖示的遮光板。對于這種線柵偏振元件81的單元(以下，稱為偏振元件單元)的構(gòu)造，能夠參照專利文獻I所公開的構(gòu)造。此外，為了使偏振元件單元的裝拆容易，采用使之沿著導(dǎo)軌83移動的構(gòu)造。在容納有燈11等的外殼(以下，稱為燈罩)60的下板部，設(shè)置有光照射口 70。沿著光照射口 70的緣設(shè)置有一對導(dǎo)軌83，偏振元件單元成為在裝拆時在該導(dǎo)軌83上移動的構(gòu)造。另外，為了消除由來自燈11的光引起的熱的問題，采用將燈罩60內(nèi)冷卻的構(gòu)造。如圖1所示的那樣、反射鏡12為左右一對。左右的反射鏡12在上部分離，在燈11的上側(cè)形成通風(fēng)用的縫隙。在縫隙的上方設(shè)置有散熱器20，在其上設(shè)置有送風(fēng)機30。送風(fēng)機30工作時，如圖1中以虛線箭頭所示的那樣、通過散熱器20，風(fēng)流動，燈罩60內(nèi)得以冷卻。冷卻的目的除了抑制燈11本身的溫度上升以外，還為了將燈罩60內(nèi)的各部件冷卻或避免燈罩60的表面變熱為限度以上。另外，除了通過將各線柵偏振元件81冷卻來防止熱的損傷的目的以外，目的還在于防止通過各線柵偏振元件81變得高溫從而工件W因該輻射熱而被異常加熱。本實施方式的裝置在線柵偏振元件81的射入側(cè)包括濾光器90。濾光器90的配置是前述的一個或二個以上的目的。濾光器90由濾光器主體91和保持了濾光器主體91的濾光器框92構(gòu)成。濾光器主體91將利用的偏振光的波長充分透射是必要最低限。除此之外，在因波長選擇的目的而配置濾光器90時，使用具有使作為目的的波長透射并將其他波長適當(dāng)切斷乃至吸收的特性的濾光器。圖2是圖1所示的濾光器的俯視概略圖。如圖2所示的那樣、與線柵偏振元件81同樣地，對于濾光器90，也采用排列并配置多個濾光器主體91的構(gòu)造。各濾光器主體91是方形的板狀，在工件W的寬度方向上排列。如圖2所示的那樣、濾光器框92的內(nèi)緣具有濾光器主體91的張數(shù)的量的長度，對在同一平面上排列的各濾光器主體91進行保持。如圖1所示的那樣、濾光器框92的各邊具有L字狀的剖面形狀，并且具有臺階。各濾光器主體91在落入到該臺階的狀態(tài)下被保持。此外，在圖2中，使用了四張濾光器主體91，但濾光器主體91根據(jù)工件W的大小而適當(dāng)變更是不言而喻的。對于寬度更寬的工件W，使用更多張數(shù)的濾光器主體91，對于寬度較窄的工件W，減少張數(shù)。如圖1所示的那樣、各濾光器主體91以與線柵偏振元件81平行的姿態(tài)保持于濾光器框92。另外，濾光器框92通過連結(jié)工具93與線柵偏振元件81的框架82連結(jié)。因此，濾光器90在偏振元件單元的裝拆時，能夠與偏振元件單元一起在導(dǎo)軌83上移動。另外，在線柵偏振元件81與濾光器主體91之間，送風(fēng)機30引起的冷卻風(fēng)流動。即，通過濾光器90的配置，避免了線柵偏振元件81的冷卻受到妨礙。此外，連結(jié)工具93為不遮蔽在濾光器主體91與線柵偏振元件81之間流動的冷卻風(fēng)的構(gòu)造。這種濾光器9 0如圖1所示的那樣、比線柵偏振元件81寬度寬。若更準(zhǔn)確地說，在寬度方向觀察時，濾光器90比線柵偏振元件81大。
此外，“濾光器比線柵偏振元件大”的情況是不言而喻是，但是意思是指作為濾光器發(fā)揮功能的區(qū)域比線柵偏振元件大。如圖1所示的那樣、濾光器主體91的端部被濾光器框92覆蓋，濾光器主體91中的被濾光器框92覆蓋的部分不作為濾光器90發(fā)揮功能。因此，在實施方式中，濾光器主體91中的未被濾光器框92覆蓋的部分(有效區(qū)域)的大小比線柵偏振元件81大。順帶一提，這點對于線柵偏振元件81也是同樣的，意思是指與作為線柵偏振元件有效地發(fā)揮功能的區(qū)域相比，濾光器90的有效區(qū)域更大。線柵偏振元件81的有效區(qū)域為線柵偏振元件81中的、未被框架82或未圖示的遮光板覆蓋的部分。
如上所述，使濾光器90比線柵偏振元件81寬度寬是基于對前述的光照射面中的偏振軸的偏差的明顯存在的問題進行了研究的發(fā)明者的研究成果。以下，使用圖3對于該點進行說明。圖3是示意性地表示濾光器90的大小與偏振軸的偏差的關(guān)系的圖。此外，在光照射面中，以一定以上的照度被照射偏振光的區(qū)域被設(shè)定為有效照射區(qū)域。成為問題的偏振軸偏差在有效照射區(qū)域唯一地產(chǎn)生。
如前所述，在線柵偏振元件中，使向與柵格的長度方向垂直的方向偏振的偏振光透射，使向與柵格的長度方向平行的方向偏振的偏振光反射乃至吸收。該特性在光垂直地射入線柵偏振元 件時最優(yōu)地獲得，但即使光斜著射入，對于消光比本身也沒有影響。然而，在光斜著射入時，偏振光的偏振軸變化，在該影響變大時，變?yōu)槌蔀閱栴}的偏振軸偏差而顯現(xiàn)。
如圖3所示的那樣、嘗試考慮有效照射區(qū)域中的寬度方向(與燈11的長度方向垂直的方向)。在有效照射區(qū)域的各點，有從燈11直接到達的光和經(jīng)反射鏡12后到達的光。反射鏡12為流槽狀拋物面鏡時，通常以燈11的中心成為焦點位置的方式來配置燈11。此情況下，從燈11的中心發(fā)出并在反射鏡12上進行了反射的光成為沿著光軸a的平行光，并垂直地射入光照射面。從燈11的中心發(fā)出的光的軌跡以圖3中實線來表示。
實際上，燈11具有有限大小的發(fā)光部，從中心以外的地方發(fā)出的光不成為平行光。假設(shè)燈11的管內(nèi)整體為發(fā)光部時，如在圖3中以單點劃線所示那樣、光到達光照射面的一點。另外，如在圖3中以雙點劃線所示那樣、也有在相反側(cè)的反射鏡12反射并到達一點的光。
如從圖3能夠容易地了解那樣、在有效照射區(qū)域的中央部，各光線的入射角沒有較大的差異。但是，如圖3所示的那樣、在有效照射區(qū)域的端部的點E，在一方側(cè)的反射鏡12上反射后射入的光線與來自燈11的直射光及在相反側(cè)的反射鏡12上反射后射入的光線之間，入射角的差異變大。因此，即使在有效照射區(qū)域的中央部未產(chǎn)生成為問題的偏振軸偏差，在端部的點E中,有時也產(chǎn)生成為問題的偏差。
在此，重要的是，射入點E的光中的、從外側(cè)射入的光的存在。該光是因為上述的燈11具有有限的發(fā)光部而出現(xiàn)的光，在該例中，是從燈11的下部放射并在端部的點E側(cè)的反射鏡12進行了反射的光。從該外側(cè)斜著射入的光(以下，稱為外側(cè)斜射入光，在圖3中以Lo表示)在偏振軸的偏差的點，具有實際上使來自燈11的直射光、在相反側(cè)的反射鏡12反射后射入的光(以下，稱為中央側(cè)光)的影響減弱的作用。即，在點E處測量的偏振光的偏振軸與射入的各偏振光的偏振軸重合，重疊的道理成立。外側(cè)斜射入光Lo起作用以減弱中央側(cè)光的偏振軸，對在點E觀測為總量的偏振光的偏振軸與光照射區(qū)域的中央部相比大幅不同(偏差)的情況進行抑制。在此，通過某些構(gòu)件遮蔽外側(cè)斜射入光Lo時，使中央側(cè)光的影響減弱的作用變得沒有，所以偏振軸的偏差明顯存在。在實施方式的構(gòu)造中，濾光器框92與此相當(dāng)。當(dāng)在線柵偏振元件81的射入側(cè)配置濾光器90時，如在圖3中以虛線所示那樣、采用與線柵偏振元件81同程度的寬度的濾光器90時，濾光器90具有濾光器框92，所以成為該濾光器框92遮蔽外側(cè)斜射入光Lo的狀態(tài)。本案的發(fā)明者最初使濾光器90為與線柵偏振元件81同程度的寬度，但確認(rèn)了如上所述的偏振軸的偏差明顯存在。發(fā)明者仔細(xì)調(diào)查了該原因，獲得如上所述的見解，發(fā)現(xiàn)了使濾光器90比線柵偏振元件81寬度寬這一解決方案。接著，對使濾光器90比線柵偏振元件81大怎樣的程度為好進行說明。圖4是表示對濾光器90相對于線柵偏振元件81的相對的大小與偏振軸的偏差的關(guān)系進行了研究的實驗結(jié)果的圖。在該實驗中，準(zhǔn)備寬度不同的濾光器90，并對每個濾光器90研究偏振軸的偏差變得怎樣。圖5是表示在圖4表示結(jié)果的實驗中在有效照射區(qū)域的哪個地點對偏振軸的朝向進行了測量的俯視概略圖。如圖5所示的那樣、首先，在有效照射區(qū)域的中心點(燈11的中心的正下方的位置)A測量偏振軸，并將其作為成為基準(zhǔn)的偏振軸的朝向。接著，在有效照射區(qū)域的角的一點B測量偏振軸的朝向，并將相對于A點處的偏振軸所成的角作為偏振軸的偏差。另外，是稍微偏離了有效照射區(qū)域的點，測量圖5所示的點C處的偏振軸的朝向，同樣地將相對于在點A處的偏振軸的朝向所成的角作為偏振軸的偏差。若對尺寸進 行例示，在設(shè)燈11的長度為3000mm左右時，有效照射區(qū)域為2500X80mm左右。點C成為從點B離開了例如150mm左右的地方。在該例中，線柵偏振元件的有效區(qū)域的寬度是90mm。此外，在需要對工件W的寬度的全長照射偏振光時，如在圖5中以虛線所示那樣、有效照射區(qū)域的長度被設(shè)定得比工件W的寬度略微大。在寬度方向取邊緣并且對工件W進行光取向處理時，比工件W的寬度窄邊緣的量的區(qū)域被設(shè)定為有效照射區(qū)域。圖4所示的那樣、濾光器的寬度為80mm時(比線柵偏振元件窄IOmm的情況)，在點B觀測到0.24度左右的偏振軸的偏移，在點C觀測到1.0度左右的偏移。另外，濾光器的寬度與線柵偏振元件同為90mm的情況下，在B點觀測到0.15度左右的偏振軸的偏移，在點C觀測到0.6度左右的偏移。濾光器的寬度比線柵偏振元件略微大為95_的情況下，在B點觀測到0.11度左右的偏振軸的偏移，在點C觀測到0.49度左右的偏移。進一步增大濾光器的寬度，使之為100mm、110mm，但偏振軸的偏移在點B為0.11度左右并且在點C為0.48度左右，沒有大幅變化。另外，在不配置濾光器的狀態(tài)下的測量也同樣地進行，其結(jié)果在圖4中的右端一并示出。在點B為0.11度左右的偏移，在點C為0.48度左右的偏移，與使濾光器的寬度為95mm以上的情況為相同程度。根據(jù)該圖4所示的結(jié)果，若使濾光器的寬度為95mm以上，則成為問題的偏振軸偏差不會產(chǎn)生。如圖1所示的那樣、濾光器90與線柵偏振元件81在同心上(中心為同一法線上的方式)平行地配置，并且以彼此的寬度方向為同一方向的方式配置。因此，整體超過5_，所以各側(cè)大2.5mm以上即可。
以上是基于實驗數(shù)據(jù)的定量的說明，但也能夠進行考慮了外側(cè)斜射入光的作用的定性的說明。參照圖6進行該說明。圖6是對與濾光器90相對于線柵偏振元件的相對的大小有關(guān)的定性的說明的一例進行表示的概略圖。
如前所述的，端部處的偏振軸的偏移被外側(cè)斜射入光Lo遮蔽。在將其納入考慮的情況下，為了避免偏振軸的偏差明顯存在，避免遮蔽在有效照射區(qū)域的寬度方向的端點E從最外側(cè)斜著射入的光(入射角最大的外側(cè)斜射入光，以下稱為最外斜射入光，以Lo’表示)是臨界條件。若不遮蔽該光，則入射角更小的外側(cè)斜射入光也不會遮蔽，并且在端點E的內(nèi)側(cè)的點，外側(cè)斜射入光也不會被遮蔽。
線柵偏振元件的有效區(qū)域設(shè)為射入端點E的最外斜射入光Lo’透射的大小。通常，觀察裕度，有效區(qū)域被設(shè)為略微大，但為了考慮臨界條件，在此，設(shè)為如圖6所示的那樣、最外斜射入光Lo’在線柵偏振元件81的有效區(qū)域的端點P通過進行考慮。此外，在精密地表現(xiàn)最外斜射入光Lo’時，為從發(fā)光部的各點中的、從有效照射區(qū)域的端點E經(jīng)反射鏡12看到發(fā)光部時位于最線柵偏振元件81側(cè)的點發(fā)出的光。
設(shè)最外斜射入光Lo’的入射角為Θ。濾光器90、線柵偏振元件81及光照射面全部平行，所以入射角Θ在各個面相等。此外，圖6是無視濾光器主體91及線柵偏振元件81中的折射而描繪的。另外，設(shè)濾光器90與線柵偏振元件81的分離間隔為d。分離間隔d是對有效區(qū)域進行規(guī)定的面間的距離，在該例中是各個出射面的間隔。此情況下，若如圖6所示的那樣、設(shè)來自濾光器90從線柵偏振元件81的伸出長度S為S彡d.cot ( /2- Θ )=d.tan Θ，則不遮蔽最外斜射入光Lo ’就能夠射入線柵偏振元件81。作為濾光器90整體觀察時，事先增大2d.tan Θ以上即可。
分離間隔d在進行冷卻時通過與冷卻風(fēng)所需的電導(dǎo)(- >夕'々夕> 的關(guān)系來規(guī)定。實用上，需要5mm以上，20 30mm左右的情況較多。入射角Θ根據(jù)燈11的發(fā)光部的大小、反射鏡12的曲率、設(shè)定的有效照射區(qū)域的寬度來決定。例如設(shè)Θ為5度并設(shè)d為25mm時,2d.tan Θ達到4.4mm左右,成為與上述實驗結(jié)果5mm相近的值。這樣,若使濾光器90相對于線柵偏振元件增大5mm以上或增大2d.tan Θ以上，則成為問題的偏振軸偏差的明顯存在得以避免。
如上所述，在伸出長度S恒定的情況下，增大分離距離d時，偏振軸的偏差變大。圖7是表示對該點進行了確認(rèn)的 實驗結(jié)果的圖。圖7中示出結(jié)果的實驗在與圖4同樣的測量點測量偏振軸的偏差。此時，根據(jù)圖4的條件，邊使濾光器接近或遠離線柵偏振元件邊進行測量。圖7中，帶有“-10mm”的是接近IOmm時的數(shù)據(jù)，帶有“_20mm”的是接近20mm時的數(shù)據(jù)，帶有“+ 10mm”的是遠離IOmm時的數(shù)據(jù)。
如圖7所示的那樣、在點B處未出現(xiàn)特別大的變化，并且在點C處，通過增大分離距離山偏振軸的偏差變大的情況得以確認(rèn)。并且，通過增大分離距離d，偏振軸的偏差明顯存在引起的伸出長度S的值(臨界點)上升的情況得以確認(rèn)。
這樣，根據(jù)本實施方式的裝置，偏振光的偏差的明顯存在得以抑制，所以使用濾光器90從而能夠進行波長選擇或能夠保護線柵偏振元件81，并且能夠進行偏振軸的偏差較少的偏振光照射。因此，能夠有助于進行均勻性更高的光取向處理。
另外，濾光器9是排列多個濾光器主體91并通過濾光器框92來保持的構(gòu)造這一點對應(yīng)于工件W的大型化，對于對更大的區(qū)域照射偏振光是有作用的。但是，濾光器主體僅為一張，即使是通過濾光器框僅保持一張濾光器主體的構(gòu)造，本案發(fā)明也能夠?qū)嵤?。此外，濾光器對于目的的功能，可以是前述中的任一個，也可以前述以外的是不言而喻的。另外，濾光器框92與線柵偏振元件81的框架82連結(jié)并且濾光器9能夠與線柵偏振元件81 —起移動這一點具有使保養(yǎng)等作業(yè)變得容易的效果。在保養(yǎng)時，為了進行例如燈11的檢查需要打開燈罩60內(nèi)。此情況下，需要將線柵偏振元件81、濾光器9從燈罩60卸下，但在本實施方式中，通過沿著導(dǎo)軌83拉出而一起取出，另外能夠通過使之沿著導(dǎo)軌83移動來進行再安裝 。因此，作業(yè)容易。
權(quán)利要求
1.一種偏振光照射裝置，其特征在于，包括: 線狀的光源； 線柵偏振元件，使來自光源的光偏振并進行照射；以及 反射鏡，為流槽狀，該反射鏡在與設(shè)置有線柵偏振元件一側(cè)的相反側(cè)覆蓋光源， 在光源與線柵偏振元件之間的光路上，設(shè)置有濾光器， 在相對于光源的長度方向垂直并且相對于光照射面平行的方向即寬度方向觀察時，濾光器比線柵偏振元件大。
2.如權(quán)利要求1所述的偏振光照射裝置，其特征在于， 所述反射鏡的、在與所述光源的長度方向垂直的剖面上的反射面的形狀呈拋物線，所述濾光器相對于所述線柵偏振元件平行而設(shè)置， 所述濾光器的寬度方向的端部從所述線柵偏振元件伸出的長度為2.5mm以上。
3.如權(quán)利要求1所述的偏振光照射裝置，其特征在于， 所述反射鏡的、在與所述光源的長度方向垂直的剖面上的反射面的形狀呈拋物線，所述濾光器相對于所述線柵偏振元件平行而設(shè)置， 在設(shè)所述濾光器的端部從所述線柵偏振元件伸出的長度為S，設(shè)相對于所述線柵偏振元件的有效區(qū)域的端點、從最外側(cè)射入的光的入射角為Θ，并設(shè)所述濾光器與所述線柵偏振元件的分離間隔為d時，S≥d.tan Θ的關(guān)系成立。
4.如權(quán)利要 求1所述的偏振光照射裝置，其特征在于， 所述光源、所述線柵偏振元件及所述反射鏡容納于燈罩， 在燈罩中，形成有通過通風(fēng)將燈罩內(nèi)冷卻的通風(fēng)路， 所述濾光器相對于所述線柵偏振元件平行而設(shè)置， 所述濾光器與所述線柵偏振元件之間的空間也成為通風(fēng)路，并且所述濾光器的出射面與所述線柵偏振元件的入射面的分離間隔為5mm以上。
5.如權(quán)利要求1所述的偏振光照射裝置，其特征在于， 所述濾光器由濾光器主體及保持了濾光器主體的濾光器框構(gòu)成，設(shè)置多個濾光器主體，濾光器框保持了排列于同一平面上的多個濾光器主體。
6.如權(quán)利要求1所述的偏振光照射裝置，其特征在于， 所述線柵偏振元件由框架保持，所述濾光器與該框架連結(jié)并能夠與所述線柵偏振元件一起移動。
全文摘要
本發(fā)明提供的偏振光照射裝置，即使在線柵偏振元件的射入側(cè)配置濾光器，偏振光的偏振軸的偏差也不會明顯存在。在容納有棒狀的燈(11)和流槽狀的反射鏡(12)的燈罩(60)內(nèi)，設(shè)置線柵偏振元件(81)，在燈(11)與線柵偏振元件(81)之間設(shè)置濾光器(90)。來自燈(11)的光在線柵偏振元件(81)的作用下成為偏振光，照射工件(W)。在與燈(11)的長度方向垂直的方向觀察時，濾光器(90)比線柵偏振元件(81)大。外側(cè)斜射入光(Lo)未被遮蔽，所以在有效照射區(qū)域的端點(E)處，偏振軸的偏差不會明顯存在。
文檔編號G02B27/28GK103235448SQ201310137059
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者吉田啟二 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社