偏振光照射裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種偏振光照射裝置，其可實現(xiàn)高偏光消光比、均勻的偏光方位及寬照射面積的。偏振光照射裝置包括射出紫外光的光源部、使所述紫外光平行化的平行光形成部、及偏振光形成部。所述偏振光形成部包括具有設(shè)在透明板的第1面的介電質(zhì)多層膜的板型偏振分光鏡，通過使從所述平行光形成部射出且傾斜地入射至所述介電質(zhì)多層膜的表面的所述紫外光中的s偏光成分反射，使p偏光成分透射，而將分離所得的所述s偏光成分作為照射光束射出。
【專利說明】偏振光照射裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及一種偏振光照射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]用于液晶面板的配向膜可通過對聚酰亞胺樹脂等薄膜表面照射紫外線波長的直線偏振光而進(jìn)行光配向。
[0003]伴隨著液晶面板的高精細(xì)化或大型化，對光配向膜用偏振光照射裝置要求高偏光消光比、偏光方位的均勻化及照射區(qū)域的大面積化等。
[0004]例如，為了使用包含折射率為1.6的透明板的偏光片來獲得具有100: I以上的偏光消光比的透射光，所積層的透明板的數(shù)量必須為200以上，從而裝置成為大型。
[0005]而且，為了遍及大面積地獲得沿長方形的照射區(qū)域的長度方向直線偏光的光，在重疊多個透明板而成的堆疊型偏光片中，必須使透明板沿長度方向傾斜。因此，必須抑制非偏振光從透明板的邊界區(qū)域漏出。
[0006][【背景技術(shù)】文獻(xiàn)]
[0007][專利文獻(xiàn)]
[0008][專利文獻(xiàn)I]日本專利第3146998號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種可實現(xiàn)高偏光消光比、均勻的偏光方位及寬照射面積的偏振光照
射裝置。
[0010]實施方式的偏振光照射裝置包括射出紫外光的光源部、使所述紫外光平行化的平行光形成部、及偏振光形成部。所述偏振光形成部包括具有設(shè)在透明板的第I面的介電質(zhì)多層膜的板型偏振分光鏡，通過使從所述平行光形成部射出且傾斜地入射至所述介電質(zhì)多層膜的表面的所述紫外光中的S偏光成分反射，使P偏光成分透射，而將分離所得的所述s偏光成分作為照射光束射出。
[0011][發(fā)明的效果]
[0012]本發(fā)明提供一種可實現(xiàn)高偏光消光比、均勻的偏光方位及寬照射面積的偏振光照
射裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的第I實施方式的偏振光照射裝置的構(gòu)成圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的第2實施方式的偏振光照射裝置的構(gòu)成圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的第3實施方式的偏振光照射裝置的構(gòu)成圖。
[0016]圖4是說明偏振光形成部的示意圖。
[0017]圖5是說明入射至具有不同折射率的2種介質(zhì)的邊界面的P偏光及s偏振光的反射的示意圖。[0018]圖6 (a)是振幅反射率相關(guān)性的曲線圖，圖6(b)是P偏光及s偏光相對于入射角的振幅反射率相關(guān)性的曲線圖。
[0019]圖7是第I比較例的偏振光照射裝置中所使用的偏光片的示意立體圖。
[0020]圖8是將第I?第3實施方式中所使用的板型偏振分光鏡緊密排列而成的偏振光形成部的示意立體圖。
[0021]圖9(a)是第2比較例的板型偏振分光鏡的示意立體圖，圖9 (b)是排列著多個板型偏振分光鏡的示意立體圖。
[0022]圖10(a)是第I?第3實施方式中所使用的板型偏振分光鏡的變形例的示意平面圖，圖10(b)是示意前視圖，圖10(c)是沿C-C線的示意剖視圖，圖10(d)是將介電質(zhì)多層膜局部放大的示意剖視圖。
[0023]圖11 (a)是板型偏振分光鏡的排列例，圖11 (b)是圖11 (a)的變形例。
[0024]圖12是第4實施方式的偏振光照射裝置的構(gòu)成圖。
[0025]圖13(a)是第5實施方式的偏振光照射裝置的示意平面圖，圖13(b)是示意剖視圖。
[0026]圖14是第6實施方式的偏振光照射裝置的構(gòu)成圖。
[0027]附圖標(biāo)記:
[0028]10:光源部
[0029]12:紫外線燈
[0030]13:棒狀光源部(長弧燈)
[0031]14:聚光鏡
[0032]20:平行光形成部
[0033]22:光圈
[0034]24:(平行光形成部的)光軸
[0035]30:偏振光形成部
[0036]32、34、36、60、70、73:板型偏振分光鏡
[0037]32a、34a:透明板
[0038]32b、34b:介電質(zhì)多層膜
[0039]33:線柵型偏光板
[0040]40:落射鏡
[0041]50:照射區(qū)域
[0042]52:配向膜
[0043]54:搬送部
[0044]61:介電質(zhì)多層膜
[0045]61a:保護(hù)膜
[0046]61b:表面
[0047]62、162:非偏振光
[0048]63、65:s 偏光
[0049]71:倒角區(qū)域
[0050]90:橢圓鏡[0051]91、92、96:透鏡
[0052]93:平面鏡
[0053]94:球面鏡
[0054]95:狹縫
[0055]95a:第 I 狹縫
[0056]95b:第 2 狹縫
[0057]96:圓柱透鏡
[0058]96a:第I圓柱透鏡
[0059]96b:第2圓柱透鏡
[0060]100:透明板
[0061]123、124:偏光成分
[0062]150:照射區(qū)域
[0063]160a:基板
[0064]160b:金屬細(xì)線
[0065]G1、G2、G3、G11、G12、G13:同族光束
[0066]gl、g2、g3、gll、gl2、gl3:主光線
[0067]D:間距
[0068]p、s:偏光
[0069]S1:邊界面
[0070]S2:入射面
[0071]Θ、Θ2:入射角
[0072]θ 1:折射角
【具體實施方式】
[0073]以下，一面參照附圖一面對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0074]圖1是本發(fā)明的第I實施方式的偏振光照射裝置的構(gòu)成圖。
[0075]偏振光照射裝置包括光源部10、平行光形成部20及偏振光形成部30。光源部10包括紫外線燈12及聚光鏡14等。偏振光形成部30包括板型偏振分光鏡32，將從平行光形成部20射出的紫外光分離為P偏光成分及s偏光成分,并將s偏光成分作為照射光束射出。另外，在說明書中，“紫外光”是波長為390nm以下的光，且包含深紫外光。
[0076]平行光形成部20具有光軸24，使紫外光繞光軸24平行光化，且傾斜地入射至板型偏振分光鏡32。優(yōu)選的是平行光形成部20在與板型偏振分光鏡32表面的介電質(zhì)多層膜32b的表面垂直且包含光軸24的面內(nèi)，使紫外光的擴(kuò)散相對于光軸24在正負(fù)5度以內(nèi)平行光化。進(jìn)而，更優(yōu)選的是平行光形成部20使紫外光的擴(kuò)散實質(zhì)上為零(即大致平行)。另夕卜，也可以在光源部10與平行光形成部20之間進(jìn)而設(shè)置使光源部10的光聚光的聚光光學(xué)部。
[0077]偏振光照射裝置也可以包括落射鏡40,該落射鏡40將從偏振光形成部30射出的s偏光成分朝向照射區(qū)域50反射。照射區(qū)域50成為配置在搬送部54上的被照射體的表面。被照射體例如可設(shè)為設(shè)在透明基板的表面且包含樹脂等的配向膜52等。配向膜52在照射直線偏振光時成為沿預(yù)定的偏光方向的光配向膜。這種光配向膜可用于液晶面板或視角補(bǔ)償膜等。
[0078]而且，偏振光照射裝置可進(jìn)而包括使配向膜52沿直線連續(xù)或間斷地移動的搬送部54。這樣一來，例如，通過將照射區(qū)域50設(shè)為長方形且將照射區(qū)域50的長度方向設(shè)為直線偏光方向，而能以高生產(chǎn)性制造光配向膜。
[0079]圖2是本發(fā)明的第2實施方式的偏振光照射裝置的構(gòu)成圖。
[0080]偏振光照射裝置包括光源部10、平行光形成部20及偏振光形成部30。偏振光形成部30包括板型偏振分光鏡32與線柵型偏光板33，利用板型偏振分光鏡32將從平行光形成部20射出的紫外光分離為P偏光成分及s偏光成分，進(jìn)而利用線柵型偏光板33使經(jīng)板型偏振分光鏡32分離所得的s偏光成分入射、透射，并作為照射光束射出。線柵型偏光板33例如是將含有鋁的金屬線等間隔且平行地設(shè)置在石英板的表面而成的偏光元件。
[0081]圖3是本發(fā)明的第3實施方式的偏振光照射裝置的構(gòu)成圖。
[0082]偏振光照射裝置包括光源部10、平行光形成部20及偏振光形成部30。偏振光形成部30包括2個板型偏振分光鏡32、34,將從平行光形成部20射出的紫外光分離為p偏光成分及s偏光成分,并將s偏光成分作為照射光束射出。
[0083]圖4是說明第3實施方式的偏振光形成部的示意圖。
[0084]偏振光形成部30例如包括第I板型偏振分光鏡32及第2板型偏振分光鏡34。第I板型偏振分光鏡32包括透明板32a、及設(shè)在透明板32a的第I面且包含具有不同折射率的至少2種介電質(zhì)的介電質(zhì)多層膜32b。
[0085]而且，第2板型偏振分光鏡34包括透明板34a、及設(shè)在透明板34a的第I面且包含具有不同折射率的至少2種介電質(zhì)的介電質(zhì)多層膜34b。如果使第I及第2板型偏振分光鏡32、34為相同形狀及材質(zhì)，可提高材料效率。而且，透明板32、34的材質(zhì)可設(shè)為合成石英等。另外，雖然透明板32、34是表示為楔形截面，但上表面與下表面也可以平行。
[0086]在圖4中表示3束紫外光中的形成公共波面的光線群即同族光束。向第I偏振分光鏡32入射的同族光束Gl、G2及G3中，以通過平行光形成部20的光圈22的中心的光線為主光線，且分別以gl、g2及g3表不。主光線gl、g2、g3的擴(kuò)散優(yōu)選的是在照射光束的截面內(nèi)相對于平行光形成部20的光軸24為正負(fù)5度以內(nèi)，更優(yōu)選的是與光軸24平行(擴(kuò)散為零)。
[0087]第I板型偏振分光鏡32的介電質(zhì)多層膜32b的一部分與第2板型偏振分光鏡34的介電質(zhì)多層膜34b的一部分是以具有相互對向的區(qū)域的方式配置。從平行光形成部20射出的紫外光的主光線g3、g2及g3傾斜地入射至第I偏振分光鏡32 (入射角Θ)。而且，透射光從透明板32a的背面出射。另一方面，反射光傾斜地入射至第2板型偏振分光鏡34。在該情況下，透射光也從透明板34a的背面出射，且反射光作為照射光束從偏振光形成部30射出。以G11、G12及G13表示從第2偏振分光鏡34射出的同族光束。例如，如果使第I偏振分光鏡32的介電質(zhì)多層膜32b的表面、與第2偏振分光鏡34的介電質(zhì)多層膜34b的表面大致平行，可通過傾斜入射而高效地擷取照射光束。
[0088]圖5是說明入射至具有不同折射率的2種介電質(zhì)介質(zhì)的邊界面的P偏光及s偏光的反射的示意圖。
[0089]設(shè)定介質(zhì)I的折射率為nl，介質(zhì)2的折射率為n2。入射光入射至邊界面SI，產(chǎn)生反射光與透射光。包含入射光、反射光及透射光在內(nèi)，將垂直于邊界面Si的面即入射面設(shè)為S2。而且,入射光的電場向量存在于與入射光的前進(jìn)方向正交的面內(nèi)，可分解為分別正交的2個電場向量。尤其是因為適合分解為平行于入射面S2的成分與垂直于入射面S2的成分，所以將前者稱為P偏光成分，將后者稱為s偏光成分。
[0090]在該情況下，P偏光成分的振幅反射率rp與振幅透射率tp、以及s偏光成分的振幅反射率rs與振幅透射率ts能以式(I)~式(4)的菲涅耳(Fresnel)公式表示。
[0091][數(shù)I]
【權(quán)利要求】
1.一種偏振光照射裝置，其特征在于包括: 光源部，射出紫外光； 平行光形成部，使所述紫外光平行化 '及 偏振光形成部，包括具有設(shè)在透明板的第I面的介電質(zhì)多層膜的板型偏振分光鏡，通過使從所述平行光形成部射出且傾斜地入射至所述介電質(zhì)多層膜的表面的所述紫外光中的S偏光成分反射,且使P偏光成分透射，而將分離所得的所述S偏光成分作為照射光束射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振光照射裝置，其特征在于，所述偏振光形成部進(jìn)而包含線柵型偏光板，使由所述板型偏振分光鏡所反射的所述紫外光入射，且作為照射光束射出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏振光照射裝置，其特征在于，所述偏振光形成部包括第I及第2板型偏振分光鏡； 所述第I板型偏振分光鏡的介電質(zhì)多層膜的一部分與所述第2板型偏振分光鏡的介電質(zhì)多層膜的一部分相互對向； 從所述平行光形成部射出的所述紫外光入射至所述第I板型偏振分光鏡的所述介電質(zhì)多層膜的表面； 由所述第I板型偏振分光鏡的所述介電質(zhì)多層膜反射的s偏振光入射至所述第2板型偏振分光鏡的所述介電質(zhì)多層膜的表面； 由所述第2板型偏振分光鏡的所述介電質(zhì)多層膜反射的s偏振光設(shè)為所述照射光束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏振光照射裝置，其特征在于，所述平行光形成部的光軸相對于所述第I偏振分光鏡的所述介電質(zhì)多層膜的所述表面的法線為70±5度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏振光照射裝置，其特征在于，所述第I板型偏振分光鏡的所述介電質(zhì)多層膜的所述表面與所述第2板型偏振分光鏡的所述介電質(zhì)多層膜的所述表面平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏振光照射裝置，其特征在于，所述介電質(zhì)多層膜的平面形狀為平行四邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的偏振光照射裝置，其特征在于，所述透明板的截面為楔形。
【文檔編號】G02F1/1337GK103792732SQ201310351785
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】前田祥平, 野村博 申請人:東芝照明技術(shù)株式會社