偏振光照射装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种偏振光照射装置，其可实现高偏光消光比、均匀的偏光方位及宽照射面积的。偏振光照射装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设在透明板的第1面的介电质多层膜的板型偏振分光镜，通过使从所述平行光形成部射出且倾斜地入射至所述介电质多层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，而将分离所得的所述s偏光成分作为照射光束射出。
【专利说明】偏振光照射装置
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种偏振光照射装置。
【背景技术】
[0002]用于液晶面板的配向膜可通过对聚酰亚胺树脂等薄膜表面照射紫外线波长的直线偏振光而进行光配向。
[0003]伴随着液晶面板的高精细化或大型化，对光配向膜用偏振光照射装置要求高偏光消光比、偏光方位的均匀化及照射区域的大面积化等。
[0004]例如，为了使用包含折射率为1.6的透明板的偏光片来获得具有100: I以上的偏光消光比的透射光，所积层的透明板的数量必须为200以上，从而装置成为大型。
[0005]而且，为了遍及大面积地获得沿长方形的照射区域的长度方向直线偏光的光，在重叠多个透明板而成的堆叠型偏光片中，必须使透明板沿长度方向倾斜。因此，必须抑制非偏振光从透明板的边界区域漏出。
[0006][【背景技术】文献]
[0007][专利文献]
[0008][专利文献I]日本专利第3146998号公报
【发明内容】
[0009]本发明提供一种可实现高偏光消光比、均匀的偏光方位及宽照射面积的偏振光照
射装置。
[0010]实施方式的偏振光照射装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设在透明板的第I面的介电质多层膜的板型偏振分光镜，通过使从所述平行光形成部射出且倾斜地入射至所述介电质多层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，而将分离所得的所述s偏光成分作为照射光束射出。
[0011][发明的效果]
[0012]本发明提供一种可实现高偏光消光比、均匀的偏光方位及宽照射面积的偏振光照
射装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的第I实施方式的偏振光照射装置的构成图。
[0014]图2是本发明的第2实施方式的偏振光照射装置的构成图。
[0015]图3是本发明的第3实施方式的偏振光照射装置的构成图。
[0016]图4是说明偏振光形成部的示意图。
[0017]图5是说明入射至具有不同折射率的2种介质的边界面的P偏光及s偏振光的反射的示意图。[0018]图6 (a)是振幅反射率相关性的曲线图，图6(b)是P偏光及s偏光相对于入射角的振幅反射率相关性的曲线图。
[0019]图7是第I比较例的偏振光照射装置中所使用的偏光片的示意立体图。
[0020]图8是将第I?第3实施方式中所使用的板型偏振分光镜紧密排列而成的偏振光形成部的示意立体图。
[0021]图9(a)是第2比较例的板型偏振分光镜的示意立体图，图9 (b)是排列着多个板型偏振分光镜的示意立体图。
[0022]图10(a)是第I?第3实施方式中所使用的板型偏振分光镜的变形例的示意平面图，图10(b)是示意前视图，图10(c)是沿C-C线的示意剖视图，图10(d)是将介电质多层膜局部放大的示意剖视图。
[0023]图11 (a)是板型偏振分光镜的排列例，图11 (b)是图11 (a)的变形例。
[0024]图12是第4实施方式的偏振光照射装置的构成图。
[0025]图13(a)是第5实施方式的偏振光照射装置的示意平面图，图13(b)是示意剖视图。
[0026]图14是第6实施方式的偏振光照射装置的构成图。
[0027]附图标记:
[0028]10:光源部
[0029]12:紫外线灯
[0030]13:棒状光源部(长弧灯)
[0031]14:聚光镜
[0032]20:平行光形成部
[0033]22:光圈
[0034]24:(平行光形成部的)光轴
[0035]30:偏振光形成部
[0036]32、34、36、60、70、73:板型偏振分光镜
[0037]32a、34a:透明板
[0038]32b、34b:介电质多层膜
[0039]33:线栅型偏光板
[0040]40:落射镜
[0041]50:照射区域
[0042]52:配向膜
[0043]54:搬送部
[0044]61:介电质多层膜
[0045]61a:保护膜
[0046]61b:表面
[0047]62、162:非偏振光
[0048]63、65:s 偏光
[0049]71:倒角区域
[0050]90:椭圆镜[0051]91、92、96:透镜
[0052]93:平面镜
[0053]94:球面镜
[0054]95:狭缝
[0055]95a:第 I 狭缝
[0056]95b:第 2 狭缝
[0057]96:圆柱透镜
[0058]96a:第I圆柱透镜
[0059]96b:第2圆柱透镜
[0060]100:透明板
[0061]123、124:偏光成分
[0062]150:照射区域
[0063]160a:基板
[0064]160b:金属细线
[0065]G1、G2、G3、G11、G12、G13:同族光束
[0066]gl、g2、g3、gll、gl2、gl3:主光线
[0067]D:间距
[0068]p、s:偏光
[0069]S1:边界面
[0070]S2:入射面
[0071]Θ、Θ2:入射角
[0072]θ 1:折射角
【具体实施方式】
[0073]以下，一面参照附图一面对本发明的实施方式进行说明。
[0074]图1是本发明的第I实施方式的偏振光照射装置的构成图。
[0075]偏振光照射装置包括光源部10、平行光形成部20及偏振光形成部30。光源部10包括紫外线灯12及聚光镜14等。偏振光形成部30包括板型偏振分光镜32，将从平行光形成部20射出的紫外光分离为P偏光成分及s偏光成分,并将s偏光成分作为照射光束射出。另外，在说明书中，“紫外光”是波长为390nm以下的光，且包含深紫外光。
[0076]平行光形成部20具有光轴24，使紫外光绕光轴24平行光化，且倾斜地入射至板型偏振分光镜32。优选的是平行光形成部20在与板型偏振分光镜32表面的介电质多层膜32b的表面垂直且包含光轴24的面内，使紫外光的扩散相对于光轴24在正负5度以内平行光化。进而，更优选的是平行光形成部20使紫外光的扩散实质上为零(即大致平行)。另夕卜，也可以在光源部10与平行光形成部20之间进而设置使光源部10的光聚光的聚光光学部。
[0077]偏振光照射装置也可以包括落射镜40,该落射镜40将从偏振光形成部30射出的s偏光成分朝向照射区域50反射。照射区域50成为配置在搬送部54上的被照射体的表面。被照射体例如可设为设在透明基板的表面且包含树脂等的配向膜52等。配向膜52在照射直线偏振光时成为沿预定的偏光方向的光配向膜。这种光配向膜可用于液晶面板或视角补偿膜等。
[0078]而且，偏振光照射装置可进而包括使配向膜52沿直线连续或间断地移动的搬送部54。这样一来，例如，通过将照射区域50设为长方形且将照射区域50的长度方向设为直线偏光方向，而能以高生产性制造光配向膜。
[0079]图2是本发明的第2实施方式的偏振光照射装置的构成图。
[0080]偏振光照射装置包括光源部10、平行光形成部20及偏振光形成部30。偏振光形成部30包括板型偏振分光镜32与线栅型偏光板33，利用板型偏振分光镜32将从平行光形成部20射出的紫外光分离为P偏光成分及s偏光成分，进而利用线栅型偏光板33使经板型偏振分光镜32分离所得的s偏光成分入射、透射，并作为照射光束射出。线栅型偏光板33例如是将含有铝的金属线等间隔且平行地设置在石英板的表面而成的偏光元件。
[0081]图3是本发明的第3实施方式的偏振光照射装置的构成图。
[0082]偏振光照射装置包括光源部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个板型偏振分光镜32、34,将从平行光形成部20射出的紫外光分离为p偏光成分及s偏光成分,并将s偏光成分作为照射光束射出。
[0083]图4是说明第3实施方式的偏振光形成部的示意图。
[0084]偏振光形成部30例如包括第I板型偏振分光镜32及第2板型偏振分光镜34。第I板型偏振分光镜32包括透明板32a、及设在透明板32a的第I面且包含具有不同折射率的至少2种介电质的介电质多层膜32b。
[0085]而且，第2板型偏振分光镜34包括透明板34a、及设在透明板34a的第I面且包含具有不同折射率的至少2种介电质的介电质多层膜34b。如果使第I及第2板型偏振分光镜32、34为相同形状及材质，可提高材料效率。而且，透明板32、34的材质可设为合成石英等。另外，虽然透明板32、34是表示为楔形截面，但上表面与下表面也可以平行。
[0086]在图4中表示3束紫外光中的形成公共波面的光线群即同族光束。向第I偏振分光镜32入射的同族光束Gl、G2及G3中，以通过平行光形成部20的光圈22的中心的光线为主光线，且分别以gl、g2及g3表不。主光线gl、g2、g3的扩散优选的是在照射光束的截面内相对于平行光形成部20的光轴24为正负5度以内，更优选的是与光轴24平行(扩散为零)。
[0087]第I板型偏振分光镜32的介电质多层膜32b的一部分与第2板型偏振分光镜34的介电质多层膜34b的一部分是以具有相互对向的区域的方式配置。从平行光形成部20射出的紫外光的主光线g3、g2及g3倾斜地入射至第I偏振分光镜32 (入射角Θ)。而且，透射光从透明板32a的背面出射。另一方面，反射光倾斜地入射至第2板型偏振分光镜34。在该情况下，透射光也从透明板34a的背面出射，且反射光作为照射光束从偏振光形成部30射出。以G11、G12及G13表示从第2偏振分光镜34射出的同族光束。例如，如果使第I偏振分光镜32的介电质多层膜32b的表面、与第2偏振分光镜34的介电质多层膜34b的表面大致平行，可通过倾斜入射而高效地撷取照射光束。
[0088]图5是说明入射至具有不同折射率的2种介电质介质的边界面的P偏光及s偏光的反射的示意图。
[0089]设定介质I的折射率为nl，介质2的折射率为n2。入射光入射至边界面SI，产生反射光与透射光。包含入射光、反射光及透射光在内，将垂直于边界面Si的面即入射面设为S2。而且,入射光的电场向量存在于与入射光的前进方向正交的面内，可分解为分别正交的2个电场向量。尤其是因为适合分解为平行于入射面S2的成分与垂直于入射面S2的成分，所以将前者称为P偏光成分，将后者称为s偏光成分。
[0090]在该情况下，P偏光成分的振幅反射率rp与振幅透射率tp、以及s偏光成分的振幅反射率rs与振幅透射率ts能以式(I)~式(4)的菲涅耳(Fresnel)公式表示。
[0091][数I]
【权利要求】
1.一种偏振光照射装置，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，包括具有设在透明板的第I面的介电质多层膜的板型偏振分光镜，通过使从所述平行光形成部射出且倾斜地入射至所述介电质多层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，而将分离所得的所述S偏光成分作为照射光束射出。
2.根据权利要求1所述的偏振光照射装置，其特征在于，所述偏振光形成部进而包含线栅型偏光板，使由所述板型偏振分光镜所反射的所述紫外光入射，且作为照射光束射出。
3.根据权利要求1或2所述的偏振光照射装置，其特征在于，所述偏振光形成部包括第I及第2板型偏振分光镜； 所述第I板型偏振分光镜的介电质多层膜的一部分与所述第2板型偏振分光镜的介电质多层膜的一部分相互对向； 从所述平行光形成部射出的所述紫外光入射至所述第I板型偏振分光镜的所述介电质多层膜的表面； 由所述第I板型偏振分光镜的所述介电质多层膜反射的s偏振光入射至所述第2板型偏振分光镜的所述介电质多层膜的表面； 由所述第2板型偏振分光镜的所述介电质多层膜反射的s偏振光设为所述照射光束。
4.根据权利要求3所述的偏振光照射装置，其特征在于，所述平行光形成部的光轴相对于所述第I偏振分光镜的所述介电质多层膜的所述表面的法线为70±5度。
5.根据权利要求4所述的偏振光照射装置，其特征在于，所述第I板型偏振分光镜的所述介电质多层膜的所述表面与所述第2板型偏振分光镜的所述介电质多层膜的所述表面平行。
6.根据权利要求5所述的偏振光照射装置，其特征在于，所述介电质多层膜的平面形状为平行四边形。
7.根据权利要求6所述的偏振光照射装置，其特征在于，所述透明板的截面为楔形。
【文档编号】G02F1/1337GK103792732SQ201310351785
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年8月13日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】前田祥平, 野村博 申请人:东芝照明技术株式会社