(57)【要約】  プレチルト角を発現させるために斜め露光を行う光配向用露光装置において、安価な散乱光源（体積光源）を用いることができると共に、コンパクトな形態で均一な照度分布を得る。被照射面に対して一方向に走査露光を行うことで光配向処理を行う光配向用露光装置（１）は、被照射面（１０Ｓ）に向けて散乱光を出射する光源（２）と、光源（２）から出射された光のうち、紫外線を選択的に出射する光学フィルタ（３）と、光学フィルタ（３）から出射された光のうち、走査方向に対して斜めに照射される光を選択的に出射する照射角度制限部材（４）とを備え、照射角度制限部材（４）は、平板状の光方向制限板（４０）を、被照射面（１０Ｓ）に対して一定の角度で傾斜させ、走査方向に沿って設定間隔で複数平行配列させている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射面に対して一方向に走査露光を行うことで光配向処理を行う光配向用露光装置であって、  前記被照射面に向けて散乱光を出射する光源と、  前記光源から出射された光のうち、紫外線を選択的に出射する光学フィルタと、  前記光学フィルタから出射された光のうち、前記走査方向に対して斜めに照射される光を選択的に出射する照射角度制限部材とを備え、  前記照射角度制限部材は、平板状の光方向制限板を、前記被照射面に対して一定の角度で傾斜させ、前記走査方向に沿って設定間隔で複数平行配列させていることを特徴とする光配向用露光装置。
【請求項２】
前記平板状の光方向制限板は、表裏に紫外線吸収面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載された光配向用露光装置。
【請求項３】
前記光源は、前記走査方向を長手方向とする縦長状に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載された光配向用露光装置。
【請求項４】
前記光源は、前記走査方向と交差する方向を長手方向とする横長状に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光配向用露光装置。
【請求項５】
前記照射角度制限部材と前記被照射面との間に偏光子が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光配向用露光装置。
【請求項６】
前記光学フィルタは、前記被照射面に平行に配置され、当該光学フィルタの選択波長設定値を、目標露光波長に対して高波長側にシフトした値としていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光配向用露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、液晶の光配向を行うために用いられる露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の高精細化を進める上で、ＬＣＤの製造に不可欠な液晶配向処理におけるプレチルト角の安定化が重要な課題になっている。プレチルト角とは、液晶配向軸に沿った液晶分子の長軸と配向面とのなす角度であり、ＬＣＤの表示特性に大きく影響する。そのため、ＬＣＤの高表示品質を達成するためには、プレチルト角を安定して発現させることが不可欠となる。【０００３】  光配向処理は、非接触処理によって、配向膜上の塵による汚染やＴＦＴ基板に与える静電ダメージを解消すると共に、より均一な配向処理を行うことができる点で、ラビング処理に代わる処理方法として普及している。この光配向処理によって、プレチルト角を発現させる露光方法として、斜め露光が知られている。【０００４】  斜め露光は、配向膜となる被照射膜上に、膜の法線方向から所定の角度で偏光紫外線を照射するものであり、従来、斜め露光を行うための露光装置は、指向性の高い光源を用い、複数の反射板を介して被照射膜に対する照射角度を設定する照射部を備えている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１７５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  斜め露光を行う前述した従来の露光装置は、光源が比較的高価な指向性の高いものに限定される問題があると共に、斜め照射した際の照射面の照度分布が光路長の差で不均一になるのを避けるために、光路長を長めに設定することがなされており、複数の反射板と光路長確保のための空間を要することで、照射部が大型になる問題がある。【０００７】  本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、プレチルト角を発現させるために斜め露光を行う光配向用露光装置において、安価な散乱光源（体積光源）を用いることができると共に、コンパクトな形態で均一な照度分布を得ること、などを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。  被照射面に対して一方向に走査露光を行うことで光配向処理を行う光配向用露光装置であって、前記被照射面に向けて散乱光を出射する光源と、前記光源から出射された光のうち、紫外線を選択的に出射する光学フィルタと、前記光学フィルタから出射された光のうち、前記走査方向に対して斜めに照射される光を選択的に出射する照射角度制限部材とを備え、前記照射角度制限部材は、平板状の光方向制限板を、前記被照射面に対して一定の角度で傾斜させ、前記走査方向に沿って設定間隔で複数平行配列させていることを特徴とする光配向用露光装置。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る光配向用露光装置を示した説明図（（ａ）が側面視した説明図、（ｂ）が正面視した説明図）である。
【図２】照射角度制限部材の構成例を示した説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る光配向用露光装置を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
【００１１】  図１において、光配向用露光装置１は、光源２、光学フィルタ３、照射角度制限部材４、偏光子５を備えおり、基台（ステージ）２０上に支持された基板１０上の被照射面１０Ｓに対して一方向（図示Ｘ方向）に走査露光を行うことで光配向処理を行うものである。この際の走査露光は、光配向用露光装置１を固定して、基板１０を図示Ｘ方向に移動しながら行っても良いし、基板１０を固定して、光配向用露光装置１を図示Ｘ方向の逆方向（−Ｘ方向）に移動しながら行っても良い。基板１０と光配向用露光装置１を共に移動しながら行っても良い。
【００１２】  光源２は、被照射面１０Ｓに向けて散乱光を出射するものであり、走査方向（図示Ｘ方向）を長手方向とする縦長状のランプ２Ａと、それに沿って縦長状で、ランプ２Ａから出射した光を被照射面１０Ｓに向ける反射鏡２Ｂを備えている。反射鏡２Ｂは、走査方向に交差する断面（Ｙ−Ｚ断面）が凹湾曲状の反射面を有している。
【００１３】  光学フィルタ３は、光源２から出射された光のうち、紫外線を選択的に出射するもの（バンドパスフィルタ）である。偏光子５は、偏光板やワイヤーグリッド偏光子などであり、照射角度制限部材４と被照射面１０Ｓとの間に配置され、走査方向（図示Ｘ方向）に対して設定された向きに偏光軸が向くように角度調整がなされている。
【００１４】  照射角度制限部材４は、光学フィルタ３から出射された光（紫外線）のうち、走査方向（図示Ｘ方向）に対して斜めに照射される光を選択的に出射する。このため、照射角度制限部材４は、平板状の光方向制限板４０を複数備えている。
【００１５】  光方向制限板４０は、図２に示すように、平板状の部材であり、被照射面１０Ｓに対して一定の角度θ１で傾斜させ、走査方向（図示Ｘ方向）に沿って設定間隔ｔｐで複数平行配列させている。この光方向制限板４０はその表裏に紫外線吸収面４０Ｓが形成されていることが好ましい。
【００１６】  このような光配向用露光装置１によると、ランプ２Ａから出射して反射鏡２Ｂで反射した散乱光が光源２から出射され、光学フィルタ３を通過することで特定波長の紫外線となり、照射角度制限部材４を通過することで、特定の方向で被照射面１０Ｓに対して斜め照射される紫外線になり、偏光子５を通過することで偏光紫外線となって、被照射面１０Ｓに照射される。
【００１７】  ここで、照射角度制限部材４は、図２に示すように、間隔ｔｐで平行に配置された光方向制限板４０を通過するに際して、紫外線吸収面４０Ｓに当たった光（紫外線）は吸収されて通過できなくなるので、最大照射光線角度θmaxと最小照射光線角度θminの間の角度に照射角度が制限される。この照射角度は、光方向制限板４０の走査方向（図示Ｘ方向）に対する傾斜角度θ１と同方向となる中央照射光線角度θｃを中心とする所定の範囲になるが、間隔ｔｐを狭めることで角度範囲のばらつきを抑えることができる。
【００１８】  このような照射角度制限部材４を通過した光は、被照射面１０Ｓへの照射角度が制限されることになるが、光学フィルタ３を通過する光に着目すると、光学フィルタ３を通過した光のうち、斜めに通過した光のみが選択されて照射されることになる。光学フィルタ３は、一般に角度依存性を有しているので、光学フィルタ３を斜めに通過する光の波長は、光学フィルタ３を垂直に通過する光の波長（設定波長）に対して低波長側にシフトする。このため、露光波長を所望の波長（例えば、３１３ｎｍ）にするためには、光学フィルタ３の選択波長設定値を、目標露光波長に対して高波長側にシフト（例えば、３１３ｎｍ＋３６ｎｍ＝３４９ｎｍ）した値にすることが必要になる。
【００１９】  このような光配向用露光装置１を用いると、比較的安価な散乱光源を用いて、光配向処理によってプレチルト角を発現させることができる斜め露光を行うことができる。この際、光配向用露光装置１によって走査方向に沿って同時に照射される光の照射範囲は、ほぼ光源２の長手方向の長さに等しく、その範囲で、光配向用露光装置１と被照射面１０Ｓとの距離とは無関係に、均一な照度分布を得ることができる。これによって、光配向用露光装置１を被照射面１０Ｓに近づけたコンパクトな形態で露光を行うことが可能になる。
【００２０】  図３は、他の実施形態に係る光配向用露光装置１を示している。この例では、光源２は、走査方向（図示Ｘ方向）と交差する方向（図示Ｙ方向）を長手方向とする横長状に配置されている。このような光源２を用いた場合にも、前述した例と同様に、光学フィルタ３と、光方向制限板４０を複数平行に配置した照射角度制限部材４と、偏光子５とを配備することで、散乱光源を用いて斜め露光による光配向処理を行う光配向用露光装置１を得ることができる。
【実施例１】
【００２１】  ２枚のガラス基板上に配向剤「ＲＮ４０００」（日産化学工業株式会社製）をスピンコートで塗布して、８０℃で１分間乾燥を行った。この時の配向膜厚は１００ｎｍである。その後、光配向用露光装置１で露光を行った。光学フィルタ３は３１３ｎｍバンドパスフィルタを使用した。偏光子５はワイヤグリッド型偏光板を使用し、その偏光度は３１３ｎｍで約１００であった。３１３ｎｍ露光量はＵＩＴ２５０−Ｓ３１３（ウシオ電機社製）で受光面を露光ステージに平行に配置して測定したところ５ｍＪ／ｃｍ2であった。その後、本焼成をホットプレート（アズワン社製ＥＣ−１２００Ｎ）で１４０℃２０分で行い、製膜を完了した。この製膜済みガラス基板の１枚にはシール材のストラクトボンドＨＣ−９１３ＦＰ（三井化学社製）を描画し、他の１枚にはプラスチックビーズスペーサーのミクロパールＳＰ−２０３５（積水化学社製）を散布した。この２枚のガラス基板を貼り合せて、１２０℃６０分焼成して真空注入セルを作製した。このセルにＭＬＣ２００３（メルク社製）を封入して、封止処理後に１３０℃・１０分再配向処理して液晶セルを完成させた。【００２２】  この液晶セルをクリスタルローテーション法でプレチルト角を測定した。測定にはＡｘｏｓｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製）を使用した。この結果、プレチルト角は２５°であった。さらにクロスニコルの偏光子２枚の間にこのセルを挟んで観察したところ、一様配向した液晶セルであった。
【実施例２】
【００２３】  露光量が１０ｍＪ／ｃｍ2であった以外は実施例１と同様に実施し、液晶セルを完成させた。この液晶セルのプレチルト角は６°であった。さらにクロスニコルの偏光子２枚の間にこのセルを挟んで観察したところ、一様配向した液晶セルであった。
【実施例３】
【００２４】（ルーバーを使用せずに、遮光板を使用した光配向用露光装置１を用いて）その他は実施例２と同様に実施し、液晶セルを完成させた。この液晶セルのプレチルト角は６５°であった。さらにクロスニコルの偏光子２枚の間にこのセルを挟んで観察したところ、一様配向した液晶セルであった。【００２５】  以上説明したように、本発明の実施形態に係る光配向用露光装置１によると、プレチルト角を発現させるために斜め露光を行う露光装置において、安価な散乱光源（体積光源）を用いることができると共に、コンパクトな形態で均一な照度分布を得ることができる。【００２６】  以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００２７】１：光配向用露光装置，２：光源，２Ａ：ランプ，２Ｂ：反射鏡，３：光学フィルタ，４：照射角度制限部材，４０：光方向制限板，４０Ｓ：紫外線吸収面，５：偏光子，１０：基板，１０Ｓ：被照射面，２０：基台（ステージ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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