(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された照射領域を通過するワークに偏光光を照射する光照射装置であって、
前記照射領域を通る搬送軸が延在する第一方向に直交する第二方向に離間して並設され、前記第一方向及び前記第二方向を含む平面と平行に、ワークがそれぞれ載置される載置面を有する複数のステージと、
前記複数のステージを、前記第一方向に個別に移動できないように共通して固定し、前記複数のステージを、前記搬送軸上における前記照射領域外に設定された待機領域から前記照射領域へ向けて、同時に移動させる第一の移動機構と、
前記複数のステージにそれぞれ個別に設けられ、前記複数のステージを、前記載置面に対して直交する軸回りに個別に回転する回転機構と、を備えることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記第二方向は、前記偏光光を照射する線状光源の延在する方向であることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記待機領域の前記第二方向における一方の側に、前記待機領域にある前記複数のステージに対して前記第二方向から前記ワークを搬入及び搬出するための搬送領域をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記複数のステージに共通して設けられ、前記複数のステージを、前記第二方向に同時に移動する第二の移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記待機領域の前記第二方向における一方の側に、前記待機領域にある前記複数のステージに対して前記第二方向から前記ワークを搬入及び搬出するための搬送領域をさらに備え、
前記第二の移動機構は、
前記ワークを搬入及び搬出するとき、前記複数のステージを前記第二方向に同時に移動し、当該複数のステージを前記搬送領域に移動することを特徴とすることを特徴とする請求項４に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記複数のステージにそれぞれ個別に設けられ、前記複数のステージを、前記第二方向に個別に移動する第二の移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項７】
前記待機領域は、前記搬送軸上における前記照射領域に近接した位置に設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項８】
前記搬送軸上を移動可能であり、前記照射領域において前記偏光光を測定する偏光測定部をさらに備え、
前記待機領域は、前記照射領域と前記偏光測定部の前記偏光光の非測定時における退避領域との間に設定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項９】
前記複数のステージに対応してそれぞれ設けられ、当該複数のステージ上の前記ワークに設けられたアライメントマークをそれぞれ検出する複数のアライメントマーク検出部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項１０】
前記アライメントマーク検出部は、
前記第一方向および前記第二方向の少なくとも一方の方向に並んで配置され、前記ワークに設けられた少なくとも一対のアライメントマークを検出する少なくとも一対の検出器を備えることを特徴とする請求項９に記載の光照射装置。
【請求項１１】
前記複数のステージに載置された複数のワークに対して、前記待機領域から前記照射領域へ向かう往路移動と、前記照射領域から前記待機領域へ向かう復路移動の双方で前記偏光光を照射することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項１２】
予め設定された照射領域を通過するワークに偏光光を照射する光照射方法であって、
前記照射領域を通る搬送軸が延在する第一方向に直交する第二方向に離間して並設され、前記第一方向及び前記第二方向を含む平面と平行に、ワークがそれぞれ載置される載置面を有する複数のステージを、前記載置面に対して直交する軸回りに個別に回転するステップと、
前記複数のステージを、前記第一方向に個別に移動できないように共通して固定した状態で、前記搬送軸上における前記照射領域外に設定された待機領域から前記照射領域へ向けて同時に移動するステップと、を含むことを特徴とする光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークステージ上のワークに光を照射する光照射装置および光照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルをはじめとする液晶表示素子の配向膜や、視野角補償フィルムの配向層などの配向処理に関し、所定の波長の偏光光を照射して配向を行う、光配向と呼ばれる技術が採用されている。
光配向に用いる光照射装置は、光照射領域の幅に相当する長さを有する線状の光源と、当該光源からの光を偏光する偏光素子とを備え、光源の長手方向に対して直交する方向に搬送されるワークに対して偏光光を照射する。
このような光照射装置として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、２つのステージが灯具の下を往復しあう、所謂ツインステージ方式を採用したものである。このように、２つのステージを交互に照射領域に移動して、ステージ上のワークにそれぞれ光を照射することで、ステージを１つしか備えていない場合と比較してタクトタイムを削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７４３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光配向処理は、テレビ画面用の液晶パネルのような大型の基板のみならず、スマートフォン用など中小型の液晶ディスプレイにも展開されてきている。しかしながら、このような中小型の基板に対しては、従前の装置は設置占有面積（フットプリント）が過大である。
そこで、本発明は、フットプリントあたりの処理効率を向上させることができる光照射装置および光照射方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る光照射装置の一態様は、予め設定された照射領域を通過するワークに偏光光を照射する光照射装置であって、前記照射領域を通る搬送軸が延在する第一方向に直交する第二方向に離間して並設され、前記第一方向及び前記第二方向を含む平面と平行に、ワークがそれぞれ載置される載置面を有する複数のステージと、前記複数のステージを、前記第一方向に個別に移動できないように共通して固定し、前記複数のステージを、前記搬送軸上における前記照射領域外に設定された待機領域から前記照射領域へ向けて、同時に移動させる第一の移動機構と、前記複数のステージにそれぞれ個別に設けられ、前記複数のステージを、前記載置面に対して直交する軸回りに個別に回転する回転機構と、を備える。
これにより、複数のワークを同時に光照射処理することができる。また、ツインステージ方式の光照射装置と比較して、Ｘ方向のフットプリントを小さくすることができる。したがって、フットプリントあたりの処理効率を向上し、生産性を向上させることができる。
【０００６】
また、上記の光照射装置において、前記第二方向は、前記偏光光を照射する線状光源の延在する方向であってもよい。これにより、フットプリントを増大することなく処理効率を向上させることができる。
さらに、上記の光照射装置において、前記待機領域の前記第二方向における一方の側に、前記待機領域にある前記複数のステージに対して前記第二方向から前記ワークを搬入及び搬出するための搬送領域をさらに備えてもよい。このように、第一方向における待機領域と搬送領域との位置を同位置とするので、ワークがロードされた位置からすぐに光照射処理の開始動作を行ったり、光照射処理を終えた位置からすぐにワークのアンロードを開始したりすることができる。また、第二方向からワークを搬入及び搬出するので、第一方向のフットプリントの増大を抑制することができる。
【０００７】
また、上記の光照射装置において、前記複数のステージに共通して設けられ、前記複数のステージを、前記第二方向に同時に移動する第二の移動機構をさらに備えてもよい。これにより、複数のステージが個別に移動することに起因するステージ同士の接触を回避することができる。
さらに、上記の光照射装置において、前記待機領域の前記第二方向における一方の側に、前記待機領域にある前記複数のステージに対して前記第二方向から前記ワークを搬入及び搬出するための搬送領域をさらに備え、前記第二の移動機構は、前記ワークを搬入及び搬出するとき、前記複数のステージを前記第二方向に同時に移動し、当該複数のステージを前記搬送領域に移動してもよい。これにより、外部の搬送装置からワークの受け渡しを行う場合には、複数のステージを搬送装置に近づけることができる。したがって、ワークの交換処理を迅速且つ安定して行うことができる。
【０００８】
また、上記の光照射装置において、前記複数のステージにそれぞれ個別に設けられ、前記複数のステージを、前記第二方向に個別に移動する第二の移動機構をさらに備えてもよい。これにより、第二方向における複数のステージのステージ間距離を調整することができる。
さらに、上記の光照射装置において、前記待機領域は、前記搬送軸上における前記照射領域に近接した位置に設定されていてもよい。これにより、第一方向におけるフットプリントをさらに小さくすることができる。また、照射領域外のワークの搬送時間を短縮することができ、タクトタイムを短縮することができる。
【０００９】
また、上記の光照射装置において、前記搬送軸上を移動可能であり、前記照射領域において前記偏光光を測定する偏光測定部をさらに備え、前記待機領域は、前記照射領域と前記偏光測定部の前記偏光光の非測定時における退避領域との間に設定されていてもよい。
このように、偏光測定部を備えることで、偏光光の偏光軸が所望の偏光軸となっているか否かを確認することができる。また、偏光光の非測定時には偏光測定部を光照射処理の影響のない位置に退避することができる。
【００１０】
さらに、上記の光照射装置において、前記複数のステージに対応してそれぞれ設けられ、当該複数のステージ上の前記ワークに設けられたアライメントマークをそれぞれ検出する複数のアライメントマーク検出部をさらに備えてもよい。これにより、各ステージ上に載置されるワークに対して、それぞれアライメント処理を実施することができる。各ステージは回転機構により個別に回転可能であるため、アライメント処理により各ワークをそれぞれ所望の向きに修正することができる。
また、上記の光照射装置において、前記アライメントマーク検出部は、前記第一方向および前記第二方向の少なくとも一方の方向に並んで配置され、前記ワークに設けられた少なくとも一対のアライメントマークを検出する少なくとも一対の検出器を備えてもよい。これにより、各ステージ上に載置されるワークの向きを、第一方向や第二方向を基準として適切に修正することができる。
さらに、上記の光照射装置において、前記複数のステージに載置された複数のワークに対して、前記待機領域から前記照射領域へ向かう往路移動と、前記照射領域から前記待機領域へ向かう復路移動の双方で前記偏光光を照射してもよい。これにより、エネルギーの無駄無く光照射処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光照射装置では、第二方向に離間して並設され、第一方向に同時に往復移動可能な複数のステージを備え、これら複数のステージ上にそれぞれ載置されたワークに同時に偏光光を照射する。したがって、フットプリントあたりの処理効率を向上させることができる。また、複数のステージは、それぞれ個別に回転可能であるため、適切に光配向処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の偏光光照射装置を示す概略構成図である。
【図２】搬送部の概略構成を示す側面図である。
【図３】ステージの移動区間について説明する図である。
【図４】偏光光照射装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図６】第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図７】第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図８】第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図９】第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図１０】第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図１１】第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図１２】第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図１３】ツインステージ方式の偏光光照射装置とのサイズ比較である。
【図１４】各種方式の偏光光照射装置の処理タクトの比較結果である。
【図１５】第一の実施形態の動作の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態の偏光光照射装置１００を示す概略構成図である。
偏光光照射装置１００は、光照射部１０Ａ及び１０Ｂと、ワークＷを搬送する搬送部２０とを備える。ここで、ワークＷは、光配向膜が形成された、例えば液晶パネルの大きさに整形された矩形状の基板である。本実施形態におけるワークＷは、例えばスマートフォン用や産業用モニタ、医療用モニタ、車載用モニタなど、中小型の液晶ディスプレイに用いる基板である。
偏光光照射装置１００は、光照射部１０Ａ及び１０Ｂから所定の波長の偏光光（偏光した光）を照射しながら、搬送部２０によってワークＷを直線移動させ、ワークＷの光配向膜に上記偏光光を照射して光配向処理をする。
【００１４】
光照射部１０Ａ及び１０Ｂは、線状の光源であるランプ１１と、ランプ１１の光を反射するミラー１２とをそれぞれ備える。また、光照射部１０Ａ及び１０Ｂは、その光出射側に配置された偏光子ユニット１３をそれぞれ備える。さらに、光出射部１０Ａ及び１０Ｂは、ランプ１１、ミラー１２及び偏光子ユニット１３を収容するランプハウス１４をそれぞれ備える。
光照射部１０Ａ及び光照射部１０Ｂは、ランプ１１の長手方向をワークＷの搬送方向（第一方向：Ｘ方向）に直交する方向（第二方向：Ｙ方向）に一致させた状態で、ワークＷの搬送方向（Ｘ方向）に沿って並設されている。なお、図１では、灯具（光照射部）を２灯としているが、１灯でもよいし３灯以上でもよい。
【００１５】
以下、光照射部１０Ａ及び１０Ｂの具体的構成について説明する。
ランプ１１は長尺状のいわゆるロングアーク放電ランプであり、その発光部が、ワークＷの搬送方向に直交する方向の幅に対応する長さを有する。このランプ１１は、例えば、高圧水銀ランプや、水銀に他の金属とハロゲンとを加えたメタルハライドランプ、水銀以外の金属とハロゲンとが封入されたメタルハライドランプ等の放電ランプであり、封入発光種に応じて波長２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光を放射する。
光配向膜の材料としては、波長２５４ｎｍの光で配向されるもの、波長３１３ｎｍの光で配向されるもの、波長３６５ｎｍの光で配向されるものなどが知られており、光源の種類は必要とされる波長に応じて適宜選択する。
なお、光源としては、紫外光を放射するＬＥＤやＬＤを直線状に並べて配置した線状光源を用いることもできる。その場合、ＬＥＤやＬＤを並べる方向がランプの長手方向に相当する。
【００１６】
ミラー１２は、ランプ１１からの放射光を所定の方向に反射するものであり、その断面が楕円形または放物線状の樋状集光鏡である。ミラー１２は、その長手方向がランプ１１の長手方向と一致するように配置されている。
ランプハウス１４は、その底面に、ランプ１１からの放射光およびミラー１２による反射光が通過する光出射口を有する。偏光子ユニット１３は、ランプハウス１４の光出射口に取り付けられ、当該光出射口を通過する光を偏光する。
偏光子ユニット１３は、複数の偏光子をランプ１１の長手方向に沿って並んで配置した構成を有する。これら複数の偏光子は、例えばフレーム等により支持されている。
偏光子は、例えば、ワイヤーグリッド型偏光素子であり、偏光子の個数は、偏光光を照射する領域の大きさに合わせて適宜選択する。なお、各偏光子は、それぞれ透過軸が同一方向を向くように配置されている。
【００１７】
搬送部２０は、ワークＷがそれぞれ載置される第一のステージ２１Ａ及び第二のステージ２１Ｂを備える。これら２つのステージ２１Ａ，２１Ｂは、真空吸着等の方法によりワークＷを吸着保持可能な平板状のステージであり、ＸＹ平面と平行に、ワークＷが載置される載置面を有する。なお、本実施形態では、各ステージ２１Ａ，２１Ｂ及びワークＷを矩形状としているが、これに限定するものではなく、任意の形状とすることができる。また、ワークＷを平板状のステージで吸着保持する構成としているが、これに限定するものではなく、複数のピンによってワークＷを吸着保持する構成であってもよい。
【００１８】
また、搬送部２０は、ステージ２１Ａ及び２１ＢをＸ方向に移動するためのＸ方向駆動機構２２と、ステージ２１Ａ及び２１ＢをＹ方向に移動するためのＹ方向駆動機構２３とを備える。
Ｘ方向駆動機構２２は、Ｘ方向に沿って延びる２本のガイド２２Ａと、Ｘ方向駆動機構２２を一例として構成する電磁石２２Ｂとを備える。本実施形態では、Ｘ方向駆動機構２２として、例えば、リニアモータステージを採用する。リニアモータステージは、碁盤目状、若しくは線路状に強磁性体の凸極が設けられた平面状のプラテンの上の移動体に磁力を印加して、移動体とプラテンの凸極との間の磁力を変化させることにより、当該移動体を移動する機構である。なお、Ｘ方向駆動機構２２としては、例えばボールねじを用いた機構を採用することもできる。
【００１９】
Ｙ方向駆動機構２３は、例えば、Ｙ方向に延在しＸ方向駆動機構２２上に固定されたガイド２３Ａと、当該ガイド２３Ａに沿ってＹ方向に往復移動可能なスライダ部２３Ｂとを備える。ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、後述するθ回転機構（図１においては不図示）を介してスライダ部２３Ｂの上面に固定されている。第一のステージ２１Ａと第二のステージ２１Ｂとは、Ｙ方向に一定距離だけ離間した状態で並んで配置される。
このように、ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、搬送軸であるガイド２２Ａに沿って同時にＸ方向に往復移動可能であると共に、ガイド２３Ａに沿って同時にＹ方向に往復移動可能に構成されている。なお、Ｘ方向駆動機構２３及びＹ方向駆動機構２４の構成は、図１に示す構成に限定されるものではなく、ステージ２１Ａ及び２１ＢをＸ方向及びＹ方向にそれぞれ移動可能な構成であれば任意の構成を採用することができる。
【００２０】
図２は、搬送部２０の概略構成を示す側面図である。この図２は、搬送部２０をＸ方向から見た図である。このように、ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、共通のＸ方向駆動機構２２に固定されている。また、ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、共通のＹ方向駆動機構２３に、それぞれθ回転機構２４Ａ及び２４Ｂを介して固定されている。θ回転機構２４Ａは、第一のステージ２１Ａをθ方向（Ｚ軸回り）に回転可能であり、θ回転機構２４Ｂは、第二のステージ２１Ｂをθ方向（Ｚ軸回り）に回転可能である。以上の構成により、ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、Ｙ方向に並設された状態で同時にＸ方向及びＹ方向に移動可能であると共に、それぞれ個別にθ方向に回転可能となる。Ｘ方向駆動機構２２、Ｙ方向駆動機構２３及びθ回転機構２４Ａ及び２４Ｂは、それぞれ制御部２５によって制御される。
【００２１】
ステージ２１Ａ及び２１Ｂの移動経路は、光照射部１０Ａ及び１０Ｂの真下を通るように設計されている。搬送部２０は、ワークＷを光照射部１０Ａ及び１０Ｂによる偏光光の照射領域に搬送し、且つその照射領域を通過させるように構成されている。さらに、搬送部２０は、ワークＷが照射領域を完全に通過した後、当該ワークＷを折り返し、再び当該照射領域を通過させるように構成されている。この往路移動と復路移動の双方で、ワークＷの光配向膜が光配向処理される。
【００２２】
また、偏光光照射装置１００は、図１に示すように、光照射部１０Ａ及び１０Ｂから照射される偏光光の偏光軸（光照射面における偏光光の軸）を測定するための偏光測定器３０を備える。偏光測定器３０は、搬送部２０とほぼ同様の構成によりＸ方向及びＹ方向に搬送可能である。偏光測定器３０は、偏光光を測定する際に、所定の退避位置からガイド２２Ａに沿って光照射部１０Ａ及び１０Ｂによる偏光光の照射領域に搬送される。そして、偏光測定器３０は、当該照射領域にある状態で、Ｙ方向（偏光子ユニット１３Ａ及び１３Ｂの偏光子の配列方向）に移動しながら各偏光子の直下で偏光軸を測定する。
【００２３】
図３は、ステージ２１Ａ及び２１Ｂの移動区間について説明する図である。
偏光光照射装置１００は、図１に示す各部を収容する筐体５１を備える。筐体５１には、Ｙ方向における側壁に、ワークＷを偏光光照射装置１００に対して搬入および搬出するための搬送口５２が形成されている。ワークＷの搬入および搬出は、偏光光照射装置１００の外部に配置された搬送ロボット（搬送装置）２００によって行われる。搬送ロボット２００は、Ｙ方向に移動可能な搬送アーム２０１を備える。搬送アーム２０１は、ステージ２１Ａ及び２１Ｂに光照射処理前のワークＷを搭載したり、ステージ２１Ａ及び２１Ｂから光照射処理後のワークＷを回収したりする。また、搬送アーム２０１は、ステージ２１Ａ及び２１Ｂとの間でワークＷの受け渡しが可能な構成を有する。
【００２４】
ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、Ｘ方向において、光照射部１０Ａ及び１０Ｂによる偏光光の照射領域（有効照射領域）１５の一方の側に設定されたワーク待機位置（待機領域）５３から、照射領域１５の他方の側に設定された折り返し位置５４までの区間を往復移動可能である。ここで、ステージ２１Ａ及び２１Ｂがワーク待機位置５３から折り返し位置５４へ向かう移動を往路移動、折り返し位置５４からワーク待機位置５３へ向かう移動を復路移動とする。また、ワーク待機位置５３とは、ワークＷの交換作業及びアライメント作業を行う位置であり、折り返し位置５４とは、ステージ２１Ａ及び２１Ｂの往路移動から復路移動への切替位置である。
【００２５】
ワーク待機位置５３は、ステージ２１Ａ及び２１Ｂがθ方向の回転移動によりいずれの姿勢となっていても、ステージ２１Ａ及び２１Ｂ上のワークＷに対し、光照射部１０Ａからの偏光光が照射しない程度に光照射部１０Ａに近接した位置に設定されている。同様に、折り返し位置５４は、ステージ２１Ａ及び２１Ｂがθ方向の回転移動によりいずれの姿勢となっていても、ステージ２１Ａ及び２１Ｂ上のワークＷに対し、光照射部１０Ｂからの偏光光が照射しない程度に光照射部１０Ｂに近接した位置に設定されている。さらに、ワーク待機位置５３は、図３に示す偏光測定器３０の退避位置（退避領域）５５と、照射領域１５との間に設定されている。
また、搬送口５２のＸ方向位置は、ワーク待機位置５３のＸ方向位置と同等の位置に設定されている。すなわち、ワーク待機位置５３のＹ方向における一方の側に、ワーク待機位置５３にある複数のステージ２１Ａ及び２１Ｂに対してワークＷの搬入及び搬出を行うための搬送領域が設けられている。
【００２６】
ワーク待機位置５３における第一のステージ２１Ａの上方には、第一のステージ２１Ａ上のワークＷのアライメント作業を行うための一対のアライメントカメラ４１が設けられている。また、ワーク待機位置５３における第二のステージ２１Ｂの上方には、第二のステージ２１Ｂ上のワークＷのアライメント作業を行うための一対のアライメントカメラ４２が設けられている。
ワークＷには、それぞれワークＷのアライメント完了位置を規定するための一対のアライメントマークが設けられており、一対のアライメントカメラは、一対のアライメントマークを各々１つずつ検出する。本実施形態では、一対のアライメントカメラ４１及び４２を、それぞれＸ方向に平行な軸上に並べて配置する。そして、アライメントマークの検出位置に基づいて、一対のアライメントマークがＸ方向に平行な軸上に並ぶように、ステージ２１Ａ及び２１Ｂをθ方向に回転移動するアライメント処理を実施する。すなわち、本実施形態では、一対のアライメントマークがＸ方向に平行な軸上に並ぶときのワークＷの位置（θ角度）を、アライメント完了位置とする。
【００２７】
ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、それぞれ一点鎖線で示す円４３内において、θ方向に回転移動可能であり、ステージ２１Ａ及び２１Ｂ上にそれぞれ載置されたワークＷは、ステージ２１Ａ及び２１Ｂと共にθ方向に回転移動可能である。なお、ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、θ方向の回転移動によりいずれの姿勢となっていても、ステージ２１Ａ，２１Ｂ若しくはワークＷが互いに干渉しない程度にＹ方向に離間して配置するものとする。ここで、ステージ２１Ａ及び２１ＢのＹ方向における離間距離は、ステージ２１Ａ及び２１Ｂに対するワークＷの載置誤差を考慮して設定することが好ましい。
なお、アライメントカメラは、１枚のワークＷに対して少なくとも一対（２個）設けられていればよく、設置台数は上記に限定されない。また、一対のアライメントカメラを並べる方向は、アライメント完了位置における一対のアライメントマークの方向に応じて適宜設定可能である。すなわち、一対のアライメントマークがＹ方向に平行な軸上に並ぶようにアライメント処理する場合には、一対のアライメントカメラをＹ方向に平行な軸上に並べて設置する。
【００２８】
ステージ２１Ａ及び２１Ｂの基本動作は、以下のとおりである。
ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、ワーク待機位置５３において、ワークＷの交換処理及びアライメント処理が行われる。アライメント完了後、ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、θ回転機構２４Ａ及び２４Ｂによってそれぞれ予め設定された光照射角度まで回転移動される。これにより、ワークＷの向きを偏光光の偏光軸に対して所定の向きにする。
その後、ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、照射領域１５へ向けて同時に往路移動を開始する。そして、照射領域１５を通過して折り返し位置５４に到達すると、同時に復路移動を開始し、ワーク待機位置５３まで引き返す。このワーク待機位置５３では、再びワークＷの交換処理及びアライメント処理が行われ、アライメント完了後、ステージ２１Ａ及び２１Ｂは、再び照射領域１５へ向けて同時に往路移動を開始する。この動作を繰り返す。
図２に示す制御部２５は、上記のステージ動作を実現するよう搬送部２０の各部を制御する。
なお、上記において、Ｘ方向駆動機構２２が第一の移動機構に対応し、Ｙ方向駆動機構２３が第二の移動機構に対応し、θ回転機構２４Ａ及び２４Ｂが回転機構に対応している。また、アライメントカメラ４１及び４２がアライメントマーク検出部に対応している。
【００２９】
以下、本実施形態の動作について、詳細に説明する。
図４は、偏光光照射装置１００の動作を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１で、制御部２５は、Ｙ方向駆動機構２３を駆動制御し、ステージ２１Ａ及び２１Ｂを、図５に示すワーク待機位置に位置している状態から搬送口５２へ向けて移動する。そして、搬送ロボット２００によりワークＷを搬入する。このとき、搬送ロボット２００は、図５に示すように、２枚のワークＷを保持した搬送アーム２０１をＹ方向に移動して、搬送口５２から筐体５１内へ挿入する。そして、例えば図６に示す位置で、搬送アーム２０１からステージ２１Ａ及び２１ＢにワークＷを受け渡す。これにより、ワークＷは、それぞれステージ２１Ａ及び２１Ｂに吸着保持される。
【００３０】
なお、例えば、搬送アーム２０１の長さが十分にあり、搬送アーム２０１がステージ２１Ａ及び２１Ｂのワーク待機位置まで侵入可能な構成である場合には、ワークＷの受け渡しに際し、ステージ２１Ａ及び２１ＢはＹ方向に移動しなくてもよい。ただし、この場合、数メートルの長さを有する搬送アーム２０１が必要になる。また、この場合、搬送アーム２０１の先端部においてワークＷを保持した片持ち梁状となるため、ワークＷの保持が不安定となり、ワークＷの搬送精度が低下するおそれがある。
そのため、図５に示すように、ステージ２１Ａ及び２１ＢをＹ方向に移動して搬送アーム２０１に近づけ、ワークＷの受け渡しを行うことが好ましい。このような構成とすることで、ワークＷを安定して受け渡すことができると共に、ワークＷの交換作業に要する時間を短縮することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、搬送ロボット２００は、ワークＷを２枚同時に搬送し、２枚同時にステージ２１Ａ及び２１Ｂに載置可能な構成としている。しかしながら、これに限定するものではなく、搬送ロボット２００はワークＷを１枚ずつ搬送し、１枚ずつワークステージに載置する構成であってもよい。ただし、複数枚のワークＷを同時に搬送載置可能な構成である方が、ワークＷの交換作業に要する時間が短縮されるため好ましい。
搬送アーム２０１からステージ２１Ａ及び２１ＢへのワークＷの受け渡しが完了すると、次に図４のステップＳ２において、搬送ロボット２００は、図７に示すように搬送アーム２０１をＹ方向に移動して、搬送口５２から筐体５１外へ退避させる。このとき、同時に制御部２５は、Ｙ方向駆動機構２３を駆動制御し、ステージ２１Ａ及び２１Ｂを、図７に示すようにワーク待機位置へ戻す。
【００３２】
次にステップＳ３では、アライメントカメラ４１及び４２によって、ワークＷにそれぞれ設けられたアライメントマークを検出する。図８に示すように、搬送ロボット２００によるワークＷの搬送精度によっては、ワークＷをステージ上に載置した際にワークＷごとに異なるずれが生じる場合がある。図７に示すアライメントカメラ４１及び４２は、これらのずれの状況を把握する。アライメントカメラ４１は、図８の領域４４内において、第一のステージ２１Ａに載置されたワークＷのアライメントマークＡＭを検出する。また、アライメントカメラ４２は、図８の領域４５内において、第二のステージ２１Ｂに載置されたワークＷのアライメントマークＡＭを検出する。
【００３３】
アライメントカメラ４１及び４２によってアライメントマークＡＭを検出したら、次に図４のステップＳ４において、制御部２５はアライメント処理を行う。具体的には、制御部２５は、Ｘ方向駆動機構２２、Ｙ方向駆動機構２３、θ回転機構２４Ａ及び２４Ｂを個別に駆動制御し、各ワークＷの一対のアライメントマークＡＭがそれぞれＸ方向に並び、且つ各アライメントマークＡＭがそれぞれ領域４４及び４５の中央位置にできるだけ近づくように、ステージ２１Ａ及び２１ＢをＸ，Ｙ，θ方向にそれぞれ移動する。
【００３４】
なお、Ｘ方向駆動機構２２及びＹ方向駆動機構２３は、それぞれ２つのステージ２１Ａ及び２１Ｂで共通であり、第一のステージ２１Ａと第二のステージ２１ＢとはＸ方向及びＹ方向に個別に移動できない構成である。したがって、各アライメントマークＡＭの位置は、それぞれ領域４４及び４５の中央位置に完全に一致しなくてもよい。すなわち、Ｘ方向及びＹ方向におけるステージ間隔は調整不要である。さらに、光配向処理においては、少なくともθ回転方向のアライメント処理のみを行えばよく、Ｘ方向及びＹ方向のアライメント処理は省略可能である。
【００３５】
アライメント処理が完了すると、図４のステップＳ５において、制御部２５はθ回転機構２４Ａ及び２４Ｂを駆動制御し、図９に示すように、ワークＷをアライメント完了位置から予め設定された光照射角度だけ回転する。ここで、ワークＷの光照射角度は、ワークＷごとにそれぞれ異なる場合もある。例えば、液晶パネルを構成するＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板とＣＦ（Color Filter）基板とを、第一のステージ２１Ａと第二のステージ２１Ｂとにそれぞれ載置して光照射処理する場合、光照射角度はＴＦＴ基板とＣＦ基板とで異なる角度となる。例えばＴＦＴ基板の回転角度が−１０°であるならば、ＣＦ基板の回転角度は＋１０°のように、正負の符号が逆の関係となる。このように、偏光光照射装置１００は、ＴＦＴ基板とＣＦ基板など、種類の異なるワークＷを両方同時に光照射処理してもよい。
【００３６】
ワークＷをそれぞれ光照射角度となるよう回転移動すると、ステージ２１Ａ及び２１Ｂは往路移動を開始する準備が整った状態となる。すると、図４のステップＳ６において、制御部２５はＸ方向駆動機構２３を駆動制御し、ワークＷの光照射処理を行うべくステージ２１Ａ及び２１ＢをＸ方向に同時に移動する。先ず、制御部２５は、ステージ２１Ａ及び２１Ｂを、図９に示すワーク待機位置から図１０に示す折り返し位置へ向けて往路移動する。このとき、照射領域１５の通過の過程でワークＷが光照射処理される。ステージ２１Ａ及び２１Ｂが折り返し位置に到達すると、制御部２５は、ステージ２１Ａ及び２１Ｂを図１０に示す折り返し位置から図１１に示すワーク待機位置へ向けて復路移動する。この復路移動においても、照射領域１５の通過の過程でワークＷが光照射処理される。
【００３７】
上記の往復露光に際し、制御部２５は、照射領域１５内と照射領域１５外とでステージ２１Ａ及び２１Ｂの移動速度を異なる速度に制御してもよい。例えば、ステージ２１Ａ及び２１Ｂを、照射領域１５外は比較的高速な第一の移動速度（例えば、最大移動速度）で移動し、照射領域１５内は第一の移動速度よりも低速な第二の移動速度で移動するように制御してもよい。ここで、第二の移動速度は、予め設定された所定の露光量が得られる程度の速度に設定する。このように、照射領域１５外を照射領域１５内よりも高速で移動するようステージ移動速度を制御することで、タクトタイムを短縮することができる。
ワークＷの光照射処理が完了し、ステージ２１Ａ及び２１Ｂがワーク待機位置へ戻ると、図４のステップＳ７において、制御部２５はθ回転機構２４Ａ及び２４Ｂを駆動制御し、ステージ２１Ａ及び２１ＢをワークＷのアライメント完了位置まで回転する。すなわち、制御部２５は、図１２に示すように、上記のステップＳ５においてステージ２１Ａ及び２１Ｂを回転移動した分だけ、ステージ２１Ａ及び２１Ｂを逆回転する。
【００３８】
次に図４のステップＳ８では、搬送ロボット２００により光照射処理後のワークＷを搬出する。ここでは、上記のステップＳ１におけるワークＷの搬入と逆の動作を行えばよい。すなわち、先ず制御部２５は、Ｙ方向駆動機構２３を駆動制御し、光照射処理後のワークＷをそれぞれ載置したステージ２１Ａ及び２１Ｂを搬送口５２へ向けて移動する。搬送ロボット２００は、ワークＷを保持していない搬送アーム２０１をＹ方向に移動して、搬送口５２から筐体５１内へ挿入する。そして、例えば図６に示す位置で、ステージ２１Ａ及び２１Ｂから搬送アーム２０１にワークＷを受け渡す。ワークＷの受け渡しが完了したら、搬送ロボット２００は、搬送アーム２０１を搬送口５２から筐体５１外へ退避させる。これにより、光照射処理後のワークＷは筐体５１外に搬出される。
【００３９】
次にステップＳ９では、制御部２５は、光照射処理を終了するか否かを判定し、光照射処理を継続すると判定した場合にはステップＳ１に戻り、光照射処理を終了すると判定した場合には、そのまま動作を終了する。
以上のように、本実施形態における偏光光照射装置１００は、Ｙ方向に離間して並設され、Ｘ方向に同時に往復移動可能な２つのワークステージ（第一のステージ２１Ａ及び第二のステージ２１Ｂ）を備え、２つのワークステージ上にそれぞれ載置された基板（ワークＷ）に同時に偏光光を照射する。ここで、２つのワークステージは、それぞれ個別にθ回転可能に構成されている。
【００４０】
近年、光配向膜は、それが使用されるテレビ画面用の液晶パネルの大型化と共に大型化している。そのため、偏光光の照射領域の幅は、１５００ｍｍ以上と幅広化している。一方で、光配向処理はテレビ画面用のみならず、スマートフォン用など中小型の液晶ディスプレイにも展開されてきており、様々な種類、寸法の液晶ディスプレイの生産が期待されている。
そうなると、基板自体の寸法が従前よりも小型である場合が多く発生し、従前の装置では設置占有面積、いわゆるフットプリントが過大である。また、２つのステージが灯具の直下を往復しあう、所謂ツインステージ方式を採用した構造であると、ステージが搬送されるＸ方向のフットプリントが大きい。とはいえ、単に従前の装置を小型化すればよいというものではなく、中小型液晶ディスプレイ用の様々な寸法の基板を効率良く処理する必要がある。
【００４１】
本実施形態における偏光光照射装置１００は、上述した構成により、ツインステージ方式の偏光光照射装置と比較して、Ｘ方向のフットプリントを小さくすることができる。また、ツインステージ方式の偏光光照射装置と比較してタクトタイムを削減し、生産性を向上させることができる。このように、偏光光照射装置１００は、フットプリントの最小化と、中小型ディスプレイの効率の良い生産とを実現することができる。以下、この点について説明する。
図１３は、ツインステージ方式の偏光光照射装置と、本実施形態における偏光光照射装置１００とのフットプリントを比較した図である。図１３（ａ）に示すように、ツインステージ方式の偏光光照射装置１０００は、筐体１０５１内に、第一のワーク待機位置１０５３、第一の折り返し位置１０５４、偏光測定器３０の退避位置１０５５、第二のワーク待機位置１０５６、及び第二の折り返し位置１０５７が設けられている。
【００４２】
この偏光光照射装置１０００は、第一のワーク待機位置１０５３と第一の折り返し位置１０５４との間を往復移動可能な第一のステージ１０２１Ａと、第二のワーク待機位置１０５６と第二の折り返し位置１０５７との間を往復移動可能な第二のステージ１０２１Ｂと、を備える。そして、偏光光照射装置１０００は、第一のステージ１０２１Ａと第二のステージ１０２１Ｂとを交互に光照射部１０Ａ及び１０Ｂの直下に移動して、ステージ上のワークに光を照射する。さらに、筐体１０５１には、ステージ１０２１Ａに対してワークを搬入及び搬出するための搬送口１０５２Ａと、ステージ１０２１Ｂに対してワークを搬入及び搬出するための搬送口１０５２Ｂとが形成されている。
【００４３】
これに対して、本実施形態における偏光光照射装置１００は、図１３（ｂ）に示すように、筐体５１内に、ワーク待機位置５３、折り返し位置５４、及び偏光測定器３０の退避位置５５のみが設けられている。すなわち、図１３（ａ）に示す偏光光照射装置１０００と比較すると、第二のワーク待機位置１０５６と、第二の折り返し位置１０５６とに相当する領域が不要になる。また、第二のステージ１０２１Ｂに対してワークの搬入及び搬出を行うための搬送口１０５２Ｂも不要になる。このように、図１３（ｂ）に示す偏光光照射装置１００は、図１３（ａ）に示すツインステージ方式の偏光光照射装置１０００と比較して、Ｘ方向のフットプリントを大幅に小さくすることができる。
【００４４】
また、光照射部１０Ａ及び１０Ｂのランプ１１として用いる放電ランプは、その構成上、長手方向（Ｙ方向）における両端部で照度低下が生じる。そのため、Ｙ方向での照度が均一な有効照射領域を確保するためには、光照射部１０Ａ及び１０ＢのＹ方向の長さが必要である。つまり、光照射処理の対象となるワークのサイズが小さくても、光照射部１０Ａ及び１０Ｂの長さは短くすることができない。すなわち、図１３（ａ）に示す偏光光照射装置１０００と、図１３（ｂ）に示す偏光光照射装置１００とでは、Ｙ方向のフットプリントに差はない。
【００４５】
本実施形態における偏光光照射装置１００は、複数のステージを線状光源であるランプ１１の延在する方向（Ｙ方向）に並設するので、ツインステージ方式の偏光光照射装置と比較して、フットプリントあたりの処理効率を向上させることができる。特に、ワークＷが中小型ディスプレイ用の基板である場合など、灯具の長手方向の長さの半分以下のサイズのワークＷに対して光照射処理を行う場合に有効である。また、偏光光照射装置１００は、Ｘ方向のフットプリントを小さくすることができるため、例えば工場などへの搬入作業等を容易に行うことができる。
【００４６】
図１４は、方式の異なる偏光光照射装置における処理タクト（タクトタイム）の比較結果である。この図１４において、直線Ｗθは、本実施形態における偏光光照射装置１００、直線Ｓは、１つのステージが灯具の直下を往復するシングルステージ方式の偏光光照射装置、折れ線Ｔは、２つのステージが灯具の直下を往復するツインステージ方式の偏光光照射装置のタクトタイムを示す。図１４の横軸は、照射領域におけるワーク１枚あたりの露光量であり、当該露光量が多いほど照射時間が長い、即ち照射領域内を通過するときのステージ速度が遅いことを示している。また、図１４の縦軸はタクトタイム（全体の処理時間）である。
この図１４からも明らかなように、本実施形態における偏光光照射装置１００（Ｗθ）は、２つのステージをＹ方向に並設しているため、シングルステージ方式の偏光光照射装置（Ｓ）と比較して、単純にタクトタイムを半減することができる。また、本実施形態における偏光光照射装置１００（Ｗθ）は、ツインステージ方式の偏光光照射装置（Ｔ）と比較しても、タクトタイムを短縮できることがわかる。
【００４７】
ツインステージ方式の偏光光照射装置（Ｔ）においては、露光量が比較的少ない（照射時間が比較的短い）場合、偏光光照射装置１００（Ｗθ）と同等のタクトタイムを実現することができる。しかしながら、変曲点Ｐを境にして、露光量が多くなるほど（照射時間が長くなるほど）、ツインステージ方式の偏光光照射装置（Ｔ）の処理タクトは、偏光光照射装置１００（Ｗθ）のタクトタイムよりも長くなる。この変曲点Ｐは、照射時間とワークの搬送時間とが等しくなる点である。なお、上記搬送時間は、ワークが照射領域外を搬送される時間であり、搬送ロボットによるワークの搬送時間（ステージへの搭載時間）、アライメント処理時間、ワーク待機位置から照射領域に入るまでの時間、照射領域を出てワーク待機位置に戻るまでの時間などを含む。
【００４８】
このように、ツインステージ方式の偏光光照射装置（Ｔ）では、露光量が多いほど（照射時間が長いほど）、次のワークの照射待ち時間が長くなるため、全体のタクトタイムが長くなる。したがって、特に照射領域におけるワーク１枚あたりの露光量が多い場合には、本実施形態における偏光光照射装置１００は、ツインステージ方式の偏光光照射装置（Ｔ）よりも全体のタクトタイムを短縮することができる。
また、本実施形態の偏光光照射装置１００においては、第一のステージ２１Ａと第二のステージ２１Ｂとは、それぞれ独立してθ回転制御可能である。仮に、面積の広い１つのワークステージに複数のワークＷを載置する構成であると、θ回転によってワークステージの中央位置を中心に複数のワークＷが回転することになるため、ワークＷのＸＹ位置がずれてしまう。本実施形態のように、複数のワークＷをそれぞれ独立してワークステージに載置し、それぞれ独立してθ回転可能な構成とすることで、ＸＹ位置をずらすことなくワークＷを所望の角度にセットすることができる。したがって、ワークＷの向きを偏光光の偏光軸に対して適正な向きにセットすることができ、光配向処理を適切に行うことができる。
【００４９】
さらに、第一のステージ２１Ａと第二のステージ２１Ｂとは、共通のＹ方向駆動機構２３によって同時にＹ方向へ移動する構成である。仮に、２つのワークステージが独立にＹ方向に移動可能な構成であると、例えばアライメント処理中のＹ方向移動によりステージ同士が接触するおそれがある。また、複数のワークステージにそれぞれＹ方向駆動機構を設けると、その分スペースが多く必要になる。本実施形態のように、複数のワークステージを共通の土台（Ｙ方向駆動機構２３）の上に設けることで、上記のようなステージ同士の接触を回避することができる。
また、第一のステージ２１Ａと第二のステージ２１Ｂとの間のＹ方向の離間距離は、θ方向の回転移動によりいずれの姿勢となっていても、ステージ同士が接触しない距離に設定する。したがって、アライメント処理中のθ回転によりステージ同士が接触することを防止することができる。
【００５０】
さらに、ワークＷは、ワーク待機位置５３に位置しているステージ２１Ａ及び２１Ｂに対してＹ方向から搬入及び搬出する。これにより、ワークＷがロードされた位置からすぐに光照射処理の開始動作を行ったり、光照射処理を終えた位置からすぐにワークＷのアンロードを開始したりすることができる。
また、ワークＷの搬入及び搬出に際し、ステージ２１Ａ及び２１ＢをＹ方向に同時に移動し、ステージ２１Ａ及び２１Ｂを搬送ロボット２００の搬送アーム２０１に近づける。したがって、ワーク交換処理時間を短縮することができる。
さらに、ワーク待機位置５３を照射領域１５に近接した位置に設定するので、ワークＷがロードされた後、光照射処理の開始動作をしてからワークＷが照射領域１５に入るまでの時間を最小限とすることができる。したがって、全体のタクトタイムを短縮することができる。
【００５１】
また、ワーク待機位置５３を偏光測定器３０の退避位置５５と照射領域１５との間に設定する。このように、偏光測定部を光照射処理の影響のない位置に退避させて、光照射処理を実施することができる。さらに、ワーク待機位置５３のステージ２１Ａ及び２１Ｂに対してＹ方向からワークＷを搬入及び搬出するので、上記のようにワーク待機位置５３のＸ方向両側に偏光測定器３０と照射領域１５とが存在していても、ワークＷの交換処理を適切に行うことができる。
また、ステージ２１Ａ及び２１Ｂには、それぞれアライメントカメラ４１及び４２が対応して設けられている。したがって、ステージ２１Ａ及び２１Ｂ上の各ワークＷのアライメント処理を適切に行うことができる。さらに、アライメントカメラ４１及び４２は、Ｘ方向及びＹ方向の少なくとも一方の方向に並んだ一対のアライメントカメラである。したがって、ステージ２１Ａ及び２１Ｂ上にそれぞれ載置されるワークＷの向きを、Ｘ方向やＹ方向を基準として適切に修正することができる。
【００５２】
（変形例）
上記実施形態においては、第一のステージ２１Ａと第二のステージ２１Ｂとで共通のＹ方向駆動機構２３を設ける場合について説明したが、第一のステージ２１Ａと第二のステージ２１ＢとにそれぞれＹ方向駆動機構を設けてもよい。この場合、第一のステージ２１Ａと第二のステージ２１Ｂとは、個別にＹ方向に移動可能となる。そのため、例えば、図９に示すアライメント処理が完了した後、図１５に示すようにステージ２１Ａ及び２１Ｂを接近（または接触）させ、光照射処理を行ってもよい。これにより、放電ランプ１１のＹ方向の長さを短くすることができ、装置のＹ方向におけるフットプリントを小さくすることができる。
【００５３】
また、上記実施形態においては、Ｙ方向に２つのワークステージを配置する場合について説明したが、３つ以上のワークステージを配置してもよい。ワークステージの数は、灯具のＹ方向の長さや搬送ロボット２００によるワークＷの搬送能力に応じて設定する。
さらに、上記実施形態においては、ワークＷに対して、往路移動と復路移動の双方において偏光光を照射する場合について説明したが、片方のみで偏光光を照射するようにしてもよい。ただし、この場合、ワークＷを載置したステージを往路移動して照射領域１５を通過させた後、その位置でワークＷを搬出する必要があり、ロード用の搬送ロボットとアンロード用の搬送ロボットとが２台必要になる。また、この場合、ワークＷをアンロードした後、ステージがワークＷを載置していない状態でロード位置（ワーク待機位置）まで戻ることになり、非効率である。したがって、ワークＷに対して往路移動と復路移動の双方において偏光光を照射する方が好ましい。
【符号の説明】
【００５４】
１０Ａ，１０Ｂ…光照射部、１１…放電ランプ、１２…ミラー、１３…偏光子ユニット、１４…ランプハウス、１５…照射領域、２０…搬送部、２１Ａ…第一のステージ、２１Ｂ…第二のステージ、２２…Ｘ方向駆動機構、２２Ａ…ガイド、２２Ｂ…電磁石、２３…Ｙ方向駆動機構、２４Ａ，２４Ｂ…θ移動機構、２５…制御部、３０…偏光測定器、４１，４２…アライメントカメラ、５１…筐体、５２…搬送口、５３…ワーク待機位置、５４…折り返し位置、５５…退避位置、１００…偏光光照射装置
【図１】
0006609998.tif 000002
【図２】
0006609998.tif 000003
【図３】
0006609998.tif 000004
【図４】
0006609998.tif 000005
【図５】
0006609998.tif 000006
【図６】
0006609998.tif 000007
【図７】
0006609998.tif 000008
【図８】
0006609998.tif 000009
【図９】
0006609998.tif 000010
【図１０】
0006609998.tif 000011
【図１１】
0006609998.tif 000012
【図１２】
0006609998.tif 000013
【図１３】
0006609998.tif 000014
【図１４】
0006609998.tif 000015
【図１５】
0006609998.tif 000016