(57)【要約】【課題】光配向処理技術を用いて大型の基板に配向制御能を付与する光配向膜形成装置において、装置の大型化を回避しつつ、基板を載置したステージの振動発生を防止し、安価な光配向膜形成装置を提供する。【解決手段】有機膜が形成された基板１００を載置するステージ部１０と、有機膜に光を照射して液晶に対する配向制御能を付与するための光照射ユニット２０と、光照射ユニット２０を搭載するガントリー部３０と、ガントリー部３０を載置する架台部４０とを有し、架台部４０上のガントリー部３０の移動及びガントリー部３０上の光照射ユニット２０の移動によって光照射ユニット２０は基板を載置した領域を移動可能であり、ステージ部１０と架台部４０とがそれぞれ独立の構造物を形成することを特徴とする光配向膜形成装置である。【選択図】図１
2008107702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機膜が形成された基板を載置するステージ部と、
前記有機膜に光を照射して液晶に対する配向制御能を付与するための光照射ユニットと、該光照射ユニットを搭載するガントリー部と、該ガントリー部を載置する架台部とを有し、架台上のガントリー部の移動及びガントリー部上の光照射ユニットの移動によって光照射ユニットは前記基板載置領域を移動可能であり、
前記ステージ部と前記架台部とがそれぞれ独立の構造物を形成することを特徴とする光配向膜形成装置。
【請求項２】
前記ガントリー部を、前記架台部に設置した第１のリニアモーター駆動により直線的に移動させ、前記ガントリー部の移動距離をリニアスケールで検出することを特徴とする請求項１に記載の光配向膜形成装置。
【請求項３】
前記光照射ユニットを、前記ガントリー部の移動方向と垂直方向に第２のリニアモーター駆動により移動させ、前記光照射ユニットの移動距離をリニアスケールで検出することを特徴とする請求項２に記載の光配向膜形成装置。
【請求項４】
前記光照射ユニットは、光照射ユニットと前記基板との間隔を検知するレーザー測長機を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光配向膜形成装置。
【請求項５】
前記ステージ部は、その表面が低反射かつ導電性をもつ平坦な表面を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光配向膜形成装置。
【請求項６】
前記ステージ部は、前記基板を所定位置に載置するためのピンアライメント機構と、前記基板着脱のための真空吸引機構と、基板昇降のための基板昇降機構とを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光配向膜形成装置。
【請求項７】
前記ステージ部と前記架台部とを連結していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光配向膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射によって有機膜に光配向制御能を付与するための光配向膜形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、液晶分子を特定方向に揃える配向特性、即ち配向制御能が付与された配向膜を備えている。配向膜に配向制御能を付与する方法として、従来はポリイミド等の薄膜の表面をラビング布で摩擦する方法が用いられており、ラビング処理といわれる。しかしこのラビング処理では、静電気による液晶トランジスタ素子の破壊や、ラビング時に発生するチリ、ゴミ、あるいはスクラッチにより、所望の配向特性が付与されないことがあり、歩留り低下の大きな原因となっていた。
【０００３】
そこで近年、配向膜にラビング処理を施さずに液晶に対する配向制御能を付与する方法として、配向膜に偏光光を照射して配向特性を付与する非接触方式の光配向処理技術の開発が進められている（特許文献１、非特許文献１）。この光配向処理技術は、偏光素子を用いて紫外光の直線偏光を生成し、これをポリイミド等の配向膜に照射し、配向膜の高分子に光化学反応で構造的異方性を与えて、液晶分子を特定の方向に揃える特性すなわち配向特性を付与するものである。
【０００４】
有機膜に光を照射して、液晶に対する配向制御能を付与しうる光配向膜としては、種々の材料が使用されるが、光異性化を起こすアゾベンゼン誘導体や、光二量化反応や架橋を起こす桂皮酸エステル、クマリン、カルコンやベンゾフェノンなどの誘導体、あるいは光分解して膜に異方性を与えるポリイミド系材料などが好適に用いられる（例えば非特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献１に記載のものは、光配向用の偏光を照射する光源から得られる偏光の強度分布を整形して均一化し、配向膜材料を成膜した基板（配向膜基板）よりも照射領域を小さくし、照射領域への位置決めをし、配向膜基板を順次ステップ送りして偏光を照射するステップ・アンド・リピート走査で配向膜材料を成膜した基板（配向膜基板）の全面に偏光を照射する。配向膜基板を載置したステージがＸ−Ｙ方向に動き、これによって基板の走査を行い、基板全面に順次偏光が照射される。
【０００６】
特許文献２は、平面構造物に対して局所的な処理を施す装置に使用されるガントリー型ＸＹステージに関し、特に液晶ディスプレイや半導体デバイスのレーザーリペアや欠陥検査に使用されるガントリー型ＸＹステージが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１１３１８０号公報
【特許文献２】特開２００６−４９２８４号公報
【特許文献３】特許第２９２８２２６号公報第１頁〜第１０頁
【非特許文献１】（社）高分子学会編、「最新  高分子による表面機能設計」株式会社エヌ・ティー・エス出版、２００３年９月１３日発行、第２０５頁〜第２２９頁
【非特許文献２】高田宏和ら著「低分子アゾ染料誘導体を用いた液晶光配向材料」DID Technical Review No.9, ２００３年発行、第１５頁〜第２１頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
液晶ディスプレイを製造する際、コストを低減し生産性を向上するために、ガラス基板の大型化が進められている。現在、１８５０ｍｍ×１５００ｍｍ程度の大きさを対象とした基板の製造も行われている。特許文献１に記載の光配向処理技術を用いてこのような大きな基板の光配向処理を行うことができる。特許文献１に記載のものは、配向膜基板を載置したステージをＸ−Ｙ方向に移動することによって基板の走査を行うので、ステージが移動する領域として最低でも３７００ｍｍ×３０００ｍｍの広さが必要となる。これでは、装置の大きさが過大となり、経済的ではない。
【０００９】
特許文献２に記載のようなガントリー型Ｘ−Ｙステージを使用すれば、基板を載置したステージ部は動かないので、特許文献１に記載の装置に比較して装置の大型化を回避することができる。
【００１０】
ところが、特許文献２に記載のガントリー型Ｘ−Ｙステージを用いて光配向膜形成装置を構成すると、基板を載置したステージに振動が発生し、基板の位置ずれや、光配向膜への不均一性が発生することがわかり、良好な光配向膜形成処理が実施できないことが判明した。
【００１１】
本発明は、光配向処理技術を用いて大型の基板に配向制御能を付与する光配向膜形成装置において、装置の大型化を回避しつつ、基板を載置したステージの振動発生を防止し、安価な光配向膜形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
特許文献２に記載のガントリー型Ｘ−Ｙステージは、液晶ディスプレイのレーザーリペアなどを行うための装置であり、きわめて高い形状精度が要求される。そのため、ガントリー型Ｘ−Ｙステージは、固定部分である基台部と、その上の可動部分であるガントリー部とから構成され、基台部には上面が水平なステージ面となっている石定盤が設けられる。石定盤は１個の大きな御影石等を精密に加工して作成される。このような構成で形成される特許文献２に記載のガントリー型Ｘ−Ｙステージは、きわめて高価な装置となる。
【００１３】
光配向膜形成装置にガントリー型Ｘ−Ｙステージを適用する場合には、装置の機構として鉄製のボックス形鋼や鋳物を組み合わせた鉄製構造物とし、軽量かつ安価な装置とすることが要求される。ところが、特許文献２に記載のガントリー型Ｘ−Ｙステージの構造としてこのような鉄製構造物を採用すると、基板を載置したステージ部が、ガントリー部の移動に際して振動し、基板の位置ずれや、光配向膜への不均一性が発生することが判明した。基板を載置するためのステージ部の上に、可動部分であるガントリー部が構築されているためである。
【００１４】
それに対し、基板を載置するステージ部と、ガントリー部を載置する架台部とを別々に構築し、ステージ部と架台部とがそれぞれ独立の構造物を形成する構成とすることにより、たとえステージ部や架台部を安価な鉄製構造物で構成したとしても、ガントリー部移動時の振動がステージ部に伝わらず、基板の振動が発生せず、良好な光配向膜形成処理を実施できることが判明した。
【００１５】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下の通りである。
【００１６】
本発明は第１に、有機膜が形成された基板１００を載置するステージ部１０と、有機膜に光を照射して液晶に対する配向制御能を付与するための光照射ユニット２０と、光照射ユニット２０を搭載するガントリー部３０と、ガントリー部３０を載置する架台部４０とを有し、架台部４０上のガントリー部３０の移動及びガントリー部３０上の光照射ユニット２０の移動によって光照射ユニット２０は基板を載置した領域を移動可能であり、ステージ部１０と架台部４０とがそれぞれ独立の構造物を形成することを特徴とする光配向膜形成装置である。
【００１７】
本発明はこれにより、ステージ部１０と架台部４０とが別々に構築されているので、ステージ部１０や架台部４０を安価な鉄製構造物で構成した場合にも、ステージ部１０に載置した基板１００の振動が発生せず、良好な光配向膜形成処理を実施できる。
【００１８】
本発明は第２に、ガントリー部３０を、架台部４０に設置した第１のリニアモーター４２駆動により直線的に移動させ、ガントリー部３０の移動距離をリニアスケール４６で検出することを特徴とする上記光配向膜形成装置である。
【００１９】
本発明はこれにより、基板１００とガントリー部３０上の光照射ユニット２０との位置決めを正確に行うことが可能となる。
【００２０】
本発明は第３に、光照射ユニット２０を、ガントリー部３０の移動方向と垂直方向に第２のリニアモーター３２駆動により移動させ、光照射ユニット２０の移動距離をリニアスケール３６で検出することを特徴とする上記光配向膜形成装置である。
【００２１】
本発明はこれにより、基板１００とガントリー部上の光照射ユニット２０との位置決めを正確に行うことが可能となる。
【００２２】
第４に、本発明の光照射ユニット２０は、光照射ユニット２０と基板１００との間隔を検知するレーザー測長機２２を有することを特徴とする上記光配向膜形成装置である。
【００２３】
本発明はこれにより、光照射ユニット２０と基板１００との間隔を測定することができるので、測定結果に基づいて光照射ユニット２０と基板１００との間隔を調整し、両者の間隔を正確に保持することが可能となる。間隔調整に際し、光照射ユニット２０と基板を載置したステージ部１０のいずれを可動としても良い。
【００２４】
本発明は第５に、ステージ部１０が、その表面が低反射かつ導電性をもつ平坦な表面を有することを特徴とする上記光配向膜形成装置である。
【００２５】
このように構成することにより、光照射ユニット２０から照射された光が、有機膜が形成された基板１００を通過し、ステージ部１０の表面で反射して基板上の有機膜を２回露光することを防ぐとともに、有機膜ないし基板が絶縁体であることに起因する静電気発生を防ぐことが可能となる。
【００２６】
本発明は第６に、ステージ部１０が、基板１００を所定位置に載置するためのピンアライメント機構と、前記基板着脱のための真空吸引機構と、基板昇降のための基板昇降機構とを有することを特徴とする上記光配向膜形成装置である。
【００２７】
このように構成することにより、擦傷を受けやすい基板１００を、正確にステージ部１０の所定位置に保持することが可能となる。
【００２８】
本発明は第７に、ステージ部１０と架台部４０とを連結していることを特徴とする上記光配向膜形成装置である。
【００２９】
ステージ部１０と架台部４０が一体構造物ではなく、それぞれ独立の構造物を連結しているので、ステージ部１０や架台部４０を安価な鉄製構造物で構成した場合にも、ステージ部１０に載置した基板の１００振動が発生せず、良好な光配向膜形成処理を実施できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、有機膜が形成された基板をステージ部に載置し、有機膜に光を照射して液晶に対する配向制御能を付与するための光照射ユニットを、ガントリー部と該ガントリー部を載置する架台部とを用いて移動する光配向膜形成装置において、ステージ部と架台部とがそれぞれ独立の構造物を形成しているので、ステージ部や架台部を安価な鉄製構造物で構成した場合にも、ステージ部に載置した基板の振動が発生せず、良好な光配向膜形成処理を実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１に基づいて本発明の光配向膜形成装置について説明する。
【００３２】
本発明において、有機膜が形成された基板１００上に、光照射ユニット２０から光を照射し、有機膜に光配向制御能を付与する。光照射ユニット２０から照射される照射領域２４は、基板全領域のうちの一部であり、光照射ユニット２０を移動させながら順次基板の各領域に光を照射し、最終的に基板１００の全領域に光を照射して光配向制御能を付与する。
【００３３】
本発明の光配向膜形成装置は、有機膜が形成された基板１００を載置するステージ部１０と、有機膜に光を照射して液晶に対する配向制御能を付与するための光照射ユニット２０と、光照射ユニット２０を搭載するガントリー部３０と、ガントリー部３０を載置する架台部４０とを有する。
【００３４】
本発明において、ステージ部１０上に載置された基板１００は、光配向膜形成処理の間は移動せず、一定位置に固定される。一方、架台部４０上のガントリー部３０の移動（Ａ−Ａ’方向）及びガントリー部３０上の光照射ユニット２０の移動（Ｂ−Ｂ’方向）によって、光照射ユニット２０は移動する。光照射ユニット２０の移動範囲は、基板上の全領域に光を照射することのできる範囲とする。このため、光照射ユニット２０はガントリー部３０の上を移動可能に配置し、ガントリー部３０は架台部４０の上を移動可能に配置する。光照射ユニット２０の移動に際し、光照射ユニット２０と基板１００との間隔は一定に保持される。
【００３５】
光照射ユニット２０においては、波長１９０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲で、０．１〜１０Ｊ／ｃｍ2程度の光量を有する紫外線の光束を発生し、この光束を基板に照射する。基板に照射する光束の範囲は、通常は５０ｍｍ×５０ｍｍ程度とする。紫外線の面内分布が均一であれば、１００ｍｍ×１００ｍｍあるいはそれ以上、もしくは正方形ではなく長方形の照射領域としても良い。基板１００に照射する紫外線の光束は偏光光が好ましいが、無偏光光でも良い。
【００３６】
紫外線発生源としては、種々の公知の光源を用いることができる。ＬＥＤ、エキシマレーザーによる単一波長の紫外線、または水銀灯から発生する紫外線をバンドパスフィルターで波長範囲を制限したものなどが好適に用いられる。エキシマレーザーであれば、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、及びＸｅＦ（３５０ｎｍ）が好適である。また、水銀灯から発生する紫外線を用いる場合には、コリメータ等を用いて平行光を得ることができる。
【００３７】
偏光光を得る方法としては、複屈折の特性を持つプリズムの組み合わせや、偏光方向によって吸収の異なる光二色性をもつ偏光フィルタ等を用いる方法があるが（特許文献３参照）、プリズムでは大きな領域の光束を得ることが難しく、また偏光フィルタは紫外光によって変質する等の問題があるので、ブリュースター角を利用した偏光素子が好ましく用いられる。偏光光を直接出力する紫外レーザーを用いることとしてもよい。
【００３８】
例えば、１８５０ｍｍ×１５００ｍｍの大きさの基板１００について光配向処理を行う場合であって、光照射ユニット２０から基板１００に照射される照射領域２４が５０ｍｍ×５０ｍｍである場合には、基板上の所定位置に光照射ユニット２０を停止して光照射を行い、次いでガントリー部上で光照射ユニット２０を５０ｍｍ程度移動して次の領域で光照射を行い、順次ガントリー部に平行に連続する領域について光照射を行う。１列について光照射を完了したら、架台部４０上でガントリー部３０を５０ｍｍ程度移動し、同じように光照射ユニット２０をガントリー部上で移動しながら順次光照射を行う。このようにして、基板上のすべての領域について光照射を完了することができる。１回の照射ごとに動かすのが光照射ユニット２０ではなくガントリー部３０であっても良い。
【００３９】
本発明の光配向膜形成装置は、ステージ部１０と架台部４０とがそれぞれ独立の構造物を形成していることが最大の特徴である。
【００４０】
特許文献２に記載のガントリー型Ｘ−Ｙステージは、液晶ディスプレイのレーザーリペアなどを行うための装置であり、固定部分である基台部と、その上の可動部分であるガントリー部とから構成され、基台部には上面が水平なステージ面となっている石定盤が設けられる。石定盤は１個の大きな御影石等を精密に加工して作成される。このような構成で形成される特許文献２に記載のガントリー型Ｘ−Ｙステージは、きわめて高価な装置となる。
【００４１】
光配向膜形成装置にガントリー型Ｘ−Ｙステージを適用する場合には、装置の機構として鉄製のボックス形鋼や鋳物等を組み合わせた鉄製構造物とし、軽量かつ安価な装置とすることが要求される。ところが、装置の機構として鉄製のボックス形鋼や鋳物等を組み合わせたような鉄製構造物とし、特許文献２に記載のように基板を載置するステージである基台部と、その上に固定されるガントリー部を構成することとすると、基板を載置したステージ部が、ガントリー部の移動に際して振動し、基板の位置ずれや、光配向膜への不均一性が発生するので、光配向膜形成装置としての機能を発揮することができない。
【００４２】
それに対し本発明は、基板を載置するステージ部１０と、ガントリー部３０を載置する架台部４０とを別々に構築し、ステージ部１０と架台部４０とがそれぞれ独立の構造物を形成した構成とする。これにより、たとえステージ部１０や架台部４０を安価な鉄製構造物で構成したとしても、ガントリー部移動時あるいはガントリー部に配置した光照射ユニットの移動時における振動がステージ部１０に伝わらず、基板１００の振動が発生せず、良好な光配向膜形成処理を実施できる。
【００４３】
以上のとおりであるから、本発明の光配向膜形成装置は、基板上の光照射領域２４を順次移動するに際し、基板１００を移動するのではないので装置の大型化を回避することができ、御影石定盤等の高価な部材を採用する必要がないので装置を安価とすることができ、光照射ユニットやガントリー部を移動する際の振動がステージ部の上に載置した基板に伝わらず、基板の位置ずれや光配向膜への不均一性が発生することがない。
【００４４】
ガントリー部３０を載置する架台部４０と、基板を載置するステージ部１０とは、それぞれ独立の構造物として構築し、床あるいは土台の上に設置される。設置して位置決めを完了した後については、架台部３０とステージ部１０との間をボルトナット等で連結することとしても構わない。
【００４５】
基板を載置するステージ部１０と、ガントリー部３０を載置する架台部４０とは、ボックス形鋼等を組み合わせた鋼構造物としてもよいが、例えば振動特性の良好な鋳物で構築すれば、さらに耐振動特性に優れた光配向膜形成装置を構築することができる。
【００４６】
架台部３０の上をガントリー部３０が移動する際の駆動機構、あるいはガントリー部３０の上を光照射ユニット２０が移動する際の駆動機構としては、サーボモーターあるいはパルスモーターを用いることができる。
【００４７】
さらに１μｍ程度の正確な位置決めを必要とする場合には、ガントリー部３０を、架台部４０に設置した第１のリニアモーター４２駆動により直線的に移動させ、ガントリー部３０の移動距離をリニアスケール４６で検出することとすると良い。
【００４８】
また、光照射ユニット２０を、ガントリー部３０の移動方向と垂直方向に第２のリニアモーター３２駆動により移動させ、光照射ユニット２０の移動距離をリニアスケール３６で検出することとすると良い。
【００４９】
リニアモーターは、サーボモーターあるいはパルスモーターと比較して、電気エネルギーを直接直線的な機械的エネルギーに変換させることができ、従って回転部分がないため、駆動系がコンパクトであるという特徴を有する。またリニアスケールは、移動距離検出手段として、従来から用いられているパルス検出による回転角の制御と比較し、リニアスケールにより直接移動距離を測定することができ、回転運動から直線運動への変位誤差の累積による移動距離の誤差を生じなくなり、精密な移動距離の制御が可能となるという特徴を有する。
【００５０】
光配向膜の形成に当たり、光照射ユニット２０と基板１００との間隔については、±１０μｍ程度の精度で一定に保持する必要がある。基板１００を載置するステージ部１０の平坦性を確保し、さらにガントリー部３０と架台部４０の組み立て精度、走行精度を良好に保つことにより、通常は光照射ユニット２０と基板１００との間隔を基板全領域において必要な精度内に保持することができる。
【００５１】
本発明はさらに、光照射ユニット２０が、光照射ユニット２０と基板１００との間隔を検知するレーザー測長機２２を有することとすると好ましい。架台部４０の上をガントリー部３０が走行し、ガントリー部３０の上を光照射ユニット２０が走行しながら基板上の各部位に光照射を行うに際し、レーザー測長機２２によって光照射ユニット２０と基板１００との間隔を検知する。間隔が所定の精度範囲から外れた場合には、昇降装置を作動させることによって光照射ユニット２０と基板１００との間隔を調整する。昇降装置は、光照射ユニット２０を上下方向に昇降するための装置としても良いし、ステージ部１０の基板位置を上下方向に昇降するための装置としても良い。
【００５２】
レーザー測長機２２としては、種々の形式のものが使用可能であるが、光配向の反応に影響しない波長域から選択することが望ましく、特に、Ｈｅ−Ｎｅレーザーを用いるレーザー測長機２２が、長時間安定した測長精度を確保できるので、さらに好適である。図１には、レーザー測長機２２から基板に向けて照射されたレーザーを矢印Ｃで模式的に示してある。なお、測長精度によっては、レーザー測長機２２のかわりに音波あるいは超音波を用いた測長機も使用できるが、気温や気圧の影響を、レーザー以上に受けやすいという問題がある。
【００５３】
本発明のステージ部１０は、その表面が低反射かつ導電性をもつ平坦な表面を有することとすると好ましい。
【００５４】
光照射ユニット２０から基板１００に照射された光は、有機膜が形成された基板１００を通過し、一部はステージ部１０の表面に到達する。ステージ部１０の表面が光を良好に反射する面であると、到達した光が表面で反射して基板上の有機膜を２回露光することとなり、好ましくない。
【００５５】
本発明においては、ステージ部１０の表面を低反射、即ち光の反射率を低く抑えることにより、光照射ユニット２０から照射してステージ部１０まで到達した光の反射を防ぐことにより、有機膜の２回露出を防止することができる。ステージ部表面の反射率を５％程度以下とすると好ましい。ステージ部１０の表面をアルミニウムで形成した場合、電着により形成した防錆黒色導電薄皮膜を用いることで、反射率は１．５％程度となり、黒アルマイト（商標名）皮膜と比べ、つやのない黒色となり反射防止性に優れた表面を形成することができる。
【００５６】
また、ステージ部表面の基板１００と接する面が電気絶縁性を有する面であると、有機膜を有する基板１００に静電気が発生し、種々の問題を起こすこととなる。ステージ部１０の表面が導電性を有する表面であれば、基板の静電気発生を防止することができる。上記の電着により形成した防錆黒色導電薄皮膜を用いることにより、ステージ部１０の表面に導電性を持たせることができる。
【００５７】
本発明は、ステージ部１０が、基板１００を所定位置に載置するためのピンアライメント機構と、基板着脱のための真空吸引機構と、基板昇降のための基板昇降機構とを有することとすると好ましい。
【００５８】
図２は、基板を載置したステージ部を模式的に示す平面図である。図３及び図４は、図２のＥ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊに沿った断面図であり、それぞれ、基板昇降機構とピンアライメント機構及び真空吸引機構を示す。
【００５９】
図２において、基板１００は２点鎖線で表示された基板載置領域１１０に載置される。
【００６０】
基板昇降のための基板昇降機構として、基板載置領域１１０より内側には、基板昇降ピン５０が配置されている。基板昇降ピン５０は昇降可能であり、図３においては基板昇降ピン５０が上昇しており、図４においては基板昇降ピン５０が下降している。基板昇降ピン５０は、エアシリンダ等により上下動させる機構にすることが好ましい。
【００６１】
また、基板１００を所定位置に載置するためのピンアライメント機構として、基板載置領域１１０より外側には、四周に基板アライメントピン６０が配置されている。基板アライメントピン６０は、基板の外周より外側に離れた待機位置と、基板の外周に接した固定位置との間を移動可能である。図２において、基板アライメントピン６０の待機位置を実線で示し、固定位置を２点鎖線で示している。基板アライメントピン６０の１例として、位置Ｋが待機位置、位置Ｌが固定位置である。
【００６２】
ステージ部に基板を載置するに際しては、図３に示すようにあらかじめ基板昇降ピン５０をステージ１０の上面より突出させ、突出した基板昇降ピン５０の上に基板１００を載置させる。このとき、基板アライメントピン６０は待機位置にある。
【００６３】
基板１００を基板昇降ピン５０の上に載置したら、基板１００がステージ部１０の上面に接触するまで、基板昇降ピン５０を下降させる。次に、図４に示すように、基板アライメントピン６０を待機位置Ｋから固定位置Ｌに移動する。これにより、基板１００の外周を四周の基板アライメントピン６０によって所定の位置に固定することができ、これによって基板アライメント動作が完了する。
【００６４】
なお、図２には示していないが、図４に示すように、基板着脱のための真空吸引機構として、ステージ部１０には基板１００の外周部より内側に相当する領域に、吸・脱着用通気孔７０が備えられている。基板１００をステージ部１０の上に載置し、基板アライメントピン６０の動作によって基板アライメント動作を行う際に、吸・脱着用通気孔７０から、基板１００とステージ部１０の上面との空隙に空気等のガスを流すことにより、基板１００がステージ部１０の上面から浮上するようにすることで、基板１００とステージ部１０の上面との摩擦を低減できるため、傷の発生防止及び摩擦帯電防止ができるのでより好適である。
【００６５】
基板アライメント動作が完了したあとは、吸・脱着用通気孔７０を減圧排気系に接続することで、基板１００がステージ部１０の上面に吸着される。
【００６６】
一方、ステージ部１０の上面に吸着された基板１００を取り外す場合には、まず基板アライメントピン６０を図４の固定位置Ｋから待機位置Ｌに移動し、吸・脱着用通気孔７０に空気等の加圧ガスを導入して、基板１００とステージ部１０の上面を離反させ、基板上昇ピン５０を上昇させることにより、図３の位置に基板１００を上昇させることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により限定されることはない。
【００６８】
光配向膜を形成する基板１００としては、Ｇ６サイズ（１８５０ｍｍ×１５００ｍｍ）のガラス基板に、ポリビニルシンナメート（ＰＶＣｉ、ＣＡＳ９０５０−０６−０）のジクロロメタン１質量％溶液を、フレキソ等の印刷法により塗布し、１２０℃で１０分間加熱乾燥し、有機膜（ＰＶＣｉ膜）が形成された基板を用いる。
【００６９】
本発明の光配向膜形成装置として図１に示す装置を用いた。
【００７０】
基板１００を載置するステージ部１０は、外形寸法が１８８０ｍｍ×１５３０ｍｍであり、鉄製の鋳物を組み合わせて構造体とし、その上面が基板載置面となっている。ステージ部１０上面は、アルミニウムの表面に電着により形成した防錆黒色導電薄皮膜が被覆されている。ステージ部１０には基板１００の外周部より内側に相当する領域に、吸・脱着用通気孔７０が備えられている。基板載置領域より内側には、基板昇降ピン５０が配置されている。基板載置領域より外側には、四周に基板アライメントピン６０が配置されている。
【００７１】
光照射ユニット２０において、高圧水銀ランプを光源として、ステージ部に載置した基板表面において５０ｍｍ×５０ｍｍの紫外線照射領域を有する無偏光紫外線（３６５ｎｍ、３０ｍＷ／ｃｍ2）を発生させるようにした。
【００７２】
光照射ユニット２０を移動可能に保持するガントリー部３０は、スパンが２６００ｍｍであり、光照射ユニット２０はガントリー部３０の第２のレール３４に移動可能に設置され、第２のリニアモーター３２によって光照射ユニット２０を移動することができる。光照射ユニットの移動距離を検出するためのリニアスケール３６を備えている。光照射ユニット２０の移動可能距離は２０８０ｍｍである。
【００７３】
ガントリー部３０を移動可能に載置する架台部４０は、ステージ部１０とは独立の構成とし、鉄製の鋳物を組み合わせて構造体とする。ガントリー部３０の両端を支持するため、架台部４０は２台で１組となる。ガントリー部３０は架台部４０の上の第１のレール４４に移動可能に配置され、ガントリー部３０の移動可能距離は２８４０ｍｍである。第１のリニアモーター４２によってガントリー部３０を移動することができる。ガントリー部３０の移動距離を検出するためのリニアスケール４６を備えている。
【００７４】
まず、ステージ部１０の上面に基板１００を載置する。基板アライメントピン６０の機能により、基板はステージ部の所定の位置に固定される。
【００７５】
ガントリー部３０と光照射ユニット２０を移動し、基板１００の一つの角の部分に光照射ユニット２０の紫外線照射領域２４を合わせ、基板上に無偏光紫外線を５分間照射した。次にガントリー部３０の上で光照射ユニット２０を移動し、すでに照射された紫外線照射領域２４と重ならないように光照射ユニット２０の位置を定める。この状態で無偏光紫外線を５分間照射した。
【００７６】
以上の動作を繰り返し、光照射ユニット２０によって基板１００のもうひとつの角の部分まで紫外線照射を終了させる。その後、ガントリー部３０を架台部４０の上で移動し、すでに照射された紫外線照射領域２４と重ならないようにガントリー部３０の位置を定める。このようにして光照射ユニット２０の位置を移動しつつ光照射ユニット２０で基板上に紫外線の照射を行い、これらの走査を繰り返すことでＧ６サイズのガラス基板全体に紫外線照射を行うことができた。
【００７７】
このようにして製作された光配向膜は、基板面内で分布も少なく、良好な配向特性を示した。
【００７８】
本発明の光配向膜形成装置は、御影石定盤等の高価で重量のある部材を用いていないので、安価に製作することが可能であった。また、鋳物で構造体を構成し、安価に製作できたにもかかわらず、光照射ユニットを移動するに際してもステージ部が振動することがなく、基板の位置ずれや配向膜への不均一性が発生することもなかった。
【００７９】
以上、本発明の好適な実施形態について実施例に基づいて一例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば以下のような適宜の変更が可能である。
【００８０】
本実施例では光源を高圧水銀ランプとして、無偏光紫外線（３６５ｎｍ）を発生させるようにしたが、これに代えて、ＸｅＦ（３５０ｎｍ）のエキシマレーザーで構成しても良い。あるいは、３５０ｎｍ近辺の発光を示すＬＥＤを光源としても良い。
【００８１】
また、本実施例では紫外線照射領域２４を５０ｍｍ×５０ｍｍとしたが、例えば紫外線の面内分布が均一であれば、１００ｍｍ×１００ｍｍあるいはそれ以上、もしくは正方形ではなく長方形の照射領域としても良い。このように種々の光源を採用したり、紫外線照射面積や照射形状を自由に選択できるので、さまざまな光配向膜や種々の基板サイズに対しても容易に適合できる光配向膜形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の光配向膜形成装置を示す斜視概念図である。
【図２】本発明のステージ部の基板載置領域を示す部分平面図である。
【図３】本発明のステージ部の断面を図２のＥ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｌに沿って示す矢視図である。
【図４】本発明のステージ部の断面を図２のＥ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｌに沿って示す矢視図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  光配向膜形成装置
１０  ステージ部
２０  光照射ユニット
２２  レーザー測長機
２４  照射領域
３０  ガントリー部
３２  第２のリニアモーター
３４  第２のレール
３６  リニアスケール
４０  架台部
４２  第１のリニアモーター
４４  第１のレール
４６  リニアスケール
５０  基板昇降ピン
６０  基板アライメントピン
７０  吸・脱着用通気孔
１００  基板
１１０  基板載置領域
【図１】
2008107702.tif 000003
【図２】
2008107702.tif 000004
【図３】
2008107702.tif 000005
【図４】
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