(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤーグリッドによる偏光フィルターを使った単偏光露光では１／２以上の光を無駄に光源へ戻していたが、今まで光源へ戻って熱に変換されていた光を露光に使うことが出来るＰＳコンバーター配向露光装置を提供する。【解決手段】紫外域短波長露光用光源１から発するランダム偏光の光３を、ブリュースター角度に近い角度で分光する誘電体による多層膜の蒸着を施した透明なガラス状板４によってＰ波を透過し、Ｓ波を反射する事によって分離し、Ｐ波はλ／２位相差板８を装置した出射窓から偏光角を回転させて出射させることで、任意の偏光角を持った単偏光光を照射することが出来る。Ｓ波もλ／２位相差板を装置した出射窓から偏光角を回転させて出射させることで、Ｐ波Ｓ波とも露光に使い、任意の偏光角を使って連続的な露光ができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線域光源と透明な基板にＰＳ分離コートを蒸着したＰＳビームスプリッター素子と該ＰＳビームスプリッター素子によって分離されたＳ偏光を反射する反射ミラーとＰ波及びＳ波出射口に複屈折を持った結晶からなるλ／２位相差板を備えている事を特徴とした光配向用露光装置。
【請求項２】
請求項１の該Ｐ波および該Ｓ波出射口に装置された該結晶からなるλ／２位相差板の遅相軸がＰＳビームスプリッター素子を透過するＰ波と分離されたＳ偏光でミラーに反射したＳ波がそれぞれの偏光面に対して右回り０°から４５°の角度に回転し、あるいは左回り０°から４５°に回転するように配置されることを特徴とするλ／２位相差板配置である光配向用露光装置。
【請求項３】
該光配向装置は該ＰＳビームスプリッター素子を透過したＰ波と、該ＰＳビームスプリッター素子を反射したＳ波が該反射ミラーに反射して、Ｐ波Ｓ波ともに開口部に向かって、それぞれがλ／２位相差板によって偏光角度を回転してＰ波、Ｓ波とも任意の偏光角度の直線偏光出射光となる事を特徴とした光配向用露光装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、液晶ディスプレイに関する配向膜を任意の方向へ連続的に配向を施すための、複屈折結晶位相差板を使った紫外線偏光露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】液晶を整列させるため、液晶封じ込みパネルの液晶との接触面にラビング処理するかわりに、露光によって配向させる技術が普及してきた。紫外線域の直線偏光を露光して配向膜に偏光露光を行い、所望の方向に液晶層の配向制御をすることが出来る。【０００３】また近年、液晶ディスプレイの走査線を隔線ごとに右４５度位相差、左４５度位相差を起こすように配向して３Ｄ表示用する液晶ディスプレイも普及している。（有沢製作所Ｘポール）【０００４】光源のランダム光を単偏光に分離するためには、ブリュースター角の蛍石のプリズムを代表とする複屈折の結晶を用い、Ｐ波のみを露光に使いＳ波はプリズム内で反射して熱に変わる。【０００５】複屈折結晶プリズム分光方式はＰ波だけを使うため、露光機を任意の角度に回転する事によって配向膜に任意の配向を施すことが出来る。【０００６】任意の配向をロールされたフィルムに連続的に露光するためには、露光装置がフィルムの幅以上の長さが必要で、尚且つ任意の角度の配向露光照射がロールされたフィルムの進行方向に対してなされなければならない。【０００７】ワイヤーグリットはアルミのスリット蒸着がなされた素子で、任意の波長帯のＰ波を透過しＳ波を反射する機能があり、スリット光軸方向を回転する事によって直線偏光方向を任意に設定できる。【０００８】任意の角度に回転したワイヤーグリットのスリット角を同じ角度にして横にならべることによって、フィルム幅方向に対して長尺の任意角の直線偏光板ができる。【０００９】ロールされたフィルムはランダム偏光の露光光源を任意の角度に傾けた長尺のワイヤーグリットによって単偏光の露光光を連続的に照射することが出来るようになった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】しかし、ワイヤーグリッドを使った偏光露光装置はＰ波のみを露光に使い、Ｓ波は反射して光源側へ戻してしまうため、光量が半減する。そしてワイヤーグリッドの持つ光透過率８０％とすると、実際に露光に使えるエネルギーは光源からの距離や拡散を無視しても４０％（０．５×０．８＝０．４）に満たない。【００１１】また［０００４］に述べたように、光源のランダム光を単偏光に分離するためには、ブリュースター角の蛍石のプリズムを代表とする複屈折の結晶を用い、Ｐ波のみを露光に使う場合は透過率が９５％有効の為４７．５％（０．５×０．９５＝０．４７５）程度の単偏光を露光に使うことが出来るが、Ｐ波を任意の角度に回転させるためには露光光源と複屈折プリズムが一体であるため、装置そのものを任意の方向に傾けなくてはならない。しかしこの方法だとロールされたフィルムの進行方向に対して垂直である接線上に露光機を配置できないことになる。【００１２】ロールされたフィルムの進行方向に対して垂直である接線方向に任意の偏光光を照射させる露光機を提案するためには、Ｐ波を任意の角度だけ回転させ、Ｓ波を任意の角度だけ回転させるλ／２位相差板が必要になってくる。【００１３】従来、露光光源の発する熱と紫外域の短波長は高エネルギーで、それに耐え、対応する位相差板を製作する事が無かった。
［特開２０１２−０３２７３０］露光装置  配向方向をスイッチにより切りかえる方式
［特開２０１２−０１８２５６］
［特開２０１１−０２７９６８］
［特開２０１１−２０３６６９］
【課題を解決するための手段】
【００１４】本発明は、紫外域短波長露光用光源から発するランダム偏光の光を、ブリュースター角度に近い角度で分光する誘電体による多層膜の蒸着を施した透明なガラス状板によってＰ波を透過し、Ｓ波を反射する事によって分離し、Ｐ波は複数の水晶やサファイヤなどの複屈折を持つ結晶を任意の厚みまで研磨して組み合わせることで温度に依存しないλ／２の位相差板を製作し、該λ／２位相差板を装置した出射窓から偏光角を回転させて出射させることで、任意の偏光角を持った単偏光光を照射することが出来る。【００１５】前項で反射したＳ波も再び反射ミラーで反射されて、複数の水晶やサファイヤなどの副屈折を持つ結晶を任意の厚みまで研磨して組み合わせることで温度に依存しないλ／２の位相差板を製作し、該λ／２位相差板を装置した出射窓から偏光角を回転させて出射させることで、任意の偏光角を持った単偏光光を照射することが出来る。【００１６】直線偏光ビームを前項該１／２位相差板に入射した場合、直線偏光ビームとして出射される。しかしながら偏光面は入射偏光から回転し、該偏光面の回転角は入射偏光と該λ／２位相差板の軸で成す角度の２倍の値となる。【００１７】複屈折の結晶からなる位相差板は熱依存性の低い特性が必要であるため、複数の位相差板の遅送軸を直行させたゼロオーダータイプで無ければならない。【００１８】ゼロオーダー波長板とはたとえば水晶板２枚の速軸を直角に交差し構成されます。
これら水晶板２枚の厚みの差が偏光の回転角を決定します。ゼロオーダタイプの波長板はマルチオーダー波長板と比べ温度や波長の変化による影響が少ないことが特徴である。
【発明の効果】
【００１９】本発明は紫外域短波長露光用光源から発するランダム偏光の光を、ブリュースター角度に近い角度で分光する誘電体による多層膜の蒸着を施した透明なガラス状板によってＰ波を透過し、Ｓ波を反射する事によって分離し、該透明なガラス状板を透過するＰ波の透過率は平行光であれば、光吸収が少なく、Ｓ波の反射率も高効率で反射する事が可能であり、かつＳ波を高反射率の誘電体コートによりミラーで反射して、Ｐ波の光進行方向と同方向にすることによって、今まで光源へ戻って行って熱に変換されていたＳ波を露光に使うことが出来る。【００２０】複屈折率を持った結晶を研磨しゼロオーダータイプに直行させ、かつ露光する配向フィルムに任意の角度の配向をするように該λ／２位相差板を傾けて装置する光配向露光装置は長尺にしてフィルムの幅をロールされた円柱の接線上に露光光を出射する事によって連続的に露光をすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００２１】３Ｄ表示用フラットパネルディスプレイの隔走査線ごとに右４５度λ／４位相差板、左４５度λ／４位相差板を露光配光する場合を例とすると、たとえば配向膜を塗布されたフィルムに走査線の幅のマスク窓を隔線毎に開けて（例偶数走査線のみ、あるいは奇数走査線のみに対して窓を開ける）光源から入射するランダム偏光はブリュースター角度に近い角度で分光する誘電体による多層膜の蒸着を施した透明なガラス状板によってＰ波が透過し、遅相軸６７．５度に傾けたλ／２位相差板を通過する事によって４５度の位置に直線偏光が傾いてマスク窓Ａたどり着き、そこに空いている窓からフィルムに横一列に配向露光することが出来る。次に該ブリュースター角度に近い角度で分光する誘電体による多層膜の蒸着を施した透明なガラス状板によってＳ波が反射し、高反射率の誘電体コートによりミラーで反射して該Ｐ波の光進行方向と同方向にする。そして偏光Ｓ波の出射光に遅相軸−２２．５度に傾けたλ／２位相差板を通過する事によって−４５度の位置に直線偏光が傾いてマスク窓Ｂたどり着きそこに空いている窓からフィルムに横一列に配向露光することが出来る。
マスクＡとマスクＢは一体のものでもよく、ロールされたフィルムはマスクＡ及びマスクＢ間において同じ張力であるため、フィルムの伸縮による隔走査線の位置ズレ等の危険はなく、連続的に配向露光を続けることが出来る。【００２２】前項においてマスクＡとマスクＢの開口部がフィルム幅で長方形である場合、かつマスクＡ及びマスクＢにたどり着く偏光光がλ／２位相差板の遅相軸をＡは６７．５度、Ｂへの出射光へは２２．５度とした場合はＡ，Ｂとも同じ直線偏光角４５度となるため、液晶を封じ込める配向を従来の約２倍の光量で連続的に露光することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２３】紫外線を含めた短波長域のＰ波Ｓ波コンバートメント配向装置であって、光源が高エネルギーであっても強い耐環境性能を持つため、レーザー光の合波などにも利用ができる。レーザー切断など２台のレーザー発振機光軸を合成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ローラー１５に巻き付いたフィルム１２上に露光用光源１から出た光をＰ波Ｓ波偏光分離透明ガラス４を経てλ／２位相差板６によってマスクＡ８でＰ波を右４５度に回転して露光し、マスクＢ９でＳ波を左４５度に回転して連続的に配向露光をしている図
【図２】ローラー１５に巻き付いたフィルム１２上に露光用光源１から出た光をワイヤーグリッド１０によってＰ波を右４５度に回転して露光し、連続的に配向露光をしている図
【図３】図２の方法で３Ｄ用フラットディスプレイの走査線毎の配向露光をする構造とマスクの開口窓によって隔走査線を右４５度に配向露光するマスク窓拡大図及びフィルム側に装置されたワイヤーグリッド１０のアルミグリッドの配列方向１１。
【図４】図１のλ／２位相差板の遅相軸をマスクＡ８では６７．５度に傾け、出射偏光角を右４５度の回転した図とマスクＢ９では遅相軸を−２２．５度に傾け、出射偏光角を左４５度に回転した図。光の方向は画面手前から奥へ向かっている絵１７を左に描き、側面図の光の方向は右に描いている。光路方向矢印１６。図１の位相差板Ａの遅相軸の方向を描いたのが左図、位相差板Ｂの遅相軸の方向を描いたのが右図。
【符号の説明】
【００２４】１．露光用光源
２．集光用反射鏡
３．ランダム偏光
４．Ｐ波Ｓ波偏光分離透明ガラス
５．Ｓ波反射ミラー
６．λ／２位相差板Ａ
７．λ／２位相差板Ｂ
８．マスクＡ
９．マスクＢ
１０．ワイヤーグリッド
１１．ワイヤーグリッドのスリット角
１２．フィルム
１３．フィルムの進行方向
１４．ローラーの回転方向
１５．ローラー
１６．出射光方向
１７出射光後方
１８．Ｐ波Ｓ波偏光分離透明ガラスによって分離されたＰ波
１９．λ／２位相差板遅相軸角
２０．λ／２位相差板によって回転した出射光偏光角
２１．Ｐ波Ｓ波偏光分離透明ガラスによって分離されたＳ波
２２．マスク開口窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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