特許 5760149 光配向装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5760149

(24)【登録日】2015年6月12日

(45)【発行日】2015年8月5日

(54)【発明の名称】光配向装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1337 20060101AFI20150716BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20150716BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20150716BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1337

   G02F1/13 101

   H01L21/68 N

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-518787(P2014-518787)

(86)(22)【出願日】2012年6月1日

(65)【公表番号】特表2014-522512(P2014-522512A)

(43)【公表日】2014年9月4日

(86)【国際出願番号】KR2012004355

(87)【国際公開番号】WO2013180326

(87)【国際公開日】20131205

【審査請求日】2013年2月14日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0059165

(32)【優先日】2012年6月1日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512202428

【氏名又は名称】ウィア・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】ユン，ヒョン リョル

(72)【発明者】

【氏名】橋詰 幸司

【審査官】 右田 昌士

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２２７５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３１３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０７５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２００５−００４５６０７（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６０３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０１９５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６６６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３７５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１０４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３３４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７８６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０３７７４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３７

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロ波を受けて発光する無電極ＵＶランプを備え、前記無電極ＵＶランプから出た光を偏光させて配向膜に照射して液晶素子を一定方向に整列する光照射部と、
前記光照射部の照射方向に対して配向膜の進入角度を変更可能なステージ回転装置と、
を含み、
前記ステージ回転装置は、
ステージに回転力を提供し、ステージの回転中心となる駆動部と;
前記駆動部の周りに固定配置され、回転するステージを高さ方向に支持する第１の支持部と;
前記第１の支持部の周りに円形に配置され、回転するステージを高さ方向に支持する第２の支持部と；
を有し、
前記ステージと前記駆動部との結合部分は断面が円形でない形状で回転力を伝達し、前記駆動部は前記ステージを高さ方向に拘束せず、
前記第１の支持部は、一つのクロスローラーリングであることを特徴とする、
光配向装置。

【請求項2】

前記無電極ＵＶランプは、周波数が９００MHz以上のマイクロ波を受けて発光することを特徴とする請求項１に記載の光配向装置。

【請求項3】

前記光照射部は、前記無電極ＵＶランプから出た光からＰ波及びＳ波を分離する光学系を備えていることを特徴とする請求項１に記載の光配向装置。

【請求項4】

前記光照射部は、配向膜に対する角度を変更可能なことを特徴とする請求項１に記載の光配向装置。

【請求項5】

前記第１の支持部は、
ベースに固定された円形支持部と、前記ステージと結合するステージ結合部材と、を含み、
前記円形支持部には、支持顎部が形成されており、前記ステージ結合部材には、収納溝が形成されており、
前記クロスローラーリングは、前記支持顎部及び収納溝の内部に密着固定されることを特徴とする請求項１に記載の光配向装置。

【請求項6】

前記第２の支持部は、直線往復運動及び回転運動が可能なことを特徴とする請求項１に記載の光配向装置。

【請求項7】

前記第２の支持部は、
円形ガイドと、前記円形ガイドに移動可能に結合された回転部材と、前記回転部材に結合され、直線往復運動が可能な直線移動部材と、を含み、
前記回転部材は、前記直線移動部材を回転可能に支持することを特徴とする請求項６に記載の光配向装置。

【請求項8】

前記駆動部は、駆動モータと、前記駆動モータに結合されたブラケットと、を含み、
前記ステージは、前記ブラケットと結合する結合部材を含み、
前記ブラケットと前記結合部材との結合部分は断面が円形でない形状で回転力を伝達し、前記駆動部は前記ステージを高さ方向に拘束しないことを特徴とする請求項１に記載の光配向装置。

【請求項9】

前記光照射部から出力される光の波長は、２４０〜３７０nmであることを特徴とする請求項１に記載の光配向装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロＵＶランプを備える光配向装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に液晶表示素子は、２枚のガラス基板の間に液晶層が形成され、２枚のガラス基板の内面に、前記液晶層に電界をかけるための透明電極、前記電界をオン・オフさせるためのスイッチング素子、カラーを表示するためのカラーフィルタ、及び液晶分子を配向するための配向膜、などが形成されている構造を有する。２枚のガラス基板の間に液晶材料が封入されて液晶表示素子が製作される。配向膜は、基板上に塗布されたポリイミド樹脂などの樹脂層からなり、配向膜が硬化した後、ラビング装置によるラビング(rubbing)処理によって液晶が所定の方向に配向する。

【0003】

通常のラビング装置は、ラビングローラーが、ガラス基板が固定されたテーブルの上部で回転可能にその両端が支持され、ラビング布(起毛布)が両面テープ等によりラビングローラーの表面に取り付けられる。このようなラビングローラーの回転によってラビング布がガラス基板の配向層の表面に当接してガラス基板の表面を一定方向にラビングすることで、その方向に液晶材料が配向するものである。

【0004】

液晶表示素子の輝度や応答性を均一に維持するためには、ラビング処理の際に、配向層の表面を均一にラビングして配向層の表面に方向性を与え、液晶が均一に配向するようにすることが重要である。これにより、ラビングローラーとガラス基板の位置決め、特にラビングローラーとガラス基板上の配向膜との間の離隔距離を均一に維持することが不可欠である。

【0005】

最近の液晶表示素子は、その大きさが徐々に大型化してきているので、このような大型のガラス基板をラビング処理するためのラビングローラーの長さもまたガラス基板の長さに比例して増加している。

【0006】

前記のようなラビング装置は、ラビングローラーを含むヘッド部が基板を固定するテーブルの上部に位置することになるが、このような構造のラビング装置は、ラビングローラーを回転させてガラス基板をラビング処理する過程で、ステージ又はラビングローラーが別の移動手段によって一方向に移動するので、ガラス基板の一面全体をラビング処理することができる。

【0007】

また、ステージ、すなわち、ガラス基板とラビングローラーとがなす角度を変化させて、ガラス基板をラビング処理する角度を一定の角度に調節することで、画面の歪みや色滲み又は画面の切替時に発生できる残像を除去することができる。

【0008】

このため、従来のラビング装置は、ステージの上部に位置するヘッドフレームの下部のクロスローラー(cross roller)に釣り下がっているラビングローラーを含むヘッド部を回転させるか、又はガラス基板が固定されたステージ又はテーブルを回転させ、ガラス基板とラビングローラーとがなす角度を変化させている。

【0009】

ステージの回転によって、ガラス基板が回転する場合は、ラビングローラーとガラス基板の一面との離隔距離を均一に維持するために、ステージの高さを均一にすることが不可欠である。しかし、ラビングローラーは、ガラス基板と接触した状態で一定の力を与えながらラビング工程を行うため、回転が可能なステージの高さを一定に維持するのに多くの困難さがあるのが事実である。

【0010】

そして、最近では、ガラス基板の配向膜を一定方向に配向するためにラビングローラーを配向膜に接触させて擦る機械的な方法に代えて、配向膜に所定の波長の偏光ビームを照射して配向をする光配向方法が使用されている。

【0011】

光配向のために、一定の強さの光を照射する高圧の水銀ランプ又はメタルハライドランプなどが使用されている。しかし、従来の高圧ランプは、寿命が非常に短く、発熱量が多く、値段が高価という問題点を有するので、活用に多くの困難さがあることが事実である。また、従来の高圧ランプは、使用後、一定の時間が経過すると、その出力が急激に落ちて、タクトタイム(tack time)が長く、実際の配向膜の処理工程に使用するのには多くの困難さがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解決するために導出されたものであり、本発明は、ランプの寿命が長く、タクトタイムを短縮することができ、発熱量を減らすことができる光配向装置を提供することにある。

【0013】

また、本発明の他の目的は、ステージの回転を可能にして、ステージの高さを精密に設定及び維持することができる光配向装置を提供することにある。

【0014】

本発明の他の目的は、以下に記述される実施例に基づいてより明確になるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の一側面による光配向装置は、マイクロ波を受けて発光をする無電極ＵＶランプを備え、無電極ＵＶランプから出た光を偏光させて配向膜に照射して液晶素子を一定方向に整列する光照射部と、光照射部の照射方向に対して配向膜の進入角度を変更することができるステージ回転装置と、を含む。

【0016】

本発明に係る光配向装置は、以下のような実施例を一つ又はそれ以上備えることができる。例えば、無電極ＵＶランプは、波長が９００MHz以上のマイクロ波を受けて発光することができる。

【0017】

光照射部は、無電極ＵＶランプから出た光からＰ波とＳ波を分離する光学系を備えることができる。マイクロＵＶランプから出る光の波長は、２４０〜３７０nmに該当することができる。光照射部は、ガラス基板に対して一定の角度を持つように回転運動をすることができる。

【0018】

ステージ回転装置は、ステージに回転力を提供し、ステージの回転中心となる駆動部と、駆動部の周りに固定配置され、回転するステージを高さ方向に支持する第１の支持部と、第１の支持部の周りに円形に配置され、回転するステージを高さ方向に支持する第２の支持部と、を含み、ステージと駆動部との結合部分には、高さ方向に一定の間隔が形成されることができる。

【0019】

第１の支持部は、一つのクロスローラーリングに該当することができる。第１の支持部は、ベースに固定された円形の支持部と、ステージと結合するステージ結合部材と、を含み、円形支持部には、支持顎部が形成されており、ステージ結合部材には、収納溝が形成されており、クロスローラーリングは、支持顎部及び収納溝の内部に密着固定することができる。

【0020】

第２の支持部は、直線往復運動及び回転運動が可能である。例えば、第２の支持部は、円形ガイドと、円形ガイドに移動可能に結合された回転部材と、回転部材に結合され、直線往復運動が可能な直線移動部材と、を含み、回転部材は、直線移動部材を回転可能に支持することができる。

【0021】

駆動部は、駆動モータと、駆動モーターに結合されたブラケットと、を含み、ステージは、ブラケットと結合する結合部材を含み、ブラケットと結合部材との結合部分には、高さ方向に間隔が形成されることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明は、ランプの寿命が長く、タクトタイムを短縮することができ、発熱量を減らして、製造単価及びコストを節減することができる光配向装置を提供することができる。

【0023】

また、本発明は、ステージの高さを精密に設定及び維持することができる光配向装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、本発明の一実施例に係る光配向装置の図である。

【図2】本発明の一実施例に係る光配向装置における光照射部の斜視図である。

【図3】図２に例示された光照射部がガラス基板を配向する状態を例示する斜視図である。

【図4】ステージの回転によって光配向の角度が変更された状態を例示する図である。

【図5】本発明の一実施例に係る光配向装置におけるステージ回転装置の断面図である。

【図6】図５のＡの部分の拡大断面図である。

【図7】図５に例示されたステージ回転装置の第１の支持部及び第２の支持部を例示する平面図である。

【図8】図５に例示されたステージ回転装置における駆動モーターの斜視図である。

【図9】図５に例示されたステージ回転装置におけるクロスローラーリングの斜視図である。

【図10】図５に例示されたステージ回転装置における第２の支持部に対する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明は、様々な変換を加えることができ、複数の実施例を有することができるので、特定の実施例を図面に例示し、詳細な説明において詳細に説明しようとする。しかしながら、これは、本発明を特定の実施形態について限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。本発明を説明するに当たり、関連する公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

【0026】

本出願で使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なる意味でない限り、複数の表現を含む。本出願において、“含む”又は“持つ”などの用語は、明細書上に記載されている特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするだけであり、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除するわけではないと理解されるべきである。

【0027】

第１、第２などの用語は、様々な構成要素を説明するために使用できるが、当該構成要素は、当該用語により限定されるべきではない。当該用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。

【0028】

以下、添付の図面を参照して、本発明に係る実施例を詳細に説明することにし、添付の図面を参照して説明するに当たり、図面符号に関わらず、同一又は対応する構成要素は、同じ参照番号を付して、これに対する重複する説明は省略することにする。

【0029】

図１は、本発明の一実施例に係る光配向装置３００の図であり、図２は、図１に例示された光配向装置３００からの光照射部２４０の斜視図である。そして、図３は、図２に例示された光照射部２４０が、ガラス基板２５０を配向する状態を例示する斜視図であり、図４は、テーブル２１２の回転によって光配向角度が変更された状態を例示する図である。

【0030】

図１〜図４を参照すると、光配向装置３００は、ガラス基板２５０が載置されるテーブル２１２と、テーブル２１２を回転可能に支持するステージ回転装置１００と、ステージ回転装置１００を直線移動させる搬送装置２２０と、テーブル２１２上に位置しながら、ガラス基板２５０に光を照射して、配向膜の液晶素子が一定方向に整列されるようにする光照射部２４０と、を含む。

【0031】

本実施例に係る光配向装置３００において、光照射部２４０は、移動せずに固定されており、光照射部２４０に対してテーブル２１２が相対的に回転及び直線運動をしながら、ガラス基板２５０が光配向するようにする。テーブル２１２の回転は、ステージ回転装置１００によって行われ、直線運動は、搬送装置２２０によって行われる。

【0032】

光照射部２４０は、マイクロＵＶランプ２４２と、マイクロＵＶランプ２４２から出た光を集属する反射鏡２４４と、マイクロＵＶランプ２４２から出た光を偏光光に作る光学系２４６と、を含む。

【0033】

マイクロＵＶランプ２４２は、９００MHz以上のマイクロ波(micro wave)のような電磁波を受けて発光する無電極ランプに該当するものである。マイクロＵＶランプ２４２は、従来の高圧ＵＶランプに比べて、寿命が４０００〜５０００時間と非常に長く、発熱量が少なくて、配向膜に加わる熱が少なく、ランプの点灯及び再点灯時間が２〜３秒以内とタクトタイム(tack time)が相対的に短く、エネルギー消費が少なく、ＵＶ浸透の強さ速度が早いので、高い塗膜及び高エネルギーが必要な製品に適しているという利点がある。また、マイクロＵＶランプ２４２は、従来の高圧ＵＶランプに比べて安価であるため、光配向装置の製造単価及び維持コストを減らすことができるという利点も持つ。

【0034】

マイクロＵＶランプ２４２の長さは、ガラス基板２５０の幅に比べて大きく形成され、ガラス基板２５０の回転及び直線移動によって光照射部２４０から出た光がガラス基板２５０の全面に到達できるようにする。そして、ガラス基板２５０のサイズが大きい場合は、多数のマイクロＵＶランプ２４２を直列及び/又は並列に配列して使用することができる。

【0035】

マイクロＵＶランプ２４２から出る光の波長は、２４０〜３７０nmに該当することができる。マイクロＵＶランプ２４２の上部には、反射鏡２４４が配置されている。反射鏡２４４の内部には、マイクロＵＶランプ２４２から出た光を反射してガラス基板２５０の方向に向くようにする反射膜(図示せず)が備えられている。

【0036】

マイクロＵＶランプ２４２上には、マイクロ波のような電磁波を発生させる電磁波発生装置(図示せず)が備えられている。電磁波発生装置から出たマイクロ波のような電磁波がマイクロＵＶランプ２４２に到達すると、発光が行われることになる。

【0037】

マイクロＵＶランプ２４２の下部には、マイクロＵＶランプ２４２から出た光からＰ波及びＳ波を分離する光学系２４６が備えられている。光学系２４６は、ワイヤグリッド及びレンズ(図示せず)を含む。ワイヤグリッドは、偏光素子に該当するもので、グラスウエハー(glass wafer)を基板としてリソグラフィ又はエッチングによって製作される。

【0038】

図２を参照すると、テーブル２１２上に載置されたガラス基板２５０と光照射部２４０は、平行に配置される。したがって、ガラス基板２５０にマイクロＵＶランプ２４２、光学系２４６のワイヤグリッド、及び電磁波発生装置は、すべて平行に配置される。そして、マイクロＵＶランプ２４２の長さ方向に対して、テーブル２１２は直角に配置された後、ステージ回転装置１００によって回転によりその角度が変更される。

【0039】

図２では、テーブル２１２が回転せず、ガラス基板２５０と光照射部２４０の角度がないことを例示したが、図３でのように、ステージ回転装置１００の作動によるテーブル２１２の回転によって、ガラス基板２５０と光照射部２４０とが一定の角度(θ)を持って相互に配置されるようにすることができる。ガラス基板２５０の回転運動は、ステージ回転装置１００によって行われ、直線運動は、搬送装置２２０によって行われる。

【0040】

本実施例では、光照射部２４０が回転及び直線運動をしないことを例示したが、配向膜が形成されたガラス基板２５０に対する光照射部の角度を変更できるように形成することができる。例えば、光照射部２４０は、以下で説明するステージ回転装置１００の第２の支持部１９０を備えて、回転運動が可能なように形成することができる。

【0041】

図５は、図１に例示された光配向装置３００のステージ回転装置１００についての断面図であり、図６は、図５のＡの部分の拡大断面図である。そして、図７は、図５に例示されたステージ回転装置１００の第１の支持部１６０及び第２の支持部１９０を例示する平面図である。また、図８および図９は、ステージ回転装置１００の駆動モータ１３２及びベアリング１６６を各々例示する斜視図である。そして、図１０は、第２の支持部１９０についての断面図である。

【0042】

図１を参照すると、本発明の一実施例に係る光配向装置３００は、ガラス基板２５０のような加工対象物が固定されるテーブル２１２と、ステージ１２０に対してテーブル２１２が一定間隔を持って固定されるようにするスペーサー２１０と、ステージ１２０を回転可能に支持するステージ回転装置１００と、テーブル２１２及びステージ１２０を直線運動させる搬送装置２２０と、を含む。搬送装置２２０は、定盤２３０上に固定されている。

【0043】

テーブル２１２上に固定されるガラス基板２５０は、ステージ回転装置１００によって一定の角度で回転をすることになり、搬送装置２２０によって直線移動をしながら、光照射部２４０の下部を通過することになる。したがって、テーブル２１２上に固定されたガラス基板２５０は、光照射部２４０から出た偏光光を受けて、配向膜の液晶素子が一定方向に整列される。ステージ回転装置１００は、ステージ１２０を±４５°以上回転させることができる。

【0044】

搬送装置２２０は、ステージ回転装置１００が固定されたベース１１０を直線運動させることで、ベース１１０に固定されたガイドバー２２２と、定盤２３０に固定されたガイドレール
２２４及びベース１１０を直線移動させる直線駆動モーター２２６と、を含む。直線駆動モーター２２６は、ボールねじ又はリニアモーター(linear motor)などに該当することができる。

【0045】

図５〜図７を参照すると、本発明の一実施例に係るステージ回転装置１００は、ステージ１２０に回転力を提供し、ステージ１２０の回転中心となる駆動部１３０と、ステージ１２０を高さ方向に支持する第１の支持部１６０及び第２の支持部１９０と、を含む。第１の支持部１６０は、一つのクロスローラーリング(cross roller ring)１６６を含み、第２の支持部１９０は、第１の支持部１６０の周りで円形ガイド１９２に多数個配置されている。

【0046】

本実施例に係るステージ回転装置１００は、ステージ１２０を高さ方向に支持するために、第１の支持部１６０及び第２の支持部１９０を備えることを特徴とする。したがって、ステージ１２０は、第１の支持部１６０と第２の支持部１９０とからなる２つの支持部によってその高さ方向に拘束されながら、一定の高さを維持することになる。これにより、テーブル２１２に固定されるガラス基板２５０と光照射部２４０との間に一定の間隔が維持されることになる。

【0047】

そして、ステージ１２０に回転力を提供しながら、その回転中心となる駆動部１３０は、ステージ１２０を高さ方向に拘束せず、ステージ１２０に回転力を提供する役割を果たす。つまり、駆動部１３０とステージ１２０との結合部分には、一定の間隔１４２が形成されているので、ステージ１２０は、駆動部１３０に対して高さ方向に拘束されなくなる。

【0048】

このように、ステージ１２０の回転中心に該当する駆動部１３０が、ステージ１２０を高さ方向に拘束せず、駆動部１３０の周りに配置された第１の支持部１６０及び第２の支持部１９０が、ステージ１２０を高さ方向に拘束するため、ステージ１２０は、その回転にもかかわらず、その全体にわたって一定の高さを維持することができ、高さの設定が容易になる。

【0049】

ステージ１２０は、中央に形成されたセンターホール１２２と、センターホール１２２に挿入される結合部材１２６と、を含む。センターホール１２２には、顎部１２４が形成されており、顎部１２４には、結合部材１２６に形成された外向突出部１３１が装着される。そして、結合部材１２６の中央には、センターホール１２８が形成されており、センターホール１２８には、ブラケット１３４の突出部１３６が挿入される。

【0050】

上述のように、ステージ１２０の下部中央には、駆動部１３０が結合され、ステージ１２０に回転力を提供し、駆動部１３０の周りには、ステージ１２０の下面を支持する第１の支持部１６０及び第２の支持部１９０が順次配置されている。

【0051】

結合部材１２６は、ブラケット１３４と結合する。ブラケット１３４は、駆動モータ１３２及び結合部材１２６と各々結合されているため、駆動モータ１３２の回転力は、ブラケット１３４を介して結合部材１２６及びこれと結合したステージ１２０に伝達される。

【0052】

ブラケット１３４は、その中心から上向きに突出された突出部１３６を備える。突出部１３６は、結合部材１２６の中央に形成されたセンターホール１２８に挿入される。突出部１３６の断面は、円ではなく、多角形又は楕円と類似する形状を持ち、突出部１３６が挿入されるセンターホール１２８もこれに対応する形状を持つ。これにより、駆動モータ１３２と一体に回転するブラケット１３４の回転力が結合部材１２６に伝達される。また、ブラケット１３４の中央には、センターホール１３８が形成されており、センターホール１３８は、駆動モータ１３２の中央に形成されたセンターホール１３２bと一致するように結合される。

【0053】

図５及び図６に例示されるように、ブラケット１３４の上面と結合部材１２６の下面との間には、一定の間隔１４２が形成されている。このように、ステージ１２０のセンターホール１２２に挿入される結合部材１２６と、駆動部１３０の駆動モータ１３２に結合されるブラケット１３４との間には、一定の間隔１４２が形成されているので、駆動部１３０は、ステージ１２０をその高さ方向に対して拘束せず、回転力のみを提供する役割を果たす。したがって、ステージ１２０の中央に位置する駆動部１３０がステージ１２０の高さを拘束せず、ステージ１２０の周りに位置する第１の支持部１６０と、第１の支持部１６０の周りに位置する第２の支持部１９０とが、ステージ１２０の中心から一定の間隔だけ離隔された位置でステージ１２０を高さ方向に支持するので、ステージ１２０の精密な高さの設定ができることはもちろん、ラビング工程の際にも、設定された高さを維持できるようになるものである。

【0054】

そして、ステージ１２０の結合部材１２６と駆動部１３０のブラケット１３４との間に高さの間隔１４２が存在することで、第１の支持部１６０及び第２の支持部１９０を設ける過程で、ステージ１２０の水平方向の調整ができるようになり、精密な位置制御ができるようになる。

【0055】

駆動モーター１３２は、図８に例示されるように、ダイレクトドライブモータ(direct drive motor)に該当することができる。駆動モーター１３２は、多数の結合ホール１３２cが形成された回転部１３２aを含み、回転部１３２aの中央には、センターホール１３２bが形成されている。結合ホール１３２にcは、スクリュー(図示せず)が挿入されて駆動モータ１３２とブラケット１３４とを相互に結合する。

【0056】

ダイレクトドライブモータは、電動機の回転力を機構(ギアボックスなど)を介さずに直接駆動対象であるブラケット１３４に伝達するモータであって、摩擦損失を最小化して効率を高めることができ、構造が簡単なので、ノイズを減らすことができ、寿命が長く、高い信頼性を確保することができるという利点がある。

【0057】

また、駆動モーター１３２として、多数のマグネット及びコイルを備えるリニアモーターを採用することもできる。

【0058】

第１の支持部１６０は、駆動部１３０の周りに固定配置され、ステージ１２０の回転を可能にすると共に、高さ方向に支持する役割を果たす。第１の支持部１６０は、円形支持部１６２と、ベアリング１６６と、ステージ結合部材１６８と、仕上げリング１７４と、カバーリング１７６と、を含む。

【0059】

円形支持部１６２は、ベース１１０上に固定されており、ドーナツ形状を持つものであり、その内部には、駆動部１３０が位置している。円形支持部１６２の内側には、ベアリング１６６が密着結合する支持顎部１６４が形成されている。円形支持部１６２は、ベース１２０上に固定されているので、ステージ１２０と一緒に回転しない。

【0060】

ステージ結合部材１６８は、ステージ１２０の下面に固定結合し、ドーナツ形状を持つものであり、その内部には、駆動部１３０が位置している。ステージ結合部材１６８の外側には、ベアリング１６６が密着結合する収納溝１７２が形成されており、上部には、係止突起１７３が形成されている。係止突起１７３は、カバーリング１７６の係止顎部１７８に掛かるようになるが、これにより、ステージ結合部材１６８がステージ１２０の下面に安定して結合する。

【0061】

ステージ結合部材１６８の下端部には、仕上げリング１７４が結合されている。仕上げリング１７４は、リング(ring)状を持つものであり、ステージ結合部材１６８の外側に僅かに突出してベアリング１６６が密着結合する収納溝１７２を形成する。

【0062】

カバーリング１７６は、円形支持部１６２の上部に結合するもので、リング状を持つ。また、カバーリング１７６は、内側に突出した係止顎部１７８を備え、係止顎部１７８には、ステージ結合部材１６８の係止突起１７３が掛かるようになることは、上述した通りである。

【0063】

ベアリング１６６は、円形支持部１６２とステージ結合部材１６８との間に形成される空間に密着結合され、ステージ１２０の回転を可能にすると共に、ステージ１２０を高さ方向に支持する役割を果たす。ベアリング１６６は、図９に例示されるように、クロスローラーリング(cross roller ring)に該当することができる。

【0064】

クロスローラーリング１６６は、内輪１６６aと外輪１６６bとから構成されており、外輪１６６bに対して内輪１６６aが回転することになる。図には示されていないが、内輪１６６aと外輪１６６bとの間には、多数個のローラー及びスペーサリテーナが配列されており、外輪１６６bに対して内輪１６６aの回転を可能にする。

【0065】

クロスローラーリング１６６の内輪１６６aは、ステージ結合部材１６８の外側と結合しており、外輪１６６bは、円形支持部１６２の内側と結合している。したがって、クロスローラーリング１６６の外輪１６６b及びこれと結合した円形支持部１６２は、回転をせず、内輪１６６a及びこれと結合したステージ結合部材１６８が、ステージ１２０と一緒に回転することになる。

【0066】

もちろん、本実施例に係るステージ回転装置１００に適用されるベアリング１６６には、クロスローラーリングだけでなく、ステージ１２０の高さ方向の荷重を支持できる様々なスラストベアリング(thrust bearing)などが使用され得ることは言うまでもない。

【0067】

ベアリング１６６と円形支持部１６２との結合部分及びベアリング１６６とステージ結合部材１６８との間の結合部分には、図５に例示されるように、結合間隔が形成されていない。そして、円支持部１６２は、ベース１１０の上面に固定されており、ステージ結合部材１６８は、ステージ１２０の下面に固定結合されている。したがって、円形支持部１６２と、ベアリング１６６と、ステージ結合部材１６８とを含む第１の支持部１６０は、ステージ１２０をその高さ方向に対して拘束指示して、ステージ１２０の高さを決定する役割を果たすことになる。

【0068】

第２の支持部１９０は、第１の支持部１６０の周りに配置され、ステージ１２０の回転を可能にすると共に、ステージ１２０を高さ方向に支持する役割を果たす。第２の支持部１９０は、円形ガイド１９２と、回転部材１９４と、直線移動部材１９６と、固定ブロック２０４と、を含む。そして、第２の支持部１９０は、ステージ１２０の下面に多数個結合されるが、図７では、８つの第２の支持部１９０が同じ間隔を持って結合されていることが例示されている。もちろん、回転部材１９４、直線移動部材１９６及び固定ブロック２０４をガイドする円形ガイド１９２は、一つ備えられる。

【0069】

円形ガイド１９２は、図７に例示されるように、ベース１１０上に円形に形成されたガイドに該当する。円形ガイド１９２には、回転部材１９４が回転可能に結合される。回転部材１９４、直線移動部材１９６及び固定ブロック２０４をガイドする円形ガイド１９２は、直径方向に対して誤差を持つことができるが、このような円形ガイド１９２の誤差は、回転が可能な回転部材１９４と、回転部材１９４によって回転をしながら、直線往復運動も可能な直線移動部材１９６とによって補正することができる。固定ブロック２０４は、ステージ１２０の下面に固定され、ステージ１２０と一体に回転運動をするようになる。

【0070】

図１０を参照すると、回転部材１９４は、円形ガイド１９２に移動可能に結合され、円形ガイド１９２によって円周方向の公転運動をすることになる。そして、回転部材１９４は、自ら回転が可能な構造を持っている。つまり、回転部材１９４は、円形ガイド１９２によってガイドされて公転運動をする第１の回転部材１９４aと、第１の回転部材１９４aに対して自転をする第２の回転部材１９４bと、を含む。 回転部材１９４の自転運動は、直線移動部材１９６と一緒に円形ガイド１９２の径方向に対する誤差を補償することになる。

【0071】

回転部材１９４の第２の回転部材１９４b上に固定されている直線移動部材１９６は、固定ブロック２０４が直線往復運動ができるようにする。直線移動部材１９６は、第２の回転部材１９４b上に固定されたガイドバー１９８と、固定ブロック２０４と結合したガイドレール２０２とからなっており、これにより、固定ブロック２０４は、第２の回転部材１９４b上で直線往復運動をすることになる。もちろん、固定ブロック２０４は、回転部材１９４によって自転運動もすることになる。

【0072】

このように、回転部材１９４の自転及び直線移動部材１９６の直線往復運動によって、円形ガイド１９２の径方向の誤差が補償され、第２の支持部１９０が円形ガイド１９２の誤差にもかかわらず、円滑な回転運動をすることができ、結果としてステージ１２０の高さを精密に維持できるようになる。

【0073】

そして、円形ガイド１９２、回転部材１９４、直線移動部材１９６及び固定ブロック２０４からなる第２の支持部１９０は、ステージ１２０を高さ方向に対して拘束して高さ方向に支持する役割を果たす。また、第２の支持部１９０は、ステージ１２０の回転中心に対して外側に配置されているので、ステージ１２０にラビングローラー等による外力が作用した場合でも、ステージ１２０の高さを安定して支持することができる。

【0074】

本実施例に係るステージ回転装置１００は、光照射部２４０を含む光配向ラビング装置に適用されることが例示されているが、ラビングローラーを備えるラビング装置にも適用できることは言うまでもない。

【0075】

前記では、本発明の一実施例を参照して説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、本願の特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることが理解できるだろう。

【符号の説明】

【0076】

１００ ステージ回転装置
１１０ ベース
１２０ ステージ
１２２ センターホール
１２４ 顎部
１２６ 結合部材
１２８ センターホール
１３１ 外向突起
１３０ 駆動部
１３２ 駆動モーター
１３４ ブラケット
１３６ 突出部
１３８ センターホール
１４２ 間隔
１６０ 第１の支持部
１６２ 円形支持部
１６４ 支持顎部
１６６ ベアリング
１６８ ステージ結合部材
１７２ 収納溝
１７３ 結合突起
１７４ 仕上げリング
１７６ カバーリング
１７８ 係止顎部
１９０ 第２の支持部
１９２ 丸ガイド
１９４ 回転部材
１９６ 直線移動部材
１９８ ガイドバー
２０２ ガイドレール
２０４ 固定ブロック
２１０ スペーサー
２１２ テーブル
２２０ 搬送装置
２２２ ガイドバー
２２４ ガイドレール
２２６ 直線駆動モーター
２３０ 定盤
２４０ 光照射部
２４２ マイクロＵＶランプ
２４４ リフレクター
２４６ 光学系
２５０ ガラス基板
３００ 光配向装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】