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CN103765303B - 光定向照射装置 - Google Patents

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CN103765303B CN201280029104.4A CN201280029104A CN103765303B CN 103765303 B CN103765303 B CN 103765303B CN 201280029104 A CN201280029104 A CN 201280029104A CN 103765303 B CN103765303 B CN 103765303B
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Abstract

光定向照射装置，具备：偏振单元（3），其具备沿邻接方向邻接而配置的多个单位起偏器（31a～f）；扫描单元，其通过使工作台（4）或偏振光照射单元（2）的至少一方移动，从而相对于载置于所述工作台（4）的基板（9），沿既定的扫描方向扫描来自所述偏振光照射单元（2）的紫外线；以及偏振方向检测单元（6a～f），其能够对于每个所述单位起偏器（31a～f）检测从所述单位起偏器（31a～f）出射的紫外线的偏振方向，从而谋求实现良好的定向特性。

Description

光定向照射装置
技术领域
本发明涉及在液晶显示板制造领域中使用的、特别是用于在液晶显示装置所使用的基板上，对定向膜赋予定向性以使液晶分子沿所期望的角度和方向排列的光定向照射装置。
背景技术
随着近年来的液晶显示领域的利用扩大、需求增大，强烈要求改善作为以往的液晶显示装置的缺点即视场角、对比度比、动画性能显示等。特别在液晶显示基板上，在对液晶分子赋予定向性的定向膜中，进行定向方向的均等化、预倾(pretilt)角的赋予、单一像素内的多个区域的形成(多域(multidomain))等各种改善。
一直以来，众所周知对在液晶显示基板上形成的聚合物层(定向膜)赋予定向特性的优点及为此而用的技术。作为此种赋予定向特性的方法，有被称为布摩擦(rubbing)法的方法，该方法是在使缠绕了布的转子旋转的同时，使基板移动，将表面的聚合物层沿单方向较强地摩擦的处理。
然而，在该布摩擦法中，被指出存在静电的产生、在定向膜表面伤痕的产生、粉尘的产生等种种缺点。为了避免该布摩擦法的问题，已知对定向膜照射紫外区的偏振光以赋予定向特性的光摩擦法。
在专利文献1中，关于使用此种光摩擦法的方法，公开了利用曝光掩模，分开形成定向方向不同的多个定向区域的液晶显示用基板的制造方法。
在专利文献2中，公开了具有多个石英基板部、和由支持石英基板部的起偏器支持器构成的大面积偏振板的偏振装置，能够通过使起偏器支持器移动来对大面积偏振板的下方均等地进行光照射。
专利文献
专利文献1：日本特开2007－219191号公报；
专利文献2：日本特许第4046427号公报。
发明内容
在专利文献2所公开的偏振装置中，通过使用由多个石英基板构成的大面积偏振板，能够用于大面积的液晶显示元件的偏振。然而，无法保证从各石英基板出射的偏振光出射完全沿相同方向偏振的振动光。尤其是在使用伴随热的强烈光源的环境下，支持石英基板部的起偏器支持器的热膨胀等导致石英基板的支持位置产生偏移。另外，从装置内外发生的振动也使石英基板的支持位置产生偏移。此种偏移，尤其是如使偏振方向变化的旋转偏移在所制造的液晶显示装置的图像品质方面成为问题。具体而言，在来自一部分石英基板的照射光的偏振方向产生旋转偏移的情况下，在该部分中显示的图像呈现为不均(ムラ)。
因此，本发明所涉及的光定向照射装置具备：
偏振光照射单元、工作台、扫描单元、以及偏振方向检测单元，
所述光定向照射装置的特征在于：
所述偏振光照射单元具备紫外线照射单元和偏振单元，
所述偏振单元具备沿邻接方向邻接而配置的多个单位起偏器，
所述单位起偏器使从所述紫外线照射单元出射的紫外线偏振，
所述工作台能够载置在表面形成了定向膜的基板，
所述扫描单元通过使所述工作台或所述偏振光照射单元的至少一方移动，从而相对于载置于所述工作台的所述基板，沿既定的扫描方向扫描来自所述偏振光照射单元的紫外线，
所述偏振方向检测单元能够对于每个所述单位起偏器检测从所述单位起偏器出射的紫外线的偏振方向。
而且在本发明所涉及的光定向照射装置中，其特征在于：
所述偏振方向检测单元位于所述工作台的载置所述基板的区域内。
而且在本发明所涉及的光定向照射装置中，其特征在于：
所述偏振方向检测单元位于所述工作台外。
而且在本发明所涉及的光定向照射装置中，其特征在于：
所述偏振方向检测单元为设于与各所述单位起偏器对应的位置的多个偏振传感器。
而且在本发明所涉及的光定向照射装置中，其特征在于：
所述偏振方向检测单元为能够移动至与所述单位起偏器对应的位置的偏振传感器。
而且在本发明所涉及的光定向照射装置中，其特征在于：
所述偏振方向检测单元能够检测从所述偏振光照射单元出射的紫外线的消光比。
而且在本发明所涉及的光定向照射装置中，其特征在于：
所述偏振方向检测单元能够检测从所述偏振光照射单元出射的紫外线的强度。
而且在本发明所涉及的光定向照射装置中，其特征在于：
所述扫描单元使用线性电动机使所述工作台移动。
而且本发明所涉及的光定向照射装置的特征在于，具备：
通知单元，其基于通过所述偏振方向检测单元检测的紫外线的偏振方向来进行通知。
而且本发明所涉及的光定向照射装置的特征在于：
具备使所述工作台或者所述偏振光照射单元旋转的旋转部，
具备基于通过所述偏振方向检测单元检测的每个所述单位起偏器的偏振方向来使所述旋转部旋转的控制单元。
而且本发明所涉及的光定向照射装置的特征在于：
具备使所述单位起偏器旋转的起偏器旋转部，
具备基于通过所述偏振方向检测单元检测的每个所述单位起偏器的偏振方向来使所述起偏器旋转部旋转的控制单元。
而且在本发明所涉及的光定向照射装置中，其特征在于：
所述偏振方向检测单元能够在所述扫描单元的多个扫描位置处检测从所述偏振单元出射的紫外线的偏振方向。
而且本发明所涉及的光定向照射装置的特征在于：
具备使所述工作台或者所述偏振光照射单元旋转的旋转部，
具备在对所述基板扫描紫外线时，基于通过所述偏振方向检测单元检测的多个扫描位置处的紫外线的偏振方向来使所述旋转部旋转的控制单元。
另外在本说明书中，公开下述所记载的第二光定向照射装置。
光定向照射装置具备：
偏振光照射单元、工作台、扫描单元和偏振方向检测单元，
所述光定向照射装置的特征在于：
所述偏振光照射单元具备紫外线照射单元和偏振单元，
所述偏振单元使从所述紫外线照射单元出射的紫外线偏振，
所述工作台能够载置在表面形成了定向膜的基板，
所述扫描单元通过使所述工作台或所述偏振光照射单元的至少一方移动，从而相对于载置于所述工作台的所述基板，沿既定的扫描方向扫描来自所述偏振光照射单元的紫外线，
所述偏振方向检测单元能够在所述扫描单元的多个扫描位置处检测从所述偏振单元出射的紫外线的偏振方向。
而且在所述第二光定向照射装置中，其特征在于：
所述偏振单元具备沿邻接方向邻接而配置的多个单位起偏器，
所述偏振方向检测单元能够在所述扫描单元的多个扫描位置处检测从既定的所述单位起偏器出射的紫外线的偏振方向。
而且所述第二光定向照射装置中的任一个的特征在于，具备：
通知单元，其基于通过所述偏振方向检测单元检测的多个扫描位置处的紫外线的偏振方向来进行通知。
而且所述第二光定向照射装置中的任一个的特征在于：
具备使所述工作台或者所述偏振光照射单元旋转的旋转部，
具备在对所述基板扫描紫外线时，基于通过所述偏振方向检测单元检测的多个扫描位置处的紫外线的偏振方向来使所述旋转部旋转的控制单元。
根据本发明的光定向照射装置，在使用包含多个单位起偏器而构成的偏振单元时，通过设置能够对于每个单位起偏器检测从单位起偏器出射的紫外线的偏振方向的偏振方向检测单元，能够事先确认相对于基板扫描的紫外线的偏振方向。另外，基于所检测的各单位起偏器的偏振方向，通过手动或者自动调整单位起偏器的安装，能够对基板赋予良好的定向特性。
另外，根据本说明书中公开的第二光定向照射装置，通过设置能够在扫描单元的多个扫描位置处检测从偏振单元出射的紫外线的偏振方向的偏振方向检测单元，能够事先确认当通过扫描单元使工作台或者偏振光照射单元移动时产生的旋转偏移(被称为轴移(軸走り)的现象)。另外，通过基于所检测的偏振方向手动或者自动调整扫描单元的固定以抑制旋转偏移，能够对基板赋予良好的定向特性。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的光定向照射装置的立体图；
图2是本发明的实施方式所涉及的光定向照射装置的侧截面图；
图3是本发明的实施方式所涉及的光定向照射装置的俯视图；
图4是示出本发明的实施方式所涉及的光定向装置的紫外线照射的情况的示意图；
图5是示出本发明的实施方式所涉及的偏振单元的构成的图；
图6是示出本发明的其他实施方式所涉及的偏振单元的构成的图；
图7是示出本发明的其他实施方式所涉及的偏振单元的构成的图；
图8是示出本发明的实施方式所涉及的偏振传感器的构成的图；
图9是示出本发明的实施方式所涉及的光定向照射装置的控制构成的框图；
图10是示出本发明的实施方式所涉及的偏振方向确认处理的流程图；
图11是说明本发明的实施方式所涉及的偏振方向确认处理的旋转部的控制的图；
图12是说明本发明的实施方式所涉及的偏振方向确认处理的旋转部的控制的图；
图13是说明本发明的实施方式所涉及的旋转部的控制所使用的代表角的计算方法的图；
图14是示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的俯视图；
图15是用于说明本发明的其他实施方式所涉及的偏振方向确认处理的动作的光定向照射装置的侧截面图；
图16是示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的俯视图；
图17是示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的控制构成的框图；
图18是示出本发明的其他实施方式所涉及的偏振方向确认处理的流程图；
图19是用于说明本发明的其他实施方式所涉及的偏振方向确认处理的动作的光定向照射装置的俯视图；
图20是示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的侧截面图；
图21是用于说明本发明的其他实施方式所涉及的光定向处理的示意图；
图22是示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的控制构成的框图；
图23是示出本发明的实施方式所涉及的轴移确认处理的流程图；
图24是示出本发明的实施方式所涉及的光定向处理的流程图；
图25是示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的俯视图；
图26是示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的俯视图；
图27是示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的俯视图；
图28是示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的俯视图。
具体实施方式
图1是示出本发明的实施方式所涉及的光定向照射装置的构成的图。作为主要构成要素，本实施方式的光定向照射装置1具有偏振光照射单元2、扫描单元。偏振光照射单元2是通过对在基板9的表面形成的定向膜照射紫外线的光束来对定向膜赋予定向特性的单元，在本实施方式中，偏振光照射单元2具备偏振单元3和具有反射镜21a、紫外线照射光源21b的紫外线照射单元21而构成。此外，在本实施方式中，作为照射光使用紫外线，但是也可以使用其他波段的照射光。此时，使用与所使用的波段对应的照射光源。
在图2中示出本发明的实施方式所涉及的光定向照射装置的侧截面图，在图3中示出本发明的实施方式所涉及的光定向照射装置的俯视图。扫描单元是通过使工作台4沿既定的移动方向(在图中为Y轴方向)移动，从而使从偏振光照射单元2照射的光束在基板9上扫描的单元。本实施方式的扫描单元具有工作台4、可动台55、滚珠丝杠52、LM导引件51、旋转部54而构成。可动台55经由旋转部54与工作台4机械地结合。另外，可动台55能够通过LM导引件51而沿扫描方向移动。在该LM导引件51中，LM块51c、51d能够在LM轨道51a、51b上滑动。在LM块51c、51d固定有可动台55。在本实施方式中，如图3所示，能够通过两根LM导引件51a、51b来移动可动台55。
在可动台55，切有与滚珠丝杠52对应的螺纹孔。将滚珠丝杠52通过该螺纹孔，使滚珠丝杠52旋转，从而将滚珠丝杠52的旋转转换为可动台55相对于扫描方向的移动。另外，在可动台55，在上表面设有旋转部54。该旋转部54能够在图示的XY平面内进行旋转，能够使用于通过偏振光照射单元2照射的偏振光的偏振方向的调整、以及扫描单元的各扫描位置处的旋转偏移(被称为“轴移”的现象)的校正等。
作为扫描单元，除了如本实施方式这样使用LM导引件51、滚珠丝杠52之外，还可以使用线性电动机使工作台4移动。通过使用线性电动机，能够迅速地、且以抑制了机械振动的状态使工作台移动。另外，除了使工作台4移动以外，还可以通过使偏振光照射单元2移动，或者使工作台4和偏振光照射单元2二者移动来使从偏振光照射单元2照射的偏振紫外线B沿基板9扫描。
在本实施方式中，将来自偏振单元3的偏振紫外线B直接照射于基板9，但是也可以在偏振单元3与基板9之间设置将照射区域限制为狭缝状的屏蔽掩模，通过设置屏蔽掩模，能够限制照射区域，仅仅使有效的照射光曝光于基板9，能够谋求定向性能的提高。
在工作台4，设置有成为曝光对象的基板9。在本实施方式中，基板9的扫描方向以作为液晶显示装置利用时成为纵方向或者横方向的方式进行设置。在成为曝光对象的基板9的表面，由聚酰亚胺等光反应性高分子组成的高分子形成膜状。若在该定向膜上照射偏振紫外线使高分子膜变性，在未图示的以后的工序中将液晶分子涂布在高分子膜上，则液晶分子受来自高分子膜的作用而沿特定的方向排列(定向)。本来，将该具有定向特性的高分子膜称为定向膜，但是一般而言，将赋予定向特性以前的高分子膜也称为定向膜，在本说明书中也将赋予定向特性以前的高分子膜一并称作定向膜。
偏振光照射单元2包括偏振单元3和包含紫外线照射光源21b、反射镜21a的紫外线照射光源21而构成。紫外线照射光源21使用在图2、图3的X轴方向上具有长轴的线光源。在紫外线照射光源21中，不仅能够使用此种线光源，还能够使用点光源等各种光源。从紫外线灯等紫外线照射光源21b照射的紫外线通过抛物面镜等的反射镜21a等被调整成为平行光或部分平行光，作为非偏振紫外线A向偏振单元3侧照射。偏振单元3是从非偏振紫外线A取出既定方向的线偏振分量的单元。在本实施方式中，由该偏振单元3从非偏振紫外线A取出沿既定方向偏振的偏振紫外线B，成为对基板9的入射光。
在图5中，示出本发明的实施方式所涉及的偏振单元的构成。图5是从下方即从图1～图3所示的Z轴的正方向观察偏振单元3的图。本实施方式的偏振单元3具有沿邻接方向33邻接配置的多个单位起偏器31a～31f而构成。单位起偏器31a～31f由使用了介电多层膜的布儒斯特(Brewster)起偏器或线栅起偏器构成。此种单位起偏器31a～31f是以石英等为成分而构成的光学元件(起偏器)，在本实施方式中使用矩形状的起偏器。如图1所示，在将照射区域形成于基板9时，为了对基板9均匀地照射偏振紫外线，需要长度从基板9的一边直到相向的另一边的偏振单元3。现在，在50英寸以上的大型液晶显示装置中使用的基板9中，需求具有足够长度的偏振单元3。大片的起偏器不仅制造困难，而且现状是其价格也很高价。在本实施方式中，通过如图5所示那样使小片的单位起偏器31a～31f沿邻接方向33邻接并使用，能够抑制光定向照射装置的成本。
这些单位起偏器31a～31f由固定部32沿既定的偏振分量出射的方向固定。通过使用如此使多个单位起偏器31a～31f邻接的偏振单元3，即使在使用50英寸以上的大型的基板9的情况下，也能够实现足够长度的偏振单元3。
在偏振单元3中，在此种使用矩形状的单位起偏器31a～31f的方式之外，能够采用各种方式。在图5所示的使矩形状的单位起偏器31a～31f邻接而使用，并且各单位起偏器31a～31f的邻接面34与扫描方向平行的情况下，有时邻接面34的接缝使出射的偏振紫外线产生不均。因此，考虑采用如图6所示的偏振单元3的构成。在图6的构成中，各单位起偏器31a～31f为具有相对于扫描方向倾斜的边的平行四边形形状。通过采用此种形状，使邻接的单位起偏器31a～31f之间的邻接面34相对于扫描方向倾斜，使从邻接面34照射的偏振紫外线重复，从而谋求抑制接缝的影响。
然而，难以精度较好地制造图6这样的平行四边形形状的单位起偏器31a～31f，并且成本变高。另外，成为锐角的部分由于易损坏故处理也变得困难。在图7中，与图6同样，为使邻接面34相对于扫描方向倾斜的构成。在该实施方式中，与图5同样，使用矩形状的单位起偏器31a～31f。但是，在相对于固定部32的固定方向这一点上不同。即，通过将矩形状的单位起偏器31a～31f以相对于扫描方向倾斜的方式固定于固定部32，与图6同样地，形成相对于扫描方向倾斜的邻接面34。此时，为了不使偏振紫外线的出射区域变得不均衡，优选如图所示地在固定部32设置矩形状的狭缝等，设置屏蔽不需要的区域的屏蔽掩模。根据此种方式，虽然各单位起偏器31a～31f的使用比例减少，但是能够抑制接缝的影响，并且使单位起偏器31a～31f的制造以及处理变容易。
在图4中示意性地示出该偏振单元3的紫外线照射的状况。从紫外线照射光源21出射的平行或者部分平行的非偏振紫外线A通过透射各单位起偏器31a～31f，使其在各单位起偏器31a～31f的每一个中分别设定的偏振方向上偏振而转换为偏振紫外线Ba～Bf。各偏振紫外线Ba～Bf入射到基板9上并使定向膜定向。在图4的照射区域中，以箭头示意性地示出各偏振紫外线Ba～Bf的偏振方向。在由一个起偏器构成偏振单元3的情况下，所照射的偏振紫外线的偏振方向在照射区域中全部成为相同方向。然而，在像本实施方式这样由多个单位起偏器31a～31f构成的情况下，若不使各单位起偏器31a～31f的偏振方向一致，则在将基板9用作液晶显示装置时，观察为影像不均。
为了抑制此种液晶显示装置中的影像不均发生，需要确认各单位起偏器31a～31f的偏振方向是否朝既定方向，或者各单位起偏器31a～31f之间的偏振方向的误差是否收敛在既定角度以内。因此，在本实施方式的光定向照射装置中，设置检测从各单位起偏器31a～31f出射的偏振紫外线的偏振方向的偏振方向检测单元。
该偏振方向检测单元能够使用一至多个偏振传感器6而构成。在本实施方式中，在工作台4上使用与各单位起偏器31a～31f对应的多个偏振传感器6a～6f。在图2所示的光定向照射装置1的侧截面图、图3所示的俯视图中，示出该多个偏振传感器6a～6f的配置的情况。如图2所示，偏振传感器6使检测面朝上，以不从工作台4的面突出的方式埋入工作台4内。这是为了在将基板9载置于工作台4时防止偏振传感器6突出而引起的载置阻碍。为了能够检测照射基板9时的偏振方向，优选地使偏振传感器6的检测面位于基板9的定向膜附近，但是此时，偏振传感器6从工作台4的面突出。在此种情况下，还可以仅仅在检测偏振方向的情况下安装偏振传感器6，或者使用驱动机构使偏振传感器6从工作台突出等。
在图3的俯视图中，能够看出各偏振传感器6a～6f和各单位起偏器31a～31f的位置关系。在图中，为了易于确认位置关系，示出偏振传感器6a～6f与单位起偏器31a～31f偏移的位置，但是在确认偏振方向时，通过扫描单元将来自单位起偏器31a～31f的偏振紫外线B移动至入射到各自对应的偏振传感器6a～6f的位置。通过将从各单位起偏器31a～31f出射的偏振紫外线Ba～Bf入射到偏振传感器6a～6f而确认其偏振方向。
在图8中，示出偏振传感器6的构成。在本实施方式中使用的偏振传感器6不仅能够检测入射光的偏振方向，还能够检测入射光的p波与s波之比即消光比(也称为偏振比)、以及入射光的强度。偏振传感器6具备棱镜61、光量传感器62、驱动部63、驱动力传递部64、传感器控制部65而构成。在棱镜61中，使用格兰泰勒(Glan-Tylor)棱镜、格兰汤姆逊(Glan-Thomson)棱镜等透射既定方向的偏振分量的光学元件。光量传感器62将棱镜61的透射光的光量作为光量信号而输出。驱动部63能够使用步进电动机等，经由驱动力传递部64使棱镜61旋转。传感器控制部65进行通过驱动部63的棱镜61的旋转控制，并且接收从光量传感器62输出的光量信号。
传感器控制部65通过由驱动信号驱动驱动部63，从而使棱镜61旋转。例如，在使棱镜61旋转1周(也能够是半周)时，输出最大的光量信号的棱镜61的方向被检测为入射光的偏振方向。另外，通过最大的光量信号Imax相对于最小的光量信号Imin之比(Imax/Imin)来求消光比。而且，入射光的强度能够通过使棱镜61转1周(或者半周)时的光量信号的积分值而算出。
如此，在本实施方式的偏振传感器6中，不仅能够输出入射光的偏振方向，还能够输出消光比(偏振比)、强度。在照射于基板9的偏振紫外线的各位置处，若在消光比、强度中存在偏差，则存在对照射处理定向膜时的定向限制力等造成影响，定向膜的特性变得不均匀的情况。在本实施方式中，使偏振传感器6不仅能够检测偏振方向，还能够检测消光比(偏振比)、强度，从而不需要另行设置用于检测消光比、强度的传感器。对用户通知由偏振传感器6检测的各种信息，在存在问题(异常)的情况下能够进行处理。
像本实施方式这样，各单位起偏器31a～31f由固定部32固定于既定位置，以使偏振方向朝向既定方向。通常，该固定部32采用金属制的框架等，通过夹着单位起偏器31a～31f的两端以进行固定。在光定向照射装置1中，由于需要从紫外线照射光源21照射强紫外线，故由此发生的热量也较大。因而，在正面接收所发生的热量的偏振单元3中温度上升，在金属制的固定部32中产生热膨胀。另一方面，由于单位起偏器31a～31f是以石英等为素材的比较易损坏的光学元件，故若通过固定部32牢固地固定，则有可能由于热膨胀而损坏。在此种条件下，不能够使用过度的力固定单位起偏器31a～31f，由于热膨胀等而产生该位置偏移。
如果是关于相对扫描方向平行或者正交的方向的位置偏移，则没有特别的问题，但是使单位起偏器31a～31f旋转的位置偏移由于使偏振方向上产生偏移所以是不理想的。尤其，像本实施方式这样，多个单位起偏器31a～31f之间的偏振方向的偏移与作为液晶显示装置利用时的影像品质相关。因此，在本实施方式的光定向照射装置中，通过执行偏振方向确认处理来进行各单位起偏器31a～31f的偏振方向的确认。另外，在本实施方式的偏振方向确认处理中，还进行基于所确认的偏振方向，使旋转部54旋转让偏振方向变得合理的校正处理。
图9是示出本发明的实施方式所涉及的光定向照射装置的控制构成的框图，图10是示出本发明的实施方式所涉及的偏振方向确认处理的流程图。如图9所示，本实施方式的光定向照射装置具有控制部81、滚珠丝杠驱动部82而构成其控制单元。在控制部81，连接用于进行对用户的各种信息的交换的显示部83、输入部84。另外，控制部81与旋转部54、紫外线照射光源21b、传感器控制部65连接，能够控制这些各种构成。
偏振方向确认处理是用于确认从各单位起偏器31a～31f出射的偏振紫外线Ba～Bf的偏振方向光的处理。该偏振方向确认处理在将基板9载置于工作台4之前的状态下执行。如图10的流程图所示，若偏振方向确认处理开始，则首先，将工作台4移动至从各单位起偏器31a～31f出射的偏振紫外线能够照射所对应的偏振传感器6a～6f的位置(S101)。在本实施方式中，控制部81通过滚珠丝杠驱动部82使滚珠丝杠52旋转，而进行工作台4的移动。接着，控制部81点亮紫外线照射光源21b，使偏振紫外线入射各偏振传感器6a～6f(S102)。
在本实施方式中，由于设有与各单位起偏器31a～31f对应的多个偏振传感器6a～6f，故同时取得各单位起偏器31a～31f的偏振方向（S103）。所取得的各偏振传感器6a～6f的偏振方向存储于控制部81内的存储单元(S105)。在本实施方式中，基于如此存储的各偏振方向执行通知(结果显示)处理(S106)。在简易的通知处理中，能够考虑使各偏振方向显示于显示部83。或者，还可以检测各偏振方向上的异常，将检测到异常的偏振传感器6a～6f、或者与之对应的单位起偏器31a～31f所相关的各种信息显示于显示部83。作为偏振方向的异常，能够考虑如下所示的情况。(1)偏振方向相对于既定方向的偏移、(2)偏振方向的最大角与最小角之差、(3)偏振方向在邻接的单位起偏器31a～31f之间的偏移、等。
(1)偏振方向相对于既定方向的偏移
这是通过与在设计阶段预先对基板9设定的偏振方向的偏移来判定异常的方式。在各偏振传感器6a～6f所检测的偏振方向与所设定的偏振方向偏移阈值以上的情况下，通知产生了偏移的偏振传感器6a～6f。
(2)偏振方向的最大角与最小角之差
这是在各偏振传感器6a～6f所检测的最大的偏振方向的角度(最大角)与最小的偏振方向的角度(最小角)之差为阈值以上的情况下，判定为异常的方式。在各偏振传感器6a～6f的偏振方向全部向相同方向旋转的情况下，有时在影像形成方面不成为问题。本方式为考虑了此种情况的判定方式，不考虑对基板9设定的偏振方向，在偏振方向之间的最大差为阈值以上的情况下，判定为异常。在通知处理中，能够考虑通知检测到最大角、最小角的偏振传感器6a～6f、以及该差等。
(3)在邻接的单位起偏器31a～31f之间的偏振方向的偏移
这是若偏振方向在邻接的单位起偏器31a～31f之间的偏移为阈值以上则判定为异常的方式。当在邻接的单位起偏器31a～31f之间，在偏振方向上产生偏移时，更容易作为影像不均而变得显眼。因此，在本方式中，对邻接的单位起偏器31a～31f之间的偏振方向设置阈值，在超过阈值的情况下判定为异常。因而，在本方式中，在单位起偏器31a～31f之间容许缓慢地移位的偏振方向的偏移。在通知处理中，能够考虑通知超过阈值的偏振传感器6a～6f、以及该差等。
作为偏振方向的异常检测的条件，还可以使用上述(1)～(3)中的多个。另外，若基于通过各偏振传感器6a至6f检测的各单位起偏器31a～31f中每一个的偏振方向来进行，则不限于上述方式，能够采用各种方式。通过通知所检测的异常(S106)，维护光定向照射装置的用户能够进行产生了异常的单位起偏器31a～31f的偏振方向的调整。具体而言，进行单位起偏器31a～31f的安装的调整，再次执行偏振方向确认处理，从而进行偏振方向的合理化。
而且，通过控制使工作台4旋转的旋转部54，本实施方式的控制部81能够进行偏振方向的最优化。在S107中，判定在S106中通知的偏移是否为需要修正的偏移。在不需要修正的偏移的情况下，即在偏振方向在容许范围内(S107：否)的情况下，结束偏振方向确认处理。另一方面，在需要修正的偏移(S107：是)的情况下，判定是否为能够通过旋转部54的旋转修正的偏移。在不能够修正的偏移的情况(S108：否)下，在通知不能修正偏移的消息(S111)之后，结束偏振方向确认处理。在为能够修正的偏移的情况(S108：是)下，计算用于消除偏移的代表角(S109)，使旋转部54旋转至所计算的代表角。
在图11、图12中，示出说明本发明的实施方式所涉及的偏振方向确认处理的旋转部54的控制的图。图11示出偏振传感器6a～6f的各单位起偏器31a～31f的偏振方向检测时的情况。在图中示出各偏振方向A～F，在此以容易理解的方式将偏振方向夸张地示出。图中，偏振方向A与偏振方向F为偏振方向的角度差最大的状态。另外，在本实施方式中，工作台4为初始状态，即，其长边朝向相对于扫描方向大体平行的状态。
在本实施方式中，使用该角度差最大的偏振方向A与偏振方向F计算代表角，即，计算通过旋转部54进行的工作台4旋转角。在图12中，示出使工作台4旋转时的情况。在图中，示出通过旋转部54使工作台4相对于图2所示的可动台55只旋转角度θ的情况。在遵循代表角旋转的工作台4中，全部单位起偏器31a～31f的偏振方向收敛在偏移的容许范围内。
在图13中，示出该代表角的计算方法的一例。在图11所示的示例中，在各偏振传感器6a～6f中，偏振传感器6a的偏振方向A与偏振传感器6f的偏振方向F的角度差为最大。在此，将偏振传感器6a的偏振方向A命名为最大角，将偏振传感器6f的偏振方向F命名为最小角，代表角计算为最大角与最小角的中间值。可动台55遵循所计算的代表角只旋转角度θ。通过根据此种代表角使旋转部54旋转，能够将各偏振方向的偏差抑制在既定范围内。
通过如此执行偏振方向确认处理，将各单位起偏器31a～31f的偏振方向调整在合理范围内。本实施方式的旋转部54是使工作台4旋转的方式，但是还能够通过使用图2所示的使偏振光照射单元2在XY平面内旋转的旋转部来谋求偏振方向的合理化。而且，还能够通过让使工作台54和偏振光照射单元2旋转的两个旋转部协同工作来进行偏振方向的合理化。
在本实施方式中，利用旋转部54的旋转谋求偏振方向的合理化，但是该合理化还可以全部手动进行，即通过对单位起偏器31a～31f手动进行位置调整来进行。通过使用调整至合理的偏振方向的光定向照射装置执行光定向处理，能够使基板9以良好的曝光状态定向，谋求作为液晶显示装置使用时的影像的高品质化。
在偏振传感器6的配置中还能够采用其他方式。在图14中，示出本发明的其他实施方式所涉及的光定向照射装置的俯视图。在该实施方式中，在工作台4外配置偏振传感器6a～6f。偏振传感器6a～6f设置在传感器载置台66上。该传感器载置台66配置在不阻碍工作台4的基于扫描单位的移动的位置。在本实施方式中，具有使偏振单元3、包含紫外线照射光源21的偏振光照射单元2移动至传感器载置台66上的移动部。如图15所示，在偏振方向确认处理中，通过移动部使偏振光照射单元2移动至传感器载置台66上，从而使偏振传感器6a～6f接受从各单位起偏器31a～31f出射的偏振紫外线B。
在本实施方式中，通过如此将偏振传感器6a～6f设置在工作台4的外部，从而不需要在工作台4内配置偏振传感器6a～6f。在偏振传感器6a～6f中需要用于收发信号的布线，但是如上述实施方式那样在工作台4内设置偏振传感器6a～6f的情况下，有可能布线由于工作台4的移动而疲劳并引起断线等。在本实施方式中，通过在没有可动部的工作台4外设置偏振传感器6a～6f，能够抑制断线等故障的发生，并且容易地进行其设置。另外，即使在将基板9设置于工作台4的状态下，也能够执行偏振方向确认处理。此外，通过扫描单元使偏振光照射单元2移动，在进行偏振紫外线的扫描的情况下，能够通过扫描单元进行(兼用)偏振光照射单元2向传感器载置台66上的移动。
另外在上述实施方式中，使用与各单位起偏器31a～31f对应的多个偏振传感器6a～6f，但是通过使偏振传感器6移动，也能够检测各单位起偏器31a～31f的偏振方向。图16～图18是以使偏振传感器6移动为特征的实施方式，图16是本实施方式的光定向照射装置的俯视图，图17是示出本实施方式的光定向照射装置的控制构成的框图，图18是示出本实施方式的偏振方向确认处理的流程图。
如图16的俯视图所示，本实施方式具有一个偏振传感器6而构成。该偏振传感器6能够在狭缝状地设于工作台4的可动范围内移动。如图17的控制构成所示，偏振传感器6能够通过传感器控制部65而在狭缝状的可动范围内自由地移动。在本实施方式中，通过移动至位置a～位置f，检测各单位起偏器31a～31f的偏振方向。
在图18的偏振方向确认处理中，首先通过扫描单元使工作台4移动到单位起偏器31a位于偏振传感器6的上方的位置(S201)。接着，控制部81点亮紫外线照射光源21b以使偏振紫外线入射偏振传感器6(S202)。在将变量n设定为初始值即1(S203)之后，控制部81使偏振传感器6移动至作为第一个单位起偏器31a的检测位置的位置a(S204)。在取得所移动的位置处的偏振传感器6的偏振方向(S205)之后，控制部81将该偏振方向与取得位置a或者单位起偏器31a建立对应关系并存储(S206)。在S207中，为了检测下个偏振方向，在对变量n叠加1之后，执行S204～S206。通过直到变为n＝N(在图16的示例中为N＝6)为止反复执行S204～S206，取得并存储各单位起偏器31a～31f的偏振方向。
在S209以后，基于所存储的各单位起偏器31a～31f的偏振方向，通过通知处理、旋转部54的旋转执行偏振方向的校正。由于这些处理(S209～S214)为与图10的流程图中的S106～S111相同的处理，故省略此处的说明。
在所述实施方式的偏振方向确认处理中，通过基于代表角使旋转部54旋转，将各单位起偏器31a～31f的偏振方向的偏移收敛在容许范围内，但偏振方向的偏移的修正还能够考虑通过其他单元来进行。图19是用于说明其他实施方式所涉及的偏振方向确认处理的动作的光定向照射装置的俯视图。
在本实施方式中，对各单位起偏器31a～31f的每个，设置使单位起偏器31a～31f相对于固定部32而旋转的起偏器旋转部(未图示)。该起偏器旋转部通过使单位起偏器31a～31f个别地旋转，能够个别地调整各单位起偏器31a～31f的偏振方向。基于通过偏振方向确认处理检测的各单位起偏器31a～31f的偏振方向，使该起偏器旋转部旋转，调整各单位起偏器31a～31f的偏振方向，从而能够谋求偏振方向的合理化。
以上，在本实施方式中，设置能够对于每个单位起偏器31a～31f检测从单位起偏器出射的偏振紫外线的偏振方向B的偏振方向检测单元，从而在使用由多个单位起偏器31a～31f构成的偏振单元3中，也能够适当地调整偏振方向。
此种偏振传感器6不仅能够用于每个单位起偏器31a～31f的偏振方向的检测，还能够用于扫描单元的各扫描位置处的旋转偏移(被称为“轴移”的现象)的检测。在本实施方式的扫描单元中，因为使用直线前进精度优良的LM导引件，所以几乎不产生在LM导引件自身中发生的旋转偏移。在LM导引件中，LM轨道51a、b固定于光定向照射装置的设置部位，并且LM块51c、d固定于可动台55使用。各扫描位置处的旋转偏移在此种扫描单元的固定之时发生。预想此种旋转偏移根据由紫外线照射光源21b发生的热、以及周围的气温变化等各种周围环境而变化。
在本实施方式中，使用偏振传感器6检测此种各扫描位置处的旋转偏移。在图20中，示出用于检测扫描单元的轴移的光定向照射装置的侧截面图。另外，在图21中，示出光定向照射装置的俯视图。如观察这些图可知，在本实施方式的光定向照射装置中，多个偏振传感器6s～6x在工作台4上沿扫描单元使工作台4移动的方向而配置。在如本实施方式这样由多个单位起偏器31a～31f构成偏振单元3的情况下，各偏振传感器6s～6x需要配置在接受来自一个单位起偏器31f的偏振紫外线B的位置。这是由于在单位起偏器31a～31f之间有可能在偏振方向上产生偏移。此外，在由一个起偏器构成偏振单元3的方式中，通过在工作台4上，在能够接受偏振紫外线B的适当多个扫描位置处检测偏振方向，能够检测各扫描位置处的旋转偏移。
另外，各偏振传感器6s～6x埋入设置在工作台4的基板设置区域9a内。优选地，与所述实施方式同样，在设置基板9时的受光面的位置处检测该各偏振方向。因此，还可以在确认扫描单元的轴移之时设置各偏振传感器6s～6x或者设置使各偏振传感器6s～6x的受光面突出的机构。
在本实施方式中，如图21所示，沿扫描单元使工作台4移动的方向，以等间隔设置六个偏振传感器6s～6x。在图21中，以箭头示出各偏振传感器6s～6x所检测的偏振方向S～X。在该情况下，为了易于理解，各偏振方向S～X也夸张地记载其偏振方向。实际上，旋转偏移的角度为0.1°以下的难以视觉辨认的极为微小的角度。
在图22中，示出用于执行轴移确认处理的光定向照射装置的控制构成。该控制构成与在图9中说明的控制构成在偏振传感器6s～6x的配置方面为不同的构成。如图22所示，光定向照射装置具有控制部81、滚珠丝杠驱动部82作为其控制构成而构成。在控制部81，连接有用于进行对用户的各种信息的交换的显示部83、输入部84。另外，控制部81与旋转部54、紫外线照射光源21b、传感器控制部65连接，能够控制这些各种构成。
在图23中，示出图20、图21的光定向照射装置的构成的轴移确认处理的流程图。该轴移确认处理是在通过扫描单元使工作台4移动时，检测工作台4的各移动位置处的偏振方向，从而检测工作台4在各扫描位置处的旋转偏移的处理。本实施方式的轴移确认处理在将基板9载置于工作台4之前的状态下执行。若轴移确认处理开始，则首先点亮紫外线照射光源21b(S301)。在将变量m设定为初始值即1(S302)之后，控制部81驱动扫描单元(此时，驱动滚珠丝杠驱动部82)使工作台4移动至偏振传感器6s能够接受从单位起偏器31f出射的偏振紫外线B的位置(S303)。在工作台移动之后，取得与变量m＝1对应的偏振传感器6s所输出的偏振方向(S304)，将工作台4的移动位置(扫描位置)与所取得的偏振方向建立对应关系并存储(S305)。
通过反复执行S303～305的处理，扫描单元的各扫描位置处的旋转偏移作为偏振方向而被检测。在图21中，示出通过各偏振传感器6s～6x检测的偏振方向S～X。在S308中，基于通过各偏振传感器6s～6x检测的偏振方向，执行通知(结果显示)处理。简单而言，该通知处理能够认为是将各偏振传感器6s～6x的偏振方向数值地或者图形地显示于显示部83。或者，还可以在偏振方向即各扫描位置处的旋转偏移超过容许的范围的情况下，在显示部83中显示警告。确认了警告的用户能够通过调整LM导引件的安装等而将各扫描位置处的工作台4的旋转偏移收敛在既定范围内。
另外，所取得的各扫描位置处的偏振方向能够在实际上将基板9载置于工作台4且使基板9上的定向膜定向的光定向处理中使用。在图24中，示出利用了该取得的偏振方向的光定向处理的流程图。在该光定向处理中，基于所取得的各扫描位置处的偏振方向，使旋转部54旋转，谋求各扫描位置处的偏振方向的合理化。若光定向处理开始，则读出在轴移确认处理中存储的扫描位置和偏振方向(S401)。基于读出的各扫描位置处的偏振方向，计算各扫描位置处的旋转部54的旋转角(S402)。
在图21中，以图形绘出通过各偏振传感器6s～6x检测的偏振方向。各偏振方向S～X为相对于合理的偏振方向(0的位置)产生了旋转偏移的状态。在像本实施方式这样，扫描位置为离散的情况下，扫描位置之间的偏振方向能够通过增补来推定。图形中的实线示出基于实测的偏振方向而推定的偏振方向。在本实施方式中，基于该以实线示出的各扫描位置处的偏振方向来计算旋转部54的旋转角度(S402)。具体而言，在通过扫描单元使工作台4移动时，控制部81计算如消除各扫描位置处发生的旋转偏移的旋转部54的旋转角度。此外，在本实施方式中，在将偏振方向增补之后计算旋转部54的旋转角度，但还可以基于实测的偏振方向，在计算旋转部54的角度之后增补旋转角度。
在计算与各扫描位置对应的旋转角度之后，点亮紫外线照射光源21b(S403)，通过扫描单元使工作台4移动，从而使偏振紫外线B扫描设置于工作台4上的基板9。此时，基于在S402中计算的旋转角度，读出与当前的扫描位置对应的旋转角度并使旋转部54旋转。在图21中示出设置了偏振传感器6s～6x的扫描位置处的工作台4的旋转状态。在设置了偏振传感器6s～6x的扫描位置处，通过旋转部54旋转工作台4以使通过偏振传感器6s～6x检测的偏振方向变为合理的方向。另外，在偏振传感器6s～6x之间，也基于通过增补而求得的旋转角度来旋转工作台4，在各扫描位置处，使偏振方向成为合理的方向。执行光定向处理，直到扫描结束(S406：是)。
在本实施方式中，通过使用沿工作台4的扫描方向设置的偏振传感器6s～6x，能够进行各扫描位置的旋转偏移的发生确认。而且，在执行光定向处理时，基于通过偏振传感器6s～6x检测的各扫描位置处的偏振方向使旋转部54旋转，能够谋求偏振方向的合理化。此外，与偏振方向确认处理的情况同样地，通过使用使图2所示的偏振光照射单元2在XY平面内旋转的旋转部，也能够谋求偏振方向的合理化。而且，还能够通过让使工作台4和偏振光照射单元2旋转的两个旋转部协同工作来进行偏振方向的合理化。
在本实施方式的轴移确认处理中，使用多个偏振传感器6s～6x，但是与在图16～图18中说明的偏振方向确认处理同样地，还能够使偏振传感器6移动而进行。在图25中，示出具有能够移动的偏振传感器6的光定向照射装置1的俯视图。本实施方式与图21的实施方式同样地，检测从单位起偏器31f出射的偏振紫外线B。偏振传感器6能够在设于工作台4内的狭缝状的可动范围内自由地移动。在本实施方式中，通过移动至位置s～位置x，检测单位起偏器31f的各扫描位置的偏振方向。在如此使偏振传感器6移动的实施方式中，通过细致地选取偏振传感器6的移动间隔，能够详细地取得旋转偏移。
以上，说明了以扫描单元的设置等为原因而产生的各扫描位置处的旋转偏移(轴移)的确认及其处理，但是通过使用多个偏振传感器6s～6x或者偏振传感器6检测偏振方向，能够判定各扫描位置处的工作台4的旋转偏移。
上述各单位起偏器31a～31f的偏振方向的偏移和各扫描位置的工作台4的旋转偏移的判定在通过偏振传感器6检测偏振方向这一点上具有共同的构成。因此，能够共用在偏振方向确认处理中使用的偏振传感器6和在轴移确认处理中使用的偏振传感器6。
在图26～图28中，关于共用偏振传感器6的各种实施方式，示出光定向照射装置的俯视图。图26的实施方式正好是将在图3中说明的偏振方向确认处理中的偏振传感器6a～6f的配置和在图21中说明的轴移确认处理中的偏振传感器6s～6x的配置合并的方式。图26示出的偏振传感器6a～6f用于确认各单位起偏器31a～31f的偏振方向的偏振方向确认处理。另一方面，偏振传感器6f、6t～6x在确认在各扫描位置处工作台4的旋转偏移的轴移确认处理中使用。如此，通过在偏振方向确认处理和轴移确认处理双方中共用偏振传感器6f，能够削减所使用的偏振传感器6的数量。
在图27的实施方式中，使用偏振传感器6a～6f执行偏振方向确认处理和轴移确认处理。即，在执行偏振方向确认处理时，偏振传感器6f位于与其他偏振传感器6a～6e沿图中纵方向排列的位置s。因而，在偏振方向确认处理中，从各单位起偏器31a～31f出射的偏振紫外线入射于对应的偏振传感器6a～6f。另一方面，在执行轴移确认处理时，偏振传感器6f移动至各扫描位置s～x，检测各扫描位置处的偏振方向。如此，通过在轴移确认处理中移动并使用在偏振方向确认处理中使用的偏振传感器6f，能够削减偏振传感器6的数量。此外，还可以在轴移确认处理中设置多个偏振传感器6，在偏振方向确认处理中使任一偏振传感器6移动。
在图28的实施方式中，通过使一个偏振传感器6移动，能够执行偏振方向确认处理和轴移确认处理。偏振传感器6设有L字状的可动范围，在偏振方向确认处理中移动至位置a～位置f并检测偏振方向。另一方面，在执行轴移确认处理中，移动至位置s～位置x并检测偏振方向。此外，位置f与位置s为相同位置。如此在本实施方式中通过使一个偏振传感器6移动，能够实现偏振方向确认处理和轴移确认处理双方。此外，关于在图26～图28中执行的偏振方向确认处理和轴移确认处理的细节，能够适用上述实施方式，在此省略详细的说明。
此外，本发明不仅仅限于这些实施方式，适当地组合各实施方式的构成而构成的实施方式也是本发明的范畴。
附图标记说明
1光定向照射装置；2偏振光照射单元；21a反射镜；21b紫外线照射光源；3偏振单元；31单位起偏器；32固定部；4工作台；51a、bLM轨道；51c、dLM块；54旋转部；55可动台；52滚珠丝杠；6偏振传感器；61棱镜；62光量传感器；63驱动部；64驱动力传递部；65传感器控制部；66传感器载置台；67布线；81控制部；82滚珠丝杠驱动部；83显示部；84输入部；9基板；9a基板设置区域。

Claims (13)

1.一种光定向照射装置，具备偏振光照射单元、工作台、扫描单元和偏振方向检测单元，所述光定向照射装置的特征在于：
所述偏振光照射单元具备紫外线照射单元和偏振单元，
所述偏振单元具备沿邻接方向邻接而配置的多个单位起偏器，
所述单位起偏器使从所述紫外线照射单元出射的紫外线偏振，
所述工作台能够载置在表面形成了定向膜的基板，
所述扫描单元通过使所述工作台或所述偏振光照射单元的至少一方移动，从而相对于载置于所述工作台的所述基板，沿既定的扫描方向扫描来自所述偏振光照射单元的紫外线，
所述偏振方向检测单元能够对于每个所述单位起偏器相互独立地检测从所述单位起偏器出射的紫外线的偏振方向。
2.根据权利要求1所述的光定向照射装置，其特征在于：
所述偏振方向检测单元位于所述工作台的载置所述基板的区域内。
3.根据权利要求1所述的光定向照射装置，其特征在于：
所述偏振方向检测单元位于所述工作台外。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光定向照射装置，其特征在于：
所述偏振方向检测单元是设于与各所述单位起偏器对应的位置的多个偏振传感器。
5.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光定向照射装置，其特征在于：
所述偏振方向检测单元是能够移动至与所述单位起偏器对应的位置的偏振传感器。
6.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光定向照射装置，其特征在于：
所述偏振方向检测单元能够检测从所述偏振光照射单元出射的紫外线的消光比。
7.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光定向照射装置，其特征在于：
所述偏振方向检测单元能够检测从所述偏振光照射单元出射的紫外线的强度。
8.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光定向照射装置，其特征在于：
所述扫描单元使用线性电动机使所述工作台移动。
9.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光定向照射装置，其特征在于，具备：
通知单元，其基于通过所述偏振方向检测单元检测的紫外线的偏振方向来进行通知。
10.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光定向照射装置，其特征在于：
具备使所述工作台或者所述偏振光照射单元旋转的旋转部，
具备基于通过所述偏振方向检测单元检测的每个所述单位起偏器的偏振方向，使所述旋转部旋转的控制单元。
11.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光定向照射装置，其特征在于：
具备使所述单位起偏器旋转的起偏器旋转部，
具备基于通过所述偏振方向检测单元检测的每个所述单位起偏器的偏振方向，使所述起偏器旋转部旋转的控制单元。
12.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的光定向照射装置，其特征在于：
所述偏振方向检测单元，在所述扫描单元的多个扫描位置，所述偏振方向检测单元能够检测从所述偏振单元出射的紫外线的偏振方向。
13.根据权利要求12所述的光定向照射装置，其特征在于：
具备使所述工作台或者所述偏振光照射单元旋转的旋转部，
具备在对所述基板扫描紫外线时，基于通过所述偏振方向检测单元检测的多个扫描位置处的紫外线的偏振方向，使所述旋转部旋转的控制单元。
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