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技術 配向処理方法及び配向処理装置

出願人 常陽工学株式会社
発明者 小澤勝洋近藤英雄秋山保男
出願日 2005年9月12日 (15年3ヶ月経過) 出願番号 2005-263822
公開日 2007年3月29日 (13年8ヶ月経過) 公開番号 2007-078824
状態 拒絶査定
技術分野 液晶3(基板、絶縁膜及び配向部材) 液晶3-2(配向部材)
主要キーワード エンドレス搬送ベルト 断面略円形状 紫外線波長領域 積算エネルギー フレキシブルフィルム 配向処理装置 物反射面 有機高分子膜
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年3月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

光源から放射される紫外線によって配向膜配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置において、配向膜全面に亘って同一条件下で配向処理が施され、配向膜全面に亘って均一な配向特性が得られる配向処理方法及び配向処理装置を提供するものである。

解決手段

光源となる紫外線ランプから出射された紫外線をシリンドリカルレンズからなる光学レンズを介して略平行光とし、該略平行光を所定の角度を保って配向膜に照射することによって配向処理を施すようにした。

概要

背景

従来、液晶セルを構成する基板、及び偏光フィルム光学補償フィルム等の光学フィルムに塗布された配向膜配向処理を施すにはいくつかの方法が提案されている。

そのなかで最も一般的な方法は、円筒状のローラ外周面に例えばポリアミド系の合成繊維からなる毛(パイル)を植設した布(ラビング布)を巻装してラビングローラを構成し、回転するラビングローラのラビング布のパイルで例えばポリイミド系樹脂などの有機高分子膜からなる配向膜の表面を擦る(ラビングする)ことによって、配向膜の表面に微細な溝を形成するものである。

ところで、このような配向処理方法は、ラビング時にラビング布と配向膜との摩擦によってラビング布の布埃が発生し、クリーン度汚染源となって作業環境を悪化させることになる。

また、ラビング布は配向処理を進めるうちに変形、消耗を生じるために、配向処理が予め設定され所定量に達すると新品交換される。その場合、ラビング布は全面が両面粘着テープを介してローラの外周面に貼り付けられており、ローラからラビング布を剥がすのは相当な労力と時間を要する困難な作業である。

そこで、上記ラビングによる配向処理で生じる不具合を排除するような配向処理方法が提案されている。それは図3に示すように、250nm近傍ピーク波長とする紫外線波長領域スペクトル分布を有するキセノン水銀ランプ50を光源とし、該キセノン水銀ランプ50を略焦点とする放物反射面を有するリフレクタ51とミラー52とによって光学系を構成する。

そして、キセノン水銀ランプ50から放射されてリフレクタ51の放物反射面で反射された紫外線はミラー52に向かい、ミラー52で反射された紫外線がホルダー53に支持された透明ガラス基板54の配向膜55に該配向膜55の表面に対してθ=45°以下の角度で照射されるようにしたものである(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−108994号公報

概要

光源から放射される紫外線によって配向膜に配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置において、配向膜全面に亘って同一条件下で配向処理が施され、配向膜全面に亘って均一な配向特性が得られる配向処理方法及び配向処理装置を提供するものである。光源となる紫外線ランプから出射された紫外線をシリンドリカルレンズからなる光学レンズを介して略平行光とし、該略平行光を所定の角度を保って配向膜に照射することによって配向処理を施すようにした。

目的

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、紫外線ランプを光源とし、該紫外線ランプから放射される紫外線によって配向膜に配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置において、配向膜全面に亘って同一条件下で配向処理が施され、配向膜全面に亘って均一な配向特性が得られる配向処理方法及び配向処理装置を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

紫外線ランプから放射された紫外線配向膜の表面に照射することによって配向処理を施す配向処理方法であって、前記紫外線ランプから放射された紫外線の少なくとも一部は光学レンズを介して略平行光にされて前記配向膜に照射されることを特徴とする配向処理方法。

請求項2

前記配向膜に照射される紫外線は、前記配向膜の表面に対して0°より大きく90°以下の範囲の角度で照射されることを特徴とする請求項1に記載の配向処理方法。

請求項3

前記光学レンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項1又は2の何れか1項に記載の配向処理方法。

請求項4

紫外線ランプから放射された紫外線を配向膜の表面に照射することによって配向処理を施す配向処理装置であって、前記紫外線ランプと前記配向膜との間の光路中に光学レンズが配設されており、前記紫外線ランプから放射された紫外線の少なくとも一部が前記光学レンズを介して略平行光にされ、前記略平行光となった紫外線を前記配向膜に照射するようにしたことを特徴とする配向処理装置。

請求項5

前記配向膜に照射する紫外線は、前記配向膜の表面に対して0°より大きく90°以下の範囲の角度で照射するようにしたことを特徴とする請求項4に記載の配向処理装置。

請求項6

前記光学レンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項4又は5の何れか1項に記載の配向処理装置。

技術分野

0001

本発明は、基板に塗布された配向膜配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置に関するものであり、詳しくは、紫外線ランプから放射されて略平行光に成形された紫外線によって基板に塗布された配向膜に配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置に関する。

背景技術

0002

従来、液晶セルを構成する基板、及び偏光フィルム光学補償フィルム等の光学フィルムに塗布された配向膜に配向処理を施すにはいくつかの方法が提案されている。

0003

そのなかで最も一般的な方法は、円筒状のローラ外周面に例えばポリアミド系の合成繊維からなる毛(パイル)を植設した布(ラビング布)を巻装してラビングローラを構成し、回転するラビングローラのラビング布のパイルで例えばポリイミド系樹脂などの有機高分子膜からなる配向膜の表面を擦る(ラビングする)ことによって、配向膜の表面に微細な溝を形成するものである。

0004

ところで、このような配向処理方法は、ラビング時にラビング布と配向膜との摩擦によってラビング布の布埃が発生し、クリーン度汚染源となって作業環境を悪化させることになる。

0005

また、ラビング布は配向処理を進めるうちに変形、消耗を生じるために、配向処理が予め設定され所定量に達すると新品交換される。その場合、ラビング布は全面が両面粘着テープを介してローラの外周面に貼り付けられており、ローラからラビング布を剥がすのは相当な労力と時間を要する困難な作業である。

0006

そこで、上記ラビングによる配向処理で生じる不具合を排除するような配向処理方法が提案されている。それは図3に示すように、250nm近傍ピーク波長とする紫外線波長領域スペクトル分布を有するキセノン水銀ランプ50を光源とし、該キセノン水銀ランプ50を略焦点とする放物反射面を有するリフレクタ51とミラー52とによって光学系を構成する。

0007

そして、キセノン水銀ランプ50から放射されてリフレクタ51の放物反射面で反射された紫外線はミラー52に向かい、ミラー52で反射された紫外線がホルダー53に支持された透明ガラス基板54の配向膜55に該配向膜55の表面に対してθ=45°以下の角度で照射されるようにしたものである(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−108994号公報

発明が解決しようとする課題

0008

ところで、上記光学系において、光源となるキセノン水銀ランプに係わる形状、放射される紫外線の配光特性等の様態に基づいて考察すると、光源から放射されて放物反射面で反射された紫外線は必ずしも平行光とはならず、配光パターン略円形状となることが分かる。

0009

従って、光源から放射されてリフレクタ及びミラーを介して透明ガラス基板の配向膜に到達した紫外線は、配向膜の表面に対して様々な角度で照射されることになる。その結果、配向膜全面に亘って不均一な条件下で配向処理が施されることになり、配向膜に求められる配向膜全面に亘る配向特性均一性が損なわれることになる。

0010

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、紫外線ランプを光源とし、該紫外線ランプから放射される紫外線によって配向膜に配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置において、配向膜全面に亘って同一条件下で配向処理が施され、配向膜全面に亘って均一な配向特性が得られる配向処理方法及び配向処理装置を提供するものである。

課題を解決するための手段

0011

上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、紫外線ランプから放射された紫外線を配向膜の表面に照射することによって配向処理を施す配向処理方法であって、前記紫外線ランプから放射された紫外線の少なくとも一部は光学レンズを介して略平行光にされて前記配向膜に照射されることを特徴とするものである。

0012

また、本発明の請求項2に記載された発明は、請求項1において、前記配向膜に照射される紫外線は、前記配向膜の表面に対して0°より大きく90°以下の範囲の角度で照射されることを特徴とするものである。

0013

また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項1又は2の何れか1項において、前記光学レンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とするものである。

0014

また、本発明の請求項4に記載された発明は、紫外線ランプから放射された紫外線を配向膜の表面に照射することによって配向処理を施す配向処理装置であって、前記紫外線ランプと前記配向膜との間の光路中に光学レンズが配設されており、前記紫外線ランプから放射された紫外線の少なくとも一部が前記光学レンズを介して略平行光にされ、前記略平行光となった紫外線を前記配向膜に照射するようにしたことを特徴とするものである。

0015

また、本発明の請求項5に記載された発明は、請求項4において、前記配向膜に照射する紫外線は、前記配向膜の表面に対して0°より大きく90°以下の範囲の角度で照射するようにしたことを特徴とするものである。

0016

また、本発明の請求項6に記載された発明は、請求項4又は5の何れか1項において、前記光学レンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とするものである。

発明の効果

0017

本発明の配向処理装置は、光源となる紫外線ランプから出射された紫外線を光学レンズを介して略平行光とし、該略平行光を所定の角度を保って配向膜に照射することによって配向処理を施すようにした。

0018

その結果、同様に光源に紫外線ランプを使用した従来の配向処理装置に比べて、配向膜に配向処理を施す紫外線が更に平行度を向上させた光として照射されるために、配向膜全面に亘って同一条件下で配向処理が施され、配向膜全面に亘って均一な配向特性が得られる。

0019

また、光源にレーザを使用した従来の他の配向処理装置に比べて、配向膜に対する紫外線の照射面積を大きくでき、配向処理時間の短縮による生産効率の向上を図ることができる。

0020

更に、光源に使用する紫外線ランプは従来のレーザに比べてはるかに廉価で、駆動が容易であり、そのため、装置の低減化が設備投資の抑制を促して製造コスト低価格化に寄与することになる。

発明を実施するための最良の形態

0021

以下、この発明の実施形態を図1及び図2を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付し、説明は省略する)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

0022

図1は本発明の配向処理装置の実施形態に係わる側面図、図2は正面図である。本実施形態は、光学系1と機械系2とから成り立っている。

0023

光学系1は主に、紫外線波長領域の光(紫外線)を放射する光源となる紫外線ランプ3、非球面反射面4及び開口5を有するリフレクタ6、必要光を通す開口部7と不要光を遮る遮光部8とからなるアパーチャ9、及び入射した光を略平行光に成形して出射する光学レンズ10とで構成されている。光学レンズ10は、例えばシリンドリカルレンズである。

0024

上記構成部材によって形成される光学系について説明する。短手方向の断面形状が略円形状の直管型紫外線ランプ3の周囲の一部が、該紫外線ランプ3から所定の距離を保った位置に配設された略半筒形状の非球面反射面4を有するリフレクタ6で囲まれている。このとき、リフレクタ6に設けられた非球面反射面4の短手方向の断面形状は、紫外線ランプ3から放射されて非球面反射面4で反射された紫外線の集光点11が、直管型紫外線ランプ3の短手方向の断面略円形状の中心を通る光軸X上に位置するように設定されている。

0025

また、リフレクタ6の開口5前方には、開口部7と遮光部8とからなるアパーチャ9が配設され、前記開口部7の略中心部を光軸Xが通るように位置調整が行なわれている。そして、アパーチャ9の光源側の反対面には開口部7を塞ぐように光学レンズ10が取り付けられている。

0026

次に、機械系について説明する。所定の間隔を保って平行に配設された駆動ローラ12と従動ローラ13との間にエンドレス搬送ベルト14が架け渡されている。そして、搬送ベルト14上に位置する被配向処理部材15が所定の速度で移動する搬送ベルト14によって搬送されるようになっている。

0027

被配向処理部材15には背景技術で述べたように、配向膜が塗布された、液晶セルを構成する基板、及び偏光フィルムや光学補償フィルム等の光学フィルムがあるが、本実施形態において配向処理を施す被配向処理部材15は、柔軟性のあるフィルムフレキシブルフィルム)に配向膜が塗布された部材を対象としている。

0028

上記光学系1及び機械系2からなる配向処理装置によって被配向処理部材15に形成された配向膜に配向処理を施す方法を以下に説明する。まず、配向膜が形成された配向処理部材15をロール巻き付けた状態の供給ロール(図示せず)と、供給ロールから連続的に送出される被配向処理部材15を巻き取る巻取ロール(図示せず)とを配向処理装置にセットする。

0029

そして、供給ロールから連続的に送出された被配向処理部材は、所定の間隔を保って平行に配設された駆動ローラ12と従動ローラ13との間に架け渡されたエンドレス搬送ベルト14上を、所定の速度で移動するエンドレス搬送ベルト14によって搬送され、巻取ロールによって巻き取られる。

0030

それと同時に光学系では、光源となる紫外線ランプ3から放射された紫外線のうち、紫外線ランプ3の前方に配設されたアパーチャ9に向かって放射された紫外線は直接アパーチャ9に到達し、紫外線ランプ3を囲むリフレクタ6の非球面反射面4に向かって放射された紫外線は前記非球面反射面4で反射されて進路をアパーチャ9方向に変えられてアパーチャ9に到達する。

0031

その結果、アパーチャ9には紫外線ランプ3から放射された直接光と、紫外線ランプ3から放射されて非球面反射面4で反射された反射光の2つの異なる形態の光路を経た紫外線が集ることになる。

0032

すると、アパーチャ9には開口部7と遮光部8とがあり、紫外線ランプ3から放射されてアパーチャ9に到達した紫外線のうち、遮光部8に照射された配向処理に寄与しない不要な紫外線は遮光部8に遮られて前方への進行が閉ざされる。一方、アパーチャ9の開口部7に照射された配向処理に寄与する必要な紫外線は開口部7を通過してアパーチャ9の光源側の反対面に開口部7を塞ぐように取り付けられた光学レンズ10に入射する。

0033

光学レンズ10は、例えばシリンドリカルレンズが使用され、紫外線ランプ3から放射されてアパーチャ9の開口部7を通過して光学レンズ10に入射した紫外線は光学レンズ10内を導光されて出射面に至り、出射面から略平行光として外部に出射される。

0034

光学レンズ10を介して略平行光に成形された紫外線は、エンドレス搬送ベルト14上を所定速度で移動する被配向処理部材15に形成された配向膜に該配向膜の表面に対して0°<θ≦90°の角度で照射される。本実施形態においてはθ=45°の角度で照射するようにしている。

0035

つまり、所定の速度で移動する被配向処理部材15の配向膜に、該配向膜の表面に対して45°の角度で略平行光の紫外線を照射することによって連続的に配向処理が行なわれるものである。

0036

本実施例においては、光源に使用する紫外線ランプの管長は約10cm、出力は1500Wであり、配向膜に照射される紫外線の照射範囲の寸法は被配向処理部材の進行方法が約36mm、被配向処理部材の幅方向は約60mmであり、よって照射面積は約2160mm2となる。

0037

そのとき、配向膜に照射される紫外線の照射強度は2W/cm2、積算エネルギー密度は約1J/cm2である。但し、ここに挙げた値は、実施形態の一例であって、光源の出力、シリンドリカルレンズの焦点距離、光源から配向膜までの距離、配向膜に対する紫外線の照射角度、被配向処理部材の移動速度等の条件の組み合わせによって大いに変わるものである。

図面の簡単な説明

0038

本発明の配向処理装置に係わる実施形態を示す側面図である。
同じく、本発明の配向処理装置に係わる実施形態を示す正面図である。
従来の配向処理装置を示す模式図である。

符号の説明

0039

1光学系
2機械系
3紫外線ランプ
4 非球面反射面
5 開口
6リフレクタ
7 開口部
8遮光部
9アパーチャ
10光学レンズ
11集光点
12駆動ローラ
13従動ローラ
14搬送ベルト
15 被配向処理部材

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