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技術 液晶パネルの製造装置

出願人 東芝ライテック株式会社
発明者 藤岡純加藤剛雄田内亮彦日野弘喜
出願日 2015年8月28日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2015-169158
公開日 2017年3月2日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2017-044967
状態 特許登録済
技術分野 液晶3-2(配向部材) 液晶1(応用、原理)
主要キーワード 照射ボックス 最小温度 処理内容情報 PSB 相変化温度 温調媒体 照射動作 温調用
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図面 (9)

課題

被処理パネルに対する紫外線照射時間の長大化を抑制する。

解決手段

実施形態の液晶パネル製造装置は、被処理パネルに紫外線を照射する照射部と、被処理パネルが載置される載置面を有し、載置面の温度を調節する温調媒体が内部を流れるステージと、被処理パネルに第1の照度で紫外線を照射した後、第1の照度よりも大きな第2の照度で被処理パネルに紫外線を照射するように照射部を制御する制御部と、を備える。

概要

背景

液晶パネルで用いられる液晶材料として、光学的等方性液晶層である高分子安定化ブルー相PSBP:Polymer Stabilized Blue Phase)は、電圧をかけたときに、ネマティック相と呼ばれる液晶材料に比べて高速応答性を実現可能であることが知られている。このような高分子安定化ブルー相は、液晶層を有する被処理パネル被処理パネルに対して紫外線照射するときに、被処理パネルの温度と、紫外線の照射時間とを適正に制御することで生成される。

概要

被処理パネルに対する紫外線の照射時間の長大化を抑制する。実施形態の液晶パネルの製造装置は、被処理パネルに紫外線を照射する照射部と、被処理パネルが載置される載置面を有し、載置面の温度を調節する温調媒体が内部を流れるステージと、被処理パネルに第1の照度で紫外線を照射した後、第1の照度よりも大きな第2の照度で被処理パネルに紫外線を照射するように照射部を制御する制御部と、を備える。

目的

本発明は、被処理パネルに対する紫外線の照射時間の長大化を抑制する液晶パネルの製造装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

被処理パネル紫外線照射する照射部と;前記被処理パネルが載置される載置面を有し、当該載置面の温度を調節する温調媒体が内部を流れるステージと;前記被処理パネルに第1の照度で紫外線を照射した後、前記第1の照度よりも大きな第2の照度で前記被処理パネルに紫外線を照射するように前記照射部を制御する制御部と;を具備する液晶パネル製造装置

請求項2

前記第2の照度の照射時間は、前記第1の照度の照射時間よりも長い、請求項1に記載の液晶パネルの製造装置。

請求項3

前記被処理パネルは、カラーフィルタを有する第1の基板と、前記第1の基板に対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられた液晶層と、を有し、前記被処理パネルは、前記第1の基板及び前記第2の基板の一方側が前記ステージ上に載置され、前記照射部は、前記第1の基板及び前記第2の基板の他方側から紫外線を前記液晶層に照射する、請求項1または2に記載の液晶パネルの製造装置。

請求項4

前記液晶層は、ネマティック液晶組成物と、ブルー相発現する液晶組成物と、重合性モノマーとを含み、紫外線を照射することで高分子安定化ブルー相を発現する、請求項3に記載の液晶パネルの製造装置。

請求項5

前記制御部は、前記照射部の照射領域の一部のみを点灯させて前記第1の照度で照射し、前記照射領域の全体を点灯させて前記第2の照度で照射するように制御する、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液晶パネルの製造装置。

請求項6

前記照射部は、前記第1の照度で紫外線を照射する第1の光源と、前記第2の照度で紫外線を照射する第2の光源と、を有する、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液晶パネルの製造装置。

請求項7

前記第1の光源及び前記第2の光源、または前記被処理パネルを移動する移動機構を更に具備し、前記制御部は、前記移動機構を制御することで、前記被処理パネルと、前記第1の光源及び前記第2の光源との相対位置を切り替える、請求項6に記載の液晶パネルの製造装置。

請求項8

前記照射部は、前記第1の照度で紫外線を照射する第1の照射領域と、前記第2の照度で紫外線を照射する第2の照射領域と、を有する光源を備え、前記光源または前記被処理パネルを移動する移動機構を更に具備し、前記制御部は、前記移動機構を制御することで、前記被処理パネルと、前記第1の照射領域及び前記第2の照射領域との相対位置を切り替える、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液晶パネルの製造装置。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、液晶パネル製造装置に関する。

背景技術

0002

液晶パネルで用いられる液晶材料として、光学的等方性液晶層である高分子安定化ブルー相PSBP:Polymer Stabilized Blue Phase)は、電圧をかけたときに、ネマティック相と呼ばれる液晶材料に比べて高速応答性を実現可能であることが知られている。このような高分子安定化ブルー相は、液晶層を有する被処理パネル被処理パネルに対して紫外線照射するときに、被処理パネルの温度と、紫外線の照射時間とを適正に制御することで生成される。

先行技術

0003

特開2007−277531号公報
特開2008−303381号公報

発明が解決しようとする課題

0004

図8は、高分子安定化ブルー相の発現について説明するための相図である。図8において、縦軸相変化温度(K)を示し、横軸が紫外線の照射時間(秒)を示す。図8において、曲線L1が、等方性液体(Iso)とブルー相(BP)との境界線を示し、曲線L2が、キラルネマチック相(N*)とブルー相との境界線を示している。図8に示すように、被処理パネルを所定の温度に保ちながら、紫外線を所定の照射時間だけ照射することで、等方性液体及びキラルネマチック相を生成せずに、高分子安定化ブルー相が生成される。

0005

そして、高分子安定化ブルー相を有する液晶パネルの製造工程では、紫外線を被処理パネルに照射する照射工程で生じる、被処理パネルの照射面の面内方向における温度むらや、被処理パネルの温度の経時変化が、液晶パネルの表示特性むらを招く影響が大きいので、温度を均一化することが望ましい。

0006

一方、照射工程では、高分子安定化ブルー相を有する液晶パネルの生産性を高めるために、被処理パネルに紫外線を照射する照射時間を短縮することが望ましい。

0007

そこで、本発明は、被処理パネルに対する紫外線の照射時間の長大化を抑制する液晶パネルの製造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

0008

実施形態に係る液晶パネルの製造装置は、被処理パネルに紫外線を照射する照射部と、被処理パネルが載置される載置面を有し、当該載置面の温度を調節する温調媒体が内部を流れるステージと、前記被処理パネルに第1の照度で紫外線を照射した後、前記第1の照度よりも大きな第2の照度で前記被処理パネルに紫外線を照射するように前記照射部を制御する制御部と、を備える。

発明の効果

0009

本発明によれば、被処理パネルに対する紫外線の照射時間の長大化を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0010

図1は、第1の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を示す模式図である。
図2は、第1の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を用いて紫外線が照射される液晶パネルを模式的に示す断面図である。
図3は、第1の実施形態に係る液晶パネルの製造装置における照度と照射時間との関係を説明するための図である。
図4は、第1の実施形態において、紫外線の照度に対する被処理パネルの温度変化測定結果について説明するための図である。
図5は、第2の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を示す模式図である。
図6は、第3の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を示す模式図である。
図7は、第4の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を示す模式図である。
図8は、高分子安定化ブルー相の発現について説明するための相図である。

実施例

0011

以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置1は、照射部10と、ステージ30と、制御部60と、を備える。照射部10は、被処理パネル6に紫外線を照射する。ステージ30は、被処理パネル6が載置される載置面31を有する。ステージ30は、載置面31の温度を調節する温調媒体が内部を流れる。制御部60は、被処理パネル6に第1の照度で紫外線を照射した後、第1の照度よりも大きな第2の照度で被処理パネル6に紫外線を照射するように照射部10を制御する。

0012

また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置1において、第2の照度の照射時間は、第1の照度の照射時間よりも長い。

0013

また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置1において、被処理パネル6は、第1の基板としてのカラーフィルタ基板7と、第2の基板としての対向基板8と、液晶層9と、を有する。カラーフィルタ基板7は、カラーフィルタを有する。対向基板8は、カラーフィルタ基板7に対向する。液晶層9は、カラーフィルタ基板7と対向基板8との間に設けられる。被処理パネル6は、カラーフィルタ基板7及び対向基板8の一方側がステージ30上に載置される。照射部10は、カラーフィルタ基板7及び対向基板8の他方側から紫外線を液晶層9に照射する。

0014

また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置1における被処理パネル6の液晶層9は、ネマティック液晶組成物と、ブルー相を発現する液晶組成物と、重合性モノマーとを含む。液晶層9は、紫外線を照射することで高分子安定化ブルー相を発現する。

0015

また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置における制御部60は、照射部10の照射領域の一部のみを点灯させて第1の照度で照射し、照射領域の全体を点灯させて第2の照度で照射するように制御する。

0016

また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置2における照射部82は、第1の光源としての第1の発光素子87aと、第2の光源としての第2の発光素子87bと、を有する。第1の発光素子87aは、第1の照度で紫外線を照射する。第2の発光素子87bは、第2の照度で紫外線を照射する。

0017

また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置4は、第1の光源としての第1のLEDモジュール89a及び第2の光源としての第2のLEDモジュール89b、または被処理パネル6を移動する移動機構90を更に備える。制御部60は、移動機構90を制御することで、被処理パネル6と、第1のLEDモジュール89a及び第2のLEDモジュール89bとの相対位置を切り替える。

0018

また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置3における照射部83は、LEDモジュール88を有する。LEDモジュール88は、第1の照射領域88aと、第2の照射領域88bと、を有する。第1の照射領域88aは、第1の照度で紫外線を照射する。第2の照射領域88bは、第2の照度で紫外線を照射する。液晶パネルの製造装置3は、LEDモジュール88または被処理パネル6を移動する移動機構90を更に備える。制御部60は、移動機構90を制御することで、被処理パネル6と、第1の照射領域88a及び第2の照射領域88bとの相対位置を切り替える。

0019

(第1の実施形態)
以下、実施形態に係る液晶パネルの製造装置について、図面を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を示す模式図である。図2は、第1の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を用いて紫外線が照射される液晶パネルを模式的に示す断面図である。

0020

(液晶パネルの製造装置の構成)
図1に示すように、第1の実施形態の液晶パネルの製造装置1は、被処理パネル6を一定の温度に保ちながら被処理パネル6に紫外線を照射することで、液晶パネルの液晶層に高分子安定化ブルー相を発現させるものである。液晶パネルの製造装置1を用いて紫外線が照射される被処理パネル6は、図2に示すように、第1の基板としてのカラーフィルタ基板7と、カラーフィルタ基板7に対向する第2の基板としての対向基板8と、カラーフィルタ基板7と対向基板8との間に設けられた液晶層9と、を有する。

0021

カラーフィルタ基板7は、例えば、赤色、緑色、青色の光を透過するカラーフィルタが基板上に配置され、保護膜でカラーフィルタが覆われて形成されている。対向基板8は、複数の電極アレイ状に配置された基板である。液晶層9は、少なくとも、ネマティック液晶組成物、ブルー相を発現する液晶組成物、及び、重合性モノマーを含む。液晶層9は、液晶パネルの製造装置1によって紫外線が照射されることで、高分子安定化ブルー相を発現する。

0022

液晶層9を構成するネマティック液晶組成物とは、誘電方性を有する材料によって形成されている。

0023

ブルー相を発現する液晶組成物とは、安定して存在できる温度範囲を例えば、室温、具体的には0℃以上に拡大しながらも、紫外線が照射されることで、ネマティック液晶組成物よりも高速な応答性を実現可能な材料である。ブルー相を発現する液晶組成物とは、例えば、10℃〜70℃の間の所定の設定温度に対して、温度が±0.5℃以内に保たれた状態で、紫外線が照射されることで、むらなく高分子安定化ブルー相を発現するものである。例えば、設定温度が55℃である場合には、ブルー相を発現する液晶組成物とは、温度が54.5℃〜55.5℃の範囲内に保たれた状態で、紫外線が照射されることで、むらなく高分子安定化ブルー相を発現するものである。また、設定温度が60℃である場合には、ブルー相を発現する液晶組成物とは、温度が59.5℃〜60.5℃の範囲内に保たれた状態で、紫外線が照射されることで、むらなく高分子安定化ブルー相を発現するものである。

0024

重合性モノマーとは、ネマティック液晶組成物や高分子安定化ブルー相を発現する液晶組成物の組成を安定化させるための材料である。

0025

液晶パネルの製造装置1は、図1に示すように、紫外線を照射する照射部10と、照射ボックス20と、ステージ30と、チャンバ40と、循環型空調装置50と、制御部60と、を備える。

0026

照射部10は、紫外線を照射ボックス20内へ照射する。照射ボックス20には、照射部10から照射された紫外線を透過する窓材21が設けられている。照射部10は、窓材21と対向するステージ30の載置面31上に載置される被処理パネル6に対して、窓材21を通して紫外線を照射可能に構成されている。また、照射部10は、光源としての複数の紫外線ランプ11と、紫外線ランプ11が照射する紫外線をステージ30の載置面31に向かって反射する反射板12と、を有する。

0027

紫外線ランプ11は、水銀、鉄やヨウ素等のメタルハライドアルゴン等の希ガス封入されて、主に紫外線を照射するメタルハライドランプ等の直線状に延びた管型の放電ランプである。紫外線ランプ11は、例えば、300nm〜400nm程度を主波長とし、かつ、ピーク波長が365nmの紫外線の照度が15mW/cm2以下である。なお、「紫外線の照度」とは、照度計としてUV−M02(株式会社オーク製作所製)を用い、受光器としてUV−SN35(株式会社オーク製作所製)を用いた測定値である。

0028

また、実施形態でいう「紫外線」とは、450nm以下の波長の光であり、具体的には発光管内に封入された水銀の輝線である254nm、365nmの光であるが、その他の波長の光も許容される。また、紫外線ランプ11は、450nm以下の光を放射する紫外線ランプに限定されるものではなく、例えば450nm以下の光を放射するのみでなく、450nmよりも長波長側の光を放射する紫外線ランプであってもよい。要するに、450nm以下の光を放射する紫外線ランプであれば、その発光様式は限定されない。

0029

本実施形態では、4つの紫外線ランプ11が、照射ボックス20及びステージ30、載置面31上に載置された被処理パネル6の上方に配置されている。また、紫外線ランプ11は、紫外線ランプ11が放射する紫外線を通す水冷ジャケット(図示せず)によって覆われている。水冷ジャケットは、内部に冷却水充填されており、この冷却水を循環させることで、紫外線ランプ11が所望の動作温度に保たれている。

0030

照射部10には、紫外線ランプ11と照射ボックス20との間に、紫外線を遮断するシャッタ13が開閉可能に設けられている。シャッタ13は、開閉動作することで、紫外線ランプ11が放射する紫外線をステージ30の載置面31上に載置された被処理パネル6に照射する状態と、紫外線ランプ11が放射する紫外線を遮って被処理パネル6に紫外線が照射されない状態とに切り替える。

0031

照射ボックス20は、箱状に形成されており、ステージ30の載置面31に載置される被処理パネル6を内部に収容するように、ステージ30上に配置される。

0032

窓材21は、所定の波長の紫外線の透過を制限する機能を有する。窓材21は、液晶層9が高分子安定化ブルー相を発現するために適する波長の紫外線を透過させ、他の波長の紫外線の透過を制限する。

0033

ステージ30は、被処理パネル6が載置される載置面31を有しており、内部に一定温度の温調媒体としての液体である水を循環させることで、載置面31に載置された被処理パネル6の温度を制御する。ステージ30は、載置面31における紫外線が照射されるエリア温度制御するために、内部に一定温度の液体が流される。ステージ30には、載置面31が、窓材21と対向するように設けられており、載置面31が照射部10と対向している。なお、載置面31に載置される被処理パネル6を保温する温度は、できるだけ一定であることが望ましく、載置面31に載置される被処理パネル6の温度が一定に保たれるものであれば、ステージ30内を循環させる温調媒体の温度が、載置面31に載置される被処理パネル6の温度よりも若干低い温度または若干高い温度であってもよい。なお、温調媒体としては、水等の液体に限定されるものではなく、種々の気体を含む流体を循環させてもよい。

0034

ステージ30上には、カラーフィルタ基板7側が載置面31と接触するように、被処理パネル6が載置される。このために、照射部10は、対向基板8側から被処理パネル6に紫外線を照射する。なお、被処理パネル6へ紫外線を照射する向きを限定するものではなく、必要に応じて、カラーフィルタ基板7側から紫外線が照射されてもよい。

0035

ステージ30は、例えばアルミニウム合金等によって平板状に形成されており、被処理パネル6を所定の温度に調節するための液体を循環させる循環路(図示せず)が内部に設けられている。ステージ30の循環路には、循環路内で液体を循環させる液体保温循環装置32が接続されており、液体保温循環装置32によって、ステージ30を介して被処理パネル6の温度が一定に保たれる。液体保温循環装置32は、例えば、循環路に連結された配管33(図1参照)や、液体を一定の温度に保つためのヒータ及び冷却装置や、配管33内の液体を送り出すポンプ等を有して構成される。

0036

チャンバ40は、照射ボックス20とステージ30の全体を覆う箱状に形成されており、上部に照射部10が配置されている。

0037

循環型空調装置50は、図1に示すように、チャンバ40の側壁に設けられており、チャンバ40内へ温調用の気体を導入する導入口51と、チャンバ40内から温調用の気体を導出する排出口52と、を有する。導入口51及び排出口52は、チャンバ40の側壁に開口しており、照射ボックス20の上方に配置されている。循環型空調装置50は、導入口51及び排出口52を介して、チャンバ40の内部に対して温調用の気体を循環させることで、チャンバ40内を所定の温度に制御する。このようにチャンバ40内の温度を制御することで、循環型空調装置50は、照射ボックス20内の被処理パネル6の温度を一定の温度に保つ。

0038

また、循環型空調装置50は、導入口51及び排出口52にそれぞれ連結された送風管53と、気体を一定の温度に保つためのヒータ及び冷却装置や、送風管53内の気体を送り出す送風機等を有しており、導入口51、チャンバ40内、排出口52の順に気体を循環させる。

0039

なお、導入口51、チャンバ40内、排出口52の順に循環させる気体の温度と、載置面31に載置される被処理パネル6を保つ温度とは、できるだけ等しくされることが望ましい。また、載置面31に載置される被処理パネル6が一定の温度に保たれるのであれば、循環させる気体の温度が、載置面31に載置される被処理パネル6の温度よりも若干低い温度または若干高い温度であってもよい。なお、気体の温度は、あくまで、目標とする温度であって、実際の温度と異なる場合もある。

0040

また、例えば、排出口52の近傍等には、ステージ30の内部に設けられた循環路に沿って流れる液体、水冷ジャケットを循環させる冷却水や、チャンバ40内を循環させる気体等の温度を検知する温度センサ(図示せず)が設けられている。また、例えば、導入口51の近傍等には、導入口51からチャンバ40へ導入される気体の流量を検知する流量センサが設けられている。

0041

さらに、チャンバ40には、チャンバ40内の照射ボックス20に対して被処理パネル6を出し入れするための搬出入口44が設けられている。搬出入口44には、シャッタ43が開閉可能に設けられている。搬出入口44は、チャンバ40の照射ボックス20に対して被処理パネル6を出し入れするときにシャッタ43が開けられ、照射ボックス20に被処理パネル6が収容されたときにシャッタ43が閉じられる。また、被処理パネル6は、搬出入口44を通してロボットアーム(図示せず)を用いて、チャンバ40に対して出し入れされる。

0042

制御部60は、液晶パネルの製造装置1による紫外線の照射動作を制御する。制御部60は、液体保温循環装置32、循環型空調装置50、照射部10等に接続されている。制御部60は、例えば、CPU等で構成された演算処理装置や、ROM、RAM等の半導体メモリを有する図示しないマイクロプロセッサが設けられた制御回路によって構成されている。また、制御部60は、処理動作の状態を表示する表示部や、オペレータ処理内容情報等を登録するために用いる操作部と接続されている。

0043

制御部60は、ステージ30の載置面31に載置された被処理パネル6に照射部10から紫外線を照射するときに、シャッタ13を開くと共に、温度センサ等の検知結果に基づいて、紫外線ランプ11を覆う水冷ジャケットに充填された冷却水の温度を制御することで、紫外線ランプ11を所望の動作温度に保つ。また、制御部60は、ステージ30の載置面31に載置された被処理パネル6に照射部10から紫外線を照射するときに、シャッタ13を開くと共に、温度センサ等の検知結果に基づいて、液体保温循環装置32を制御してステージ30を循環させる液体の温度を一定に保つ。また同時に、制御部60は、温度センサ等の検知結果に基づいて、循環型空調装置50を制御してチャンバ40内を循環させる気体の温度を一定に保つ。これによって、制御部60は、ステージ30の載置面31に載置された被処理パネル6の温度を一定に保つ。

0044

例えば、被処理パネル6に照射部10から紫外線を照射するとき、制御部60は、紫外線が照射されるときの被処理パネル6の温度が、10℃〜70℃の間の所定の設定温度に対して±0.5℃以内となるように、ステージ30及び循環型空調装置50を制御する。すなわち、ステージ30の載置面31に載置された被処理パネル6の温度を一定に保つとは、10℃〜70℃の間の所定の設定温度に対して温度を±0.5℃以内に保つことを指している。例えば、設定温度が55℃である場合には、制御部60は、被処理パネル6の温度が54.5℃〜55.5℃の範囲内に保たれるように、液体保温循環装置32を循環させる液体の温度及び照射ボックス20内の温度等を制御する。また、設定温度が60℃である場合には、制御部60は、被処理パネル6の温度が59.5℃〜60.5℃の範囲内に保たれるように、液体保温循環装置32で循環させる液体の温度及び照射ボックス20内に導入される気体の流量、温度等を制御する。

0045

(液晶パネルの製造装置において液晶パネルに紫外線を照射する動作)
次に、第1の実施形態の液晶パネルの製造装置1を用いて、被処理パネル6に紫外線を照射する工程を説明する。まず、制御部60には、オペレータによって処理内容情報が登録され、処理動作の開始指示があった場合に、処理動作を開始する。処理動作が開始すると、チャンバ40のシャッタ43を開いて、搬出入口44を通して、ロボットアーム等を用いて被処理パネル6をチャンバ40のステージ30の載置面31上に載置する。そして、制御部60は、シャッタ43を閉じ、配管33を介してステージ30内に液体を循環させるとともに、導入口51を通して気体をチャンバ40内に導入して排出口52から排出させる。

0046

続いて、制御部60は、紫外線ランプ11を点灯させると共に、シャッタ13を開く。制御部60は、ステージ30内に一定温度の液体を流通させると共に、一定の気体を導入口51からチャンバ40内に導入して排出口52から排出することで気体を循環させる。そして、制御部60は、載置面31に載置された被処理パネル6に対して、照射部10が放射する紫外線を、窓材21を通して一定の第1の照度で所定時間だけ照射する。紫外線を一定の第1の照度で所定時間だけ照射した後、制御部60は、紫外線を一定の第2の照度で所定時間だけ被処理パネル6に照射する。

0047

図3は、第1の実施形態に係る液晶パネルの製造装置における照度と照射時間との関係を説明するための図である。図3において、縦軸が紫外線の照度(mW/cm2)を示し、横軸が紫外線の照射時間(秒)を示す。

0048

一例として、ピーク波長が365nmの紫外線を、図3に示すように、第1の照度として2mW/cm2にて20秒間照射することで、液晶層9全体に対する高分子安定化ブルー相の比率が70%程度〜80%程度になるまで、相対的に小さい照度によって高分子安定化ブルー相を生成する第1の照度で所定の照射時間だけ照射を行った後、第2の照度として10mW/cm2にて40秒間照射することで、液相層の残りを反応させて高分子安定化ブルー相を生成すると共に、残留する重合性モノマーを除去する。本実施形態では、第1の照度の5倍である第2の照度で、第1の照度で照射する照射時間の2倍の照射時間だけ照射を行った。

0049

このように照射工程において、最初の数十秒だけ、相対的に小さい第1の照度で照射を行い、その後、相対的に大きい第2の照度で照射を行うことで、例えば、第1の照度で照射時間が数百秒近くかかっていた照射時間が、60秒に短縮された。また、液晶層9全体に対する高分子安定化ブルー相の比率が70%程度以上になるまで第1の照度で照射を行った後、第2の照度で、第1の照射の照射時間よりも長い照射時間の照射を行うことで、被処理パネル6に対する紫外線の照射時間が効果的に短縮される。

0050

上述のように第1の照度と第2の照度とを適正に切り替えることで、高分子安定化ブルー相が適正に生成されたが、2mW/cm2の第1の照度で照射を行わずに、最初から10mW/cm2の第2の照度で照射を行った場合には、紫外線の照射に伴う被処理パネル6の温度の上昇が著しくなる。その結果、ブルー相以外の等方性液体を発現してしまい、液晶パネルの表示特性の低下、表示特性のむらを生じさせる不都合がある。

0051

なお、上述した第1及び第2の照度の大きさ、第1及び第2の照度での各照射時間に限定されるものではなく、被処理パネル6に応じてそれぞれ適宜設定されてよい。また、第1の照度で所定時間だけ照射した後、制御部60は、第1の照度から第2の照度まで照度が徐々に大きくなるように制御を行ってもよい。また、必要に応じて、第2の照度で所定時間だけ照射した後、第2の照度よりも更に大きい第3の照度で照射を行ってもよい。

0052

紫外線を第2の照度で一定時間だけ被処理パネル6に照射した後、制御部60は、シャッタ13を閉じ、チャンバ40のシャッタ43を開く。そして、ロボットアーム等を用いてチャンバ40の照射ボックス20内のステージ30の載置面31から、被処理パネル6を取り外し、搬出入口44を通して被処理パネル6を、液晶パネルの製造工程における次工程へ搬送する。

0053

図4は、第1の実施形態において、紫外線の照度に対する被処理パネル6の温度変化の測定結果について説明するための図である。

0054

図4に示すように、被処理パネル6の温度を45℃に設定した場合、第1の照度である2mW/cm2で照射したときの、最大温度最小温度との差である変動範囲が0.6℃であった。また、第2の照度である10mW/cm2で照射したときの、最大温度と最小温度との差である変動範囲が2.0℃であった。つぎに、被処理パネル6の温度を55℃に設定した場合、第1の照度である2mW/cm2で照射したときの、最大温度と最小温度との差である変動範囲が0.7℃であった。また、第2の照度である10mW/cm2で照射したときの、最大温度と最小温度との差である変動範囲が2.1℃であった。

0055

したがって、第1の照度で照射を行ったとき、被処理パネル6の温度が、設定温度に対して±0.5℃の範囲内に抑えられた。また、第2の照度で照射を行ったとき、被処理パネル6の温度が、設定温度に対して±1.0℃程度の範囲内に抑えられた。

0056

上述したように、第1の実施形態は、被処理パネル6に第1の照度で紫外線を照射した後、第1の照度よりも大きな第2の照度で被処理パネル6に紫外線を照射するように照射部10を制御する制御部60を有する。これにより、被処理パネル6に紫外線を照射する照射時間の長大化を抑制することができる。

0057

また、第1の実施形態では、第2の照度の照射時間を、第1の照度の照射時間よりも長くすることで、被処理パネル6に対する紫外線の照射時間の長大化を抑制することができる。

0058

また、第1の実施形態の液晶パネルの製造装置1は、被処理パネル6が載置される載置面31の温度を調節する温調媒体が内部を流れるステージ30を有する。これにより、被処理パネル6の温調を行いながら被処理パネル6に紫外線を照射することが可能になる。その結果、紫外線の照射時の被処理パネル6の温度を適正に保つことが可能になり、液晶パネルの品質を高めることができる。

0059

また、第1の実施形態における被処理パネル6は、ネマティック液晶組成物と、ブルー相を発現する液晶組成物と、重合性モノマーとを含む液晶層9を有する。これにより、被処理パネル6は、紫外線が照射されることで高分子安定化ブルー相を発現することが可能になる。

0060

なお、第1の実施形態における照射部10は、複数の紫外線ランプ11を用いて構成されたが、紫外線ランプ11の代わりに、光源として、LEDである複数の発光素子が平面上に配列されたLEDモジュール(図示せず)が用いられてもよい。このように光源としてLEDモジュールを用いて照度を切り替えることで、第1の照度から第2の照度に調光したときに、第2の照度が安定するまでの安定時間が数秒以内になるので、照射工程の安定性を高めることができる。

0061

また、照射部10がLEDモジュールを用いる構成の場合、複数の発光素子の点灯状態を変化させることで、第1の照度と第2の照度とを切り替えるように構成されてもよい。この場合、制御部60は、LEDモジュールが有する複数の発光素子の一部のみを点灯させることで、第1の照度で照射を行う。続いて、制御部60は、LEDモジュールが有する複数の発光素子の全てを点灯させることで、第2の照度で照射を行う。このように点灯状態を変化させる構成によれば、個々の発光素子の照度を調光することなく、簡素な構成で発光素子の点灯状態を制御するだけで第1の照度と第2の照度とを切り替えることができる。また、この構成と同様に、制御部60が、複数の紫外線ランプ11の一部のみを点灯させることで第1の照度で照射を行い、複数の紫外線ランプ11の全てを点灯させることで第2の照度で照射を行うように構成されてもよい。

0062

以下、他の実施形態の液晶パネルの製造装置について図面を参照して説明する。なお、他の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部材には、第1の実施形態と同一符号を付して説明を省略する。

0063

(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を示す模式図である。第1の実施形態の変形例では、LEDモジュールを用いて、照度が等しい複数の発光素子の点灯状態を切り替えることで第1の照度と第2の照度とで照射を行うように構成されたが、第2の実施形態は、照度が異なる複数の発光素子を有するLEDモジュールを用いる点が、第1の実施形態等と異なる。

0064

図5に示すように、第2の実施形態の液晶パネルの製造装置2が有する照射部82は、紫外線を第1の照度及び第2の照度で被処理パネル6にそれぞれ照射するLEDモジュール87を有する。

0065

第2の実施形態におけるLEDモジュール87は、第1の照度で紫外線を照射する第1の光源としての複数の第1の発光素子87aと、第1の照度よりも大きな第2の照度で紫外線を照射する第2の光源としての複数の第2の発光素子87bと、を有する。LEDモジュール87において、平面上に配置される複数の第1の発光素子87aと複数の第2の発光素子87bは、例えば、格子状や、所定の方向に対して交互に配列されている。第1及び第2の発光素子87a,87bとしては、紫外線LEDが用いられている。

0066

また、LEDモジュール87は、例えば、セラミックスによって基材が形成された基板を有する。基板の基材として、基板に反射特性を確保する場合には、白色で高反射率を有するアルミナが望ましく、より高い放熱性能を確保する場合には、熱伝導率が高い窒化アルミニウムが望ましい。また、セラミックス製の基板には、図示しないが、第1及び第2の発光素子87a,87bに通電するためのAg等からなる導電パターンが形成されている。導電パターンには、実装部や給電部等を除き、絶縁性の確保と、腐食の防止のために、ガラス等を主成分とする無機材料被覆されている。また、基板には、アルミニウム製の放熱部材が設けられており、放熱部材が一定の温度に保たれるように水冷構造を用いて冷却される。

0067

(第2の実施形態における照度の切り換え
制御部60は、LEDモジュール87の第1の発光素子87aのみを点灯させることで、第1の照度で紫外線を被処理パネル6に照射する。続いて、制御部60は、LEDモジュール87の第2の発光素子87bのみを点灯させることで、第2の照度で紫外線を被処理パネル6に照射する。

0068

また、第2の実施形態は、第2の照度で照射を行うときに第2の発光素子87bのみを点灯させる構成に限定されるものではなく、第2の照度で照射を行う際に、第2の発光素子87bを点灯させるのに加えて、第1の発光素子87aの一部または全てを点灯させてもよい。

0069

第2の実施形態によれば、個々の発光素子87a,87bを調光することなく、第1の発光素子87aと第2の発光素子87bとの点灯状態を切り替えることで、第1の照度と第2の照度とを切り替えることができる。

0070

また、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、被処理パネル6に紫外線を照射する照射時間の長大化を抑制することができる。

0071

(第3の実施形態)
図6は、第3の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を示す模式図である。第3の実施形態は、照度が異なる複数の照射領域を有するLEDモジュールを用いる点が、第1の実施形態と異なる。

0072

図6に示すように、第3の実施形態の液晶パネルの製造装置3が有する照射部83は、紫外線を第1の照度及び第2の照度で被処理パネル6にそれぞれ照射するLEDモジュール88と、LEDモジュール88を被処理パネル6に対して移動する移動機構90と、を有する。

0073

LEDモジュール88は、第1の照度で紫外線を被処理パネル6に照射する第1の照射領域88aと、第2の照度で紫外線を被処理パネル6に照射する第2の照射領域88bと、を有する。第1の照射領域88aと第2の照射領域88bは、図6中のA方向において隣接して設けられている。また、第1及び第2の照射領域88a,88bには、複数の発光素子がそれぞれ配列されている。第2の照射領域88bに配置された発光素子は、第1の照射領域88aに配置された発光素子よりも照度が大きく、第2の照射領域88bが第2の照度で紫外線を照射することが可能とされている。

0074

また、LEDモジュール88は、移動機構90によって、A方向に沿って移動可能に設けられている。移動機構90は、図示しないが、例えば、A方向に沿って設けられたガイドレールと、ガイドレールに沿ってLEDモジュール88をA方向に駆動する駆動機構と、を有する。制御部60は、移動機構90を制御することで、被処理パネル6に対して第1及び第2の照射領域88a,88bを移動させて、被処理パネル6と、第1及び第2の照射領域88a,88bとの相対位置を切り替える。なお、制御部60は、第1及び第2の照射領域88a,88bを被処理パネル6に対向する位置に移動させる動作に連動して、被処理パネル6に対向する第1及び第2の照射領域88a,88bの一方のみを点灯させるように制御を行ってもよい。

0075

(第3の実施形態における照度の切り換え)
第3の実施形態では、制御部60が移動機構90を制御することで、LEDモジュール88の第1の照射領域88aを、ステージ30上の被処理パネル6に対向する位置に移動させて、第1の照射領域88aによって第1の照度で照射を行う。続いて、制御部60が移動機構90を制御することで、第2の照射領域88bを被処理パネル6に対向する位置に移動させて、第2の照射領域88bによって第2の照度で照射を行う。

0076

第3の実施形態によれば、個々の発光素子を調光することなく、被処理パネル6に対向するように第1の照射領域88aと第2の照射領域88bの位置を移動させることで、第1の照度と第2の照度とを切り替えることができる。

0077

また、第3の実施形態においても、第1及び第2の実施形態と同様に、被処理パネル6に紫外線を照射する照射時間の長大化を抑制することができる。

0078

(第4の実施形態)
図7は、第4の実施形態に係る液晶パネルの製造装置を示す模式図である。第4の実施形態は、照度が異なる複数のLEDモジュールを用いる点及び複数のステージに載置された被処理パネル6に対して照射を行う点が、第1の実施形態と異なる。

0079

図7に示すように、第4の実施形態の液晶パネルの製造装置4が有する照射部84は、第1の光源としての第1のLEDモジュール89と、第2の光源としての第2のLEDモジュール89bと、第1のLEDモジュール89a及び第2のLEDモジュール89bを被処理パネル6に対して移動する移動機構90と、を有する。

0080

また、図7に示すように、第4の実施形態の液晶パネルの製造装置4は、2つのチャンバ40,40を備えている。また、照射部84は、2つのチャンバ40,40に亘って移動自在に設けられ、光照射部84が、いずれか一方のチャンバ40,40のステージ30,30の載置面31,31上の被処理パネル6,6に光を照射する。さらに、各チャンバ40,40には、ロボットアームによって被処理パネル6,6が出し入れされ、かつシャッタ43,43によって開閉される搬出入口44,44が設けられている。

0081

第1のLEDモジュール89aは、紫外線を第1の照度で被処理パネル6に照射する複数の発光素子が平面上に配列されている。第2のLEDモジュール89bは、紫外線を第2の照度で被処理パネル6に照射する複数の発光素子が平面上に配列されている。第1のLEDモジュール89aと第2のLEDモジュール89bは、図7中のA方向において隣接して設けられている。

0082

また、第1及び第2のLEDモジュール89a,89bは、移動機構90によって、A方向に沿って移動可能に設けられている。制御部60は、移動機構90を制御することで、被処理パネル6に対して第1及び第2のLEDモジュール89a,89bを移動させて、被処理パネル6と、第1及び第2のLEDモジュール89a,89bとの相対位置を切り替える。

0083

(第4の実施形態における照度の切り換え)
第4の実施形態では、制御部60が移動機構90を制御することで、第1のLEDモジュール89aを、ステージ30上の被処理パネル6に対向する位置に移動させて、第1のLEDモジュール89aによって第1の照度で照射を行う。続いて、制御部60が移動機構90を制御することで、第2のLEDモジュール89bを被処理パネル6に対向する位置に移動させて、第2のLEDモジュール89bによって第2の照度で照射を行う。

0084

第4の実施形態によれば、個々の発光素子を調光することなく、被処理パネル6に対向するように第1のLEDモジュール89aと第2のLEDモジュール89bの位置を移動させることで、第1の照度と第2の照度とを切り替えることができる。

0085

また、第4の実施形態においても、第1ないし第3の実施形態と同様に、被処理パネル6に紫外線を照射する照射時間の長大化を抑制することができる。

0086

また、第4の実施形態においては、複数の被処理パネル6に対して照射を行うことができる。更に、第4の実施形態においては、例えば、一方の被処理パネル6に対して照射部84が照射を行っているときに、他方の被処理パネル6がロボットアーム(図示せず)を用いて、チャンバ40に対して出し入れされる。このとき、他方の被処理パネル6は、ステージ30の載置面31に載置されてもよいし、他方の被処理パネル6がステージ30の載置面31に載置後、他方の被処理パネル6の温度が、10℃〜70℃の範囲の所定の設定温度に対して±0.5℃以内となるように、ステージ30及び循環型空調装置50を制御してもよい。つまり、一方の被処理パネル6に対して照射部84が照射を行っているとき、他方の被処理パネル6は、一方の被処理パネル6に対する照射を行った直後に速やかに照射を行うことができるので、被処理パネル6に紫外線を照射する照射時間の長大化を更に抑制することができる。加えて、一方の被処理パネル6に第1のLEDモジュール89aが紫外線を第1の照度で照射しているとき、他方の被処理パネル6に第2のLEDモジュール89bが紫外線を第2の照度で照射してもよい。このようにすることで、被処理パネル6に紫外線を照射する照射時間の長大化を更に抑制することができる。

0087

また、第3及び第4の実施形態の変形例として、照射部83,84に対して被処理パネル6側が移動されるように構成されてもよい。この場合には、例えば、被処理パネル6が配置されたチャンバ40が、移動機構によって照射部83,84に対して移動されるように構成されてもよい。

0088

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

0089

1液晶パネルの製造装置
6被処理パネル
7カラーフィルタ基板
8対向基板
9液晶層
10照射部
11紫外線ランプ
30ステージ
31 載置面
60 制御部
87LEDモジュール
90 移動機構

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