JP2017106986A - 液晶パネルの製造装置および液晶パネルの製造方法 - Google Patents

液晶パネルの製造装置および液晶パネルの製造方法 Download PDF

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弘喜 日野
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剛雄 加藤
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亮彦 田内
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Abstract

【課題】装置構成の複雑化および部品点数の増大を抑制しつつ紫外線照射効率の悪化を抑制する液晶パネルの製造装置および液晶パネルの製造方法を提供する。【解決手段】液晶パネルの製造装置１は、高分子安定化ブルー層を発現させるために被処理パネルに紫外線を照射する液晶パネルの製造装置であって、被処理パネルに第１の時間に亘って紫外線を照射する第１照射部と、第１照射部において被処理パネルに紫外線を照射中に、第１の時間よりも長い第２の時間に亘って、第１照射部で紫外線が照射された被処理パネルに紫外線を照射する第２照射部とを具備する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、液晶パネルの製造装置および液晶パネルの製造方法に関する。
液晶パネルの製造において、光反応性を持つ高分子体を備えた被処理パネルに、紫外線ランプ等の光源を用いて所定波長の光を照射することにより、高分子体を化学反応させて配向機能を持たせる光配向を行う方式が知られている。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な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に対して紫外線を照射するときに、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。
特開２００７−２７７５３１号公報 特開２００８−３０３３８１号公報
ところで、高分子安定化ブルー相を発現させる場合においては、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。
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に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。しかしながら、液晶パネルの温度を均一化することは装置構成の複雑化および部品点数の増大が避けられない。
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、被処理パネルに対する紫外線照射効率の悪化を抑制することが望ましい。
本発明は、被処理パネルに対して装置構成の複雑化および部品点数の増大を抑制しつつ紫外線照射効率の悪化を抑制する液晶パネルの製造装置および液晶パネルの製造方法を提供することを目的とする。
本実施形態の液晶パネルの製造装置は、高分子安定化ブルー層を発現させるために被処理パネルに紫外線を照射する液晶パネルの製造装置であって、第１照射部と、第２照射部とを具備する。第１照射部は、被処理パネルに第１の時間に亘って紫外線を照射する。第２照射部は、第１照射部において被処理パネルに紫外線を照射中に、第１の時間よりも長い第２の時間に亘って、第１照射部で紫外線が照射された被処理パネルに紫外線を照射する。
本発明によれば、被処理パネルに対する紫外線照射効率の悪化を抑制することができる。
実施形態に係る液晶パネルの製造装置を模式的に示すブロック図である。 実施形態に係る第１照射装置を示す概略断面図である。 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。 実施形態に係る第２照射装置を示す斜視図である。 実施形態に係る第２照射装置を示す斜視図である。 実施形態に係る液晶パネルの製造処理を示すフローチャートである。 実施形態に係る液晶パネルの製造装置における処理を示すタイムチャートである。 第１照射装置の他の構成を示す概略構成図である。
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、高分子安定化ブルー層を発現させるために被処理パネルに紫外線を照射する液晶パネルの製造装置であって、第１照射部（実施形態においては「第１照射装置１００」。以下同じ）と、第２照射部（実施形態においては「第２照射装置２００」。以下同じ）とを具備する。第１照射部は、被処理パネル６に第１の時間ＴＭ１に亘って紫外線を照射する。第２照射部は、第１照射部において被処理パネル６に紫外線を照射中に、第１の時間ＴＭ１よりも長い第２の時間ＴＭ２に亘って、第１照射部で紫外線が照射された被処理パネル６に紫外線を照射する。
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１照射部は、被処理パネル６が載置され被処理パネル６の温度を制御するステージ３０を有し、被処理パネル６に紫外線を照射する。第２照射部は、第１照射部で紫外線が照射された被処理パネル６に紫外線を照射する。
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に含まれる液晶層９は、ネマティック液晶組成物と、高分子安定化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。
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を用いる液晶パネルの製造方法は、高分子安定化ブルー層を発現させるために被処理パネル６に紫外線を照射する液晶パネルの製造方法であって、第１照射工程と、第２照射工程とを含む。第１照射工程は、被処理パネル６に第１の時間に亘って紫外線を照射する。第２照射工程は、第１の時間よりも長い第２の時間に亘って、第１照射工程で処理された被処理パネル６に紫外線を照射する。
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を用いる液晶パネルの製造方法は、高分子安定化ブルー層を発現させるために被処理パネル６に紫外線を照射する液晶パネルの製造方法であって、第１照射工程と、第２照射工程とを含む。第１照射工程は、ステージ３０により被処理パネル６の温度を制御しながら、ステージ３０に載置された被処理パネル６に紫外線を照射する。第２照射工程は、第１照射工程で処理された被処理パネル６に紫外線を照射する。
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を用いる液晶パネルの製造方法において、被処理パネルに含まれる液晶層９は、ネマティック液晶組成物と、高分子安定化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。
［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、実施形態に係る液晶パネルの製造装置を模式的に示すブロック図である。
図１に示すように、実施形態の液晶パネルの製造装置１は、第１照射部としての第１照射装置１００と、第２照射部としての第２照射装置２００とを具備する。なお、図１に示す例においては、液晶パネルの製造装置１は、第２照射部として４つの第２照射装置２００−１〜２００−４を具備する。なお、第２照射装置２００−１〜２００−４を区別しない場合は、第２照射装置２００とする場合がある。また、図１の構成は一例であり、液晶パネルの製造装置１は、４つの第２照射装置２００に限らず、複数の第２照射装置２００や１つの第２照射装置２００を具備してもよい。例えば、液晶パネルの製造装置１は、各第２照射装置２００のカセット２０１（図４参照）の数に応じた数の第２照射装置２００を具備するが、詳細は後述する。
図２は、実施形態に係る第１照射装置を示す概略断面図である。また、図３は、実施形態の製造装置を用いて紫外線が照射される液晶パネル（被処理パネル）を模式的に示す断面図である。
図２に示すように、第１照射装置１００は、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。
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、支持基体１１と、基板１２と、発光素子１３と、水冷装置１４を有する。
支持基体１１は、直方体状に形成されており、長尺状の基板１２が所定の方向（図２では前後方向）に沿って複数等間隔で配置される。支持基体１１には、例えばアルミニウム合金等が用いられる。また、支持基体１１には、図示しないが、水冷装置１４によって冷媒が循環する流路が設けられる。水冷装置１４は、例えば、流路に連結された配管１５や、冷媒を一定の温度に保つためのヒータ及び冷却装置や、配管１５内の冷媒を送り出すポンプ等を有して構成される。水冷装置１４により、支持基体１１は、発光素子１３や基板１２からの熱を効率的に放熱することができる。
基板１２は、例えば、セラミックスによって長尺状の基材が形成されており、例えば銀等によって所望のパターン状に形成された図示しないプリント配線が基材に設けられている。基板１２上には、複数の発光素子１３が、プリント配線と電気的に接続されて設けられている。
また、図示しないが、基板１２は、発光素子１３が接続される接続端子と、電源装置から電力が供給される電源端子とを除く領域が、絶縁性を確保し、腐食を防ぐために、被覆膜によって覆われている。被覆膜は、例えば、ガラス材等を主成分とする無機材料によって形成されている。なお、必要に応じて、基板１２は、発光素子１３が発する光を反射する反射性を高めるために、比較的高い反射率を有する白色のアルミナによって形成されてもよい。また、基板１２は、熱伝導性を高く確保するために、比較的高い熱伝導性を有する窒化アルミニウムによって形成されてもよい。
発光素子１３には、紫外線を発する発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ：Laser Diode）が用いられる。発光素子１３は、例えば、波長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。
また、実施形態でいう「紫外線」とは、波長４５０ｎｍ以下の波長の光であり、具体的にはＬＥＤ光源が発する波長３６５ｎｍの光であるが、その他の波長の光も許容される。また、発光素子１３は、波長４５０ｎｍ以下の光を放射するＬＥＤやＬＤに限定されるものではなく、例えば波長４５０ｎｍ以下の光を放射するのみでなく、波長４５０ｎｍよりも長波長側の光を放射するＬＥＤやＬＤであってもよい。要するに、波長４５０ｎｍ以下の光を放射するＬＥＤやＬＤであれば、その発光様式は限定されない。
第１照射装置１００は、被処理パネル６に第１の時間ＴＭ１に亘って紫外線を照射する。例えば、第１照射装置１００は、照射部１０から波長３６５ｎｍの紫外線を放射し、その照度設定値が２ｍＷ/ｃｍ２（以下、「第１照度」とする場合がある）である。また、例えば、第１照射装置１００が被処理パネル６に紫外線を照射する第１の時間ＴＭ１は、被処理パネル６の高分子安定化ブルー相の比率を７０〜８０％程度生成させるための時間である。具体的には、第１の時間ＴＭ１は、３０秒間であってもよい。
また、第１照射装置１００は、温度に関する所定の条件（以下、「第１条件」とする）を満たす状態において、被処理パネル６に紫外線を照射する。なお、本実施形態において、第１条件は、被処理パネル６に紫外線を照射する間、被処理パネル６の温度が基準となる温度（例えば３１０Ｋ（３６．８５℃））から±０．５℃以内に保たれた状態を満たすことを条件とする。以下では、第１条件に含まれる温度範囲を「第１の温度範囲」とする。例えば、第１条件は、第１の時間ＴＭ１における被処理パネル６の温度が基準となる温度から第１の温度範囲である±０．５℃以内に保たれた状態を満たすことを条件とする。すなわち、第１照射装置１００における第１条件は、後述する第２条件と比べて温度管理が厳格な条件である。以下では、第１照射装置１００が被処理パネル６に第１の時間ＴＭ１に亘って紫外線を照射する工程を「第１照射工程」とする。
なお、ここでいう被処理パネル６の温度とは、被処理パネル６の表面温度であることが望ましい。しかしながら、実際に被処理パネル６に紫外線を照射する条件下においては被処理パネル６の温度を測定することが難しい場合もある。そこで、例えば被処理パネル６の表面温度がステージ３０の表面温度とほぼ同じである場合、ステージ３０の表面温度を被処理パネル６の温度としてもよい。また、例えばステージ３０の表面温度と被処理パネル６の表面温度が異なる場合、ステージ３０と被処理パネル６との温度の関係を予め算出しておき、ステージ３０の温度から被処理パネル６の温度を推定する方法で被処理パネル６の表面温度を算出してもよい。
第１照射装置１００は、第１条件を満たす温度に保ちながら被処理パネル６に紫外線を照射する第１照射工程により、液晶パネルの液晶層９に高分子安定化ブルー相を発現させるものである。第１照射装置１００を用いて紫外線が照射される被処理パネル６は、第１の基板としてのカラーフィルタ基板７と、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。
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（図示しない）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、複数の電極が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、第１照射装置１００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。
液晶層９を構成するネマティック液晶組成物とは、誘電異方性を有する材料によって形成されている。
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、被処理パネル６の温度が±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。
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。
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。
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、可視光線や赤外線などの不要な光線の透過を制限する。
ステージ３０は、被処理パネル６が載置される載置面３１を有しており、載置面３１に載置された被処理パネル６の温度が第１条件を満たすように制御する。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を温度制御するために、内部に一定温度の媒体として水等が流される。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、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。
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。
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媒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、循環路内で媒体を循環させる媒体保温循環装置３２が接続されており、媒体保温循環装置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。媒体保温循環装置３２は、例えば、循環路に連結された配管３３（図２参照）や、媒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内の媒体を送り出すポンプ等を有して構成される。このように、ステージ３０の温度を制御することで、ステージ３０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。
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。
また、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ＲＨ１０（図４参照）を用いて、チャンバ４０に対して出し入れされる。
循環型空調装置５０は、図２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。特に、循環型空調装置５０は、被処理パネル６の表面温度が液晶パネルの製造方法１が設置された環境の温度よりも高いときに、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。
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。
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。
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、支持基体１１に設けられた流路を循環させる液体や、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。
制御部６０は、第１照射装置１００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、オペレータが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。
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、温度センサ等の検知結果に基づいて、支持基体１１に設けられた流路に充填された液体の温度を制御することで、発光素子１３や基板１２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、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。
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、第１条件を満たすようにステージ３０及び循環型空調装置５０を制御する。例えば、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。
ここで、実施形態に係る第２照射装置２００について、図面を参照して説明する。図４は、実施形態に係る第２照射装置を示す斜視図である。また、図５は、実施形態に係る第２照射装置を示す斜視図である。
第２照射装置２００は、複数のカセット２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ等を具備する。なお、複数のカセット２０１Ａ〜２０１Ｃ等を区別しない場合は、カセット２０１とする場合がある。第２照射装置２００は、９つのカセット２０１を有する。すなわち、第２照射装置２００は、並列して第２照射工程を行うことが可能である。具体的には、第２照射装置２００が、９枚の被処理パネル６に同時に紫外線を照射することが可能である。
各カセット２０１は、紫外線を照射する照射部２１０と、シャッタ２２０と、載置面２３０と、ダクト２４０ａ、２４０ｂとを具備する。
照射部２１０は、光源としての複数の紫外線ランプ２１１を有する。紫外線ランプ２１１は、水銀やアルゴン等の希ガスが封入されて、内壁に主に波長２５４ｎｍの紫外線により励起されて波長２５４ｎｍより長波長の紫外線を照射する紫外線蛍光ランプ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２１１は、例えば、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度を主波長とし、かつ、ピーク波長が波長３６５ｎｍの紫外線の照度が１５ｍＷ／ｃｍ２以下である。また、照射部２１０は、第２照射装置２００から着脱可能である。
また、各カセット２０１には、カセット２０１内に被処理パネル６を出し入れするためのシャッタ２２０が開閉可能に設けられている。シャッタ２２０は、カセット２０１内に被処理パネル６を出し入れするときに開けられ、カセット２０１内に被処理パネル６が収容されたときに閉じられる。例えば、被処理パネル６は、シャッタ２２０開放時にロボットアームＲＨ１０を用いて、カセット２０１内に対して出し入れされる。
また、各カセット２０１は、カセット２０１内に収容された被処理パネル６が配置される載置面２３０を有する。すなわち、カセット２０１内に収容された被処理パネル６は、載置面２３０上に配置され、紫外線ランプ２１１からの紫外線が照射される。また、ダクト２４０ａ、２４０ｂは、それぞれの照射部２１０と接続され、照射部２１０に冷媒を送る。例えば、ダクト２４０ａは冷媒の流入側であり、ダクト２４０ｂは冷媒の流出側である。また、ダクト２４０ａに用いられる冷媒は、図示しない外部冷却装置により冷却された空気などである。
第２照射装置２００は、第１の時間ＴＭ１よりも長い第２の時間ＴＭ２に亘って、被処理パネル６に紫外線を照射する。図１では、第２照射装置２００は、第１照射工程を経た被処理パネル６に、第２の時間ＴＭ２に亘って紫外線を照射する。
例えば、第２照射装置２００は、照射部２１０から波長３６５ｎｍの紫外線を放射し、その照度設定値は、２ｍＷ/ｃｍ２（以下、「第２照度」とする場合がある）である。なお、第１照度と第２照度とは、異なる照度であってもよい。また、例えば、第２照射装置２００が被処理パネル６に紫外線を照射する第２の時間ＴＭ２は、残留するモノマーをほぼ反応させて安定化ブルー層をほぼ生成させるための時間である。すなわち、第２照射装置２００が被処理パネル６に紫外線を照射する第２の時間ＴＭ２は、第１照射工程後において被処理パネル６の高分子安定化ブルー相がほぼ生成するまで紫外線を照射する時間である。具体的には、第２の時間ＴＭ２は、１時間であってもよい。
また、第２照射装置２００は、第１条件よりも条件に含まれる温度範囲（以下、「第２の温度範囲」とする）が広い所定の条件（以下、「第２条件」とする）を満たす状態において、被処理パネル６に紫外線を照射する。すなわち、第２の温度範囲は、第１の温度範囲よりも範囲が広い。したがって、第２照射装置２００は、第１条件よりも条件が緩和された第２条件を満たす状態において、被処理パネル６に第２照度で紫外線を照射する。
本実施形態において、液晶パネルの製造装置１は、被処理パネル６に紫外線を照射する間、すなわち第２の時間ＴＭ２における温度の管理を不要とする。すなわち、第２照射装置２００における第２条件は、温度管理（第２の温度範囲の設定）を不要とする。なお、液晶パネルの製造装置１は、第２の温度範囲を±５℃以内等、適宜の範囲に設定してもよい。以下では、第２照射装置２００が被処理パネル６に第２の時間ＴＭ２に亘って第２照度で紫外線を照射する工程を「第２照射工程」とする。
ここで、液晶パネルの製造方法の処理の流れについて説明する。図６は、実施形態に係る液晶パネルの製造処理を示すフローチャートである。なお、液晶パネルの製造方法は、所定の装置（例えば、液晶パネルの製造装置１）が自動で行ってもよいし、所定の装置（例えば、液晶パネルの製造装置１）の操作者により行われてもよい。例えば、液晶パネルの製造装置１が自動で液晶パネルの製造処理を行う場合、液晶パネルの製造装置１は、所定の制御機構を有してもよい。また、液晶パネルの製造装置１により液晶パネルの製造処理が行われる場合、第１照射装置１００と第２照射装置２００との間の被処理パネル６の移動は、液晶パネルの製造装置１の操作者やロボットアームＲＨ１０を有する所定のロボット等により行われてもよい。
以下では、液晶パネルの製造装置１が液晶パネルの製造処理を行う場合を示す。また、図６に示すフローチャートにおいてステップＳ１０１の前に被処理パネル６が第１照射工程を開始しているものとして、以下説明する。例えば、第１照射工程においては、所定の機構（例えばステージ３０）により温度が制御され、被処理パネル６に第１の時間ＴＭ１に亘って紫外線が照射される。また、例えば、第２照射工程においては、被処理パネル６に第１の時間ＴＭ１よりも長い第２の時間ＴＭ２に亘って紫外線が照射される。
まず、液晶パネルの製造装置１は、第１照射装置１００により第１照射工程を行う。具体的には、第１照射装置１００の制御部６０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ＲＨ１０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。
そして、制御部６０は、照射部１０の発光素子１３を点灯させる。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を通して第１照度で第１の時間ＴＭ１だけ照射する。このように、第１照射装置１００は、温度に関する第１の条件を満たしつつ、紫外線を一定の第１照度で第１の時間ＴＭ１だけ照射する。
次に、液晶パネルの製造装置１は、第１照射工程中の被処理パネル６の第１照射工程が完了したかを判定する（ステップＳ１０１）。第１照射工程中の被処理パネル６の第１照射工程が完了していない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、液晶パネルの製造装置１は、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
一方、第１照射工程中の被処理パネル６の第１照射工程が完了した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、液晶パネルの製造装置１は、被処理パネル６を第２照射装置２００へ移動させる。例えば、液晶パネルの製造装置１は、被処理パネル６をロボットアームＲＨ１０により、第１照射装置１００から第２照射装置２００へ移動させる。
その後、液晶パネルの製造装置１は、被処理パネル６の第２照射工程を開始する（ステップＳ１０２）。そして、液晶パネルの製造装置１は、新たな被処理パネル６の第１照射工程を開始する（ステップＳ１０３）。すなわち、液晶パネルの製造装置１は、ステップＳ１０２において第２照射工程を開始した被処理パネル６と、ステップＳ１０３において第１照射工程を開始した新たな被処理パネル６とを並列して処理する。その後、液晶パネルの製造装置１は、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。なお、液晶パネルの製造装置１は、全ての被処理パネル６の第２照射工程が終了した場合、液晶パネルの製造処理を終了する。また、液晶パネルの製造装置１は、第２照射装置２００の全カセット２０１が使用中等により第２照射工程を行うことができない場合、ステップＳ１０２の処理を待機し、第２照射工程を行うことが可能になった後、ステップＳ１０２の処理を行ってもよい。
上述したように、液晶パネルの製造装置１は、第２照射装置２００により第２照射工程を行う。また、第２照射装置２００による第２照射工程の第２の時間ＴＭ２は、第１照射装置１００による第１照射工程の第１の時間ＴＭ１よりも長い。そのため、１枚の被処理パネル６に対して第２照射工程を行っている間に、第１照射工程は複数回行われる。すなわち、１枚の被処理パネル６に対して第２照射工程を行っている間に、第１照射工程が行われた複数の被処理パネル６が第２照射装置２００へ移動される。一方、第２照射装置２００は並列して第２照射工程を行うことが可能であるため複数の被処理パネル６に対して第２照射工程を行うことが可能である。
図１に示す例において、第１の時間ＴＭ１が３０秒間、第２の時間ＴＭ２が１時間であり、連続して処理する被処理パネル６の数が３０枚とした場合、４つの第２照射装置２００は、９つのカセット２０１を有するため、３６枚の被処理パネル６に対して並列して第２照射工程を行うことが可能である。そのため、液晶パネルの製造装置１は、３６枚の被処理パネル６を処理するのに要する時間（以下、「総タクトタイム」とする場合がある）を１時間１５分（＝３０秒×３０枚＋１時間）に短縮することができる。なお、第２照射工程を並列して行えない場合、すなわち１つずつ第２照射工程を行う場合、総タクトタイムは、３０時間３０秒（＝３０秒＋１時間×３０枚）となる。また、液晶パネルの製造装置１は、各被処理パネル６の処理に第１照射装置１００を使用する時間を３０秒に抑えることができる。なお、被処理パネル６の移動および配置等に時間を要するが、説明の簡単化のため、それらの時間は第１の時間ＴＭ１または第２の時間ＴＭ２に含まれるものとする。
これにより、液晶パネルの製造装置１は、第１照射装置１００のみを用いる場合、第１照射装置１００において１枚の被処理パネル６に数百秒程度要していた照射時間を短縮できる。すなわち、液晶パネルの製造装置１は、温度管理を要しない第２照射装置２００による第２照射工程の追加により、従来、長時間照射していた温度管理を要する第１照射装置１００による第１照射工程を行う時間を短縮させることができる。このように、液晶パネルの製造装置１は、被処理パネル６に対する紫外線照射効率の悪化を抑制することができる。
また、液晶パネルの製造装置１は、連続して処理する被処理パネル６の数に応じて、第２照射装置２００の数や各第２照射装置２００のカセット２０１を増やすことにより、液晶パネル生産のための総タクトタイムも短縮することが可能となる。
ここで、図７を用いて、液晶パネルの製造装置１における第１照射工程及び第２照射工程の時系列の一例を示す。図７は、実施形態に係る液晶パネルの製造装置における処理を示すタイムチャートである。
図７に示す例では、液晶パネルの製造装置１が６枚以上の被処理パネル６を処理する場合を示す。図７では、各被処理パネル６をパネルＡ〜パネルＦ等として説明する。なお、図７に示す例においては、第２照射装置２００におけるカセット２０１の合計数は５つとする。図７では、各カセット２０１をカセットＡ〜カセットＥとして説明する。また、図７に示す例においては、第１の時間ＴＭ１を第２の時間ＴＭ２の５分の１より短いものとする。
まず、第１照射装置１００は、時刻ｔ１においてパネルＡに対して第１照射工程を開始する。その後、時刻ｔ１から第１の時間ＴＭ１経過後、第１照射装置１００は、パネルＡに対して第１照射工程が完了する。
次に、第１照射装置１００は、パネルＡに対する第１照射工程の完了時刻からパネルＡの搬送作業後（図７においては時間ＣＴ１経過後）の時刻ｔ２においてパネルＢに対して第１照射工程を開始する。また、カセットＡは、時刻ｔ２において、第１照射装置１００から搬送されたパネルＡに対して第２照射工程を開始する。液晶パネルの製造装置１において、第１照射装置１００が被処理パネル６であるパネルＢに紫外線を照射中に、第２照射装置２００は、第１照射装置１００で第１の時間ＴＭ１に亘って紫外線が照射された他の被処理パネル６であるパネルＡに紫外線を照射する。その後、時刻ｔ２から第１の時間ＴＭ１経過後、第１照射装置１００は、パネルＢに対して第１照射工程が完了する。以下、パネルＣ〜Ｆについて、同様に照射を行う。
次に、第１照射装置１００は、時刻ｔ７においてパネルＦ以降のパネル（例えばパネルＧ）に対して第１照射工程を開始する。また、カセットＡは、時刻ｔ７において、パネルＡに対して第２照射工程を完了し、第１照射装置１００からパネルＦが搬送される。そのため、カセットＡは、時刻ｔ７において、パネルＦに対して第２照射工程を開始する。同様に、カセットＢ〜Ｅは、時刻ｔ７において、パネルＢ〜Ｅに対して第２照射工程を継続する。
このように、図７に示す例においては、液晶パネルの製造装置１は、５枚の被処理パネル６に対して並列して第２照射工程を行うことができる。これにより、液晶パネルの製造装置１は、全被処理パネル６を処理するのに要する総タクトタイムも短縮することができる。
以上述べたように、本実施形態では、液晶パネルの製造装置１は、第１照射装置１００において被処理パネル６に紫外線を照射中に、第２照射装置２００が他の被処理パネル６に紫外線を照射する。そのため、液晶パネルの製造装置１は、処理を並列に行うことが可能となる。これにより、液晶パネルの製造装置１は、装置構成が複雑で部品点数が多い第１照射装置１００と装置構成が単純で部品点数が少ない第２照射装置２００とを組み合わせることで、液晶パネルの製造装置１の全体としての装置構成の複雑化および部品点数の増大を抑制しつつ、被処理パネル６への紫外線照射効率の悪化を抑制する。また、第１照射装置１００における第１照射工程の第１の時間ＴＭ１が、第２照射装置２００における第２照射工程の第２の時間ＴＭ２よりも短いため、第１照射装置１００において１枚の被処理パネル６に数百秒程度要していた照射時間の増大を抑制できる。また、液晶パネルの製造装置１は、全被処理パネル６を処理するのに要する総タクトタイムの増大を抑制することができる。したがって、液晶パネルの製造装置１は、被処理パネル６に対して装置構成の複雑化および部品点数の増大を抑制しつつ紫外線照射効率の悪化を抑制できる。
前述した構成の実施形態に係る液晶パネルの製造装置１において、第１照射装置１００は、ステージ３０により温度が制御される。これにより、液晶パネルの製造装置１は、第１照射工程において被処理パネル６を所定の温度に保ちながら、紫外線を所定の照射時間照射することで、高分子安定化ブルー相が生成させることができる。また、液晶パネルの製造装置１では、第２照射工程の温度管理を第１照射装置１００と比較して厳格にすることなく行え、第２照射装置２００が第１照射装置１００よりも装置構成が単純で部品点数が少なくできるため、液晶パネルの製造装置１の全体としての装置構成の複雑化および部品点数の増大を抑制しつつ、被処理パネル６への紫外線照射効率の悪化を抑制することができる。したがって、液晶パネルの製造装置１は、被処理パネル６に対して装置構成の複雑化および部品点数の増大を抑制しつつ紫外線照射効率の悪化を抑制できる。
また、前述した構成の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に含まれる液晶層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ことにより、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の発現の阻害を抑制することができる。
[変形例]
[発光素子の配置について]
なお、複数の発光素子１３の配置は、一列に沿って直線状に配列される構成に限定されるものではなく、複数列に沿って配列される構成や、基板１２の長手方向に対して千鳥状に交互に位置をずらして配列される構成でもよい。また、所望の光を照射する必要に応じて、基板１２には、複数種類の発光素子が、基板１２の長手方向に対して交互に配置されてもよい。
［第１照射装置の他の構成について］
上記した液晶パネルの製造装置１においては、ＬＥＤを光源に用いる第１照射装置１００を具備する例を示したが、第１照射装置の光源には目的に応じて種々の光源が用いられてもよい。この点について図を用いて説明する。なお、図８に示す第１照射装置１００Ａにおける第１照射装置１００と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図８に示すように、第１照射装置１００Ａは、紫外線を照射する照射部１０Ａ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。
照射部１０Ａは、紫外線を照射ボックス２０内へ照射する。照射部１０Ａは、光源としての複数の紫外線ランプ１１Ａと、紫外線ランプ１１Ａ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１２Ａとを有する。すなわち、照射部１０Ａは、光源が紫外線ランプ１１Ａである点において照射部１０と相違する。照射部１０Ａは、アルミニウムにより形成された放熱媒体を介して、紫外線ランプ１１Ａの発する熱を放熱してもよい。また、紫外線ランプ１１Ａは、紫外線ランプ１１Ａが放射する紫外線を通す水冷ジャケット（図示せず）によって覆われてもよい。水冷ジャケットは、内部に冷却水が充填されており、この冷却水を循環させることで、紫外線ランプ１１Ａが所望の動作温度に保たれる。
紫外線ランプ１１Ａは、水銀やアルゴン等の希ガスが封入されて、内壁に主に波長２５４ｎｍの紫外線により励起されて波長２５４ｎｍより長波長の紫外線を照射する紫外線蛍光ランプ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１１Ａは、例えば、波長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。
照射部１０Ａには、紫外線ランプ１１Ａと照射ボックス２０との間に、紫外線を遮断するシャッタ１６が開閉可能に設けられている。シャッタ１６は、開閉動作することで、紫外線ランプ１１Ａ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１１Ａ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。例えば、第１照射装置１００Ａにおいて、制御部６０は、紫外線ランプ１１Ａを点灯させ、紫外線ランプ１１Ａが放射する光が所望の光量に達した後、シャッタ１６を開く。
なお、上記の液晶パネルの製造装置１の構成は一例であり、液晶パネルの製造装置１は、目的に応じて種々の構成を適宜採用してもよい。例えば、液晶パネルの製造装置１は、例えばベルトコンベアに運搬方向に沿って第１照射部、第２照射部の順に並び、被処理パネル６がベルトコンベアのベルト上を移動する構成であってもよい。この場合、第１照射部を通過するベルトコンベアは、第１の時間ＴＭ１だけ被処理パネル６に第１照射部からの光が照射される第１の速度で被処理パネル６を運搬方向に移動させてもよい。また、第２照射部を通過するベルトコンベアは、第２の時間ＴＭ２だけ被処理パネル６に第２照射部からの光が照射される第２の速度で被処理パネル６を運搬方向に移動させてもよい。
このように、第１照射装置の他の構成についても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施され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。この実施形態やその変形は、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。
１ 液晶パネルの製造装置
１００ 第１照射装置（第１照射部）
１０ 照射部
１１ 支持基体
１２ 基板
１３ 発光素子
３０ ステージ
３１ 載置面
５０ 循環型空調装置
６０ 制御部
２００ 第２照射装置（第２照射部）
２１１ 紫外線ランプ
２３０ 載置面
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

Claims (6)

  1. 高分子安定化ブルー層を発現させるために被処理パネルに紫外線を照射する液晶パネルの製造装置であって、
    被処理パネルに第１の時間に亘って紫外線を照射する第１照射部と；
    前記第１照射部において被処理パネルに紫外線を照射中に、前記第１の時間よりも長い第２の時間に亘って、前記第１照射部で紫外線が照射された前記被処理パネルに紫外線を照射する第２照射部と；
    を具備する液晶パネルの製造装置。
  2. 高分子安定化ブルー層を発現させるために被処理パネルに紫外線を照射する液晶パネルの製造装置であって、
    被処理パネルが載置され前記被処理パネルの温度を制御するステージを有し、被処理パネルに紫外線を照射する第１照射部と；
    前記第１照射部で紫外線が照射された前記被処理パネルに紫外線を照射する第２照射部と；
    を具備する液晶パネルの製造装置。
  3. 前記被処理パネルに含まれる液晶層は、ネマティック液晶組成物と、高分子安定化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１または２に記載の液晶パネルの製造装置。
  4. 高分子安定化ブルー層を発現させるために被処理パネルに紫外線を照射する液晶パネルの製造方法であって、
    被処理パネルに第１の時間に亘って紫外線を照射する第１照射工程と；
    前記第１の時間よりも長い第２の時間に亘って、前記第１照射工程で処理された前記被処理パネルに紫外線を照射する第２照射工程と；
    を含む液晶パネルの製造方法。
  5. 高分子安定化ブルー層を発現させるために被処理パネルに紫外線を照射する液晶パネルの製造方法であって、
    ステージにより前記被処理パネルの温度を制御しながら、前記ステージに載置された前記被処理パネルに紫外線を照射する第１照射工程と；
    前記第１照射工程で処理された前記被処理パネルに紫外線を照射する第２照射工程と；
    を含む液晶パネルの製造方法。
  6. 前記被処理パネルに含まれる液晶層は、ネマティック液晶組成物と、高分子安定化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４または５に記載の液晶パネルの製造方法。
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