JP4930542B2

JP4930542B2 - 液晶パネルの製造方法

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Inventors: サユ塩谷; 信二鈴木
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Description

本発明は、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶パネルの製造方法に関し、特に、２枚のガラス基板の間に、電圧印加により配向する配向性を持つ液晶と紫外線に反応して重合を起こす光反応性物質とを混合した材料を封入しておき、この液晶パネルに紫外線を照射して紫外線反応材料を重合させることで配向膜をガラス板上に形成する液晶パネルの製造方法に関するものである。

液晶パネルは、２枚の光透過性基板（ガラス基板）の間に液晶を封入した構造であり、一方のガラス板上に多数のアクティブ素子（ＴＦＴ）と液晶駆動用電極を形成し、その上に配向膜を形成している。他方のガラス基板には、カラーフィルタ、配向膜、そして透明電極（ＩＴＯ）を形成している。そして両ガラス基板の配向膜間に液晶を封入し、シール剤にて周囲を封止している。
このような構造の液晶パネルにおいて、配向膜は、電極間に電圧を印加して液晶を配向させる液晶配向を制御するためのものである。
従来、配向膜の制御はラビングにより行われてきたが、近年、新しい配向制御技術が試みられている。

それは、ＴＦＴ素子が設けられた第１のガラス基板と当該第１のガラス基板に相対する第２のガラス基板との間に、電圧印加により配向する配向性を持つ液晶と、紫外線に反応して重合を起こす光反応性物質（紫外線反応材料）とを混合した材料を封入しておき、この液晶パネルに電圧を印加しながら紫外線を照射して紫外線反応材料を重合させ、ガラス基板に接する液晶（即ち表層の概ね１分子層）の向きを固定することにより、液晶にプレチルトアングルを付与する（例えば、特許文献１参照）。
この方法によれば、従来プレチルトアングルを付与するために必要だった斜面を持った突起物が不要となるので、液晶パネルの製造工程が簡略化できる。したがって、液晶パネルの製造コストや製造時間を削減できると共に、突起物による影が無くなるので開口率を改善できる利点がある。

この新しい配向制御を行う液晶パネルの製造技術において、液晶と紫外線反応材料とを混合した材料（以下紫外線反応材料を含む液晶ということもある）に対して紫外線を照射する処理方法に関して、いくつか提案がなされている。
（１）特許文献２に記載された「液晶表示素子装置およびその製造方法」においては、第一の条件の紫外線照射と、重合速度が第一の条件の紫外線照射より大きい第二の条件の紫外線照射とを、この順に組み合わせて行う液晶表示装置の製造方法（特許文献２の段落００１２の記載など参照）が提案されている。
具体的には、放射照度と積算強度が、第二の条件のほうが第一の条件よりも大きい条件で紫外線照射を行う。このようにすると、第一の条件の紫外線照射では、比較的緩やかな重合のため、配向異常の発生を抑えることができ、その後は重合速度を上げても問題なく、配向異常のない、あるいは抑制された液晶層を得ることができる。また、第二の条件の紫外線照射では３１０ｎｍ近辺の低波長成分の割合を多くすることが好ましいと書かれている（特許文献２の段落００３７の記載など参照）。

（２）特許文献３に記載された「液晶表示素子装置およびその製造方法」においては、「液晶を劣化させないためには、フィルタを用いて３１０ｎｍ未満の短波長領域をカットした紫外線を照射した方が良いことがわかった。」、「ただし、波長３１０ｎｍでの強度を完全にゼロにしてしまうと所望の液晶配向が得難くなる。そのため、波長３１０ｎｍでの強度が０．０２〜０．０５ｍＷ／ｃｍ²程度は含まれた光源を利用した方が望ましい。」（特許文献３の段落００１９の記載など参照）という知見が示されている。

（３）特許文献４に記載された「液晶表示素子装置およびその製造方法」においては、短い波長の紫外線の方が、短時間で液晶の垂直配向性を得る上では有利であるが、液晶分子等の変質を促進しやすく、長い波長の紫外線の方は、この逆に、液晶分子等の変質を促進し難いが、液晶の垂直配向性を得るのに長時間を要するようになる（特許文献４の段落００３１の記載など参照）として、３００ｎｍ〜３５０ｎｍの波長成分（短い波長の紫外線）の積算強度の範囲と、３５０ｎｍ〜４００ｎｍの波長成分（長い波長の紫外線）の積算強度の範囲が提案されている。

特開２００３−１７７４０８号公報特開２００５−１８１５８２号公報特開２００５−３３８６１３号公報特開２００６−５８７５５号公報

上述したように、液晶と紫外線反応材料とを混合した材料に対して紫外線を照射する処理方法に関していくつかの提案がなされているが、われわれが、種々の実験を行い検討した結果、次のような知見も得ている。
すなわち、上記のような新しい配向制御を使う液晶パネルにおいては、液晶に紫外線に反応して重合を起こす紫外線反応材料が混合され、紫外線照射によりこの紫外線反応材料が重合する。しかし、液晶の中に未重合の紫外線反応材料が残っていると、液晶パネルに画面の焼きつきやＶＨＲ（ボルテージ・ホールディング・レシオ）の低下、コントラストの低下などが生じ信頼性が低下する。以下、これを紫外線反応材料の残存による信頼性の低下と呼ぶ。そのため、液晶に混合した紫外線反応材料は、残らず重合させてしまわなければならない。

紫外線反応材料の重合を促進するためには、紫外線反応材料が反応する波長の光をより多く照射すればよい。一般に紫外線で重合する反応材料は、波長３６０ｎｍ以下の領域において高い反応感度を有する。その一方、特許文献２，３に記載されているように、短い波長の紫外線、特に波長３１０ｎｍ以下の光を強く当てると液晶がダメージを負い変質劣化するとも言われている。
ところが、この液晶のダメージ、変質、劣化が具体的にどのようなことを言うのか、またそれが照射される波長とどのような関連性があるのかは分かっておらず、紫外線反応材料を残らず重合させるために必要な光の波長の範囲や、短い波長の光が液晶に与える具体的な影響についても十分解明されていなかった。
即ち、現在のところ、液晶に紫外線反応材料を混合しこれに対して紫外線を照射し配向制御を行うＭＶＡ方式の液晶パネルの製造方法において、どのような波長範囲の光を、どのような割合で照射すれば、液晶パネルの信頼性を低下させることなく短時間で配向処理が可能であるかについては明らかにされていなかった。

本発明は、上記紫外線反応材料を残らず重合させるために必要な光の波長の範囲や、短い波長の光が液晶に与える具体的な影響についての知見に基づきなされたものであって、本発明の目的は、液晶に紫外線反応材料を混合しこれに対して紫外線を照射し配向制御を行うＭＶＡ方式の液晶パネルの製造方法において、液晶の分解による信頼性の低下や紫外線反応材料の残存による信頼性の低下を招くことなく、短時間で液晶パネルの配向処理を行うことができる液晶パネルの製造方法を提供することである。

発明者らは、鋭意検討の結果、次のことを見出した。
まず、現在一般に使用されているＶＡ（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）用の負の誘電率異方性を有する液晶（メルク社製）について、光の波長に対する透過率を測定した。図１にその結果である、波長に対する液晶の透過率のグラフを示す。同図において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は透過率（％）である。
同図に示すように、液晶は波長３３０ｎｍ以上の領域では透過率は１００％であり透明であるが、波長３２０ｎｍ以下の光は吸収されることがわかった。吸収された光は液晶分子を分解する。
即ち、液晶が光を吸収する波長以下の波長（３２０ｎｍより短波長）の光を照射すると液晶は分解し、これにより、液晶パネルの信頼性の低下が引き起こされる。以下、これを液晶の分解による信頼性の低下と呼ぶ。
また、ここでは、上記光を吸収する波長の内、最も長波長の波長（光の波長を短くしていったときに光の吸収が始まる波長）を吸収端波長といい、図１に示した液晶は吸収端波長が３２０ｎｍである。
以上のように、ＶＡ用の液晶である負の誘電率異方性を有する液晶は、その吸収端波長が３２０ｎｍであり、３２０ｎｍで透過率が低下していくものである。
即ち、液晶パネルの、画面の焼け付きＶＨＲの低下、コントラストの低下といった信頼性の低下は、上記した吸収端波長以下の光を照射することにより生ずる液晶の分解に起因するものと、前記した紫外線反応材料の残存に起因するものと考えられる。

次に、ＭＶＡ方式の液晶パネルの製造において、現在、一般的に使用されている液晶に含ませる紫外線反応材料について、光の波長に対する吸光度を測定した。光が吸収される、即ち吸光度が大きい波長の領域で紫外線反応材料は重合反応を生じる。図２はその結果である、波長に対する紫外線反応材料の吸光度を示す。
同図において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は紫外線反応材料の吸光度（任意単位）である。なお、測定には液晶と紫外線反応材料とを混合した材料を用い、紫外線反応材料の濃度を、１％以下の例えば、０．１ｗ％（Ｗ％とは重量パーセントを指す）にした場合と、０．０１ｗ％にした場合の２種類について測定した。材料の厚さは１５μｍ以下である。
同図に示すように、紫外線反応材料は、濃度の高い（例えば０．１ｗ％）状態においては、波長３７０ｎｍ以下の領域において光を吸収する。即ち、紫外線反応材料の吸収端波長は３７０ｎｍであり、波長３７０ｎｍ以下の光を照射すると重合反応を生じる。

しかし、重合反応が進み反応材料の量が少なくなると、波長３３０ｎｍ以上の光では重合反応が進まなくなることが分かった。これは、反応材料の濃度が低くなる（重合反応が９０％進み、反応材料の濃度が０．０１ｗ％になる）と、見かけ上、長波長の光はほとんど吸収されなくなるためと考えられる。
以上のように、波長３７０ｎｍ以下の光で重合反応を生じる紫外線反応材料であっても、波長３３０ｎｍ以下の光を照射しないと、残り１０％の（濃度０．０１ｗ％の）反応材料を重合させることができないことがわかった。
すなわち、紫外線反応材料を残らず重合させるためには、前記液晶の吸収端波長（波長３２０ｎｍ）以下の光も照射する必要がある。
なお、波長３７０ｎｍより長波長で重合反応を生じる紫外線反応材料の使用も考えられるが、波長３７０ｎｍより長波長で重合反応が生じる紫外線反応材料を使用すると、自然光でも重合反応をしてしまう恐れがあり、取り扱いが難しくなる等の理由から、ＭＶＡ方式の液晶パネルの製造において液晶に含ませる紫外線反応材料としては、図２に示したように波長３７０ｎｍ以下の光で重合反応を生じる紫外線反応材料が使用されている。

上述した「液晶に照射する光の波長をその吸収端波長（３２０ｎｍ）以下にすると液晶は分解する」ことと、「波長３２０ｎｍ以下の光を照射しないと、残り１０％の反応材料を重合させることができない」ということは、相反するものである。
すなわち、上記実験により、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下を防ぐため、液晶に含ませる紫外線反応材料のすべてを重合反応させるためには、吸収端波長（３２０ｎｍ）以下の光を照射することが必要である。しかし、吸収端波長（３２０ｎｍ）以下の光を照射すると、液晶の分解による信頼性の低下が生じ、この相反する要求を満たすように光を照射する必要があることがわかった。
そのため、その両方が成り立つように、すなわち、上記液晶の吸収端波長（波長３２０ｎｍ）より短波長の光を、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下が生じないように、すべての紫外線反応材料が重合反応を生じる照射量を超えるが、液晶の分解による信頼性の低下が生じる照射量の閾値を超えない範囲になるように制御して照射する必要があることとなる。とはいえ、液晶の吸収端波長（波長３２０ｎｍ）以下の光のみでは、液晶の分解による信頼性の低下が生じる照射量の閾値を超えてはならないので、すべての紫外線反応材料を残らず重合させるための照射量として不足し、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下が生じる。

そこで、紫外線反応材料の大部分は、液晶に吸収されない（即ち液晶を分解しない）液晶の吸収端波長（波長３２０ｎｍ）以上の光を使って重合反応を起こさせ、わずかに残る吸収端波長以上の光では実質的に反応しない反応材料を、液晶の吸収端波長（波長３２０ｎｍ）以下の光で重合反応させる。
そのため、液晶パネルに光を照射する際、液晶の吸収端波長より短波長の光（例えば波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光）の照射量よりも、液晶の吸収端波長より長波長の光（例えば波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光）の照射量の方を多くする。
これにより、紫外線反応材料の大部分を高速に重合反応させることができ、かつ、吸収端波長以上の光では実質的に反応しない反応材料を、比較的に短い処理時間で残らず重合反応させることができる。
なお、液晶の吸収端波長より短波長の光の照射量は、前記したように、すべての紫外線反応材料が重合反応を生じる照射量を超えるが、液晶の分解による信頼性の低下が生じる照射量の閾値を超えない範囲になるように制御して照射することが望ましい。

前記液晶の吸収端波長より短波長の波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍの照射量よりも、前記吸収端波長より長波長の波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの照射量の方を多くするためには、そのような比率で光を照射することができる光源が求められる。
そのような光源として、蛍光体ランプ、ヨウ素エキシマランプがあげられる。なお、ヨウ素エキシマランプにキセノンを封入すると、キセノンの封入量によって波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍの放射照度を変化させることができ、照射量を最適に制御することができる。
以上に基づき、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）紫外線反応性材料を含有する液晶を内部に封入したＭＶＡ方式の液晶パネルに対し、光を照射し、上記紫外線反応性材料を反応させて、上記液晶パネルの内部に配向部を形成する液晶パネルの製造方法において、上記照射する光には、液晶の吸収端波長より長波長である波長範囲が３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光と、液晶の吸収端波長より短波長である波長範囲が３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光が含まれ、上記光を照射する光源は、波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍの放射照度よりも波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの放射照度の方が大きい、希ガスが封入され誘電体バリヤ放電により該希ガスにより発生した紫外光により蛍光体を励起する蛍光体ランプであり、波長３００ｎｍ〜３６０ｎｍの光量を１００としたときの、波長３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光量が２０以下である。
ここで、上記液晶は、吸収端波長が３２０ｎｍ（波長３２０ｎｍ以下の波長で光を吸収する）の負の誘電率異方性を持つものであり、上記光反応性物質として、光反応性物質の濃度が１ｗ％未満、厚さが１５μｍ以下の状態で、吸収端波長が３７０ｎｍ（波長３７０ｎｍ以下の波長で反応を起こす）のものを用いる。
（２）紫外線反応性材料を含有する液晶を内部に封入したＭＶＡ方式の液晶パネルに対し、光を照射し、上記紫外線反応性材料を反応させて、上記液晶パネルの内部に配向部を形成する液晶パネルの製造方法において、上記照射する光には、液晶の吸収端波長より長波長である波長範囲が３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光と、液晶の吸収端波長より短波長である波長範囲が３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光が含まれ、上記光を照射する光源は、ヨウ素エキシマランプであり、波長３００ｎｍ〜３６０ｎｍの光量を１００としたときの、波長３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光量を２０以下である。
（３）上記（２）において、ヨウ素エキシマランプには、キセノンが封入されている。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）照射する光に、液晶の吸収端波長（例えば波長３２０ｎｍ）より長波長の光と、液晶の吸収端波長より短波長の光を含ませ、上記長波長の光の照射量を、上記短波長の光の照射量よりも大きくし、液晶の吸収端波長（例えば波長３２０ｎｍ）以下の光を、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下が生じないように、すべての紫外線反応材料が重合反応を生じる照射量を超えるが、液晶の分解による信頼性の低下が生じる照射量の閾値を超えない範囲で照射することで、短時間で紫外線反応材料を残らず重合させることができ、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下も、液晶の分解による信頼性の低下も生じることがない。
（２）液晶パネルに光を照射する光源として、波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍの放射照度よりも波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの放射照度を備えた、希ガスが封入され誘電体バリヤ放電により該希ガスにより発生した紫外光により蛍光体を励起する蛍光体ランプ、ヨウ素エキシマランプ、キセノンを封入したヨウ素エキシマランプを使用することにより、短時間で確実に、このプロセスを実施することができる。

光の波長に対する液晶の透過率を示す図である。光の波長に対する紫外線反応材料の吸光度を示す図である。本発明の液晶パネルの製造方法に用いる液晶パネルの製造装置の構成例を示す図である。蛍光体ランプの構成例を示す図である。蛍光体ランプのその他の構成例を示す図である。蛍光体ランプの分光放射スペクトルを示す図である。ヨウ素エキシマランプの構成例を示す図である。ヨウ素エキシマランプの分光放射スペクトルを示す図である。キセノン入りヨウ素エキシマランプの分光放射スペクトルを示す図である。ＸｅＣｌエキシマランプの分光放射スペクトルを示す図である。

図３に本発明の液晶パネルの製造方法に用いる液晶パネルの製造装置（紫外線照射装置）の構成例を示す。
液晶パネルの製造装置（紫外線照射装置）は、光照射部１と液晶パネル３を載置するワークステージ２とを備える。ワークステージ２には、載置した液晶パネル３に電圧を印加する機構２ａが設けられている。ワークステージ２に載置した液晶パネル３に対して、前記特許文献１に記載されるように電圧を印加しながら光照射部１からの光を照射する。
液晶パネル３は、前述したように２枚の光透過性基板（ガラス基板）３ａ，３ｂの間に紫外線反応材料を含んだ液晶３ｃを封入した構造であり、同図は概念図を示したものであるが、前述したようにガラス板上に、多数のアクティブ素子（ＴＦＴ）と液晶駆動用電極、カラーフィルタ、透明電極（ＩＴＯ）が形成されており、シール剤３ｄにて周囲が封止されている。
光照射部１は、光源（ランプ）１ａとミラー１ｂとを備え、光源（ランプ）１としては、液晶の吸収端波長である３２０ｎｍ以下の光（波長３２０ｎｍより短波長の光）と、吸収端波長である波長３２０ｎｍ以上の光（波長３２０ｎｍより長波長の光）とを含み、波長３２０ｎｍ以上の光の照射量が、波長３２０ｎｍ以下の光の照射量よりも大きいものが使用される。なお、波長３２０ｎｍ以下の光の成分は、前記したようにすべての紫外線反応材料が重合反応を生じる照射量を超えるが、液晶の分解による信頼性の低下が生じる照射量の閾値を超えない範囲で照射される。
上記光源１ａとして、例えば、蛍光体ランプ、ヨウ素エキシマランプ、キセノンを封入したヨウ素エキシマランプを使用することができる。
これらのランプは、赤外光等の配向処理に不要な光を放射せず、基板の温度上昇等を防ぐことができる。

図４は上記蛍光体ランプの構成例を示す図であり、同図は管軸を含む平面で切った断面図を示す。
蛍光体ランプ１０は、内側管１１１と外側管１１２がほぼ同軸に配置された略二重管構造の容器（発光管）１１を有し、この容器１１の両端部１１Ａ，１１Ｂが封着されることで、内部に円筒状の放電空間Ｓが形成される。放電空間Ｓにはキセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスが封入される。
容器１１は石英ガラスからなり、内周面には低軟化点ガラス層１４が設けられ、この低軟化点ガラス層１４の内周面に、さらに蛍光体層１５が設けられる。
この低軟化ガラス層１４は、例えば、ホウケイ酸ガラスやアルミノケイ酸ガラスなどの硬質ガラスが用いられる。また、蛍光体層１５は、例えば、セリウム付活アルミン酸マグネシウムランタン（Ｌａ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ：Ｃｅ）蛍光体が用いられる。
内側管１１１の内周面には電極１２が設けられ、外側管１１２の外周面には網状の電極１３が設けられる。これら電極１２，１３は容器１１と放電空間Ｓを介在されて配置していることになる。
電極１２，１３は、リード線Ｗ１１，Ｗ１２を介して電源装置１６が接続される。電源装置１６より高周波電圧が印加されると、電極１２，１３間に誘電体（１１１，１１２）を介在させた放電（いわゆる誘電体バリア放電）が形成され、キセノンガスの場合は波長１７２ｎｍの紫外光が発生する。ここで得られる紫外光は、蛍光体の励起用の光であり、蛍光体層を照射することにより、中心波長が３４０ｎｍ近辺の紫外光が放射される。

図５に蛍光体ランプのその他の構成例を示す。同図（ａ）は管軸を含む平面で切った断面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。
図５において、ランプ２０は一対の電極２２、２３を有し、電極２２、２３は容器（発光管）２１の外周面に配設され、電極２２，２３の外側には保護膜２４が設けられる。
容器２１の内周面の光出射方向側に対して反対側の内面に紫外線反射膜２５が設けられ（図５（ｂ）参照）、その内周に低軟化点ガラス層２６が設けられ、この低軟化点ガラス層２６の内周面に、蛍光体層２７が設けられる。
その他の構成は図４に示したものと同様であり、容器２１内の放電空間Ｓに封入されるガス、蛍光体層２５に用いられる蛍光体も同様である。
電極２２，２３に高周波電圧が印加されると、電極２２，２３間に誘電体バリア放電が形成され、前記したように紫外光が発生する。これにより蛍光体が励起され、蛍光体層から中心波長が３４０ｎｍ近辺の紫外光が発生し、この光は紫外線反射膜２５で反射され、紫外線反射膜２５が設けられていない開口部分から外部に放射される。
図６に蛍光体ランプの分光放射スペクトルを示す。同図に示すように、蛍光体ランプは波長３００ｎｍ〜３６０ｎｍ以上の光を放射する。

図７はヨウ素エキシマランプの構成例を示す図である。同図（ａ）は全体の外観図を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。
ランプ３０は、例えば石英ガラスなどの誘電体材料によって、断面が略方形状の放電容器３１を備える。容器３１には長手方向の両端近傍に封止部材３４が配置される。また、容器３１の上下の壁面３５、３６のそれぞれの外表面には、メッシュ状の電極３２、３３が、容器３１の内部に形成された放電空間Ｓおよび容器３１を構成する誘電体材料を挟んで対向するように設けられている。
さらに、容器３１の内部には、例えばＳｉＯ₂を主成分として含む紫外線反射膜３７が光出射方向側の壁面３５に対して反対側の壁面３６に形成されており、放電空間Ｓ内で発生した紫外線が紫外線反射膜３７によって光出射方向に反射されて光出射方向側に位置する壁面３５から出射するようになっている。

容器３１の内部にはヨウ素ガスのほか、バッファガスとしてアルゴンガス、クリプトンガスが封入される。全圧で４０〜１３０ｋＰａである。このうち、ヨウ素ガスの濃度は０．０５〜１．０％である。放射波長は３４２ｎｍである。
なお、図４、図５に示したランプは容器の内面に蛍光体を有しているのに対し、図７に示したランプは蛍光体を有していない点で異なるが、誘電体を介在させた放電（誘電体バリア放電）を利用している点では共通している。
図８にヨウ素エキシマランプの分光放射スペクトルを示す。同図に示すように、ヨウ素エキシマランプは波長３１０ｎｍ〜３５０ｎｍの光を放射する。

キセノン入りヨウ素エキシマランプは、図７に示したヨウ素ランプに、さらにキセノンガスを所定量封入することで、前記とは異なる波長の光を放射させるようにしたものである。
封入ガスは、ヨウ素ガス、キセノンガスのほか、バッファガスとしてクリプトンガスが封入される。全圧で４０〜１３０ｋＰａである。このうち、ヨウ素ガスの濃度は０．０５〜１．０％、キセノンガスの濃度は０．０５〜２％程度封入される。
放射波長は３４２ｎｍと３２０ｎｍにピークを有するが、ヨウ素ガスとキセノンガスの封入量の相対的なバランスにより両者の放射量が変化する。
図９にキセノン入りヨウ素エキシマランプの分光放射スペクトルを示す。同図に示すように、キセノン入りヨウ素エキシマランプは波長３１０ｎｍ〜３５０ｎｍの光を放射する。なお、キセノン入りヨウ素エキシマランプは、封入するキセノンの量を変化させることにより、波長３２０ｎｍ付近の光量（ピークの大きさ）を自由に変化させることができる。

したがって、波長３２０ｎｍ以下の光の成分を増やすことで残存する紫外線反応材料をより速く重合させることができ、処理時間を短くすることができる。
また、このランプを用いると、キセノンの封入量を変化させることにより、波長３２０ｎｍ付近の光量（ピークの大きさ）を自由に変化させることができる。
このため、波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光と、波長範囲を３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光の比率を自由に設定することができ、また、波長３２０ｎｍ以下の光の照射量を、すべての紫外線反応材料が重合反応を生じる照射量を超えるが、液晶の分解による信頼性の低下が生じる照射量の閾値を超えない範囲で設定することが、容易に可能になる。

後述するキセノン入り塩素エキシマランプ（ＸｅＣｌエキシマランプ）は、図７に示すランプにおいて、ヨウ素に代えて塩素と、さらにキセノンガスを封入したものであり、これにより、異なる波長の光を放射させることができる。
具体的には、塩素ガス、キセノンガスと、バッファガスとしてアルゴンガスが封入される。全圧で３０ｋＰａ程度である。このうち、塩素ガスの濃度は０．５〜１．０％程度、キセノンガスの濃度は９０〜９５％程度、アルゴンガスの濃度は１．０〜３．０％程度封入される。放射波長は３０８ｎｍである。
図１０にＸｅＣｌエキシマランプの分光放射スペクトルを示す。同図に示すように、ＸｅＣｌエキシマランプは、波長３０８ｎｍに発光のピークを有する、波長２９０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲の光を放射する。

なお、図４、図５、図７に示すランプはいずれも一対の電極間に誘電体を介在させた放電（いわゆる誘電体バリア放電）をすることで共通する。
図４、図５に示したランプは、容器内面に蛍光体を塗布させて、蛍光体によって所望の光を得ているのに対して、図７に示したヨウ素エキシマランプ、キセノン入りヨウ素エキシマランプ、キセノン入り塩素エキシマランプは蛍光体を使うことなく、これら封入物の発光により所望の光を得ている点で相違する。
なお、図４、図５に示す構造のランプにおいて、蛍光体を取り除けば、ヨウ素エキシマランプ、キセノン入りヨウ素エキシマランプ、キセノン入り塩素エキシマランプをして使うことは当然できるし、また、図７に示す構造のランプにおいて、蛍光体を塗布させれば、キセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスのみでランプを構成することもできる。

本発明の効果を確認するため、以下の実験を行い、紫外線反応材料を含む液晶に対する照射量について検証した。
まず、紫外線反応材料を含む液晶に対して、波長３２０ｎｍ以下の光は、液晶の分解による品質低下が生じる照射量の閾値を超えない範囲で照射しなければならないことを確認する実験を行った。その結果を表１に示す。

表１は、現在一般的に使用されている前記波長３７０ｎｍ以下の光を照射すると重合反応を生じるアクリレート系紫外線反応材料（ＤＩＣ社製）を０．１ｗ％の濃度で含んだ液晶（メルク社製ＭＪ９６１２１３）に、超高圧水銀ランプからの光（波長３２０ｎｍ以下をフィルタによりカットした主として波長３５０ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲の光）を、約１０Ｊ／ｃｍ²照射し、紫外線反応材料の残存率が１０％（濃度０．０１ｗ％に相当）になったものに対して、ＸｅＣｌエキシマランプからの光を、照射量を変えて照射し、照射量に対する液晶の分解の有無とパネルの信頼性（画面の焼きつきやコントラストの低下）について調べた結果を示すものである。
ＸｅＣｌエキシマランプは、前述したようにキセノンガスと塩素ガスが封入されたエキシマランプであり、図１０に示したように波長３０８ｎｍに発光のピークを有し、波長２９０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲の光を放射する。

上記表１に示すように、ＸｅＣｌエキシマランプからの波長３２０ｎｍ以下の光を、１０Ｊ／ｃｍ²の照射量で照射すると、液晶の分解が生じ、これによるパネルの信頼性の低下が見られた。
一方、照射量が０（照射なし）〜１Ｊ／ｃｍ²の場合は、液晶の分解は生じていないが、パネルの信頼性は低下した。これは、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下が生じたと考えられる。
そして、２Ｊ／ｃｍ²〜５Ｊ／ｃｍ²の照射量で照射すると、液晶の分解は生じず、パネルの信頼性も良好であった。このことは、すべての紫外線反応材料が重合反応を生じ、紫外線反応材料が残存していないことを示している。
以上より、波長３２０ｎｍ以下の光の、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下が生じないように、すべての紫外線反応材料が重合反応を生じる照射量を超えるが、液晶の分解による信頼性の低下が生じる照射量の閾値を超えない範囲は、２Ｊ／ｃｍ²〜５Ｊ／ｃｍ²の照射量であることが分かった。

次に、波長３２０ｎｍ以上の光により、紫外線反応材料の大部分を反応（重合）させるとともに、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下が生じないように、すべての紫外線反応材料が重合反応を生じる照射量を超えるが、液晶の分解による信頼性の低下が生じる照射量の閾値を超えない範囲で波長３２０ｎｍ以下の光を照射することができる光源ランプや光照射プロセスを調べる目的で以下の実験を行った。その結果を表２に示す。

表２は、現在一般的に使用されている前記した波長３７０ｎｍ以下の光を照射すると重合反応を生じるアクリレート系紫外線反応材料（ＤＩＣ社製）を０．１ｗ％の濃度で含んだ液晶（メルク社製ＭＪ９６１２１３）に対して、以下のような条件で光を照射し、液晶の分解の有無とパネルの信頼性（画面の焼きつきやＶＨＲの低下、コントラストの低下）について調べた。
＜条件１＞：ＸｅＣｌエキシマランプからの波長２９０ｎｍ〜３２０ｎｍの光を２０Ｊ／ｃｍ²の照射量で照射する。
＜条件２＞：蛍光体ランプからの光を２０Ｊ／ｃｍ²の照射量で照射する。
なお、蛍光体ランプは前述した図６に示すように波長３００ｎｍ〜３６０ｎｍ以上の光を放射する。
＜条件３＞：ヨウ素エキシマランプからの光を２０Ｊ／ｃｍ²の照射量で照射する。
ヨウ素エキシマランプは、前述した図８に示すように波長３１０ｎｍ〜３５０ｎｍの光を放射する。
＜条件４＞：キセノン入りヨウ素エキシマランプからの光を２０Ｊ／ｃｍ²の照射量で照射する。
キセノン入りヨウ素エキシマランプは、前述した図９に示すように、波長３１０ｎｍ〜３５０ｎｍの光を放射する。

上記に示すとおり、条件１では、紫外線反応材料の残存はなかったが、液晶の分解が生じ、パネルの信頼性が低下した。条件２では、液晶の分解も紫外線反応材料の残存もなく、パネルの信頼性は良好であった。条件３では、液晶の分解はなく、紫外線反応材料の残存は１％あったものの、パネルの信頼性は良好であった。条件４では、液晶の分解も紫外線反応材料の残存もなく、パネルの信頼性は良好であった。
このように、蛍光体ランプ、ヨウ素エキシマランプ、キセノン入りエキシマランプを使用すれば、液晶の分解による信頼性の低下も、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下もなく、液晶パネルを製造することができる。

表３に、上記で使用した蛍光体ランプ、ヨウ素エキシマランプ、キセノン入りエキシマランプの波長３００ｎｍ〜３６０ｎｍの光量を１００としたときの、波長３００−３２０ｎｍと波長３２０−３６０ｎｍの比率を示す。

上記に示すとおり、蛍光体ランプ、ヨウ素エキシマランプ、キセノン入りエキシマランプを使用すれば、液晶の分解による信頼性の低下も、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下もなく、液晶パネルを製造することができるのであるから、波長３００−３２０ｎｍと波長３２０−３６０ｎｍの比率が、上記のようである場合に、波長３２０ｎｍ以上の光により、紫外線反応材料の大部分を反応（重合）させるとともに、紫外線反応材料の残存による信頼性の低下が生じないように、すべての紫外線反応材料が重合反応を生じる照射量を超えるが、液晶の分解による信頼性の低下が生じる照射量の閾値を超えない範囲で波長３２０ｎｍ以下の光を照射することができると考えられる。

１光照射部
１ａ光源（ランプ）
１ｂミラー
２ワークステージ
２ａ電圧を印加する機構
３液晶パネル
３ａ，３ｂ光透過性基板（ガラス基板）
３ｃ紫外線反応材料を含んだ液晶
３ｄシール剤
１０，２０，３０ランプ
１１容器（発光管）
１２，１３電極
１５，２７蛍光体層
２１容器（発光管）
２２，２３電極
３１放電容器
３２，３３電極
２４，３７紫外線反射膜

Claims

紫外線反応性材料を含有する液晶を内部に封入したＭＶＡ方式の液晶パネルに対し、
光を照射し、上記紫外線反応性材料を反応させて、上記液晶パネルの内部に配向部を形成する液晶パネルの製造方法において、
上記照射する光には、液晶の吸収端波長より長波長である波長範囲が３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光と、液晶の吸収端波長より短波長である波長範囲が３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光が含まれ、
上記光を照射する光源は、波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍの放射照度よりも波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの放射照度の方が大きい、希ガスが封入され誘電体バリヤ放電により該希ガスにより発生した紫外光により蛍光体を励起する蛍光体ランプであって、
波長３００ｎｍ〜３６０ｎｍの光量を１００としたときの、波長３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光量は２０以下である
ことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
紫外線反応性材料を含有する液晶を内部に封入したＭＶＡ方式の液晶パネルに対し、
光を照射し、上記紫外線反応性材料を反応させて、上記液晶パネルの内部に配向部を形成する液晶パネルの製造方法において、
上記照射する光には、液晶の吸収端波長より長波長である波長範囲が３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光と、液晶の吸収端波長より短波長である波長範囲が３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光が含まれ、
上記光を照射する光源は、ヨウ素エキシマランプであって、
波長３００ｎｍ〜３６０ｎｍの光量を１００としたときの、波長３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光量は２０以下である
ことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
上記ヨウ素エキシマランプには、キセノンが封入されている
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶パネルの製造方法。