JP5181138B2

JP5181138B2 - 液晶パネル製造装置及び液晶パネルの製造方法

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Publication number: JP5181138B2
Application number: JP2006299515A
Authority: JP
Inventors: 孝先宋; 規生杉浦; 徳勝鄭; 美秀林; 亮彦田内; 知佳子市村; 俊也鈴木; 誠八島
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: KR100866665B1; KR20080040598A; TW200831981A; TWI361297B; CN101236321B; CN101236321A; JP2008116675A

Description

本発明は、液晶パネル製造装置及びこれを用いた液晶パネルの製造方法に関する。

液晶パネルは、表示品質が高く、薄型化及び低消費電力化等が可能なことから、様々な
用途に用いられている。特に最近は、液晶テレビ等の大型液晶装置への需要が多くなって
きており、その性能も高いものが望まれるようになってきている。

高性能な液晶パネルを得るためには、液晶体を所定の方向に配向させるための配向膜の
配向制御が重要である。従来は、配向膜を布で擦る「ラビング法」等が一般的に用いられ
てきた。しかし、ラビング法を用いると、埃が落ちて汚れが付着する、或いは、静電気等
により半導体素子が破損する等の問題があるため、近年は、「光配向法」とよばれる技術
が注目されてきている。

「光配向法」は、光反応性を持つ高分子体を基板上に形成し、紫外線等を照射すること
により、高分子体を化学反応させて配向機能を持たせる技術をいう。光配向法に利用可能
な放電ランプとしては、例えば、タリウムやビスマスを添加した金属蒸気放電ランプ等が
知られている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、紫外線の照射条件や波長領域等によっては、製造後の液晶パネルの性能や歩留
まり等に影響を及ぼす。特に、光配向法を用いた液晶パネルの製造においては、一定波長
領域以下の紫外線光を多く照射すると、製造後の液晶パネルの性能や歩留まり等を大きく
低下させる原因となる。

特開平６−２７５２３４号公報

本発明は、液晶パネルの性能等に影響を及ぼす波長領域の紫外線照射を抑制でき、高性
能で歩留まりを向上させた液晶パネルを製造可能な液晶パネル製造装置及びこれを用いた
液晶パネルの製造方法を提供する。

本願発明の態様によれば、光反応性物質を含有する液晶体を内部に封入した被処理基板
を処理する処理室と、処理室内に配置され、被処理基板に紫外線を照射して光反応性物質
を反応させ、被処理基板の内部に配向部を形成させる複数のランプと、ランプに対向し、
波長３４０ｎｍ以下の波長領域の紫外線の透過を抑制するフィルタとを備える液晶パネル
製造装置が提供される。

本願発明の他の態様によれば、光反応性物質を含有する液晶体を内部に封入した被処理
基板に対し、波長領域３４０ｎｍ以下の紫外線の透過を抑制するフィルタを介して紫外線
を照射し、光反応性物質を反応させ、被処理基板の内部に配向部を形成させる工程を有す
る液晶パネルの製造方法が提供される。

本発明によれば、液晶パネルの性能等に影響を及ぼす波長領域の紫外線照射を抑制でき
、高性能で歩留まりを向上させた液晶パネルを製造可能な液晶パネル製造装置及びこれを
用いた液晶パネルの製造方法が提供できる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載においては
、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。以下に示す実施の形態は、
この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明
の技術的思想は構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。

−被処理基板−
本発明の実施の形態に係る液晶パネル製造装置を用いて処理可能な被処理基板１０を説
明する。図１に例示するように、被処理基板１０は、ガラス製等の第１基板１２と第２基
板１４の間に、電圧印加により方位性を持つ液晶体１７と、光反応性を有する光反応性物
質（高分子体）１８とが少なくとも封入されている。

液晶体１７としては、例えば、エステル系、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン（
ＰＣＨ）系、シクロヘキサン系、フェニルピリジミン系、ジオキサン系の母材が用いられ
る。母材は用途に応じてブレンドされるのが好ましい。駆動電圧を小さくすることが可能
な液晶材料としては、Ｐ−エステル系、Ｐービフェニル系の材料等が好適である。高温に
耐え、安定して作動可能な液晶材料としては、三環系、四環系の母材が好適である。応答
性を向上させ、動画等の表示に好適な液晶材料としては、ＰＣＨ系又はビフェニル系の材
料が好適である。

高分子体１８としては、例えば、図２に示すようなアゾ化合物（アゾベンゼン）を持つ
高分子材料が用いられる。アゾ化合物を持つ高分子材料は、紫外線、特に波長領域３００
〜４００ｎｍの紫外線を照射することにより重合し、架橋構造体を形成する。図１に示す
ように、第１基板１２と第２基板１４の間は、シール部１９により貼り合わせられている
。

第１基板１２の表面には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の半導体素子１１が複数個配
列されている。複数個の半導体素子１１の配列の上には、第１透明電極１５が形成されて
いる。一方、第２基板１４の表面には、カラーフィルタ１３が配置されている。カラーフ
ィルタ１３の表面には、第２透明電極１６が形成されている。

図１の被処理基板１０に紫外線を照射した後の処理中間体（液晶パネル）２０の例を図
３に示す。後述する液晶パネル製造装置を用いて、例えば、図１の被処理基板１０に電圧
を印加した状態で紫外線を照射すると、第１透明電極１５、第２透明電極１６の表面に突
起状の配向部２１，２２がそれぞれ形成される。

この配向部２１，２２は、図１の高分子体１８が光照射により重合した架橋構造体であ
り、図４に示すように、第１基板１２の一定方向に対してそれぞれ並行に並んで配置され
ている。図５に示すように、第１透明電極１５の上面からみた配向部２１の立ち上がりの
角度θは、例えば、被処理基板１０に印加する電圧等を制御すること等により変更可能で
ある。

第１透明電極１５，第２透明電極１６の表面に、配向部２１，２２がそれぞれ配置され
ることにより、図６及び図７に例示するように、配向部２１，２２の隙間（凹部分）に液
晶体１７が入り込む。そのため、液晶パネル２０の内部に配向部２１，２２を形成しない
場合に比べて、液晶体１７の配向規制力が高くなり、応答速度、透過率、コントラスト、
偏光特性等の液晶パネルの種々の性能及び特性を向上させることができる。

−液晶パネル製造装置−
（全体構成）
実施の形態に係る液晶パネル製造装置は、図８に示すように、複数の被処理基板１０を
収納可能な搬入部２と、搬入部２に収納された被処理基板１０の上下を反転させる反転部
３と、反転部３から搬送された被処理基板１０の特性を検査する検査部４と、検査部４か
ら搬送された被処理基板１０に対して紫外線を照射する紫外線照射部（ＵＶ照射部）５と
、ＵＶ照射部５から搬送された紫外線を照射後の被処理基板１０を反転させる反転部６と
を備える。

搬入部２の内部には、搬送ロボット２５が配置されている。搬送ロボット２５は、被処
理基板１０を配置するための台の下に配置されたコンピュータシステム（図示省略）によ
り管理され、処理対象となる被処理基板１０を反転部３に搬送する。

検査部４は、第１検査装置４ａ及び第２検査装置４ｂを含む。第１検査装置４ａ及び第
２検査装置４ｂは、被処理基板１０に電圧を印加し、液晶体の配向状態を検査することに
より、被処理基板１０が所定の品質基準を満たしているか否かを検査する。図８では、２
台の検査装置（第１検査装置４ａ及び第２検査装置４ｂ）を例示したが、検査装置の数は
、図８に示す液晶パネル製造装置の処理能力に応じていくつあってもよい。

ＵＶ照射部５は、第１ＵＶ照射装置５ａ及び第２ＵＶ照射装置５ｂを含む。第１ＵＶ照
射装置５ａ及び第２ＵＶ照射装置５ｂは、被処理基板１０に紫外線を照射する。ＵＶ照射
装置の数は、いくつあってもよい。

反転部３から検査部４、ＵＶ照射部、反転部６へ被処理基板１０の搬送は、反転部３と
反転部６との間の経路に設けられた搬送ロボット６２により行われる。搬送ロボット６２
は、搬送ロボット６２の経路の下に設けられたコンピュータシステム（図示省略）により
管理されている。

装置の外側面には、表示装置６１が配置されている。表示装置６１により、例えば、検
査部４及びＵＶ照射部５に搬送された被処理基板１０の載置位置のアライメント等が可能
である。また、液晶パネル製造装置の内側面には、静電気等を取り除くためのイオナイザ
ー６３が取り付けられていてもよい。

（処理手順）
図８に示す液晶パネル製造装置を用いて処理を行う場合は、図９のフローチャートに示
すように、ステップＳ１において、搬入部２に被処理基板１０を収納し、図８の搬送ロボ
ット２５により、被処理基板１０を搬入部２から反転部３に搬送させる。

図９のステップＳ２において、図１に示す被処理基板１０を上下反転させ、半導体素子
１１が形成された側の第１基板１２が上方に、カラーフィルタ１３が形成された側の第２
基板１４が下方になるようにする。反転させることにより、ＵＶ照射部５において半導体
素子１１が形成された側の第１基板１２側からランプ光が照射されるため、カラーフィル
タの損傷が抑制できる。なお、第１基板１２が上方にある場合は反転しなくてもよい。

図９のステップＳ３において、搬送ロボット６２が、被処理基板１０を反転部３から、
検査部４に搬送する。検査部４において、表示装置６１等により被処理基板１０の位置合
わせを行い、被処理基板１０内部の液晶体１７を電圧印加により配向させて、被処理基板
１０の良否を判定する。ステップＳ３の検査において「不良」と判定された被処理基板１
０は、図８の搬送ロボット６２により、検査部４から装置外部へ搬送させる。ステップＳ
３の検査において「良」と評価された被処理基板１０は、搬送ロボット６２により、検査
部４からＵＶ照射部５に搬送する。

ステップＳ４において、ＵＶ照射部５において、例えば、３４０〜４００ｎｍの波長領
域の紫外線を３４０ｎｍ以下の波長領域の紫外線に比べて相対的に多く発光させたランプ
光を被処理基板１０に照射する。これにより、被処理基板１０の内部に封入された高分子
体を光反応（重合）させ、図３に示すように、処理中間体（液晶パネル）２０の内部に配
向部２１，２２を形成する。液晶パネル２０は、ＵＶ照射部５から反転部６に搬送し、ス
テップＳ５において、反転部６において必要に応じて上下反転させる。ステップＳ６にお
いて、液晶パネル２０が、反転部６から液晶パネル製造装置の外部に搬送する。

（反転部）
反転部３の一例を示す概略図を図１０に示す。反転部３は、被処理基板１０を真空吸着
するための第１吸着部３１、第２吸着部３２、第３吸着部３３を有する。第１吸着部３１
は処理室３０内の下部に配置されており、第１吸着部３１に接続された第１可動部３４に
より上下に動くようになっている。第２吸着部３２は、第１吸着部３１の上方に配置され
た回転部３２に固定されている。第３吸着部３３は処理室の上部に配置されており、第３
吸着部３３に接続された第２可動部３６によって上下に動くようになっている。

被処理基板１０を反転させる場合は、図１１（ａ）に示すように、まず、第１吸着部３
１上に被処理基板１０を載置させる。そして、図１０に示した第１可動部３４（図１１（
ａ）では図示省略）により、第１吸着部３１をリフトアップさせ、被処理基板１０を第２
吸着部３２に近づける。図１１（ｂ）に示すように、第１吸着部３１と第２吸着部３２と
を更に近づけて、第２吸着部３２に被処理基板１０を受け渡す。図１１（ｃ）に示すよう
に、回転部３５を回転させ、被処理基板１０を第２吸着部３２の上方に配置する。その後
、図１１（ｄ）に示すように、図１０に示した第２可動部３６（図１１（ｄ）では図示省
略）により第３吸着部３３をリフトダウンさせ、図１１（ｅ）に示すように、被処理基板
１０を第３吸着部３３の下方に吸着させる。

（検査部）
検査部４の一例として、第１検査装置４ａを示す概略図を図１２に示す。処理室４０内
には、被処理基板１０を配置するための設置台４１が配置されており、設置台４１の上方
には、被処理基板１０の状態を検査するためのＣＣＤカメラ４３が配置されている。設置
台４１の下方には、バックライト照射部４２が配置されている。

第１検査装置４ａを用いて被処理基板１０を検査する場合には、図１３（ａ）に示すよ
うに、搬送ロボット６２により被処理基板１０を設置台４１に配置した後、図８の表示装
置６１で確認しながら、図１２に示すＣＣＤカメラ４３を用いて、被処理基板１０の位置
調整（アライメント）をする。その後、図１３（ｂ）に示すように、被処理基板１０に印
加コネクタ４４を接続する。図１３（ｃ）に示すように、バックライト照射部４２により
、被処理基板１０の下方から光を照射する。図１３（ｄ）に示すように、印加コネクタ４
４に電圧印加部４５を接続し、電圧印加部から一定電圧を印加する。電圧印加により、被
処理基板１０の内部の液晶が一定方向に配向する。その後、図１３（ｅ）に示すように、
被処理基板１０内の測定領域を適宜選択し、測定領域内の液晶の配列状態をＣＣＤカメラ
４３により確認して、被処理基板１０の良・不良を判定する。

（ＵＶ照射部）
−全体構成−
ＵＶ照射部５の一例として、第１ＵＶ照射装置５ａを示す概略図を図１４に示す。第１
ＵＶ照射装置５ａは、被処理基板１０を処理する処理室５０と、処理室５０内に配置され
、被処理基板１０に紫外線を照射し、被処理基板１０の内部に配向部２１，２２（図３参
照）を形成させるための複数のランプ５２と、ランプ５２に対向し、波長３４０ｎｍ以下
の波長領域の紫外線の透過を抑制するフィルタ５３とを備える。図１４では、複数のラン
プ５２は処理室５０の上方に位置しているが、ランプ５２の位置は、被処理基板１０の位
置に応じて適宜変更しても構わない。

複数のランプ５２の上方には、ランプ５２からの照射光を均一化するための反射鏡５７
がそれぞれ配置されている。図１５に示すように、ランプ５２とフィルタ５３との間には
、複数の補助反射板５８が配置されても構わない。図１５の例においては、補助反射板５
８の内部に、照度を検出するためのセンサが配置されており、センサの検出結果に応じて
、補助反射板５８の角度を自在に変更可能であってもよい。また、複数のランプ５２の配
置間隔は、ランプの外径をＤとし、Ｄが２５ｍｍ以下の場合に、複数のランプ５２の中心
間間隔（ランプピッチ）を５Ｄ〜６Ｄとすることにより、被処理基板１０に対して照度強
度のムラの少ない紫外線照射が可能である。なお、Ｄが２０〜３３ｍｍの場合には、ラン
プピッチを３Ｄ〜６Ｄとすることもできる。

図１４に例示する実施の形態に係る第１ＵＶ照射装置５ａにおいては、ランプ外形Ｄを
２７．５ｍｍとした時のランプピッチが７Ｄ〜８Ｄであっても、一定の目的を達成可能で
ある。また、後述する（図２５参照）冷却管１００の外形Ｄ’を７０ｍｍとした場合は、
ランプピッチが４Ｄとした場合でも均等な紫外線照射が可能である。

図１７に示すように、ランプ５２の長手方向（軸方向）からみた場合のランプ５２の中
心部付近には、ランプ５２の照度を計測するための第１照度計５５及び第２照度計５６が
配置されている。図１４に示すように、第１照度計５５及び第２照度計５６は、複数のラ
ンプ５２それぞれの上方に、それぞれ１つずつ配置可能である。第１照度計５５及び第２
照度計５６は、ランプ制御装置７に接続されており、第１照度計５５及び第２照度計５６
が検出した照度値に応じて、ランプ５２の電力が制御可能になっている。なお、ランプ５
２の上方には、１種類の照度計のみが配置されていても構わない。

第１照度計５５としては、例えば、波長領域３４０〜３７０ｎｍの間にピーク感度を有
する照度計を用いることができる。これにより、後述するランプ５２の波長３６５ｎｍに
おける発光ピークをより高精度に検出でき、図１の被処理基板１０の高分子体１８の重合
、及び被処理基板１０の品質劣化抑制に適した波長領域の照射値をより高精度に検出でき
る。図１８に、第１照度計５５として好適な照度計の分光感度の一例（ＵＶ−３５）を示
す。

第２照度計５６としては、第１照度計５５とは異なる波長領域、例えば、波長領域３０
５〜３２０ｎｍの間にピーク感度を有する照度計を用いることができる。これにより、図
１の被処理基板１０の高分子体の重合阻害及び被処理基板１０の品質を低下させる可能性
のある波長、例えば、３１３ｎｍにおける発光ピークをより高精度に検出できる。図１９
に、第２照度計５６として好適な照度計の分光感度の例（ＵＶ−３１）を示す。

図１４に示す処理室５０の内部には、被処理基板１０を配置するためのステージ５１が
設けられている。ステージ５１上には、被処理基板１０を冷却する冷却板５４が配置され
ていてもよい。また、冷却板５４を制御し、ランプ５２からの光照射による被処理基板１
０の温度上昇を制御するために、基板温度制御装置８が配置されていてもよい。ステージ
５１を、被処理基板１０の長手方向に移動させるための移動制御装置９が配置されていて
もよい。更に、処理室５０には、被処理基板１０に電圧を印加して、被処理基板１０の内
部に形成される配向部２１，２２（図３参照）の形成を助長又は制御するための電圧印加
制御装置６１が接続されている。

後述する詳細構造により更に明らかとなるが、図１４に示す第１ＵＶ照射装置５ａによ
れば、製造後の液晶パネルの性能等に影響を及ぼす波長領域の紫外線照射を抑制でき、高
性能で歩留まりを向上させた液晶パネルが製造できる。

−ランプ−
図１７に示すランプ５２としては、例えば、紫外線透過性を有する石英製の気密性容器
５２０の内部にタングステン（Ｗ）製等の電極５２１，５２２が配置された外管径２７．
５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、発光長Ｌが１０００ｍｍ、ランプ電圧１２７５Ｖ、ランプ電圧
値１３．５Ａの紫外線ランプ等が利用可能である。気密性容器５２０の内部には、アルゴ
ン（Ａｒ）ガス等の希ガスが封入されている。

このような紫外線ランプとしては、気密性容器５２０の内部に水銀（Ｈｇ）と波長領域
３００〜４００ｎｍにおいて水銀のスペクトル以外に少なくとも１つ以上の発光を有する
金属封入物が封入されたランプが好適である。例えば、気密性容器５２０の内部に水銀と
少量の希ガスを封入させた高圧水銀ランプ、又は、気密性容器５２０の内部に水銀とハロ
ゲン化した金属を封入したメタルハライドランプ等の高輝度放電ランプ等が利用可能であ
る。

特に、図１に示す被処理基板１０を処理する場合に好適なランプ５２としては、気密性
容器５２０の内部に水銀とハロゲン化タリウムとが封入されたタリウム系メタルハライド
ランプを用いることができる。例えば、水銀１．６ｍｇ／ｃｃ、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ
）０．１ｍｇ／ｃｃ、アルゴン１．３３ｋＰａ程度封入したタリウム系メタルハライドラ
ンプを用いた場合は、図２０に示すように、波長３５２ｎｍ、３６５ｎｍ、３７８ｎｍ付
近に大きな発光ピークを有し、その時の電気的特性は、１２５０Ｖ、１４．０Ａ程度を示
す。

タリウム（Ｔｌ）は、３５２ｎｍ、３７８ｎｍの波長領域内に強い輝線スペクトルを持
ち、水銀の発光強度を減少させる効果を持つ。そのため、例えば、３１３ｎｍの水銀発光
を抑制し、３４０〜４００ｎｍの波長領域の発光を相対的に多くした紫外線を発光させる
ことできる。よって、タリウムを含むランプ５２を図１４の液晶パネル製造装置に利用す
ることにより、図３の液晶パネル２０の特性に大きく影響を及ぼす波長領域３４０ｎｍ以
下の紫外線の照射を低減できる。

ハロゲン化タリウムの封入量は、ランプの内径Ｄ≦３０ｍｍの場合において、封入量Ｍ
は０．０１ｍｇ／ｃｃ≦Ｍ≦０．３ｍｇ／ｃｃから選択される量とするのが好ましい。よ
り好ましくは、ランプの内径ＤがＤ≦３０ｍｍ、発光長Ｌが５００ｍｍ≦Ｌ≦２５００ｍ
ｍとした場合に、水銀の封入量Ｈｇを０．９ｍｇ／ｃｃ≦Ｈｇ≦２．０ｍｇ／ｃｃ、ハロ
ゲン化タリウムの封入量Ｍを、０．０１２ｍｇ／ｃｃ≦Ｍ≦０．１ｍｇ／ｃｃの中から選
択される量とするのが好ましい。

ハロゲン化タリウムの封入量ＭをＭ≦０．３ｍｇ／ｃｃとすることにより、ランプ５２
の軸方向に対して均一な照度が得られるため、被処理基板１０に対する紫外線の均一な照
射が実現できる。また、図２０を参照すれば分かるように、被処理基板１０の特性に影響
を及ぼす波長３１３ｎｍの照度のピーク値を、波長３６５ｎｍの照度のピーク値に比べて
５％以下に低減できるので、紫外線照射後の液晶パネルの特性をより向上させることがで
きる。一方、ハロゲン化タリウムの封入量を０．３ｍｇ／ｃｃ以上とすると、気密性容器
５２０内に封入されたタリウムが、ランプ５２の長手方向に不均一に分散するため、発光
分離が生じ、ランプ性能が低下する。

ランプ５２としては、図２１に示すようなスペクトルを持つ鉄系メタルハライドランプ
を利用することもできる。例えば、水銀１．２ｍｇ／ｃｃ、鉄０．０２７ｍｇ／ｃｃ、沃
化水銀０．１ｍｍ／ｃｃの放電媒体を気密容器内に封入した鉄系メタルハライドランプは
、図２１から分かるように、波長３６５ｎｍに最も大きい発光ピークを有する。

図２２に示すように、鉄系メタルハライドランプと、タリウム系メタルハライドランプ
を比較した場合は、図１の被処理基板１０の製造後の特性に影響を及ぼす波長３４０ｎｍ
以下の照度の波長を積分して比較すると、鉄系メタルハライドランプの方が、タリウム系
メタルハライドランプに比べて値が２倍以上多いことが分かる。

したがって、ランプ５２からの波長３４０ｎｍ以下の波長領域の発光そのものを抑制し
たい場合は、鉄系メタルハライドランプよりもタリウム系メタルハライドランプを用いる
のが好ましい。なお、波長領域３４０ｎｍ以下の紫外線は、後述するフィルタ５３により
透過を抑制することもできるため、照射可能な波長領域が相対的に広い紫外線を発光する
ランプを使用したい場合は、タリウム系メタルハライドランプよりも鉄系メタルハライド
ランプを用いるのが好ましい。

図２３に、実施の形態に係る鉄系メタルハライドランプと比較例としての水銀ランプの
分光分布の比較例を示す。水銀ランプは、３６５ｎｍ，３１３ｎｍ，３０３ｎｍの波長領
域に大きな発光ピークを有する。３６５ｎｍ周辺照度に着目した場合、鉄系メタルハライ
ドランプは、水銀ランプに比べて４５％程度低い照度を示すが、被処理基板１０への照射
に好適な波長領域である３４０〜３８０ｎｍにおいては、全体的に高い照度を持つ。

水銀ランプは、被処理基板１０の特性に変化を及ぼす３４０ｎｍ以下の波長領域に高い
発光ピークを有することから、被処理基板１０の性能向上を考慮すると、水銀ランプより
も鉄系メタルハライドランプを用いるのが好ましい。

図２４の例に示すように、発光長Ｌが１８００ｍｍの鉄系メタルハイドランプを用いて
照度を測定した場合は、ランプ５２の軸方向に対してほぼ均一な照度が得られていること
から、鉄系メタルハライドランプは、被処理基板１０を大型化する場合に好適である。ま
た、図１４に示す第１ＵＶ照射装置５ａに適用する場合は、発光長Ｌが２５００ｍｍの鉄
系メタルハイドランプを用いた場合においても、図２４と実質的に同様な効果が得られる
。

−ランプ水冷構造−
図１４に示すランプ５２の周辺部を表す模式図を図２５に示す。ランプ５２は、内管１
０１及び外管１０２の二重管構造を有する冷却管１００に取り囲まれている。内管１０１
と外管１０２の間には、ランプ５２を冷却するための水（純水）が収容されている。また
、内管１０１と外管１０２との間には、分光特性を有し、ランプ５２からの赤外線を吸収
するための熱吸収フィルタ１０３が、ランプ５２を取り囲むように配置されている。

熱吸収フィルタ１０３としては、赤外線を吸収するとともに、約３００〜４００ｎｍの
波長領域の紫外線を選択的に透過可能な分光特性を有する熱吸収フィルタが好ましい。例
えば、図２６に示すように、２６０〜４００ｎｍの波長領域に分光透過率のピークを有す
る熱吸収フィルタが利用可能である。図２６に示すような分光特性を有する熱吸収フィル
タ１０３を配置することにより、被処理基板１０の内部の高分子体１８を効率よく反応さ
せる波長領域の紫外線を透過させることが可能になるとともに、被処理基板１０の加熱の
原因となる赤外線の照射が抑制されるため、被処理基板１０の特性劣化が更に抑制され、
製造後の液晶パネルの歩留まり及び性能が向上する。

−フィルタ−
図１４に示すフィルタ５３としては、石英製やガラス製の基体上に複数層の薄膜を蒸着
させた多層膜フィルタ又は石英製やガラス製の基体中に吸収物を添加した光学フィルタ等
が利用可能である。フィルタ５３の特性としては、短波長側の中心カットオフ波長を３２
０〜３６０ｎｍの波長領域内に有するローパスフィルタが好ましい。なお、実施の形態に
係るフィルタ５３において「中心カットオフ波長」とは、垂直入射（入射角０度）の時の
波長により定義されるカットオフ波長を指す。

紫外線の入射角が大きくなると、カットオフ波長は短波長側に移動する。例えば、中心
カットオフ波長３６０ｎｍで示される吸収物を添加したローパスフィルタを用いた場合は
、図２７に示すように、紫外線の入射角を３０°、４５°とした場合の分光透過率５０％
で定義されるカットオフ波長が、３５５〜３６０ｎｍ範囲で変化するが、その変化幅は比
較的小さい。一方、図２８に示すように、中心カットオフ波長３５０ｎｍの多層膜フィル
タを用いた場合は、入射角を３０°、６０°とすることにより、分光透過率５０％が３５
０ｎｍ、３４０ｎｍ、３２５ｎｍとなり、紫外線の入射角に対するカットオフ波長の変化
幅が大きくなる。

被処理基板１０内部の高分子体１８の重合を促進させて配向部２１，２２を形成し、製
造後の液晶パネル２０の特性変化を低減するためには、波長３４０ｎｍ以下の紫外線照射
を抑制するフィルタ５３として、中心カットオフ波長Ｎを３２０〜３６０ｎｍ、好ましく
は３３０〜３５０ｎｍの波長領域に有し、且つ、紫外線の入射角を０°〜６０°とした場
合のカットオフ波長の変化が−１５ｎｍ＜Ｎ＜＋１５ｎｍの範囲にある多層膜フィルタを
用いるのが好ましいが、吸収型フィルタを用いることも可能である。

−ランプ制御装置−
図１４に示すランプ制御装置７は、図２９に示すように、ランプ電力制御部７１、照度
判定部７２、積算光量判定部７３、均斉度判定部７４を備える。ランプ制御装置７には、
被処理基板１０の処理に好適な照度値の設定値等の種々のデータを記憶させるための記憶
装置７５が設けられていてもよい。

ランプ電力制御部７１は、照度判定部７２、積算光量判定部７３、均斉度判定部７４の
判定結果に基づいてランプの電力を制御する。照度判定部７２は、記憶装置７５に記憶さ
れた照度値の設定データ等を読み出して、第１照度計５５又は第２照度計５６が検出した
照度値が、所定の範囲内にあるか否かを判定することができる。

図３０に、図１に示す被処理基板１０を処理する場合の、照度値、照射時間と、図３に
示す配向部２１，２２の配向状態（重合効果）、劣化、生産効率の関係を示す。「照度値
」は、第１照度計５５として、図１８に示す分光感度を有する照度計で検出した値を表し
ている。また、以下において「照射時間」は、ランプ５２から図１の被処理基板１０に実
際に照射する時間を表す。

図３０に示すように、第１照度計５５が検出する照度値が２５ｍＷ／ｃｍ₂以下の場合
は、図１の高分子体１８の重合効果は得られるが、製造後の液晶パネル２０に劣化が生じ
、生産効率も低くなる。照度値が４０ｍＷ／ｃｍ₂以上になるとよく重合が進み生産効率
も向上するが、１００ｍＷ／ｃｍ₂より高くなると高分子体へのダメージが大きくなるの
で、７５ｍＷ／ｃｍ₂に抑制することで、重合効果も得られ、且つ製造後の液晶パネル２
０の劣化も生じにくくさせることができる。

よって、照度判定部７２は、図１の被処理基板１０を処理する場合は、第１照度計５５
の照度値が、例えば、２５ｍＷ／ｃｍ²以上であるか、好ましくは、２５〜１００ｍＷ／
ｃｍ²の範囲にあるか、より好ましくは、４０〜７５ｍＷ／ｃｍ²の範囲にあるか否かを判
定し、判定結果に基づいて、ランプ電力制御部７１によってランプ５２の電圧又は電流を
制御するのが好ましい。

一般に、ランプ５２は、寿命が近づくにつれて光量が徐々に低下する傾向にある。その
ため、第１照度計５５等が検出する照度値も時間の経過とともに低くなる。複数の被処理
基板１０に対してそれぞれ均等な光量で紫外線を照射するためには、点灯時間が長期化す
るにつれてランプ５２が劣化し、照度が低くなった場合に、電圧又は電流を上げて照度を
一定以上に維持することが望ましい。

図１４に示す液晶パネル製造装置においては、照度判定部７２が、第１照度計５５又は
第２照度計５６の照度値を検出し、ランプ５２の点灯時間に対する第１照度計５５又は第
２照度計５６の照度値の変化量が約１０％以下となった場合に、照度値を所定の値に戻す
ように、ランプの電圧又は電流を制御することができる。なお「点灯時間」とは、ランプ
５２を現実に点灯させた時間の積算値を表す。

積算光量判定部７３は、「積算光量」が一定値以上となるか否かを判定する。「積算光
量」とは、第１照度計５５が検出した照度値とランプ５２の照射時間との積で示される。
例えば、図１の被処理基板１０を処理する場合においては、積算光量判定部７３が、積算
光量が２０００ｍＪ／ｃｍ₂以上となるか否かを判定することができる。積算光量を２０
００ｍＪ／ｃｍ₂以上とすることにより、被処理基板１０の内部の高分子体１８の重合効
果が得られるとともに、図３の液晶パネルの特性劣化が生じにくくなる。一方、２０００
ｍＪ／ｃｍ₂以下とすることにより、図３の液晶パネル内部の配向部２１，２２の形成が
十分に行われなくため、性能低下を招く。

均斉度判定部７４は、第１照度計５５又は第２照度計が検出した最大照度値と最小照度
値とから計算される「均斉度」が、所定値以上であるか否かを判定する。「均斉度」とは
、図３１に示すように、被処理基板１０の長手方向と照度の関係に着目した場合に、第１
照度計５５（又は第２照度計５６）が検出した照度値の最大照度値（ＭＡＸ）と最小照度
値（ＭＩＮ）を用いて、

均斉度（％）＝（１−（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩＮ））×１００

により表される照度の均一性の割合をいう。

図３２に示すように、図１に示す被処理基板１０を処理する場合は、波長領域３４０〜
３７０ｎｍの間にピーク感度を有する照度計を用いて計算した場合の均斉度を７５％以上
とすることにより、図３の液晶パネル２０の応答速度、透過率、コントラスト、偏光（光
）特性等の種々の性能が向上する。したがって、均斉度判定部７４は、図１に示す被処理
基板１０を処理する場合には、第１照度計５５で算出した場合の均斉度が７５％以上であ
るか否かを判定し、その判定結果に基づいて、ランプ電力制御部７１によりランプの電圧
又は電流を制御するのが好ましい。

−基板温度制御機構−
図１４に示す冷却板５４を上面からみた場合の模式図を図３３に示す。冷却板５４は、
例えば、アルミ等の金属製であり、内部に冷却水を流通させるための冷却水流路５４１を
備えている。冷却水の流通速度は、図１４に示す基板温度制御装置により制御されていて
もよいし、一定速度であっても構わない。

図１４に図示した通り、基本的には冷却板５４だけでも温度制御可能であるが、図３４
に示すように、処理室５０の内部に冷風ノズル５４２を設け、冷風を組合わせて冷却して
もよい。図３４に示す例では、冷風ノズル５４２が被処理基板１０の長手方向に沿って配
置されており、冷風ノズル５４２から、例えば、５〜１５℃の冷風が送られるようになっ
ている。これにより、被処理基板１０の基板温度が、７０℃以下、好ましくは、２０〜５
０℃に制御される。なお、冷風ノズル５４２の代わりに冷風を送るファンが設置されてい
てもよい。

被処理基板１０の内部に封入される高分子体１８及び液晶体１７は、熱可塑性を有する
ことから、高温に曝すと、特性劣化を起こす場合がある。特に、被処理基板１０に波長３
４０ｎｍ以上の紫外線が照射されることにより、被処理基板１０の基板温度は２００℃に
達する場合があり、特性劣化が著しくなる場合がある。

図３４に示す第１ＵＶ照射装置５ａによれば、冷風ノズル５４２及び冷却板５４を備え
ることにより、被処理基板１０の温度を一定温度以下に制御できるため、高分子体１８及
び液晶体１７の劣化が低減され、製造後の液晶パネルの応答速度、透過率、コントラスト
、偏光（光）特性等、種々の特性を向上させることができる。

なお、冷風ノズル５４２及び冷却板５４の駆動は、被処理基板１０の大きさによって選
択することができる。例えば、５５０ｍｍ×６５０ｍｍの被処理基板１０を処理する場合
、冷風ノズル５４２のみを用いて冷却することも十分可能であるが、例えば、１５００ｍ
ｍ×１８００ｍｍの被処理基板１０等のように、比較的大型な基板を処理する場合は、冷
風ノズル５４２と冷却板５４とを併用するようにしてもよい。

一方、逆に冷風を吹きかけることにより、被処理基板１０の表面温度にバラツキが生じ
てしまう場合は、冷却板５４のみを駆動させることが望ましい。図３４に示すように、処
理室５０内に基板温度を測定する温度センサ５４３を設け、温度センサ５４３の検出値に
応じて、基板温度制御装置８が、冷却板５４と冷風ノズル５４２の駆動を選択的に制御す
るようにしてもよい。

−基板移動制御機構−
ランプ５２と被処理基板１０との距離や、反射板の光の反射具合により、被処理基板１
０の表面に照射される光量が、局所的に不均一になる場合がある。そのため、図３５にお
いては、実線で示される位置において、まず、一定時間紫外線を照射した後、移動制御装
置９により、ステージ５１を距離Ｗだけ被処理基板１０の長手方向に移動させるようにし
てもよい。これにより、ステージ５１を移動せずに処理する場合に比べて、被処理基板１
０のに照射される光をより均一化させることができる。

距離Ｗは、ランプ５２からの照度が一定値以上となる有効照射範囲内で変更可能である
が、ランプ５２の特性を考慮すると、ランプピッチの１／２程度ずつ動かすようにするの
が好ましい。例えば、ランプ５２として発光管外径２７．５ｍｍ、発光長１０００ｍｍの
メタルハライドランプを５灯搭載し、５５０ｍｍ×６５０ｍｍの図１に示す被処理基板１
０を処理する場合は、波長領域３４０〜３７０ｎｍの間にピーク感度を有する照度計（第
１照度計５５）の照度値を７５ｍＷ／ｃｍ₂として２５秒照射し、その後、被照射基板１
０を基板の長手方向にＷ＝１２５ｍｍ程度移動させて、７５ｍＷ／ｃｍ₂において更に２
５秒照射する。これにより、液晶パネル２０に生じる反応ムラを抑制でき、性能の高い液
晶パネル２０の生産が実現できる。

（紫外線照射装置を用いた液晶パネルの製造方法）
図３６のステップＳ１１に示すように、図１４に示す第１ＵＶ照射装置５ａを用いて図
１に示す被処理基板１０を処理する場合は、まずセットアップを行う。セットアップとし
ては、例えば、ランプ制御装置７、基板温度制御装置８、移動制御装置９、及び電圧印加
制御装置６１を駆動させるための各種設定データを記憶装置（図示省略）等に入力するこ
とができる。

また、ステージ５１上に、テスト用の被処理基板１０を配置し、処理室５０の内部を処
理条件に設定した上で、被処理基板１０の表面の照度及びその照度における第１照度計５
５及び第２照度計５６の照度値との関係を導出する。これにより、第１照度計５５及び第
２照度計５６の照度値に基づいて、被処理基板１０の表面の実際の照度値との関係が計算
する。

セットアップが終了したら、図８に示す搬送ロボット６２により、実際に処理する被処
理基板１０を図１４の冷却板５４上に配置し、ステップＳ１２において、被処理基板１０
の冷却を開始させる。冷却方法は、被処理基板１０の大きさに基づいて、５〜１５℃の冷
風によって空冷してもよいし、図３４に示すように、温度センサ５４３によって基板温度
を検出し、基板温度が例えば７０℃以下に制御されるように、基板温度制御装置８により
、冷却板５４又は冷風ノズル５４２を制御してもよい。

引き続き、ステップＳ１３において、被処理基板１０に所定の電圧（例えば、０〜３０
Ｖ）が印加される。ステップＳ１４において、被処理基板１０に電圧を印加した状態で、
例えば、第１照度計５５の照度値が７５ｍＷ／ｃｍ₂の条件においてランプ光を２５秒照
射する。その後、ステップＳ１５において、ステージ５１を被処理基板１０の長手方向に
移動させて、ステップＳ１６において、被処理基板１０に電圧を印加した状態で、例えば
、第１照度計５５の照度値が７５ｍＷ／ｃｍ₂の条件においてランプ光を２５秒照射する
。

図１４のランプ制御装置７は、ランプ５２が、第１照度計の照度値が４０ｍＷ／ｃｍ₂
以上において、第１照度計５５の照度値とランプの照射時間との積が２０００ｍＪ／ｃｍ
₂以上となるように被処理基板１０に紫外線を照射させる。また、ランプの照射時間に対
する第１照度計５５の照度値の変化量が１０％以下となった場合には、ランプの電力を制
御する。均斉度を算出し、均斉度が７５％以上となるように、ランプの電力を制御する。
処理が済んだ被処理基板１０は、ステップＳ１７において、図１４の処理室５０から搬出
され、図８の搬送ロボット６２により反転部６に搬送される。

図８に示す実施の形態に係るＵＶ照射部５（第１ＵＶ照射装置５ａ）によれば、製造後
の液晶パネルの性能等に影響を及ぼす波長領域３４０ｎｍ以下の紫外線照射を抑制できる
ため、高性能で歩留まりを向上させた液晶パネルが製造できる。

（その他の実施の形態）
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は
この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代
替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

−有害波長照度判定機構−
上述の実施の形態においては、図２９に示す照度判定部７２が、第１照度計５５の照度
値に基づいて照度を判定し、判定結果に基づきランプの電力を制御する例を説明した。し
かしながら、図２９に示す照度判定部７２が、第２照度計５６の照度値に基づいて、液晶
パネルに特性に影響を及ぼす波長（有害波長）の照度を判定するようにしてもよい。

図３７（ａ）に示すように、図１に示す被処理基板１０を処理する場合、波長３４０ｎ
ｍ又は３２０ｎｍ以下の紫外線、特に、水銀の発光ピークを示す波長３１３ｎｍの光が被
処理基板１０の斜線部分に照射されると、図３７（ｂ）に示すように、照射後の液晶パネ
ル２０に白いムラが残る。図３８に、波長３１３ｎｍの紫外線を検出する第２照度計５６
を用いた場合の波長３１３ｎｍの紫外線が及ぼすパネル劣化の影響の関係を示す。

図３８に示すように、照度値が１ｍＷ／ｃｍ₂以下の場合には、図３７（ｂ）に示すよ
うなパネル劣化は生じにくいが、照度値が１ｍＷ／ｃｍ₂以上の場合には、図３７（ｂ）
に示すようなパネル劣化が生じる割合が高くなる。そのため、図２９に示す照度判定部７
２は、第２照度計５６の照度値が１ｍＷ／ｃｍ₂以上となる場合には、例えば、図示を省
略した表示装置等を介してユーザに警告する、或いは、図１５に示す反射鏡５７或いは補
助反射板５８の角度を調節させるための機構（図示省略）を制御するようにしてもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論で
ある。したがって、本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る
発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施の形態に係る被処理基板の一例を示す断面図である。図１の高分子体１８の具体例を示す図である。図１の被処理基板１０に紫外線を照射した後の液晶パネルの一例を示す断面図である。図３の配向部２１の配向状態を例示する斜視図である。図３の配向部２１の立ち上がり角度θを表す概略図である。図３の液晶パネルの液晶体の状態（電圧印加しない場合）を示す断面図である。図３の液晶パネルの液晶体の状態（電圧印加時）を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る液晶パネル製造装置の全体構成の一例を示す平面図である。図８の液晶パネル製造装置の動作を示すフローチャートである。図８の反転部の詳細を示す概略図である。図１０の反転部の具体的動作の例を示す概略図である。図８の検査部の詳細を示す概略図である。図１２の検査部の具体的動作の例を示す概略図である。図８のＵＶ照射部の詳細を示す概略図である。図１４のランプの周辺構成の一例を示す概略図である。図１４のランプの周辺構成の一例を示す概略図である。図１４のランプを長手方向（軸方向）からみた場合の概略図である。図１７の第１照射計に好適な照射計の分光感度を示すグラフである。図１７の第２照射計に好適な照射計の分光感度を示すグラフである。タリウム系メタルハライドランプの分光分布を示すグラフである。鉄系メタルハライドランプの分光分布を示すグラフである。鉄系メタルハライドランプとタリウム系メタルハライドランプの分光分布の比較を示すグラフである。鉄系メタルハライドランプと水銀ランプの分光分布の比較を示すグラフである。鉄系メタルハライドランプの軸方向に対する照度分布を示すグラフである。図１４に示すランプの周辺部を表す断面図である。図２５に示す熱線吸収フィルタの分光透過率分布を示すグラフである。図１４に示すフィルタの入射角度と透過率との関係を表すグラフ（その１）である。図１４に示すフィルタの入射角度と透過率との関係を表すグラフ（その２）である。図１４に示すランプ制御装置の具体例を示すブロック図である。図１に示す被処理基板を処理する場合の照度値、照射時間、重合効果、劣化、生産効率の関係を示す。本発明の実施の形態に係る均斉度の算出方法を説明するグラフである。均斉度とパネル性能との関係を表す表である。本発明の実施の形態に係る冷却板の平面図である。本発明の実施の形態に係る基板温度制御機構を説明する模式図である。本発明の実施の形態に係る基板移動制御機構を説明する模式図である。本発明の実施の形態に係る液晶パネル製造方法の一例を説明するフローチャートである。有害波長領域（３１３ｎｍ）が被処理基板の特性に及ぼす影響を示し、図３７（ａ）は照射時の被処理基板、図３７（ｂ）は、照射後の液晶パネルを示す平面図である。照度値とパネル劣化との関係を示す表である。

符号の説明

２…搬入部
３…反転部
４…検査部
４ａ…第１検査装置
４ｂ…第２検査装置
５…ＵＶ照射部
５ａ…第１ＵＶ照射装置
５ｂ…第２ＵＶ照射装置
６…反転部
７…ランプ制御装置
８…基板温度制御装置
９…移動制御装置
１０…被処理基板
１１…半導体素子
１２…基板
１３…カラーフィルタ
１４…基板
１５…透明電極
１６…透明電極
１７…液晶体
１８…高分子体
１９…シール部
２０…液晶パネル
２１…配向部
２５…搬送ロボット
３０…処理室
３１…第１吸着部
３２…回転部
３２…第２吸着部
３３…第３吸着部
３４…可動部
３５…回転部
３６…可動部
４０…処理室
４１…設置台
４２…バックライト照射部
４３…ＣＣＤカメラ
４４…印加コネクタ
４５…電圧印加部
５０…処理室
５１…ステージ
５２…ランプ
５３…フィルタ
５４…冷却板
５５…第１照度計
５６…第２照度計
５７…反射鏡
５８…補助反射板
６１…表示装置
６２…搬送ロボット
６３…イオナイザー
６４…電圧印加制御装置
７１…ランプ電力制御部
７２…照度判定部
７３…積算光量判定部
７４…均斉度判定部
７５…記憶装置
１００…冷却管
１０１…内管
１０２…外管
１０３…熱吸収フィルタ
５２０…気密性容器
５２１，５２２…電極
５４１…冷却水流路
５４２…冷風ノズル
５４３…温度センサ

Claims

光反応性物質を含有する液晶体を内部に封入した被処理基板を処理する処理室と、
前記処理室内に配置され、前記被処理基板に紫外線を照射して前記光反応性物質を反応させ、前記被処理基板の内部に配向部を形成させる複数のランプと、
前記ランプに対向し、波長３４０ｎｍ以下の波長領域の紫外線の透過を抑制するフィルタとを備え、
前記フィルタが、垂直入射の場合に定義される中心カットオフ波長Ｎが３２０〜３６０ｎｍの範囲にあり、前記フィルタに対する紫外線の入射角を０°〜６０°とした場合のカットオフ波長の変化が−１５ｎｍ＜Ｎ＜＋１５ｎｍの範囲にあるフィルタを含むことを特徴とする液晶パネル製造装置。
前記ランプの上方に配置された、波長領域３４０〜３７０ｎｍの間にピーク感度を持つ第１照度計と、
前記第１照度計の照度値が２５〜１００ｍＷ／ｃｍ²となるように前記ランプの電力を制御するランプ制御装置
とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル製造装置。
前記ランプの上方に配置された、波長領域３４０〜３７０ｎｍの間にピーク感度を持つ第１照度計と、
前記第１照度計の照度値が４０〜７５ｍＷ／ｃｍ²となるように前記ランプの電力を制御するランプ制御装置
とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル製造装置。
前記光反応性物質が、アゾ化合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶パネル製造装置。
前記ランプが、前記第１照度計の照度値と前記ランプの照射時間との積が２０００ｍＪ／ｃｍ²以上となるように前記被処理基板に紫外線を照射することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の液晶パネル製造装置。
ランプ制御装置が、前記ランプの点灯時間に対する第１照度計の照度値の変化量が１０％以下となるように前記ランプの電力を制御すること特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の液晶パネル製造装置。
前記被処理基板に電圧を印加する電圧印加装置を更に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶パネル製造装置。
光反応性物質を含有する液晶体を内部に封入した被処理基板に対し、波長領域３４０ｎｍ以下の紫外線の透過を抑制するフィルタを介して紫外線を照射し、前記光反応性物質を反応させ、前記被処理基板の内部に配向部を形成させる工程を有し、
前記フィルタが、垂直入射の場合に定義される中心カットオフ波長Ｎが３２０〜３６０ｎｍの範囲にあり、前記フィルタに対する紫外線の入射角を０°〜６０°とした場合のカットオフ波長の変化が−１５ｎｍ＜Ｎ＜＋１５ｎｍの範囲にあるフィルタを含むことを特徴とする液晶パネルの製造方法。