KR20200115047A

KR20200115047A - 방전 램프 및 액정 패널 제조 장치

Info

Publication number: KR20200115047A
Application number: KR1020190177667A
Authority: KR
Inventors: 코키 히노; 아츠시 후지오카; 아키히코 타우치
Original assignee: 도시바 라이텍쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-10-07
Also published as: JP7234730B2; CN111739787B; CN111739787A; TW202036656A; JP2020161230A

Abstract

본 발명은 액정 패널을 효율 좋게 제조하는 것으로, 실시 형태의 방전 램프는 발광관과 한 쌍의 전극을 구비하고, 한 쌍의 전극은 발광관의 양단부에 설치되며, 발광관을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비가 83[%] 이상이다.

Description

방전 램프 및 액정 패널 제조 장치 {APPARATUS FOR MANUFACTURING DISCHARGE LAMP AND LIQUID CRYSTAL PANEL }

본 발명의 실시 형태는 방전 램프 및 액정 패널 제조 장치에 관한 것이다.

최근, 광 반응성 물질을 함유하는 액정체를 봉입한 피처리 기판에 대한 전압의 인가와 자외선의 조사를 병행함으로써, 액정체에 포함되는 모노머의 배향 상태를 제어하는 액정 패널 제조 장치가 있다.

일본 공개특허 제2011-146363호 공보 일본 공개특허 제2009-266574호 공보

그런데, 최근의 액정 패널 수요의 증가에 따라, 액정 패널 제조의 효율화가 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액정 패널을 효율 좋게 제조할 수 있는 방전 램프 및 액정 패널 제조 장치를 제공하는 것이다.

실시 형태의 방전 램프는 발광관과 한 쌍의 전극을 구비한다. 한 쌍의 전극은 발광관의 양단부에 설치된다. 발광관을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비가 83[%] 이상이다.

본 발명에 따르면, 액정 패널을 효율 좋게 제조할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 관한 방전 램프의 측면도이다.
도 2는 액정 패널을 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 액정층의 흡수율을 파장마다 도시한 도면이다.
도 4는 방전 램프의 분광 분포를 비교한 결과를 도시한 도면이다.
도 5는 UV 조도를 변화시켰을 때의 피처리 패널의 상태를 자외선의 조사 시간마다 비교한 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 UV 조도를 변화시켰을 때의 피처리 패널의 상태를 자외선의 조사 시간마다 비교한 결과를 도시한 도면이다.
도 7은 실시 형태에 관한 액정 패널 제조 장치의 사시도이다.

이하에서 설명하는 실시 형태에 관한 방전 램프(1)는 발광관(10)과 한 쌍의 전극(20)을 구비한다. 한 쌍의 전극(20)은 발광관(10)의 양단부에 설치된다. 발광관(10)을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비가 83[%] 이상이다.

또한, 이하에서 설명하는 실시 형태에 관한 발광관(10)에는 스트론튬, 마그네슘 및 바륨 중, 하나 이상을 갖는 알루민산염과, 부활제로서의 세륨을 함유하는 형광체(30)가 봉입된다.

또한, 이하에서 설명하는 실시 형태에 관한 방전 램프(1)는 액정 패널 제조용의 방전 램프이다.

또한, 이하에서 설명하는 실시 형태에 관한 액정 패널 제조 장치(100)는 피처리 패널(6)을 조사하는 복수의 조사부(110)를 구비한다. 복수의 조사부(110)는 방전 램프(1)를 갖는다.

또한, 이하에서 설명하는 실시 형태에 관한 피처리 패널(6)은 액정층(9)과, 액정층(9)을 끼고 대향하는 한 쌍의 기판(7,8)을 갖는다. 조사부(110)는 전압을 인가한 액정층(9)에 자외선을 조사한다.

이하에 본 발명에 관한 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 각 실시 형태는 본 발명이 개시하는 기술을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이하에 나타내는 각 실시 형태 및 각 변형예는 모순되지 않는 범위에서 적절하게 조합할 수 있다. 또한, 각 실시 형태의 설명에서 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 뒤에 나오는 설명을 적절히 생략한다.

[실시 형태]

우선, 도 1을 사용하여, 실시 형태에 관한 방전 램프의 구성예에 대해서 설명한다. 도 1은 실시 형태에 관한 방전 램프의 측면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 실시 형태에 관한 방전 램프(1)는 발광관(10), 한 쌍의 구금(11), 한 쌍의 접점(12), 한 쌍의 전극(20) 및 형광체(30)를 갖는다. 한 쌍의 전극(20)은 발광관(10)의 길이 방향의 양단부에 설치되어 있고, 발광관(10)을 지지하는 한 쌍의 구금(11)의 단부에 위치하는 핀 형상의 한 쌍의 접점(12)에 각각 접속되어 있다.

방전 램프(1)는 예를 들어, 도 2에 도시한 피처리 패널(6)의 처리에 적합한 파장의 자외선을 방사함으로써 액정 패널을 효율 좋게 제조할 수 있는 것이다. 여기에서, 도 2를 사용하여 피처리 패널(6)에 대해서 설명한다.

도 2는 액정 패널을 모식적으로 도시한 단면도이다. 도 2에 도시한 피처리 패널(6)은 한 쌍의 기판(7,8)과, 기판(7)과 기판(8) 사이에 설치된 액정층(9)을 갖는다.

기판(7)은 예를 들어 적색, 녹색, 청색의 광을 투과하는 컬러 필터(도시하지 않음)가 기재상에 배치되고, 보호막으로 컬러 필터가 덮여 이루어지는 컬러 필터 기판이다. 기판(8)은 액정층(9)을 끼고 기판(7)과 대향하도록 설치된 대향 기판이고, 복수의 전극이 어레이 형상으로 배치되어 있다.

액정층(9)은 액정 조성물과 광 반응성 물질로서의 중합성 모노머를 포함한다. 액정층(9)은 방전 램프(1)로부터 방사된 특정의 파장을 갖는 자외선을 흡수함으로써 중합성 모노머가 중합되고, 전압의 인가에 의해 배향을 제어시킨 액정 조성물이 안정화된다.

도 3은 액정층의 흡수율을 파장마다 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 피처리 패널(6)의 액정층(9)에 포함되는 중합성 모노머는 도 3에 도시한 바와 같이, 파장이 400[㎚] 이하의 광을 흡수하여 중합한다. 단, 피처리 패널(6)에 280[㎚] 미만의 파장을 갖는 광을 조사하면, 액정층(9)에 포함되는 액정 조성물이나, 기판(7)과 기판(8)의 손상이 염려된다. 그래서, 파장이 280[㎚] 미만의 광을 최대한 방사시키지 않고, 또한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 자외선을 고강도로 방사하는 방전 램프(1)가 바람직하다.

도 1로 돌아가, 이와 같은 특성을 갖는 방전 램프(1)에 대해서 더욱 설명한다. 방전 램프(1)는 예를 들어, 직경 D=15.5[㎜], 파장 L=1700[㎜]의 열 음극 형광 램프이다. 발광관(10)은 석영(SiO₂)을 주성분으로 하는 경질 유리이다. 발광관(10)은 예를 들어, Na₂O, K₂O, BaO 중, 1 또는 2 이상을 함유한다. 또한, 발광관(10) 중에 함유되는 각 성분은 전자 프로브 마이크로 애널라이저(EPMA) JXA-8200(니혼덴시사 제조)를 사용한 조성 분석에 의해 확인할 수 있다.

또한, 방전 램프(1)는 발광관(10)을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비가 83[%] 이상이다. 이에 의해, 액정층(9) 중의 중합성 모노머를 효율 좋게 반응시킬 수 있다. 이 때문에, 일정 시간당의 액정 패널의 처리가 증대 가능해지는 점에서, 액정 패널을 효율 좋게 제조할 수 있다.

상기한 방전 램프(1)의 방사 성능은 형광체(30)로서 스트론튬(Sr), 마그네슘(Mg) 및 바륨(Ba) 중, 하나 이상을 갖는 알루민산염과, 부활제로서의 세륨(Ce)을 함유함으로써 실현할 수 있다. 구체적으로는 예를 들어, SrAl₁₂O₁₉ : Ce(세륨 부활 알루민산 스트론튬)을 형광체(30)로서 적용할 수 있다. 형광체(30)는 예를 들어, 발광관(10)의 내면에 도포되어 있다. 또한, 발광관(10)의 내부에는 예를 들어, 아르곤(Ar), 네온(Ne) 등의 희가스를 포함하는 불활성 가스와, 수은이 봉입되어 있다.

또한, 형광체(30)로서 예를 들어, (MgSrBa) Al₁₁O₁₉ : Ce를 적용함에 의해서도, 발광관(10)을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비가 83[%] 이상인 방전 램프(1)가 얻어진다.

상기한 바와 같이, 실시 형태에 관한 방전 램프(1)는 도시하지 않은 전원장치로부터 공급된 전력에 의해, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비가 83[%] 이상이 되는 광을 방사한다. 도 4는 방전 램프의 분광 분포를 비교한 결과를 도시한 도면이다. 도 4 중, 「실시예 1」은 형광체(30)로서 상기한 SrAl₁₂O₁₉ : Ce를 적용한 방전 램프(1)의 분광 분포의 일례를 도시한 것이고, 「실시예 2」는 형광체(30)로서 (MgSrBa)Al₁₁O₁₉ : Ce를 적용한 방전 램프(1)의 분광 분포의 일례를 도시한 것이다. 또한, 도 4에서는 참고로 「비교예 1」로서 SrAl₁₂O₁₉ : Ce를 대신하여 LaPO₄ : Ce(세륨 부활 인산 란탄)을 형광체(30)로서 사용한 열 음극 형광 램프를 병기하고 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 실시예 1에 관한 방전 램프(1)에서는 액정층(9)에서의 광 흡수에 적합한 파장역에 대하여, 270~310[㎚] 부근에서의 발광 강도가 높아, 액정층(9) 중의 중합성 모노머를 효율 좋게 반응시킬 수 있다. 구체적으로는 실시예 1에 관한 방전 램프(1)의 발광관(10)을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비는 91[%]이다. 또한, 이러한 강도비는 예를 들어, 도 4에 도시한 분광 분포에 기초하여, 각 파장역의 면적비로부터 산출할 수 있다. 이에 의해, 액정층(9)의 반응 시간을 단축화할 수 있어, 택 타임의 단축이 가능해진다. 이 때문에, 일정 시간당의 액정 패널의 처리가 증대 가능해지는 점에서, 액정 패널을 효율 좋게 제조할 수 있다.

또한, 실시예 2에 관한 방전 램프(1)에서는 실시예 1에 관한 방전 램프(1)와 동일하게, 액정층(9)에서의 광 흡수에 적합한 파장역에 대하여, 270~310[㎚] 부근에서의 발광 강도가 높다. 구체적으로는 실시예 2에 관한 방전 램프(1)의 발광관(10)을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비는 93[%]이다. 이에 의해, 액정층(9) 중의 중합성 모노머를 효율 좋게 반응시킬 수 있다. 이 때문에, 실시예 2에 관한 방전 램프(1)에 따르면, 액정 패널을 효율 좋게 제조할 수 있다.

한편, 비교예 1에서는 295~370[㎚]의 파장역에 브로드한 피크를 갖지만, 이 중 액정층(9) 중의 중합성 모노머를 반응시키는 데에 적합한 발광 강도는 295~310[㎚]의 파장역에서밖에 얻어지지 않아, 반응 효율은 낮다. 구체적으로는 비교예 1에 관한 열 음극 형광 램프의 발광관(10)을 투과하여 방사되는 방사광 중 , 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비는 78[%]에 그친다. 이에 의해, 실시예 1, 실시예 2에 관한 방전 램프(1)를 적용한 경우와 비교하여 액정층(9) 중의 중합성 모노머의 반응 효율이 저하된다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 방전 램프(1)와 비교하여 조사 시간을 길게 할 필요가 발생하여, 액정 패널을 효율 좋게 제조하기 곤란해진다.

도 5, 도 6은 UV 조도를 변화시켰을 때의 피처리 패널의 상태를 자외선의 조사 시간마다 비교한 결과를 도시한 도면이다. 도 5는, 도 4에 도시한 실시예 1, 실시예 2에 관한 방전 램프(1)를, 도 6은 비교예 1에 관한 열 음극 형광 램프를, 각각 사용한 경우의 결과를 도시한 것이다. 또한, 도 5, 도 6 중 「○」, 「△」, 「×」는 ○＞△＞×의 순으로 피처리 패널(6)의 상태가 좋은 것을 각각 나타내는 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이 실시예 1, 실시예 2에 관한 방전 램프(1)에서는 UV조도(1.5~5[㎽/㎠]) 및 조사 시간(15~60[sec])을 변화시킨 경우이어도, 의도한 액정층(9)을 갖는 액정 패널이 동일하게 얻어졌다. 한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 비교예 1에 관한 램프에서는 높은 UV 조도[㎽/㎠]를 갖고, 또한 조사 시간[sec]이 긴 경우만 의도한 액정 패널이 얻어지고, UV 조도[㎽/㎠] 또는 조사 시간[sec]을 저감시키면, 액정층(9)에 대한 충분한 반응성이 얻어지지 않아, 용도에 적합한 액정 패널이 얻어지지 않는 경우가 있었다.

[액정 패널 제조 장치]

도 7은 실시 형태에 관한 액정 패널 제조 장치의 사시도이다. 도 7에 도시한 액정 패널 제조 장치(100)는 복수의 조사 유닛(101A, 101B, 101C) 등을 구비한다. 또한, 복수의 조사 유닛(101A~101C) 등을 구별하지 않는 경우에는, 조사 유닛(101)으로 하는 경우가 있다. 액정 패널 제조 장치(100)는 9개의 조사 유닛(101)을 갖는다. 즉, 액정 패널 제조 장치(100)는 병렬하여 조사 공정을 실시하는 것이 가능하다. 구체적으로는 액정 패널 제조 장치(100)가 9매의 피처리 패널(6)에 동시에 자외선을 조사하는 것이 가능하다.

조사 유닛(101)은 자외선을 조사하는 조사부(110), 셔터(120), 천판(130), 및 배열 파이프(140a, 140b)를 구비한다.

조사부(110)는 광원으로서의 복수의 램프(111)를 갖는다. 복수의 램프(111)는 천판(130)에 설치된 소켓(도시하지 않음)에 장착되어 있고, 각각 평행으로 배치되어 있다. 소켓은 램프(111)를 점등시키는 점등 장치(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되어 있고, 점등 장치보다 소켓을 통하여 램프(111)에 전력이 공급됨으로써, 램프(111)가 점등한다. 램프(111)의 점등에 의해, 조사 유닛(101) 내에 수용된 피처리 패널(6)에 자외선이 조사된다. 또한, 조사부(110)는 액정 패널 제조 장치(100)로부터 착탈 가능하다. 또한, 램프(111)는 실시 형태에 관한 방전 램프(1)이다. 또한, 램프(111)와 천판(130) 사이에는 피처리 패널(6)에 조사되는 자외선의 광량을 증가시키기 위해, 반사판(도시하지 않음)을 갖고 있어도 된다.

또한, 각 조사 유닛(101)에는 조사 유닛(101) 내에 피처리 패널(6)을 출입하기 위한 셔터(120)가 개폐 가능하게 설치되어 있다. 셔터(120)는 조사 유닛(101) 내에 피처리 패널(6)을 출입할 때 개방되고, 조사 유닛(101)내에 피처리 패널(6)이 수용되었을 때 폐쇄된다. 예를 들어, 피처리 패널(6)은 셔터(120) 개방시에 로봇 암(50)을 사용하여, 조사 유닛(101) 내에 대하여 출입된다.

또한, 배열 파이프(140a, 140b)는 각각의 조사부(110)와 접속되어 있다. 배열 파이프(140a, 140b)는 예를 들어, 외부로부터 흡인됨으로써 외부에 조사부(110) 및 그 근방의 열을 배출하고, 조사 유닛(101)을 냉각한다.

상술한 바와 같이, 실시 형태에 관한 방전 램프(1)는 발광관(10)과 한 쌍의 전극(20)을 구비한다. 한 쌍의 전극(20)은 발광관(10)의 양단부에 설치된다. 발광관(10)을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비가 83[%] 이상이다. 이 때문에, 액정 패널을 효율 좋게 제조할 수 있다.

또한, 실시 형태에 관한 발광관(10)에는 스트론튬, 마그네슘 및 바륨 중 하나 이상을 갖는 알루민산염과, 부활제로서의 세륨을 함유하는 형광체(30)가 봉입된다. 이 때문에, 발광관(10)을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비를 높일 수 있어, 액정 패널을 효율 좋게 제조할 수 있다.

본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 실시 형태는 예로서 제시한 것이고 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 실시 형태는 그 밖의 여러 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 여러 가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되는 바와 같이, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함되는 것이다.

1: 방전 램프 6: 피처리 패널
7,8: 기판 9: 액정층
10: 발광관 20: 전극
30: 형광체 100: 액정 패널 제조 장치
110: 조사부

Claims

발광관; 및
상기 발광관의 양단부에 설치되는 한 쌍의 전극;
을 구비하고,
상기 발광관을 투과하여 방사되는 방사광 중, 200[㎚] 이상 400[㎚] 이하의 파장역에 대한 280[㎚] 이상 340[㎚] 이하의 파장역의 강도비가 83[%] 이상인, 방전 램프.
제 1 항에 있어서,
상기 발광관에는 스트론튬, 마그네슘 및 바륨 중, 하나 이상을 갖는 알루민산염과, 부활제로서의 세륨을 함유하는 형광체가 봉입되는, 방전 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 방전 램프는 광 반응성 물질을 함유하는 피처리 패널을 조사하는 액정 패널 제조용의 방전 램프인, 방전 램프.
피처리 패널을 조사하는 복수의 조사부;
를 구비하고,
상기 복수의 조사부는 청구항 3에 기재된 방전 램프를 갖는, 액정 패널 제조 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 피처리 패널은 액정층과, 상기 액정층을 끼고 대향하는 한 쌍의 기판을 가지고,
상기 조사부는 전압을 인가한 상기 액정층에 자외선을 조사하는, 액정 패널 제조 장치.