TWI553385B - 光配向處理裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於液晶顯示元件之製造的光配向處理裝置,詳細言之,係關於一種用於利用紫外線照射進行配向膜的光配向處理之光配向處理裝置。
習知,在液晶顯示元件中,利用電場等之作用使液晶的分子排列的狀態變化,再藉由光學性地利用該變化而靈活運用於顯示上。雖然為了使液晶朝特定的方向排列而施以配向處理,但近年來進行一種將偏光紫外線照射於配向膜來進行配向處理之光配向處理。
如圖5所示,習知的光配向處理裝置1係藉由例如線性馬達等之公知的驅動機構,使載置有表面形成有配向膜的基板S之基板支持體7在基台3上朝箭頭MD的方向行進,並經過固定於基台3且由光源與偏光板所構成的紫外線照射裝置9之下方。其結果,被搬送到紫外線照射裝置9的下方
之基板S係被照射紫外線而進行配向處理。
習知的光配向處理裝置中,由於無法將基板連續地進行配向處理,因此一個基板進行配向處理所需時間之作業時間(tact time)較長,故存在有生產性較低之課題。
因此,提出一種具備二個基板支持體(工作台)之光配向處理裝置(例如,參照專利文獻1)。此種光配向處理裝置係與圖5所示之僅具有一個基板支持體之光配向處理裝置相比,由於可一邊在一基板支持體上將基板進行光配向處理一邊在另一基板支持體上進行基板之切換作業,因此作業時間可以縮短。
然而,在具備此種二個基板支持體之光配向處理裝置中,如專利文獻1的圖6所示,必需至少有五個工作台位置(stage position)。其結果,在隔著紫外線照射裝置(照射單元)的光配向處理裝置的兩側必需要有二個份的基板支持體的空間。因此,專利文獻1所揭示之光配向處理裝置成為非常長的裝置。
專利文獻1:日本特許第5344105號公報
因此,本發明之目的在於提供一種光配向處理裝置,係在光配向處理裝置中,藉由一邊縮小裝置的設置面積一邊使作業時間進一步地縮短,而使生產量(throughput)(產能(production output))提升。
為了達成上述目的,本發明係提供一種光配向處理裝置,係對形成於用以構成液晶顯示元件之基板的配向膜照射紫外線,藉此將前述配向膜予以配向處理;該光配向處理裝置係具備:複數個基板支持體,係支持前述基板;行進機構,係使各個前述基板支持體沿著同一行進路徑行進;紫外線照射裝置,係對由沿著前述行進路徑行進的前述基板支持體所支持的前述基板照射紫外線;以及退避機構,係以行進中的前述基板支持體彼此不會碰撞之方式使前述基板支持體從前述行進路徑退避。
根據本發明,由於能藉由前述退避機構使基板大致連續性地進行光配向處理,因此可提供一種縮小裝置的設置面積並使生產量提升之光配向處理裝置。
1‧‧‧光配向處理裝置
3‧‧‧基台
3P‧‧‧突出部
3S‧‧‧側面
5‧‧‧行進機構
7‧‧‧基板支持體
7’‧‧‧第一基板支持體
7”‧‧‧第二基板支持體
7B‧‧‧底部
7S‧‧‧工作台
7SP‧‧‧銷
9‧‧‧紫外線照射裝置
11‧‧‧升降裝置(退避機構)
DL‧‧‧長度方向
PD‧‧‧移出位置
RR‧‧‧行進路徑
S‧‧‧基板
圖1係本發明實施形態之光配向處理裝置的立體圖。
圖2係圖1的光配向處理裝置的側視圖。
圖3係說明利用圖1的光配向處理裝置之配向處理步驟的概略俯視圖。
圖4係說明利用圖1的光配向處理裝置之配向處理步驟的概略剖面圖。
圖5係習知的光配向處理裝置的立體圖。
一邊參照圖1及圖2一邊就本發明實施形態之光配向處理裝置的構成進行說明。參照圖1及圖2,光配向處理裝置1係具備:二個基台3,係以分別沿著大致同一方向延伸之方式設置;以及行進機構5,係以能藉由例如線性馬達等之公知的驅動機構朝光配向處理裝置1的長度方向DL行進之方式安裝在基台3之彼此相對向的側面3S。
具體而言,行進機構5係可滑動地安裝在從側面3S突出且沿著光配向處理裝置1的長度方向DL延伸之分別二個突出部3P。
光配向處理裝置1係進一步具備用以在基台3彼此之間支持基板S的二個基板支持體7。基板支持體7係由底部7B與工作台7S所構成,該底部7B係與各個行進機構5連接,該工作台7S係被安裝於底部7B上且上表面大致朝水平方
向擴展。
在本實施形態中,工作台7S係具有銷型的基板保持機構,且用以保持基板S之複數個銷(pin)7SP從工作台7S的上表面突出。又,較佳為在部分的銷7SP的前端形成有與被真空泵等抽取真空的真空管線(未圖示)連通的開口(未圖示),且可真空吸附且保持被載置於銷7SP上的基板S。
光配向處理裝置1係進一步具備在光配向處理裝置1的長度方向DL的大致中央部分跨設在二個基台3上之紫外線照射裝置9。紫外線照射裝置9係由包含至少一或複數個光源(未圖示)與偏光板(未圖示)之紫外線照射單元所構成。在本實施形態中,紫外線照射裝置9係將已偏光的紫外線朝下照射。
於表面塗布光配向材料而形成有配向膜之基板S係藉由一邊行進於紫外線照射裝置9的下方一邊照射已偏光的紫外線而被配向處理。在此,本發明中所謂「被配向處理」具體而言係指對被塗布於基板S之由例如等向性(isotropic)的聚合物所構成的光配向材料照射已偏光的紫外線,使被配向在偏光方向的聚合物分解,藉此僅在與偏光方向正交的方向形成聚合物鏈(polymer chain)。
本實施形態之光配向處理裝置1係進一步具備作為本
發明的退避機構之升降裝置11,該升降裝置11係可藉由例如滾珠螺桿驅動機構等之公知的驅動機構使基板支持體7在大致垂直方向升降。
接著,一邊參照圖3及圖4一邊說明藉由實施形態之光配向處理裝置1對形成於基板S之配向膜進行配向處理之步驟。圖3(a)至圖3(h)及圖4(a)至圖4(e)係分別沿著時序(time series)記載。此外,在圖3、圖4以及下列步驟的說明中,必須注意的是關於二個基板支持體7係以第一基板支持體7’及第二基板支持體7”來識別。
首先,如圖3(a)及圖4(a)所示,在光配向處理裝置1的長度方向DL的一端部側中,將第一基板支持體7’配置在作為承接配向處理前的基板S之位置的承接位置PR。
其次,如圖3(b)及圖4(b)所示,在上游步驟中於表面塗布光配向材料而形成有配向膜之基板S係藉由例如機械手臂等被載置於位於承接位置PR的第一基板支持體7’上。具體而言,在本實施形態中,基板S係被載置於設置在第一基板支持體7’的工作台7S上的銷7SP的前端上,經由與真空管線(未圖示)連通的部分的銷7SP的前端部之開口(未圖示)而被吸引固定。此時,第一基板支持體7’係以紫外線照射裝置9與基板S之距離適合進行配向處理之方式藉由升降裝置11調整其高度位置。
其次,如圖3(c)所示,以基板S能取得所欲的偏光角度方式,藉由例如伺服馬達等公知的旋轉驅動機構(未圖示)使工作台7S相對於底部7B旋轉。此時,亦可藉由照相機等檢測基板S的旋轉角度,並進行基板S的旋轉角度的校準(alignment)(微調整)。
其次,如圖3(d)至圖3(f)以及圖4(c)所示,藉由行進機構5使第一基板支持體7’朝移出位置PD且沿著基板支持體的行進路徑RR行進,該移出位置PD係用以在光配向處理裝置1的長度方向DL的另一端部側傳送配向處理後的基板S。藉此,第一基板支持體7’上的基板S係在通過紫外線照射裝置9的下方時被紫外線照射裝置9照射紫外線,藉此進行配向處理。
接著,如圖3(g)所示,當基板S的配向處理結束且第一基板支持體7’到達移出位置PD時,如圖3(h)及圖4(d)所示,工作台7S以返回原角度位置之方式旋轉驅動,且藉由例如機械手臂等將配向處理後的基板S移出至下游步驟。
接著,當直接使第一基板支持體7’從移出位置PD朝承接位置PR沿著行進路徑RR行進時,第一基板支持體7’會與後述之後續的第二基板支持體7”碰撞。因此,如圖4(e)所示,藉由升降裝置11使第一基板支持體7’下降,且從行進
路徑RR退避。之後,第一基板支持體7’係藉由行進機構5沿著光配向處理裝置1的長度方向DL朝承接位置PR沿著基板支持體的退避路徑RE行進。
其次,如圖4(a)所示,第一基板支持體7’係藉由升降裝置11而上升並返回原高度位置,並再次配置於承接位置PR。
第一基板支持體7’係以上述行程行進,而被載置於第一基板支持體7’上方的基板S係被配向處理,並且,在本實施形態之光配向處理裝置1中,第二基板支持體7”亦與第一基板支持體7’行進同一行進路徑RR。第二基板支持體7”係以能在載置於第一基板支持體7’上的基板S的配向處理結束後馬上開始進行載置於第二基板支持體7”上的基板S的配置處理之方式,在載置於第一基板支持體7’上的基板S進行配向處理的期間,與第一基板支持體7’同樣地行進至承接位置PR(圖3(a)至圖3(e)),且將基板S載置於第二基板支持體7”上(圖3(e)),並使工作台7S朝所欲的角度位置旋轉驅動(圖3(f))。
如上所述,本實施形態之光配向處理裝置1係可大致連續性地將基板S進行配向處理,因此可大幅度地使作業時間減少,且改善其生產量。
接著,在本實施形態之光配向處理裝置1中,能以使從承接位置PR朝移出位置PD行進之第一基板支持體7’與第二基板支持體7”以及與從移出位置PD朝承接位置PR行進之第二基板支持體7”與第一基板支持體7’不會碰撞之方式,藉由升降裝置11位移這些第一基板支持體7’與第二基板支持體7”的高度位置。亦即,藉由作為本發明之退避機構的升降裝置11,可使第一基板支持體7’與第二基板支持體7”從基板支持體的行進路徑RR朝退避路徑RE退避。其結果,可使行進中的第一基板支持體7’與第二基板支持體7”彼此錯開,因此相對於在隔著紫外線照射裝置之兩側必需有二個份的基板支持體的空間之上述專利文獻1所揭示之光配向處理裝置,可削減裝置的設置面積。
又,本實施形態之光配向處理裝置係與作為習知配向處理裝置所使用的摩擦裝置比較,作業時間與裝置大小皆大致相同。因此,從習知的摩擦裝置變更至本實施形態之光配向處理裝置時,無需變更生產線整體,僅置換這些裝置即可,從而可削減有關設備變更之成本。
在本實施形態中,顯示測定前述實施形態之光配向處理裝置、圖5所記載之習知的光配向處理裝置以及專利文獻1所揭示之具備二個基板支持體之類型的光配向處理裝置之作業時間之結果。
本實施例之實驗條件係如下述。所使用的基板尺寸為1300mm×1500mm×0.5mm,在該基板的表面塗布有作為光配向材料的PhotoAL-1(JSR公司製造;商標名稱)而形成配向膜。利用紫外線照射裝置對基板照射波長為313nm的紫外線,並將紫外線所需的積分光量(integral light)設定為2000mJ/cm2。在紫外線照射裝置使用三個光照射單元,將使基板從紫外線照射裝置的下方通過的速度設定為21.8mm/sec。將基板的旋轉角度α(圖3(c))設為105°。
此外,將上述實施形態之光配向處理裝置之基板支持體中從移出位置朝承接位置之行進速度設定為800mm/sec。
以上述條件來測量各光配向處理裝置的作業時間。其結果,作業時間係在本實施形態之光配向處理裝置中為87秒,在圖5所記載之習知的光配向處理裝置中為141秒,在專利文獻1所揭示之類型的光配向處理裝置中為107秒。因此,可知本實施形態之光配向處理裝置相對於其它的光配向處理裝置能大幅度減少作業時間且改善生產量。
又,前述實施形態之光配向處理裝置的長度方向尺寸為7400mm,相對於此專利文獻1所揭示之類型的光配向處理裝置的長度方向尺寸為11400mm。因此,可知本實施形
態之光配向處理裝置相對於專利文獻1所揭示之類型的光配向處理裝置能減少設置面積。
前述實施形態之光配向處理裝置1係具備作為本發明的退避機構之升降裝置11。然而,退避機構係只要為在行進中不與基板支持體7彼此碰撞之機構,無論為何種機構皆可。例如亦可取代升降裝置11,設計成可經由樞紐(hinge)來連接行進機構5與基板支持體7,且當行進中的基板支持體7彼此錯開時使一方的基板支持體7朝下方倒下,藉此使基板支持體7彼此不會碰撞。又,藉由退避機構使基板支持體7從行進路徑RR退避之方向亦非僅為前述實施形態的上下方向,無論在何種方向何種路徑皆能退避。
如此,只要為基板支持體7彼此不會碰撞之構造,光配向處理裝置1不僅可具備二個基板支持體7,亦可具備三個以上的基板支持體7。
在上述實施形態中,雖然在光配向處理裝置1的長度方向DL的一端部側設置有承接位置PR,而在光配向處理裝置1的長度方向DL的另一端部側設置有移出位置PD,但承接位置PR與移出位置PD亦可為同一位置。
在上述實施形態中,雖然工作台7S係具有銷型的基板保持機構,但在基板保持機構中亦可選擇手提型、叉型、
工作台型等之其它類型的基板保持機構。然而,從防止因為剝離帶電產生靜電之觀點來看,工作台7S的基板保持機構較佳為與基板的接觸面積變成最小的銷型。又,如前述實施形態,可使基板真空吸附於工作台7S時,較佳為可牢固地固定基板S。
在前述實施例中,在紫外線照射裝置9使用三個紫外線照射單元,但本發明並不限定於此。在本發明之光配向處理裝置中,在紫外線照射裝置9可使用單一紫外線照射單元,亦可使用二個或四個以上之紫外線照射單元。
1‧‧‧光配向處理裝置
3‧‧‧基台
3P‧‧‧突出部
3S‧‧‧側面
5‧‧‧行進機構
7‧‧‧基板支持體
9‧‧‧紫外線照射裝置
DL‧‧‧長度方向
Claims (1)
- 一種光配向處理裝置,係對形成於用以構成液晶顯示元件之基板的配向膜照射紫外線,藉此將前述配向膜予以配向處理;該光配向處理裝置係具備:複數個基板支持體,係支持前述基板;行進機構,係使各個前述基板支持體沿著同一行進路徑行進;紫外線照射裝置,係對由沿著前述行進路徑行進的前述基板支持體所支持的前述基板照射紫外線;以及退避機構,係以行進中的前述基板支持體彼此不會碰撞之方式使前述基板支持體從前述行進路徑退避;前述退避機構係具備使前述基板支持體升降的升降裝置。
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