TWI816977B

TWI816977B - 液晶面板製造裝置

Info

Publication number: TWI816977B
Application number: TW109104796A
Authority: TW
Inventors: 藤岡純; 加藤剛雄; 日野弘喜; 田内亮彦; 西原𨺓史
Original assignee: 日商東芝照明技術股份有限公司
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2023-10-01
Also published as: KR20200115050A; JP7188221B2; TW202036126A; CN111736374B; JP2020160136A; CN111736374A

Abstract

本發明提供一種液晶面板製造裝置。實施方式的燈模塊包括多個放電燈。放電燈包括發光部、以及設置於發光部的兩端的非發光部。放電燈對含有光反應性物質的被處理面板照射光。多個放電燈中，各放電燈的直徑D mm與在徑向上相鄰的放電燈間的間距d1 mm具有1.1D≦d1≦10D的關係。本發明的課題是減少紫外線對被處理面板的照射不均。

Description

液晶面板製造裝置

本發明的實施方式是有關於一種燈模塊(lamp module)及液晶面板製造裝置。

近年來，有如下的液晶面板製造裝置，其通過對封入有含光反應性物質的液晶體的被處理面板，同時施加電壓以及照射紫外線，來控制液晶體所含的單體的配向狀態。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-146363號公報

[專利文獻2]日本專利特開2009-266574號公報

但，為了製造高性能的液晶面板，要求提高照射性能來減少紫外線對被處理面板的照射不均。

本發明所要解決的問題是提供一種能夠減少紫外線對被處理面板的照射不均的燈模塊及液晶面板製造裝置。

實施方式的燈模塊包括多個放電燈。放電燈包括發光部、以及設置於發光部的兩端的非發光部。放電燈對含有光反應性物質的被處理面板照射光。多個放電燈中，各放電燈的直徑D[mm]與在徑向相鄰上的放電燈間的間距d1[mm]具有1.1D≦d1≦10D的關係。

依據本發明，能夠減少紫外線對被處理面板的照射不均。

1:放電燈

6:被處理面板

7、8:基板

9:液晶層

10:發光管

11:燈頭

12:接點

13:非發光部

20:電極

30:熒光體

40:照射部

41:燈模塊

42:點燈裝置

43:反射板

44:頂板

50:平臺部

51:平臺

52:頂升銷

60:快門

61:開口

62:固定部

63、64、65、66:可動片

67:可動部

68:驅動部

68a、68b、68c、68d:驅動單元

100:液晶面板製造裝置

D:直徑

d1:間距

L1:發光長度

L2:管長

L3:全長

X1、d2、Y1:尺寸

X、Y、Z:軸

圖1是實施方式的液晶面板製造裝置的側視圖。

圖2是實施方式的放電燈的側視圖。

圖3是示意性表示液晶面板的剖面圖。

圖4是實施方式的燈模塊的示意圖。

圖5是表示將配向分佈加以比較的結果的圖。

圖6是實施方式的液晶面板製造裝置所包括的快門的平面圖。

圖7是可動部關閉的快門的平面圖。

圖8是快門的可動部關閉的液晶面板製造裝置的側視圖。

以下所說明的實施方式的燈模塊41包括多個放電燈1。放電燈1包括發光部、以及設置於發光部的兩端的非發光部13。放電燈1對含有光反應性物質的被處理面板6照射光。多個放電燈1中，各放電燈的直徑D[mm]與在徑向上相鄰的放電燈1間的間距d1[mm]具有1.1D≦d1≦10D的關係。

另外，以下所說明的實施方式的多個放電燈1是以在徑向上相鄰的放電燈1的發光部彼此在20[mm]以上、120[mm]以下的範圍內重疊的方式呈鋸齒狀排列。

另外，以下所說明的實施方式的液晶面板製造裝置100包括燈模塊41及快門60。快門60配置於多個放電燈1與被處理面板6之間。快門60包括可動部67，所述可動部67以1000[mm/s]以上的驅動速度來開關。

另外，以下所說明的實施方式的被處理面板6包括液晶層9、以及夾持液晶層9而相向的一對基板7、8，多個放電燈1對已施加電壓的液晶層9照射紫外線。

以下，基於圖式，對本發明的實施方式進行說明。此外，以下所示的各實施方式並不限定本發明所公開的技術。另外，以下所示的各實施方式及各變形例能夠在不矛盾的範圍內適當組合。另外，各實施方式的說明中，對同一構成賦予同一符號，省略後述的說明。

實施方式

首先，使用圖1，對實施方式的液晶面板製造裝置的概要進行說明。圖1是實施方式的液晶面板製造裝置的側視圖。

此外，為了使說明容易理解，圖1中圖示出三維正交坐標系，其包含將鉛垂向下設為正方向、且將鉛垂向上設為負方向的Z軸。所述正交坐標系有時在後述說明所使用的其他圖式中也示出。

如圖1所示，實施方式的液晶面板製造裝置100包括照射部40、平臺部50、及快門60。液晶面板製造裝置100是對配置於平臺部50的被處理面板6照射紫外線來製造液晶面板的裝置。

照射部40包括：燈模塊41、點燈裝置42、及反射板43。燈模塊41包括多個放電燈1。放電燈1是利用經由點燈裝置42而由未圖示的電源裝置所供給的電力，來放射對被處理面板6的處理而言適合的波長的紫外線。此處，使用圖2，對放電燈1的構成例進行說明。

圖2是實施方式的放電燈的側視圖。如圖2所示，實施方式的放電燈1包括：發光管10、一對燈頭11、一對接點12、一對電極20、及熒光體30。一對電極20設置於發光管10的長度方向的兩端部，且與銷狀的一對接點12分別連接，所述接點12位於支撐發光管10的一對燈頭11的端部。

放電燈1例如為管徑D=15.5[mm]、發光長度L1=1650[mm]、管長L2=1700[mm]、全長L3=1714.1[mm]的熱陰極熒光燈。另外，放電燈1的照度設定值例如能夠設為0.5[mW/cm²](313[nm])。發光管10是以石英(SiO₂)為主成分的硬質玻璃，使通過經由接點12的通電而產生的光透過。發光管10為發光部的一例。另一方面，存在將配置於發光管10的兩端的燈頭11及接點12統稱為非發光部13的情況。

另外，放電燈1含有例如包含鍶(Sr)、鎂(Mg)及鋇(Ba) 中的一種以上的鋁酸鹽以及作為激活劑的鈰(Ce)來作為熒光體30。具體而言，例如可應用SrAl₁₂O₁₉：Ce(鈰激活鋁酸鍶)或者(MgSrBa)Al₁₁O₁₉：Ce來作為熒光體30。熒光體30例如塗布於發光管10的內表面。另外，在發光管10的內部封入有例如包含氬(Ar)、氖(Ne)等稀有氣體的惰性氣體以及水銀。

反射板43通過使由放電燈1所放射的紫外線，以朝向平臺部50的方式反射，來提高照射效率。圖1所示的例子中，反射板43僅配置於燈模塊41的背面側(Z軸負方向側)，但並不限定於此，例如，也可配置於照射部40或平臺部50的內部。

平臺部50包括平臺51、以及頂升銷(lift pin)52。平臺51對載置於既定位置的被處理面板6施加電壓。平臺51例如能夠使用放熱性高的鋁。另外，平臺尺寸並無特別限制，例如可以是3000[mm](X軸方向)×3400[mm]的平臺51。另外，若在平臺51的表面塗布氟樹脂，則可在面板交換後迅速地去除靜電，能夠高效地製造液晶面板。

頂升銷52是使所載置的被處理面板6升降的升降機，主要用於被處理面板6的搬入搬出。具體而言，頂升銷52接收從未圖示的搬入搬出口搬入至平臺部50的被處理面板6。另外，頂升銷52使載置於平臺51上的紫外線照射後的被處理面板6浮起，交給未圖示的搬送機器人。

如上所述，實施方式的放電燈1能夠通過放射對被處理面板6的處理而言適當的波長的紫外線，來高效地製造液晶面板。此處，使用圖3，對被處理面板6進行說明。

圖3是示意性表示液晶面板的剖面圖。圖3所示的被處理面板6包括一對基板7、8，以及設置於基板7與基板8之間的液晶層9。

基板7是例如透過紅色、綠色、藍色的光的彩色濾光片(未圖示)配置於基材上，且由保護膜來覆蓋彩色濾光片而成的彩色濾光片基板。基板8是以夾持液晶層9而與基板7相向的方式設置的相向基板，多個電極配置為陣列狀。

液晶層9包含液晶組成物以及作為光反應性物質的聚合性單體。液晶層9通過吸收由放電燈1放射的具有特定波長的紫外線，而使聚合性單體聚合，通過平臺51上的電壓施加來控制配向的液晶組成物穩定化。

其次，對實施方式的燈模塊41的多個放電燈1的配置進行說明。圖4是實施方式的燈模塊的示意圖。

如圖4所示，多個放電燈1分別安裝於設置在頂板44的燈座(socket)(未圖示)，是以放電燈1的長度方向沿著快門60的開關方向即X軸方向的方式分別平行地配置。此外，頂板44也可兼為反射板43(參照圖1)。燈座是與使放電燈1點亮的點燈裝置42(參照圖1)電性連接，通過自點燈裝置42經由燈座而對放電燈1供給電力，放電燈1點亮。通過放電燈1的點亮，而向載置於平臺51上的被處理面板6照射紫外線。

另外，多個放電燈1是以在徑向(Y軸方向)上相鄰的放電燈1間的間距d1[mm]成為等間隔的方式來分別配置。具體而言，以相對於各放電燈1的直徑D[mm](參照圖2)而具有1.1D≦d1≦10D的關係的方式來配置。通過將間距d1[mm]規定於所述範圍，能夠遍及載置於平臺51上的被處理面板6的整體來減少紫外線的照射不均，能夠製造高性能的液晶面板。

另一方面，若間距d1[mm]超過10D，則由燈模塊41照射的紫外線的均勻度下降。另外，若間距d1[mm]超過10D，則在每單位面積所配置的放電燈1的數量減少，因此無法滿足既定的照度。因此，難以製造高性能的液晶面板。另外，若間距d1[mm]小於1.1D，則在徑向上相鄰的放電燈1的發光部(發光管10)或者非發光部13與燈座(未圖示)干擾的可能性高，並不現實。

另外，燈模塊41是以在徑向上相鄰的放電燈1的作為發光部的發光管10彼此僅重疊既定尺寸d2[mm]的方式呈鋸齒狀排列。尺寸d2[mm]對燈模塊41的長邊方向(X軸方向)的均勻度造成影響。具體而言，以圖4所示的尺寸d2[mm]成為例如20[mm]以上、120[mm]以下的範圍的方式來排列，由此能夠減少紫外線對被處理面板6的照射不均，能夠製造高性能的液晶面板。若尺寸d2[mm]小於20[mm]，則在重疊的部分的附近，照度相對下降，均勻度下降。另外，若尺寸d2[mm]超過120[mm]，則在重疊的部分的附近，照度相對增大，均勻度下降。關於此方面，使用圖5所示的例子進行說明。

圖5是表示將配向分佈加以比較的結果的圖。圖5所示的例子中，將包括管徑D=15.5[mm]、發光長度L1=1650[mm]的發光管10的多個放電燈1，以間距d1=19[mm]、尺寸d2=130、60、10[mm]來重疊而呈鋸齒狀排列，分別製作燈模塊41，將配向分佈加以比較。

另外，圖5中，橫軸的「測定點[mm]」是將圖4所記載的尺寸d2的與X軸方向平行的中心規定為0[mm]，且將沿著燈軸方向而離開300[mm]的部位分別規定為300[mm]、900[mm]。另外，縱軸的所謂「313nm相對照度」，是如圖4所記載，將對由於多個放電燈1的排列不同而引起的照度分佈無影響的部位，具體而言為X=+450[mm]、-450[mm]的照度值作為基準而加以標準化的值。照度值是利用照度計：UV-M03A(奧珂(ORC)製作所製造)、感測器：UV-SN31(奧珂(ORC)製作所製造)來測定的值。此外，X=+450[mm]、-450[mm]的點的照度值雖相同，但在X=+450[mm]與X=-450[mm]的點的照度值不同的情況下，以將各自的照度值加以統計的平均值為基準而標準化。

如圖5所示，在尺寸d2=60[mm]的情況下，紫外線對被處理面板6的照射不均少，能夠製造高性能的液晶面板。另一方面，在尺寸d2[mm]=10[mm]的情況下，在測定點=-300[mm]~300[mm]附近，照度相對下降，均勻度下降。另外，在尺寸d2[mm]=130[mm]的情況下，在測定點=-400[mm]~400[mm]附近，照度相對增大，均勻度下降。

回到圖1，對液晶面板製造裝置100進一步加以說明。快門60配置於照射部40與平臺部50之間，對搬入至平臺部50的被處理面板6，控制從照射部40照射的紫外線的照射時間或時序。此處，使用圖6~圖8，對快門60進一步加以說明。

圖6是實施方式的液晶面板製造裝置所包括的快門的平面圖。圖7是可動部關閉的快門的平面圖。圖8是快門的可動部關閉的液晶面板製造裝置的側視圖。

如圖6、圖7所示，快門60包括：固定部62、可動部67、及驅動部68。從照射部40照射的紫外線經由開口61而朝向平臺部50照射。開口61通過可動部67打開而形成於快門60的中央。開口61被設計為：能對將可動部67的開關方向即X軸方向的尺寸X1[mm]、固定部62所延伸存在的Y軸方向的尺寸Y1[mm]設為最大的被處理面板6，均等地照射從照射部40所放射的紫外線。具體而言，液晶面板製造裝置100可對尺寸X1=2970[mm]、尺寸Y1=3370[mm]的被處理面板6進行加工。

如圖7、圖8所示，可動部67包括可動片63~可動片66。另外，驅動部68分別包括對可動片63~可動片66的開關加以控制的一對驅動單元68a~驅動單元68d。驅動單元68a~驅動單元68d例如還可包括線性馬達(linear motor)以及其他的直線運動馬達。當通過未圖示的快門控制部，可動部67進行開→關的運行時，驅動單元68a、驅動單元68b使可動片63、可動片64在X軸正方向側分別移動，驅動單元68c、驅動單元68d使可動片65、可動片66在X軸負方向側分別移動。另外，當可動部67進行關→開的運行時，驅動單元68a、驅動單元68b使可動片63、可動片64在X軸負方向側分別移動，驅動單元68c、驅動單元68d使可動片65、可動片66在X軸正方向側分別移動。此外，驅動部68還可包括將旋轉馬達的驅動轉換為直線運動的直線運動機構。

如上所述，快門60對於搬入至平臺部50的被處理面板6，控制由照射部40照射的紫外線的照射時間或時序。具體而言，如圖8所示，在頂升銷52上升的狀態下搬入至平臺部50後，通過頂升銷52的下降而載置於平臺51上的被處理面板6開始施加既定的電壓後，從照射部40向被處理面板6實施紫外線照射。

即，從照射部40向被處理面板6的紫外線照射能夠通過控制由驅動部68所帶來的可動部67的驅動速度，減少可動部67的關→開、開→關的狀態過渡所需要的時間來實現。具體而言，液晶面板製造裝置100若以快門60的可動部67以例如1000[mm/s]以上、進而1000[mm/s]以上且2000[mm/s]以下的驅動速度進行開關的方式來控制驅動部68，則紫外線對被處理面板6的照射不均減少。此處，所謂「驅動速度」，是通過將基於可動部67進行關→開、開→關的狀態過渡所需要的驅動時間分別算出的驅動速度，加以平均來算出。此外，可動部67維持「開」或「關」的狀態的時間不包含於驅動時間。

表1是表示可動部的驅動速度與面板性能的關係的圖。表1中，將使可動部67的驅動速度在500[mm/s]~3000[mm/s]之間變更時的被處理面板6的狀態，與快門耐久性並列示出。表1 中，「○」、「△」、「×」是以○>△>×的順序來分別表示被處理面板6的狀態或者快門60的耐久性良好。

如表1所示，若可動部67的驅動速度為1000[mm/s]以上，則例如圖6所示的被處理面板6獲得遍及可動部67的驅動方向即X軸方向的整體而良好的液晶面板。另一方面，若可動部67的驅動速度小於1000[mm/s](500[mm/s]、700[mm/s])，則在可動部67的驅動方向產生照射不均，存在無法獲得所需品質的液晶面板的情況。

此外，可動部67的驅動速度有時對快門60的耐久性造成影響。如表1所示，雖在可動部67的驅動速度為2000[mm/s]以下的情況下，未確認到對快門60的耐久性的影響，但若可動部67的驅動速度超過2000[mm/s](2500[mm/s]、3000[mm/s])，則在快門60的驅動部68或可動部67容易產生經時劣化。

如上所述，實施方式的燈模塊41包括多個放電燈1。放電燈1包括發光部、以及設置於發光部的兩端的非發光部13。放電燈1對含有光反應性物質的被處理面板6照射光。多個放電燈1中，各放電燈的直徑D[mm]與在徑向上相鄰的放電燈1間的間距d1[mm]具有1.1D≦d1≦10D的關係。因此，能夠減少紫外線對被處理面板6的照射不均。

另外，實施方式的多個放電燈1是以在徑向上相鄰的放電燈1的發光部彼此在20[mm]以上、120[mm]以下的範圍內重疊的方式呈鋸齒狀排列。因此，能夠進而減少紫外線對被處理面板6的照射不均。

另外，實施方式的液晶面板製造裝置100包括燈模塊41及快門60。快門60配置於多個放電燈1與被處理面板6之間。快門60包括以1000[mm/s]以上的驅動速度來開關的可動部67。因此，能夠減少紫外線對被處理面板6的照射不均。

此外，所述實施方式中，雖已說明放電燈1含有包含鍶(Sr)、鎂(Mg)及鋇(Ba)中的一種以上的鋁酸鹽來作為熒光體30，但並不限定於此，也可應用例如LaPO₄：Ce(鈰激活磷酸鑭)來作為熒光體30。另外，也可代替熱陰極熒光燈而使用金屬鹵化物燈來作為放電燈1。

另外，所述實施方式中，雖已說明快門60的可動部67沿著X軸方向而開關，但並不限定於此，也可沿著Y軸方向而開關。

雖已對本發明的實施方式加以說明，但實施方式是作為例子而提出，並非想要限定發明的範圍。實施方式能夠以其他的多種方式來實施，能夠在不脫離發明的要旨的範圍內進行各種省略、置換、變更。實施方式或其變形包含於發明的範圍或要旨中，同樣包含於專利申請範圍所記載的發明及其均等的範圍內。