JP5316317B2 - Manufacturing method of liquid crystal panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）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。 The present invention relates to a method for manufacturing an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) type liquid crystal panel, and in particular, between two glass substrates, polymerization is performed by reacting with liquid crystal having alignment property by applying voltage and ultraviolet rays. leave encapsulating the photoreactive substance and the mixed material to cause concerns an alignment film by by irradiating ultraviolet rays to polymerize the ultraviolet reaction material in this liquid crystal panel production how a liquid crystal panel formed on a glass plate Is.
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、一方のガラス基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）。
A liquid crystal panel has a structure in which liquid crystal is sealed between two light-transmitting substrates (glass substrates). A large number of active elements (TFTs) and liquid crystal driving electrodes are formed on one glass substrate, An alignment film is formed. On the other glass substrate, a color filter, an alignment film, and a transparent electrode (ITO) are formed. Then, liquid crystal is sealed between the alignment films of both glass substrates, and the periphery is sealed with a sealing agent.
In the liquid crystal panel having such a structure, the alignment film is for controlling the liquid crystal alignment in which the liquid crystal is aligned by applying a voltage between the electrodes. Conventionally, the alignment film has been controlled by rubbing, but recently, a new alignment control technique has been tried.
It reacts with the liquid crystal having the orientation that is oriented by applying voltage between the first glass substrate provided with the TFT element and the second glass substrate facing the first glass substrate, and with ultraviolet rays. A material mixed with a photoreactive substance (ultraviolet reactive material) that causes polymerization is sealed, and the liquid crystal panel is irradiated with ultraviolet rays to polymerize the ultraviolet reactive material, and the liquid crystal (that is, approximately 1 on the surface layer) is in contact with the glass substrate. By fixing the orientation of the molecular layer), a pretilt angle is imparted to the liquid crystal (see, for example, Patent Document 1).
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であ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ともに、上記突起物による影がなくなるので開口率が改善され、バックライトの省電力化にもつながるという利点がある。
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。
According to this method, the protrusion having the inclined surface that has been necessary for providing the pretilt angle in the related art becomes unnecessary, and therefore the manufacturing process of the liquid crystal panel can be simplified. Therefore, there are advantages that the manufacturing cost and manufacturing time of the liquid crystal panel can be reduced, the shadow due to the protrusions is eliminated, the aperture ratio is improved, and the power consumption of the backlight is also reduced.
In this new liquid crystal panel manufacturing technology for alignment control, several proposals have been made regarding a method of irradiating ultraviolet light onto a material that is a mixture of liquid crystal and ultraviolet reactive material (hereinafter sometimes referred to as liquid crystal containing ultraviolet reactive material). Has been made.
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（段落［００１２］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近辺の短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（段落［００３７］など参照）。
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。」（段落［００１９］など参照）という知見が示されている。
In “Liquid Crystal Display Element Device and Method for Producing the Same” described in Patent Document 2, ultraviolet irradiation under a first condition and ultraviolet irradiation under a second condition where the polymerization rate is higher than the ultraviolet irradiation under the first condition. A method of manufacturing a liquid crystal display device combined in this order (see paragraph [0012] and the like) has been proposed.
Specifically, the ultraviolet irradiation is performed under the condition that the irradiance and the integrated intensity are larger in the second condition than in the first condition. In this way, the ultraviolet irradiation under the first condition can suppress the occurrence of orientation abnormality due to relatively slow polymerization, and thereafter, there is no problem even if the polymerization rate is increased, and there is no or no orientation abnormality. A liquid crystal layer can be obtained. Moreover, it is written that it is preferable to increase the proportion of short wavelength components around 310 nm in the second condition of ultraviolet irradiation (see paragraph [0037] and the like).
In the “Liquid Crystal Display Device and Method for Producing the Same” described in Patent Document 3, “In order not to deteriorate the liquid crystal, it is better to irradiate ultraviolet rays with a short wavelength region of less than 310 nm cut using a filter. “However, if the intensity at a wavelength of 310 nm is completely zero, it becomes difficult to obtain a desired liquid crystal alignment. Therefore, the intensity at a wavelength of 310 nm is about 0.02 to 0.05 mW / cm 2. It is desirable to use the included light source "(see paragraph [0019] etc.).
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、一方長い波長の紫外線の方は、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（段落［００３１］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。 In “Liquid Crystal Display Element Device and Method for Producing the Same” described in Patent Document 4, ultraviolet rays having a short wavelength are more advantageous in obtaining vertical alignment of liquid crystals in a short time. On the other hand, the longer wavelength ultraviolet rays are difficult to promote the modification of the liquid crystal molecules, but it takes a long time to obtain the vertical alignment of the liquid crystal (see paragraph [0031] etc.) A range of integrated intensity of wavelength components of 300 nm to 350 nm (short wavelength ultraviolet rays) and a range of integrated intensity of wavelength components of 350 nm to 400 nm (long wavelength ultraviolet rays) have been proposed.
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。
即ち、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。
As mentioned above, several proposals have been made regarding the treatment method of irradiating ultraviolet light to a material that is a mixture of liquid crystal and ultraviolet reactive material. As a result of our various experiments, We have also obtained knowledge.
That is, in the liquid crystal panel using the new alignment control as described above, an ultraviolet reaction material that undergoes polymerization in response to ultraviolet rays is mixed with the liquid crystal, and the ultraviolet reaction material is polymerized by ultraviolet irradiation. However, if an unpolymerized UV-reactive material remains in the liquid crystal, the image quality of the liquid crystal panel is burned, the VHR (voltage holding ratio) is lowered, the contrast is lowered, and the reliability is lowered. Hereinafter, this is referred to as a decrease in reliability due to the remaining ultraviolet reaction material. For this reason, the UV-reactive material mixed with the liquid crystal must be polymerized without any residue.
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、十分には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。
In order to promote the polymerization of the UV-reactive material, more light having a wavelength with which the UV-reactive material reacts may be irradiated. In general, a reaction material that is polymerized with ultraviolet rays has high reaction sensitivity in a wavelength region of 360 nm or less. On the other hand, as described in Patent Documents 2 and 3, it is also said that when a short wavelength ultraviolet ray, particularly a light having a wavelength of 310 nm or less, is strongly applied, the liquid crystal is damaged and deteriorated.
However, it is not known what the damage, alteration, and deterioration of this liquid crystal means, and how it relates to the wavelength of irradiation, leaving no UV-reactive material. The range of the wavelength of light necessary for polymerization and the specific influence of light with a short wavelength on the liquid crystal have not been fully elucidated.
In other words, at present, in the manufacture of MVA liquid crystal panels that control the alignment by irradiating ultraviolet light to the liquid crystal and irradiating it with ultraviolet light, light in any wavelength range and in any proportion Thus, it has not been clarified whether the alignment treatment can be performed in a short time without lowering the reliability of the liquid crystal panel.
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。 The present invention has been made on the basis of knowledge about the range of the wavelength of light necessary for polymerizing all of the above-mentioned UV-reactive material and the specific influence of light having a short wavelength on the liquid crystal. The purpose of this is to reduce the reliability due to the decomposition of the liquid crystal and the reliability due to the remaining of the ultraviolet reactive material in the manufacturing method of the MVA type liquid crystal panel that controls the alignment by irradiating the ultraviolet light with the ultraviolet reactive material to the liquid crystal without lowering the sex, short time is to provide a manufacturing how the liquid crystal panel capable of performing the alignment treatment of a liquid crystal panel.
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、液晶に吸収される波長以下の波長（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生じる。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、画面の焼け付きやＶＨＲの低下、コントラストの低下といった信頼性の低下は、上記した吸収短波長以下の光を照射したことにより生じる液晶の分解と、上記した紫外線反応材料の残存に起因すると考えられる。
As a result of intensive studies, the inventors have found the following.
First, the transmittance with respect to the wavelength of light was measured for a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy (made by Merck) for VA (Vertical Alignment) that is generally used at present. FIG. 1 shows a graph of the transmittance of the liquid crystal against the wavelength, which is the result. In the figure, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents transmittance (%).
As shown in the figure, it was found that the liquid crystal has a transmittance of 100% and is transparent in a wavelength region of 330 nm or more, but absorbs light having a wavelength of 320 nm or less. The absorbed light decomposes the liquid crystal molecules. That is, when light having a wavelength shorter than the wavelength absorbed by the liquid crystal (wavelength shorter than 320 nm) is irradiated, the liquid crystal is decomposed, thereby reducing the reliability of the liquid crystal panel. Hereinafter, this is referred to as a decrease in reliability due to the decomposition of the liquid crystal.
In addition, here, the longest wavelength (the wavelength at which light absorption starts when the light wavelength is shortened) out of the wavelengths that absorb the light is referred to as an absorption edge wavelength, which is shown in FIG. The liquid crystal has an absorption edge wavelength of 320 nm.
As described above, the liquid crystal having negative dielectric anisotropy, which is a liquid crystal for VA, has an absorption edge wavelength of 320 nm, and the transmittance decreases at 320 nm.
That is, the deterioration of the reliability of the liquid crystal panel, such as screen burn-in, VHR reduction, and contrast reduction, is caused by the decomposition of the liquid crystal caused by irradiation with light having the absorption short wavelength or less, and the above-described ultraviolet reaction material. It is thought to be due to the remaining.
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にその結果である、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。
Next, in the manufacture of an MVA type liquid crystal panel, the absorbance with respect to the wavelength of light was measured for an ultraviolet-reactive material that is included in a liquid crystal that is generally used at present. The UV-reactive material undergoes a polymerization reaction in the wavelength region where light is absorbed, that is, the absorbance is large.
FIG. 2 shows the absorbance of the UV-responsive material with respect to wavelength, which is the result. In the figure, the horizontal axis represents the wavelength (nm), and the vertical axis represents the absorbance (arbitrary unit) of the UV-reactive material. In the measurement, a material in which liquid crystal and an ultraviolet reactive material are mixed is used, and the concentration of the ultraviolet reactive material is 1% or less, for example, 0.1 w% (w% indicates a weight percent), Measurements were made on two types when the concentration was 0.01 w%. The thickness of the material is 15 μm or less.
As shown in the figure, the UV-reactive material absorbs light in a wavelength region of 370 nm or less in a high concentration state (for example, 0.1 w%). That is, the absorption edge wavelength of the UV-reactive material is 370 nm, and a polymerization reaction occurs when irradiated with light having a wavelength of 370 nm or less.
しかし、重合反応が進み反応材料の残り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。
即ち、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。
However, it was found that when the polymerization reaction proceeds and the remaining amount of the reaction material decreases, the polymerization reaction does not proceed with light having a wavelength of 330 nm or more. This is presumably because long-wavelength light is hardly absorbed when the concentration of the reaction material becomes low (the polymerization reaction proceeds 90% and the concentration of the reaction material becomes 0.01 w%). As described above, even if it is an ultraviolet reactive material that undergoes a polymerization reaction with light having a wavelength of 370 nm or less, the remaining 10% (concentration of 0.01 w%) of the reactive material is polymerized unless irradiated with light having a wavelength of 330 nm or less. I found it impossible.
That is, in order to polymerize all the UV-reactive material, it is necessary to irradiate light having an absorption edge wavelength (wavelength of 320 nm) or less of the liquid crystal.
Although it is possible to use an ultraviolet reactive material that causes a polymerization reaction at a wavelength longer than 370 nm, the use of an ultraviolet reactive material that causes a polymerization reaction at a wavelength longer than 370 nm may cause a polymerization reaction even in natural light. As a UV reaction material to be included in the liquid crystal in the manufacture of the MVA type liquid crystal panel, an UV reaction material that causes a polymerization reaction with light having a wavelength of 370 nm or less is used as shown in FIG. Has been.
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。即ち、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。
"The liquid crystal is decomposed when the wavelength of light applied to the liquid crystal is made less than its absorption edge wavelength (320 nm)" and "If the light with a wavelength of 320 nm or less is not irradiated, the remaining 10% of the reaction material is polymerized. "I can't do it" is a conflict. That is, according to the above experiment, in order to prevent the deterioration of reliability due to the remaining of the ultraviolet reaction material, in order to polymerize all of the ultraviolet reaction material included in the liquid crystal, light having an absorption edge wavelength (320 nm) or less is irradiated. is necessary. However, it was found that when light having an absorption edge wavelength (320 nm) or less is irradiated, the reliability is lowered due to decomposition of the liquid crystal, and it is necessary to irradiate the light so as to satisfy the conflicting requirements.
Therefore, in order to satisfy both of these requirements, that is, all the UV-reactive materials have a wavelength shorter than the absorption edge wavelength (wavelength of 320 nm) of the liquid crystal so that the reliability of the UV-reactive material does not deteriorate. It is necessary to control the irradiation so that the irradiation amount exceeds the irradiation amount that causes the polymerization reaction, but does not exceed the irradiation amount threshold value that causes a decrease in reliability due to decomposition of the liquid crystal. However, since only the light below the absorption edge wavelength (wavelength of 320 nm) of the liquid crystal should not exceed the dose threshold that would cause a decrease in the reliability due to the decomposition of the liquid crystal, all the UV-reactive materials are polymerized. Therefore, the irradiation amount is insufficient, and the reliability is lowered due to the remaining UV-reactive material.
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。
Therefore, most of the UV-reactive material causes a polymerization reaction using light having an absorption edge wavelength (wavelength of 320 nm) or more of the liquid crystal that is not absorbed by the liquid crystal (that is, does not decompose the liquid crystal). A reaction material that does not substantially react with light is polymerized with light having an absorption edge wavelength (wavelength of 320 nm) or less of the liquid crystal.
Therefore, when irradiating light to the liquid crystal panel, light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of the liquid crystal (for example, wavelength) than the irradiation amount of light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of the liquid crystal (for example, light having a wavelength range of 300 nm to 320 nm). The amount of irradiation (in the range of 320 nm to 360 nm) is increased. As a result, most of the UV-reactive material can be polymerized at a high speed, and a reaction material that does not substantially react with light having an absorption edge wavelength or longer can be polymerized in a relatively short processing time. Can do. Note that, as described above, the irradiation amount of light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of liquid crystal exceeds the irradiation amount at which all UV-reactive materials cause a polymerization reaction, but the irradiation amount at which reliability is reduced due to decomposition of the liquid crystal. It is desirable to control the irradiation so that it does not exceed the threshold.
上記した、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ために、光照射の工程を、液晶の吸収端波長より長波長の光（波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光）を照射する第１の工程と、液晶の吸収端波長より短波長の光（波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光）を照射する第２の工程とに分け、第１の工程開始後に第２の工程を実施する。
第１の工程において、波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光により、紫外線反応材料の大部分を重合反応させ、第２の工程において、紫外線反応材料の濃度の減少による吸光度の変化に合わせて、波長３００ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲の光を照射することにより、残っているわずかな紫外線反応材料を重合反応させる。
第１の工程で使用する波長３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの範囲の光を放射する光源としては、短波長をカットした蛍光体ランプまたはヨウ素エキシマランプを用いることができる。また、第２の工程で使用する波長３００ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲の光を放射する光源としては、３０８ＸｅＣｌエキシマランプ、蛍光体ランプ、キセノンを封入したヨウ素エキシマランプを用いることができる。
The light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of the liquid crystal (for example, light having a wavelength range of 320 nm to 360 nm) than the irradiation amount of light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of the liquid crystal (for example, light having a wavelength range of 300 nm to 320 nm). In order to increase the amount of irradiation, the light irradiation step is a first step of irradiating light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of the liquid crystal (light having a wavelength range of 320 nm to 360 nm) and the absorption edge wavelength of the liquid crystal. This is divided into the second step of irradiating light with a short wavelength (light with a wavelength range of 300 nm to 320 nm), and the second step is performed after the start of the first step.
In the first step, most of the UV-reactive material is subjected to a polymerization reaction with light having a wavelength range of 320 nm to 360 nm, and in the second step, the wavelength is changed from 300 nm to 300 nm in accordance with the change in absorbance due to the decrease in the concentration of the UV-reactive material. By irradiating with light in the range of 320 nm, a small amount of the remaining UV-reactive material is polymerized.
As the light source that emits light having a wavelength in the range of 320 nm to 360 nm used in the first step, a phosphor lamp or iodine excimer lamp with a short wavelength cut can be used. As a light source that emits light having a wavelength in the range of 300 nm to 320 nm used in the second step, a 308XeCl excimer lamp, a phosphor lamp, or an iodine excimer lamp enclosing xenon can be used.
上記第１の工程及び第２の工程を実施するための液晶パネルの製造装置は、例えば以下のように構成することができる。
光照射部を、第１の光照射部と、第２の光照射部とから構成し、液晶パネルに対して、第１の工程で、上記第１の光照射部から液晶の吸収端波長より長波長の光を照射し、第１の工程開始後に、上記第２の光照射部から液晶の吸収端波長より短波長の光を照射して、液晶パネルの配向処理を行う。
また、液晶パネルを支持する支持部に液晶パネルに電圧を印加する手段を設け、少なくとも第１の光照射器により光照射が行われている時に、液晶パネルに電圧を印加して、液晶を配向させる。
An apparatus for manufacturing a liquid crystal panel for performing the first step and the second step can be configured as follows, for example.
The light irradiating unit is composed of a first light irradiating unit and a second light irradiating unit, and the liquid crystal panel is subjected to the first step from the absorption edge wavelength of the liquid crystal in the first step. The liquid crystal panel is aligned by irradiating light having a long wavelength and irradiating light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of the liquid crystal from the second light irradiator after the first step.
In addition, a means for applying a voltage to the liquid crystal panel is provided in the support portion that supports the liquid crystal panel, and at least when the light irradiation is performed by the first light irradiator, the voltage is applied to the liquid crystal panel to align the liquid crystal. Let
以上に基づき本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
光反応性物質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、上記光反応性物質を反応させて、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、液晶の吸収端波長より長波長で波長範囲が３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光を放射するバリア放電を利用した短波長をカットした蛍光体ランプまたはヨウ素エキシマランプの光を照射する第１の工程と、上記第１の工程開始後に、液晶の吸収端波長より短波長で波長範囲が３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光を放射するバリア放電を利用したＸｅＣｌエキシマランプ、蛍光体ランプまたはキセノンを封入したヨウ素エキシマランプの光の照射を開始する第２の工程を実施して液晶パネルの配向処理を行う。
Based on the above, the present invention solves the above problems as follows.
A liquid crystal panel in which liquid crystal containing a photoreactive substance is sealed inside is irradiated with light and reacted with the photoreactive substance to form an alignment portion inside the liquid crystal panel. In the manufacturing method, a first step of irradiating light of a phosphor lamp or iodine excimer lamp with a short wavelength cut using a barrier discharge that emits light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of the liquid crystal and having a wavelength range of 320 nm to 360 nm. And an XeCl excimer lamp, a phosphor lamp, or an iodine excimer lamp encapsulating xenon using a barrier discharge that emits light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of the liquid crystal and having a wavelength range of 300 nm to 320 nm after the start of the first step. The liquid crystal panel is aligned by performing the second step of starting the irradiation of the light.
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
液晶パネルに光を照射する工程を、液晶の吸収端波長（例えば波長３２０ｎｍ）より長波長の光を照射する第１の工程と、液晶の吸収端波長より短波長の光を照射する第２の工程に分けることにより、液晶の吸収端波長より長波長の光の照射量と、液晶の吸収端波長より短い波長の光の照射量を独立して設定制御できる。
したがって、第１の工程では、紫外線反応材料の大部分をすばやく重合させるために、液晶の吸収端波長より長波長の光を高い放射照度で短時間に多くの照射量を与えられるように設定する一方で、第２の工程では、液晶の吸収端波長より短波長の光照射量を、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ように設定することができる。
このため、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させることなく、液晶パネルの配向処理を短時間で効率よく実施することができる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
The step of irradiating the liquid crystal panel with light includes a first step of irradiating light having a longer wavelength than the absorption edge wavelength of the liquid crystal (for example, a wavelength of 320 nm), and a second step of irradiating light having a shorter wavelength than the absorption edge wavelength of the liquid crystal. By dividing into processes, it is possible to independently set and control the irradiation amount of light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of liquid crystal and the irradiation amount of light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of liquid crystal.
Therefore, in the first step, in order to quickly polymerize most of the ultraviolet reactive material, light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of the liquid crystal is set so that a large amount of irradiation can be given in a short time with high irradiance. On the other hand, in the second step, the irradiation amount of light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of the liquid crystal exceeds the irradiation amount that causes all the UV-reactive materials to undergo a polymerization reaction, but the irradiation that causes a decrease in reliability due to the decomposition of the liquid crystal. It can be set so that the amount threshold is not exceeded.
For this reason, the alignment treatment of the liquid crystal panel can be efficiently performed in a short time without causing a decrease in reliability due to the remaining of the ultraviolet reaction material and a decrease in reliability due to decomposition of the liquid crystal.
図３に本発明の実施例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）の第１の構成例を示す。
本発明においては、液晶の吸収端波長より長波長（波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍ）の光により、液晶に含まれる紫外線反応材料の大部分を重合反応させる第１工程と、第１の工程で重合しなかった残りの紫外線反応材料を、液晶の吸収端波長より短い波長（波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍ）の光により重合反応させる第２工程を分けて実施することで液晶パネルの配向処理を行う。
そのため、本実施例の液晶パネルの製造装置（紫外線照射装置）は、同図に示すように、第１の工程を実施する第１の光照射部１と、第２の工程を実施する第２の光照射部２とを備える。第１の光照射部１は、第１の光照射器１ａと、液晶パネルを載置する第１のワークステージ３ａを備える。また、第２の光照射部２は、第２の光照射器２ａと第２のワークステージ３ｂを備える。
FIG. 3 shows a first configuration example of a liquid crystal panel manufacturing apparatus (ultraviolet irradiation apparatus) used in the liquid crystal panel manufacturing method of the embodiment of the present invention.
In the present invention, polymerization is performed in the first step and the first step in which most of the UV-reactive material contained in the liquid crystal is polymerized by light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of the liquid crystal (wavelength range: 320 nm to 360 nm). The alignment process of the liquid crystal panel is performed by separately performing the second step of polymerizing the remaining UV-reactive material that has not been polymerized with light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of the liquid crystal (wavelength range: 300 nm to 320 nm).
Therefore, as shown in the drawing, the liquid crystal panel manufacturing apparatus (ultraviolet irradiation apparatus) of the present embodiment includes the first
同図において、第１の光照射器１と第２の光照射器２には、それぞれ６本ずつランプ１ｂ，２ｂが示されているが、実際には、１０本から５０本以上のランプが配置される。なお、ランプの本数については、処理する液晶パネルの大きさに応じて適宜選択する。
第１、第２のワークステージ３ａ，３ｂは、液晶パネル８を支持する支持部であり、液晶パネル７を保持する真空吸着機構（不図示）を備えている。なお、光照射中に液晶パネル７の温度上昇が懸念される場合は、ワークステージ３ａ，３ｂに水冷配管などの冷却機構を設けても良い。
液晶パネル８は、前述したように２枚の光透過性基板（ガラス基板）の間に紫外線反応材料を含んだ液晶を封入した構造であり、ガラス基板上に、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、シール剤にて周囲が封止されている。
In the figure, the
The first and second work stages 3 a and 3 b are support portions that support the liquid crystal panel 8, and include a vacuum suction mechanism (not shown) that holds the
As described above, the liquid crystal panel 8 has a structure in which a liquid crystal containing an ultraviolet reactive material is sealed between two light-transmitting substrates (glass substrates). On the glass substrate, a large number of active elements (TFTs) and A liquid crystal driving electrode, a color filter, and a transparent electrode (ITO) are formed, and the periphery is sealed with a sealant.
第１のワークステージ３ａには、載置した液晶パネル８に電圧を印加する機構であるプローブ４が設けられている。プローブ４はプローブ電源４ａに接続されている。第１の光照射器１ａにより光照射が行われている時に、プローブ４の先端が第１のワークステージ３ａ上の液晶パネルの電極に接触し、プローブ電源４ａから電圧が印加される。なお、第２の工程においては、液晶に電圧を印加しないで光を照射してもよい。そのため、第２のワークステージ３ｂには液晶パネル８に電圧を印加する機構は設けなくてよい。
第１の光照射器１ａは第１のランプ１ｂを備え、第２の光照射器２ａは第２のランプ２ｂを備える。大型の液晶パネル８の全体を均一な照度で照射するために、それぞれの光照射器１ａ，２ａには複数本のランプ１ｂ，２ｂが並べられている。そして、第１の光照射器１ａの第１のランプ群は第１のランプの電源１ｃに、第２の光照射器２ａの第２のランプ群は第２のランプの電源２ｃにそれぞれ接続されている。
The first work stage 3 a is provided with a probe 4 that is a mechanism for applying a voltage to the placed liquid crystal panel 8. The probe 4 is connected to a probe power supply 4a. When light irradiation is performed by the first light irradiator 1a, the tip of the probe 4 comes into contact with the electrode of the liquid crystal panel on the first work stage 3a, and a voltage is applied from the probe power supply 4a. Note that in the second step, light may be irradiated without applying a voltage to the liquid crystal. Therefore, it is not necessary to provide a mechanism for applying a voltage to the liquid crystal panel 8 in the second work stage 3b.
The first light irradiator 1a includes a
第１の工程では、液晶にダメージを与えることなく、紫外線反応材料の大部分を、短時間で重合反応させる。そのため、第１の光照射器１ａに取り付ける第１ランプ１ｂ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）を含まないか、含んでいても非常に少なく、かつ液晶の吸収端波長である３２０ｎｍ以上（波長３２０ｎｍより長波長の光）の範囲に発光のピークを持つ光を放射するものが使用される。
そのようなランプとして、上記したように、ヨウ素エキシマランプや、波長３２０ｎｍ以下をカットした蛍光体ランプをあげることができる。
第２の工程では、第１の手程で反応しきれずに残ったわずかな量の紫外線反応材料を完全に重合させる。そのため、第２の光照射器２ａに取り付ける第２のランプ２ｂは、液晶の吸収端波長である３２０ｎｍ以下（波長３２０ｎｍより短波長の光）の範囲に発光のピークを持つランプを使用する。
このようなランプとして、蛍光体ランプ、ＸｅＣｌ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あげることができる。
以上、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。ランプの構造の詳細については後述する。
In the first step, most of the UV-reactive material is polymerized in a short time without damaging the liquid crystal. Therefore, the
Examples of such a lamp include an iodine excimer lamp and a phosphor lamp with a wavelength of 320 nm or less cut as described above.
In the second step, a small amount of the UV-reactive material remaining unreacted in the first step is completely polymerized. Therefore, the
Examples of such a lamp include a phosphor lamp, a XeCl excimer lamp, and an iodine excimer lamp enclosing xenon.
As described above, these lamps do not emit light unnecessary for alignment processing such as infrared light, and can prevent an increase in temperature of the substrate. Details of the structure of the lamp will be described later.
上記のエキシマランプは、ランプ自体に反射膜が形成されているので、図３に示すように、光照射部に反射ミラー１ｄ，２ｄを設けなくても良い。ランプに反射膜を形成できない、例えば蛍光体ランプの場合は、光照射部１，２に反射ミラー１ｄ，２ｄを設ける。
第１の光照射部１と第２の光照射部２の間には、液晶パネルを搬送するワーク搬送機構５を設ける。ワーク搬送機構５は、第１の光照射部１において第１の工程が終わった液晶パネル８を、第１のワークステージ３ａから、第２の光照射部２の第２のワークステージ３ｂに搬送する。
また、第１のランプの電源１ｃ、第２のランプの電源２ｃ、プローブ電源４ａ、ワーク搬送機構５などは、制御部７に接続されている。制御部７は、第１のランプ１ｂと第２のランプ２ｂの点灯消灯および照射時間、第１の工程において液晶パネル８に印加する電圧の値や時間、またワーク搬送等を制御する。
Since the above-described excimer lamp has a reflective film formed on the lamp itself, as shown in FIG. 3, it is not necessary to provide the reflecting mirrors 1d and 2d in the light irradiation section. For example, in the case of a phosphor lamp in which a reflecting film cannot be formed on the lamp, the
Between the 1st
The first lamp power source 1 c, the second lamp power source 2 c, the probe power source 4 a, the workpiece transfer mechanism 5, and the like are connected to the
液晶パネル８は、まず、第１の光照射部１の、第１ワークステージ３ａに載置され、電圧を印加しながら、第１光照射器１ａから光が照射される（第１の工程）。第１の工程終了後に、液晶パネルは、ワーク搬送機構により、第２の光照射部の第２のワークステージに載置され、第２光照射器から光が照射される。
なお、第２の工程における光照射は、波長３００ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲の照射量が、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閥値を超えないように、その範囲があらかじめ実験等により求められ、制御部７に設定されている。
The liquid crystal panel 8 is first placed on the first work stage 3a of the first
The light irradiation in the second step is such that the irradiation amount in the wavelength range of 300 nm to 320 nm exceeds the irradiation amount at which all the UV-reactive materials cause a polymerization reaction, but the reliability decreases due to the decomposition of the liquid crystal. The range is obtained in advance by experiments or the like so as not to exceed the threshold value of and is set in the
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。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the phosphor lamp, which shows a cross-sectional view taken along a plane including the tube axis.
The phosphor lamp 10 has a substantially double-pipe container (light emitting tube) 11 in which an inner tube 111 and an outer tube 112 are arranged substantially coaxially, and both ends 11A and 11B of the container 11 are sealed. Thus, a cylindrical discharge space S is formed inside. The discharge space S is filled with a rare gas such as xenon, argon, or krypton.
The container 11 is made of quartz glass. A low softening point glass layer 14 is provided on the inner peripheral surface, and a phosphor layer 15 is further provided on the inner peripheral surface of the low softening point glass layer 14. The low softening glass layer 14 is made of hard glass such as borosilicate glass or aluminosilicate glass, for example. The phosphor layer 15 is made of, for example, a cerium-activated magnesium lanthanum aluminate (La—Mg—Al—O: Ce) phosphor.
An electrode 12 is provided on the inner peripheral surface of the inner tube 111, and a net-like electrode 13 is provided on the outer peripheral surface of the outer tube 112. These electrodes 12 and 13 are disposed with the container 11 and the discharge space S interposed therebetween.
The electrodes 12 and 13 are connected to the
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。
FIG. 5 shows another configuration example of the phosphor lamp. The figure (a) shows sectional drawing cut by the plane containing a pipe axis, (b) shows the AA line sectional view of (a).
In FIG. 5, the lamp 20 has a pair of electrodes 22, 23. The electrodes 22, 23 are disposed on the outer peripheral surface of the container (arc tube) 21, and a protective film 24 is provided outside the electrodes 22, 23. .
An ultraviolet reflecting film 25 is provided on the inner surface of the container 21 opposite to the light emitting direction side (see FIG. 5B), and a low softening point glass layer 26 is provided on the inner periphery thereof. A phosphor layer 27 is provided on the inner peripheral surface of the low softening point glass layer 26.
Other configurations are the same as those shown in FIG. 4, and the same applies to the gas sealed in the discharge space S in the vessel 21 and the phosphor used for the phosphor layer 25.
When a high frequency voltage is applied to the electrodes 22 and 23, a dielectric barrier discharge is formed between the electrodes 22 and 23, and ultraviolet light is generated as described above. As a result, the phosphor is excited, and the center wavelength from the phosphor layer. Is generated in the vicinity of 340 nm, and this light is reflected by the ultraviolet reflecting film 25 and is radiated to the outside through an opening where the ultraviolet reflecting film 25 is not provided.
FIG. 6 shows the spectral emission spectrum of the phosphor lamp. As shown in the figure, the phosphor lamp emits light having a wavelength of 300 nm to 360 nm or more.
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。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of an iodine excimer lamp. FIG. 4A shows the overall appearance, and FIG. 4B shows a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
The lamp 30 includes a discharge vessel 31 having a substantially square cross section made of a dielectric material such as quartz glass. Sealing members 34 are disposed in the container 31 in the vicinity of both ends in the longitudinal direction. Further, mesh-like electrodes 32 and 33 sandwich the discharge space S formed inside the container 31 and the dielectric material constituting the container 31 on the outer surfaces of the upper and lower wall surfaces 35 and 36 of the container 31. Are provided so as to face each other.
Furthermore, an ultraviolet reflecting film 37 containing, for example, SiO 2 as a main component is formed on the wall surface 36 on the opposite side to the wall surface 35 on the light emission direction side, and is generated in the discharge space S. The ultraviolet rays are reflected in the light emitting direction by the ultraviolet reflecting film 37 and emitted from the wall surface 35 located on the light emitting direction side.
In addition to iodine gas, argon gas and krypton gas are sealed inside the container 31 as a buffer gas. The total pressure is 40 to 130 kPa. Of these, the concentration of iodine gas is 0.05 to 1.0%. The emission wavelength is 342 nm.
The lamps shown in FIGS. 4 and 5 have phosphors on the inner surface of the container, whereas the lamps shown in FIG. 7 are different in that they do not have phosphors, but a dielectric is interposed. This is common in that the discharged (dielectric barrier discharge) is used.
FIG. 8 shows the spectral emission spectrum of the iodine excimer lamp. As shown in the figure, the iodine excimer lamp emits light having a wavelength of 310 nm to 350 nm.
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。
The iodine excimer lamp containing xenon is configured such that a predetermined amount of xenon gas is further sealed in the iodine lamp shown in FIG. 7 to emit light having a wavelength different from that described above.
In addition to iodine gas and xenon gas, krypton gas is sealed as buffer gas. The total pressure is 40-130 kPa. Among these, the density | concentration of iodine gas is 0.05-1.0%, and the density | concentration of xenon gas is enclosed about 0.05-2%.
The radiation wavelengths have peaks at 342 nm and 320 nm, but the amount of radiation of both changes depending on the relative balance of the amount of iodine gas and xenon gas enclosed.
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。
FIG. 9 shows a spectral emission spectrum of an iodine excimer lamp containing xenon. As shown in the figure, the xenon-containing iodine excimer lamp emits light having a wavelength of 310 nm to 350 nm. Note that the xenon-containing iodine excimer lamp can freely change the amount of light (peak size) in the vicinity of a wavelength of 320 nm by changing the amount of xenon enclosed.
Therefore, by increasing the light component having a wavelength of 320 nm or less, the remaining UV-reactive material can be polymerized faster, and the processing time can be shortened.
When this lamp is used, the amount of light (peak size) in the vicinity of a wavelength of 320 nm can be freely changed by changing the amount of xenon enclosed. For this reason, the ratio of light having a wavelength range of 300 nm to 320 nm and light having a wavelength range of 320 nm to 360 nm can be freely set, and all UV-reactive materials can polymerize the irradiation amount of light having a wavelength of 320 nm or less. It is easily possible to set the dose within the range that does not exceed the dose threshold that exceeds the dose that causes a reaction but causes a decrease in reliability due to decomposition of the liquid crystal.
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。
A chlorine excimer lamp containing xenon (XeCl excimer lamp) is a lamp shown in FIG. 7 in which chlorine and further xenon gas are sealed instead of iodine, so that light of different wavelengths can be emitted.
Specifically, chlorine gas, xenon gas, and argon gas are sealed as a buffer gas. The total pressure is about 30 kPa. Of these, the chlorine gas concentration is about 0.5 to 1.0%, the xenon gas concentration is about 90 to 95%, and the argon gas concentration is about 1.0 to 3.0%. The emission wavelength is 308 nm.
FIG. 10 shows the spectral emission spectrum of the XeCl excimer lamp. As shown in the figure, the XeCl excimer lamp emits light having a wavelength of 290 nm to 320 nm having a light emission peak at a wavelength of 308 nm.
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。
Note that the lamps shown in FIGS. 4, 5, and 7 are common by performing discharge (so-called dielectric barrier discharge) in which a dielectric is interposed between a pair of electrodes. 4 and 5, the phosphor is applied to the inner surface of the container to obtain the desired light by the phosphor, whereas the iodine excimer lamp and the xenon-containing iodine excimer lamp shown in FIG. The xenon-containing chlorine excimer lamp is different in that desired light is obtained by light emission of these inclusions without using a phosphor.
In the lamps having the structure shown in FIGS. 4 and 5, if the phosphor is removed, an iodine excimer lamp, an xenon-containing iodine excimer lamp, and a xenon-containing chlorine excimer lamp can be used as a matter of course. In the lamp having the structure shown, if a phosphor is applied, the lamp can be configured only with a rare gas such as xenon, argon, or krypton.
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。 In order to confirm the effect of the present invention, the following experiment was conducted to verify the irradiation amount with respect to the liquid crystal containing the ultraviolet reaction material. First, an experiment was conducted to confirm that light having a wavelength of 320 nm or less must be irradiated to a liquid crystal containing an ultraviolet reactive material within a range that does not exceed a dose threshold that causes degradation in quality due to decomposition of the liquid crystal. The results are shown in Table 1.
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ＶＨＲの低下、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。
Table 1 shows liquid crystals (manufactured by Merck & Co., Inc.) containing an acrylate ultraviolet reaction material (manufactured by DIC) at a concentration of 0.1 w% that generates a polymerization reaction when irradiated with light having a wavelength of 370 nm or less, which is currently generally used. MJ961213) is irradiated with light from an ultrahigh pressure mercury lamp (mainly in the wavelength range of 350 nm to 370 nm with a wavelength of 320 nm or less cut by a filter) at about 10 J / cm 2 , and the residual ratio of the UV-reactive material is 10% ( The light from the XeCl excimer lamp is irradiated at a different dose, and the presence or absence of liquid crystal decomposition and panel reliability (screen burn-in). FIG. 6 shows the results of investigations on a decrease in VHR and a decrease in VHR and a decrease in contrast.
The XeCl excimer lamp is an excimer lamp in which xenon gas and chlorine gas are sealed as described above. As shown in FIG. 10, the XeCl excimer lamp has a light emission peak at a wavelength of 308 nm and emits light in a wavelength range of 290 nm to 320 nm. To do.
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 以上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 の場合も、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、液晶の分解が生じることなく、また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 〜１０Ｊ／ｃｍ2 の照射量であることが分かった。
As shown in Table 1 above, when light having a wavelength of 320 nm or less from a XeCl excimer lamp was irradiated at an irradiation dose of 10 J / cm 2 or more, the liquid crystal was decomposed, and the reliability of the panel was thereby reduced. .
On the other hand, when the irradiation amount was 0 (no irradiation) to 1 J / cm 2 , the liquid crystal was not decomposed, but the reliability of the panel was lowered. This is considered to be caused by a decrease in reliability due to the remaining ultraviolet reaction material. And when irradiated with the irradiation amount of 2 J / cm < 2 > -5J / cm < 2 >, the decomposition | disassembly of the liquid crystal did not arise and the reliability of the panel was also favorable. This indicates that the decomposition of the liquid crystal does not occur and all the ultraviolet reaction materials undergo the polymerization reaction, and no ultraviolet reaction material remains.
From the above, in order to prevent a decrease in the reliability of light with a wavelength of 320 nm or less due to the remaining UV-reactive material, all UV-reactive materials exceed the irradiation amount that causes a polymerization reaction, but the reliability decreases due to the decomposition of the liquid crystal It was found that the range in which the threshold value of the irradiation amount at which the occurrence of slag does not exceed the irradiation amount is 2 J / cm 2 to 10 J / cm 2 .
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。 Next, most of the UV-reactive material is reacted (polymerized) with light having a wavelength of 320 nm or longer, and all UV-reactive materials undergo a polymerization reaction so that reliability is not lowered due to the remaining UV-reactive material. The following experiment was conducted for the purpose of investigating a light source lamp that can irradiate light with a wavelength of 320 nm or less and a light irradiation process within a range that does not exceed a dose threshold that exceeds the dose but causes a decrease in reliability due to decomposition of the liquid crystal. went. The results are shown in Table 2.
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＞：ヨウ素エキシマランプからの光を１５Ｊ／ｃｍ2 の照射量で照射した後、ＸｅＣｌエキシマランプからの光を５Ｊ／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〜３６０ｎｍの光を放射するが、波長３２０ｎｍ以下の光量は、全体の光量に対して６％程度であり少ない。
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。しかし、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。
このように、まずヨウ素エキシマランプによる照射を行った後、ＸｅＣｌエキシマによる照射を行えば、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。
Table 2 shows a liquid crystal (Merck Co., Ltd.) containing an acrylate ultraviolet reaction material (manufactured by DIC) at a concentration of 0.1 w% that generates a polymerization reaction when irradiated with light having a wavelength of 370 nm or less, which is generally used at present. MJ961213) was irradiated with light under the following conditions, and the presence or absence of liquid crystal decomposition and panel reliability (screen burn-in, VHR reduction, contrast reduction) were examined.
<
<Condition 2> After irradiating light from an iodine excimer lamp with a dose of 15 J / cm 2 , light from a XeCl excimer lamp is irradiated with a dose of 5 J / cm 2 . The iodine excimer lamp emits light with a wavelength of 310 nm to 360 nm as shown in FIG. 8 described above, but the amount of light with a wavelength of 320 nm or less is about 6% with respect to the total amount of light.
As shown above, under
In this way, after irradiating with an iodine excimer lamp and then irradiating with a XeCl excimer, a liquid crystal panel can be manufactured without degradation of reliability due to decomposition of the liquid crystal or degradation of reliability due to the remaining UV-reactive material. can do.
上記に示すとおり、条件２のように光照射を２回に分け、１回目は、波長３２０ｎｍ以下の光を含まないかほとんど含まないが波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの放射照度の大きい光源を使用し、短時間で紫外線反応材料の大部分を重合させる。
その後、液晶内に残ったわずかな紫外線反応材料を、波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光により重合反応させる。
２回目の照射は、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できる光源を使用する。
本条件の場合、ヨウ素エキシマランプからの波長３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光により紫外線反応材料の大部分が重合反応し、ＸｅＣｌエキシマランプからの波長２９０ｎｍ〜３２０ｎｍの光により残りの紫外線反応材料が重合反応する。
As shown above, the light irradiation is divided into two as in Condition 2, and the first time uses a light source with a large irradiance in the wavelength range of 320 nm to 360 nm, although it contains no or little light with a wavelength of 320 nm or less, A large part of the UV-reactive material is polymerized in a short time.
Thereafter, a slight amount of the UV-reactive material remaining in the liquid crystal is subjected to a polymerization reaction with light having a wavelength range of 300 nm to 320 nm.
The second irradiation exceeds the irradiation amount at which all UV-reactive materials cause a polymerization reaction so as not to reduce the reliability due to the remaining UV-reactive material, but the irradiation amount at which the reliability decreases due to decomposition of the liquid crystal Use a light source that can irradiate within a range that does not exceed the threshold.
In the case of this condition, most of the ultraviolet reactive material undergoes a polymerization reaction by light having a wavelength of 320 nm to 360 nm from the iodine excimer lamp, and the remaining ultraviolet reactive material undergoes a polymerization reaction by light having a wavelength of 290 nm to 320 nm from the XeCl excimer lamp.
１回目の照射に用いる光源ランプと、２回目の照射に用いる光源ランプの組み合わせは種々考えられるが、例えば、１回目の照射に用いるランプとしては、上記実験に使用したヨウ素エキシマランプの他には、フィルタなどで波長３２０ｎｍ以下をカットした蛍光体ランプなどが考えられる。また、２回目の照射に用いるランプとしては、ＸｅＣｌエキシマランプ、波長３２０ｎｍ以下をカットしない蛍光体ランプ、キセノンを封入したヨウ素エキシマランプなどが考えられる。
このように、第１の工程と第２の工程というように照射を２回に分けることにより、光源の種類を変えることができ、波長３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの範囲の照射量と、波長３００ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲の照射量を独立して設定制御できる。したがって、第１の工程では、紫外線反応材料の大部分をすばやく重合させるために、高い放射照度で短時間に多くの照射量を与えられるように設定する一方で、第２の工程では、波長３００ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲の照射量を、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ように設定することが容易になる。
Various combinations of the light source lamp used for the first irradiation and the light source lamp used for the second irradiation are conceivable. For example, as the lamp used for the first irradiation, besides the iodine excimer lamp used in the experiment, In addition, a phosphor lamp in which a wavelength of 320 nm or less is cut with a filter or the like can be considered. As a lamp used for the second irradiation, an XeCl excimer lamp, a phosphor lamp that does not cut a wavelength of 320 nm or less, an iodine excimer lamp enclosing xenon, and the like are conceivable.
In this way, the type of the light source can be changed by dividing the irradiation into two times as in the first step and the second step, the irradiation amount in the wavelength range of 320 nm to 360 nm, and the wavelength of 300 nm to 320 nm. The range dose can be set and controlled independently. Therefore, in the first step, in order to quickly polymerize most of the UV-reactive material, a setting is made so that a large amount of irradiation can be given in a short time with high irradiance, while in the second step, the wavelength is 300 nm. Easily set the dose in the range of ~ 320 nm so that all UV-reactive materials exceed the dose that causes a polymerization reaction, but do not exceed the dose threshold at which reliability decreases due to decomposition of the liquid crystal Become.
以下、液晶パネルの製造装置（紫外線照射装置）のその他の構成例について説明する。 図３に、本発明の実施例の液晶パネルの製造装置（紫外線照射装置）の構成例を示したが、図１１、図１２、図１３に、その他の構成例を示す。なお、図１１、図１２、図１３においては、制御部とランプ電源、プローブ電源については省略して示す。
図１１の紫外線照射装置は、第１の光照射部１と第２の光照射部２をフレーム９を介して上下方向に配置している。
第１の光照射部１の上に第２の光照射部２があり、第１の光照射部１での光照射が終わった液晶パネル（ワーク）８は、ワーク搬送機構５により、上の第２の光照射部２に運ばれ光照射が行われる。
このように２つの光照射部を上下に配置することで、紫外線照射装置の床面積（フットプリント）が小さくすることができる。
Hereinafter, other structural examples of the liquid crystal panel manufacturing apparatus (ultraviolet irradiation apparatus) will be described. FIG. 3 shows a configuration example of a liquid crystal panel manufacturing apparatus (ultraviolet irradiation device) according to an embodiment of the present invention. FIGS. 11, 12, and 13 show other configuration examples. In FIG. 11, FIG. 12, and FIG. 13, the control unit, lamp power supply, and probe power supply are omitted.
In the ultraviolet irradiation device of FIG. 11, the first
The second light irradiating unit 2 is provided on the first
Thus, by arranging two light irradiation parts up and down, the floor area (footprint) of an ultraviolet irradiation device can be made small.
図１２の紫外線照射装置は、第１のランプ群１ｅと第２のランプ群２ｅを、一つの光照射器内に収納したものである（同図中、１ｂで示したものが第１のランプ群１ｅに属するランプ、２ｂで示したものが第２のランプ群２ｅに属するランプ）。また、ワークステージ３はコンベア６の上に置かれ、コンベア６が駆動することにより、ワークステージ３は液晶パネル８を載せた状態で、図中左から右に移動する。
ワークステージ３に液晶パネル８が載った状態でコンベア６が駆動され、ワークステージ３が第１の光照射部１の第１のランプ群１ｅの下に移動した時点でコンベア６が停止する。
第１のランプ群１ｅのランプ１ｂが点灯し、波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光が液晶パネル８に照射される。また、この光照射時にはプローブ４により液晶パネル８に電圧が印加される。
The ultraviolet irradiation device of FIG. 12 is one in which the first lamp group 1e and the second lamp group 2e are housed in one light irradiator (in the figure, the one indicated by 1b is the first lamp). Lamps belonging to the group 1e, those indicated by 2b are lamps belonging to the second lamp group 2e). In addition, the work stage 3 is placed on the conveyor 6 and the conveyor 6 is driven to move the work stage 3 from the left to the right in the figure with the liquid crystal panel 8 placed thereon.
The conveyor 6 is driven in a state where the liquid crystal panel 8 is placed on the work stage 3, and the conveyor 6 stops when the work stage 3 moves below the first lamp group 1 e of the first
The
第１のランプ群１ｅのランプ１ｂによる光照射が終わると、コンベア６が駆動され、液晶パネル８を載せたままワークステージ３が、第２のランプ群２ｅの下に送られる。
コンベア６が停止し、第２のランプ群２ｅのランプ２ｂが点灯する。波長３２０ｎｍ以下の光を含む光が液晶パネル８に照射される。
第２のランプ２ｂによる光照射が終わると、コンベア６が駆動され、液晶パネル８が紫外線照射装置の外に運び出される。
When the light irradiation by the
The conveyor 6 stops and the
When the light irradiation by the
図１３の紫外線照射装置は、第１のランプ１ｂと第２のランプ２ｂを、一つの光照射器１ａ内に交互に並べて収納したものである。
ワークステージ３に液晶パネルが載置されると、第１のランプ１ｂが点灯し、波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光が液晶パネル８に照射される。この光照射時にはプローブ４により液晶パネル８に電圧が印加される。
第１のランプ１ｂによる光照射が終わると、第２のランプ２ｂが点灯する。波長３２０ｎｍ以下の光を含む光が液晶パネル８に照射される。このとき、第１のランプ１ｂは点灯していても良いし、消灯していても良い。
The ultraviolet irradiation device of FIG. 13 is configured such that the
When the liquid crystal panel is placed on the work stage 3, the
When the light irradiation by the
図１４に、液晶の吸収端波長より長波長の光を照射する第１の工程から、液晶の吸収端波長より短波長の光を照射する第２の工程への照射の切換えのパターンのバリエーションを示す。
図１４（ａ）は、第１の工程による照射（第１の照射）が終わったあと、時間的な間隔を開けて、第２の工程による照射（第２の照射）を行うパターンである。例えば、図３や図１１に示した装置を使用すると、このようなパターンになる。第１の照射と第２の照射の間の時間は、ワーク搬送機構５が、ワーク（液晶パネル８）を第１の光照射部１から第２の光照射部２に搬送している時間である。
図１４（ｂ）は、第１の照射が終わったあと、すぐに（時間的な間隔を開けずに）第２の照射を行うパターンである。例えば、図１２に示した装置を使用すると、第１の照射直後に第２の照射が開始されることになるので、このようなパターンになる。
FIG. 14 shows variations in irradiation switching patterns from the first step of irradiating light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of liquid crystal to the second step of irradiating light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of liquid crystal. Show.
FIG. 14A shows a pattern in which the irradiation in the second step (second irradiation) is performed with a time interval after the irradiation in the first step (first irradiation) is completed. For example, when the apparatus shown in FIGS. 3 and 11 is used, such a pattern is obtained. The time between the first irradiation and the second irradiation is a time during which the work transport mechanism 5 transports the work (liquid crystal panel 8) from the first
FIG. 14B shows a pattern in which the second irradiation is performed immediately (without a time interval) after the first irradiation is finished. For example, when the apparatus shown in FIG. 12 is used, the second irradiation is started immediately after the first irradiation, and thus this pattern is obtained.
図１４（ｃ）は、第１の照射と第２の照射が一部重複するパターンである。第１の照射は液晶を分解することがないので、第２の照射と重複しても（長時間照射しても）問題はない。例えば、図１３に示した装置を使用すれば、このようなパターンでの照射が可能である。
図１４（ｄ）は、第２の照射中も第１の照射を続ける（第１の照射を停止しない）というパターンである。図１３に示した装置を使用すれば、このようなパターンでの照射が可能である。なお、図１３に示した装置であれば、図１４（ａ）や図１４（ｂ）の照射パターンを実施することも可能である。
このように、第１の照射から第２の照射への切換えのタイミングは、装置の構成により様々なパターンが存在する。しかし、まず第１の照射を行い、大部分の光反応性材料を反応させた後、残り少なくなった光反応性材料を液晶が分解しない程度に第２の照射を行うという手順が重要なことである。これが実施できていれば、第１の照射から第２の照射への切換えのタイミングは、図１４のいずれのパターンでも良い。
FIG. 14C shows a pattern in which the first irradiation and the second irradiation partially overlap. Since the first irradiation does not decompose the liquid crystal, there is no problem even if it overlaps with the second irradiation (even if irradiated for a long time). For example, if the apparatus shown in FIG. 13 is used, irradiation with such a pattern is possible.
FIG. 14D shows a pattern in which the first irradiation is continued even during the second irradiation (the first irradiation is not stopped). If the apparatus shown in FIG. 13 is used, irradiation with such a pattern is possible. In addition, if it is an apparatus shown in FIG. 13, it is also possible to implement the irradiation pattern of FIG. 14 (a) or FIG.14 (b).
As described above, there are various patterns of the switching timing from the first irradiation to the second irradiation depending on the configuration of the apparatus. However, it is important that the first irradiation is performed first, after most of the photoreactive materials are reacted, and then the second irradiation is performed so that the remaining photoreactive material is not decomposed by the liquid crystal. is there. As long as this can be implemented, the timing of switching from the first irradiation to the second irradiation may be any pattern in FIG.
１ 第１の光照射部
１ａ 第１の光照射器
１ｂ ランプ
１ｃ ランプの電源
１ｄ 反射ミラー
１ｄ ランプ群
２ 第２の光照射部
２ａ 第２の光照射器
２ｂ ランプ
２ｃ ランプの電源
２ｄ 反射ミラー
２ｅ ランプ群
３ ワークステージ
３ａ 第１のワークステージ
３ｂ 第２のワークステージ
４ プローブ
５ ワーク搬送機構
６ コンベア
７ 制御部
８ 液晶パネル
９ フレーム
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
DESCRIPTION OF
12, 13 Electrode 15, 27 Phosphor layer 21 Container (arc tube)
22, 23 Electrode 31 Discharge vessel 32, 33 Electrode 24, 37 Ultraviolet reflective film
Claims (1)
液晶の吸収端波長より長波長で波長範囲が３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの光を放射するバリア放電を利用した短波長をカットした蛍光体ランプまたはヨウ素エキシマランプの光を照射する第１の工程と、
上記第１の工程開始後に、液晶の吸収端波長より短波長で波長範囲が３００ｎｍ〜３２０ｎｍの光を放射するバリア放電を利用したＸｅＣｌエキシマランプ、蛍光体ランプまたはキセノンを封入したヨウ素エキシマランプの光の照射を開始する第２の工程とを含む
ことを特徴とする液晶パネルの製造方法。 A liquid crystal panel in which liquid crystal containing a photoreactive substance is sealed inside is irradiated with light and reacted with the photoreactive substance to form an alignment portion inside the liquid crystal panel. In the manufacturing method,
A first step of irradiating light of a phosphor lamp or iodine excimer lamp with a short wavelength cut using a barrier discharge that emits light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of the liquid crystal and having a wavelength range of 320 nm to 360 nm ;
After the start of the first step , light of an XeCl excimer lamp, a phosphor lamp or an iodine excimer lamp encapsulating xenon using a barrier discharge that emits light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength of the liquid crystal and having a wavelength range of 300 nm to 320 nm. And a second step of starting the irradiation of the liquid crystal panel.
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