(57)【要約】【課題】  ワークに対して紫外線を均一に照射する紫外線照射装置を提供する。【解決手段】  紫外線照射装置は、ワークを支持する支持装置と、支持装置がワークを支持するワーク支持位置に向けて紫外線を照射するバックライトユニットを備えている。バックライトユニットは、導光板と、その導光板の縁部に紫外線を照射する光源を備えている。バックライトユニットは、ワーク支持位置の上方および／又は下方に配置することができる。バックライトユニットの光源に点光源を用いると、紫外線の照度を高めることができる。【選択図】図２
2006019258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持する支持装置と、
支持装置がワークを支持するワーク支持位置に向けて紫外線を照射するバックライトユニットを備え、
前記バックライトユニットは、導光板と、その導光板の縁部に紫外線を照射する光源を備えていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記バックライトユニットは、前記ワーク支持位置の下方に配置されており、ワークの下方から上方に向けて紫外線を照射することを特徴とする請求項１の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記バックライトユニットは、前記ワーク支持位置の上方に配置されており、ワークの上方から下方に向けて紫外線を照射することを特徴とする請求項１の紫外線照射装置。
【請求項４】
少なくとも２つの前記バックライトユニットを備えており、
一方のバックライトユニットは前記ワーク支持位置の下方に配置されており、他方のバックライトユニットは前記ワーク支持位置の上方に配置されていることを特徴とする請求項１の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記バックライトユニットでは、前記導光板からみて前記ワーク支持位置の反対側に、紫外線を反射する反射材が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかの紫外線照射装置。
【請求項６】
前記バックライトユニットでは、前記導光板からみて前記ワーク支持位置側に、紫外線を拡散する拡散層が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかの紫外線照射装置。
【請求項７】
ワークを支持する支持装置と、
支持装置がワークを支持するワーク支持位置に向けて紫外線を照射するバックライトユニットを備え、
前記バックライトユニットは、ｎ行×ｍ列のアレイ状に配列されている複数の導光板と、その複数の導光板の縁部に紫外線を照射する複数の光源を備えていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項８】
前記光源は、点光源であることを特徴とする請求項７の紫外線照射装置。
【請求項９】
前記バックライトユニットは、前記ワーク支持位置の下方に配置されており、ワークの下方から上方に向けて紫外線を照射することを特徴とする請求項７の紫外線照射装置。
【請求項１０】
前記バックライトユニットは、前記ワーク支持位置の上方に配置されており、ワークの上方から下方に向けて紫外線を照射することを特徴とする請求項７の紫外線照射装置。
【請求項１１】
少なくとも２つの前記バックライトユニットを備えており、
一方のバックライトユニットは前記ワーク支持位置の下方に配置されており、他方のバックライトユニットは前記ワーク支持位置の上方に配置されていることを特徴とする請求項７の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射装置に関する。特に、板状のワークに紫外線を照射する紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を利用する平面表示装置、特に、薄膜トランジスタを利用する液晶表示装置（いわゆるＴＦＴ液晶表示装置）が開発されている。ＴＦＴ液晶表示装置は、アレイ状に配列されている薄膜トランジスタや、他の必要な電子素子等によって液晶を駆動する。ＴＦＴ液晶表示装置は、色彩が豊かで明るい画像を表示することができる。
ＴＦＴ液晶表示装置は、コンパクト、省電力、放射性汚染がないこと等の利点を備えていることから、ノートブックパソコンや、形態情報端末（ＰＤＡ：personal digital Assistance）等の携帯式の情報機器に多く採用されている。更に、ディスクトップコンピュータにおいても、従来のＣＲＴ型ディスプレイに代わって、ＴＦＴ液晶表示装置が多く採用されている。
従来のＴＦＴ液晶表示装置は、主に、下基板と、上基板と、下基板と上基板の間に充填されている液晶材料（数多くの液晶分子）を備えている。下基板と上基板には、透明なガラス基板が用いられている。下基板には、アレイ状に配列されている複数の薄膜トランジスタや、画素電極や、互いに直交している走査線(scan or gate line)と信号線(data or signal line）等が形成されている。上基板には、カラーフィルタ(color filter)等が形成されている。下基板と上基板の組立工程では、液晶が滴下されている下基板に、接着剤が塗布されている上基板の位置を合わせ、紫外線を照射することによって接着剤を硬化させている。その後、ホットプレス（hot press）等によって液晶パネルを成形する。
【０００３】
図１は、従来の紫外線照射装置１０の構成を模式的に示している。従来の紫外線照射装置１０は、紫外線の照射対象であるワーク（例えば一対のガラス基板）１４を支持する支持装置１２と、支持装置１２の上方に配置されている複数の長手型（線状光源）の紫外線ランプ１６と、紫外線ランプ１６から照射された紫外線をワーク１４に向けて反射する反射板１８等を備えている。支持装置１２は、昇降装置１２２を備えている。紫外線照射装置１０は、ワーク１４（例えばカラーフィルタを有する上基板と薄膜トランジスタを有する下基板）を支持装置１２によって支持し、紫外線ランプ１６からワーク１４に向けて紫外線を照射する。このとき昇降装置１２２は、プログラムに応じて、ワーク１４を上下に移動させる。先ず、昇降装置１２２は、受渡位置Ａにおいてワーク１４を受け入れる。次いで、ワーク１４に紫外線を照射するために、支持位置Ｃまでワーク１４を上昇させる。次いで、紫外線の照射が完了した後に、ワーク１４を冷却位置Ｂまで移動させる。このとき、例えば空冷装置等が動作して、ワーク１４を冷却する。最後に、ワーク１４が所定温度まで冷却された後に、ワーク１４を受渡位置Ａまで移動させる。ワーク１４は、照射装置１０から取り出されて後の工程へと送られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＴＦＴ液晶表示パネルの大型化が進んでいる。それに伴って、紫外線を照射するワーク（一対のガラス基板）の大型化も進んでいる。このとき、従来の紫外線照射装置１０を利用すると、以下の問題が生じてしまう。
（１）ワークが大きいほど、ワークに照射される紫外線の平均照度が低下することから、必要量の紫外線を照射するためには、長い照射時間が必要となってしまう。
（２）ワークが大きいほど、より長い紫外線ランプが必要となる。紫外線ランプの長大化に伴って、基板に照射される紫外線の照度の均一性が低下し、照度のコントロールが困難となり、紫外線ランプの交換も困難となる。
（３）紫外線ランプの長大化に伴って、より高い冷却能力が必要となる。冷却装置が大型化してしまい、それによるコストの上昇を招いてしまう。
本発明は、例えば一対のガラス基板のような板状に広がるワークに対して、紫外線をより均一に照射することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によって具現化される紫外線照射装置は、ワークを支持する支持装置と、支持装置がワークを支持するワーク支持位置に向けて紫外線を照射するバックライトユニットを備えている。バックライトユニットは、導光板と、その導光板の縁部に紫外線を照射する光源を備えている。ここでいう導光板とは、縁部から入射した光を面発光させる板状部材である。バックライトユニットは、ワーク支持位置の下方および／又は上方に配置することが好ましい。光源には、例えば線状光源を用いることもできるし、点光源を用いることもできる。
この紫外線照射装置では、光源が発した紫外線が、導光板を介してワーク支持位置へと照射される。導光板に入射された紫外線は、導光板によって面発光することとなり、ワークに対して略均一に照射されることとなる。
【０００６】
本発明によって具現化される他の紫外線照射装置は、ワークを支持する支持装置と、支持装置がワークを支持するワーク支持位置に向けて紫外線を照射するバックライトユニットを備えている。バックライトユニットは、ｎ行×ｍ列のアレイ状に配列されている複数の導光板と、その複数の導光板の縁部に紫外線を照射する複数の光源を備えている。
この紫外線照射装置においても、ワークに対して紫外線を略均一に照射することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、例えば液晶パネルのガラス基板のような大きな板状のワークに対しても、紫外線をより均一に照射することが可能となり、例えば液晶表示装置等の製造時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の目的、特徴、利点をさらに明瞭にするために、本発明を実施する好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施例）
図２は、本発明の第１実施例である紫外線照射装置２０の構成を示す模式図である。紫外線照射装置２０は、支持装置２２とバックライトユニット２６を備えている。支持装置２２は、紫外線の照射対象であるワーク２４を所定の位置（ワーク支持位置）に支持する装置である。本実施例のワーク２４は、１つあるいは複数の液晶表示パネルの母材となる一対のガラス基板であり、後工程においてワーク２４から１つあるいは複数の液晶表示パネルが成形される。バックライトユニット２６は、ワーク２４に紫外線を照射するための面光源である。バックライトユニット２６は、支持装置２２がワーク２４を支持するワーク支持位置の下方に配置されており、ワーク２４の下方から上方に向けて紫外線を照射する。支持装置２２は、昇降装置２２２を備えている。昇降装置２２２は、ワーク２４を昇降することによって、ワーク２４とバックライトユニット２６との距離を調節することができる。
【０００９】
図３は、第１実施例のバックライトユニット２６の構成を示す模式図である。バックライトユニット２６は、主に、導光板２６１と導光板２６１の縁部近傍に位置している光源２６２を備えている。光源２６２は、紫外線を発する光源である。光源２６２が発した紫外線は、導光板２６１の縁部に入射される。光源２６２には、例えば冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）のような線状光源を用いることができる。冷陰極蛍光ランプを用いる場合には、保護用のランプカバーを設けることが好ましい。冷陰極蛍光ランプでは、内部に希ガス（例えばＸｅ）や水銀等が充填されており、内壁に蛍光体が塗布されている。冷陰極蛍光ランプの両側電極に電圧を印加することによって電極間の放電が開始され、電子と希ガス分子が衝突することによって希ガス分子や水銀等が励起され、紫外線が放射される。放射された紫外線の一部は、内壁に塗布されている蛍光体によって可視光線に変換される。
導光板２６１は、縁部から入射した光を面発光させる板状部材である。導光板２６１には、例えばアクリル樹脂板の表面にドットパターンを印刷したものを用いることができるが、これに限定されるものではない。光源２６２から照射される光は、導光板２６１によって案内されて、ワーク２４へと面状に照射される。導光板２６１の大きさは、ワーク２４の大きさと略同じであることが好ましい。
【００１０】
バックライトユニット２６は、反射板２６３や複数の光学フィルム（例えば拡散フィルム）２６４等をさらに備えていることが好ましい。反射板２６３は、導光板２６１の下方（即ち、ワーク支持位置の反対側）に設けられている。反射板２６３には、光を反射する反射フィルムが貼付されている。反射板２６３は、導光板２６１から下方に漏れる光を、導光板２６１の内部に向けて反射する。拡散フィルム２６４は、導光板２６１の上方（即ち、ワーク支持位置側）に設けられている。拡散フィルム２６４は、透過する紫外線を更に拡散する。
バックライトユニット２６では、光源２６２に、線状光源である紫外線ランプに代えて、紫外線を発する点光源を採用することもできる。それにより、照度がより均一な紫外線を照射することが可能となる。
【００１１】
図４は、バックライトユニットの変形例である第２バックライトユニット３６の構成を示す模式図である。第２バックライトユニット３６は、紫外線を発する複数の点光源３６２と、複数の点光源３６２を保持している保持部３６５と、導光板３６１等を備えている。複数の点光源３６２は、保持部３６５によって導光板３６１の縁部近傍に設けられている。複数の点光源３６２が発する紫外線は、導光板３６１の縁部に照射される。第２バックライトユニット３６においても、例えば導光板３６１の上方（即ち、ワーク支持位置側）に設けられている拡散フィルムや、導光板３６１の下方（即ち、ワーク支持位置の反対側）に設けられている反射板等が付加されていることが好ましい。
【００１２】
以下、点光源３６２を採用することの利点について説明する。
（１）紫外線の照度を向上することができる。
ここでは、ＵＳＨＩＯ社製の長手型紫外線ランプ（型番Ｕ６００１−４６０４、輝度１５０ｗ／ｃｍ２)と、ＵＳＨＩＯ社製の紫外線点光源（型番ＵＭＸ−Ｑ−２５６ＢＶ、輝度１０００ｗ／ｃｍ２）を対比して説明する。一般的に、冷陰極蛍光ランプを利用するバックライトユニットでは、冷陰極蛍光ランプから導光板に導入された光の８０％が、導光板の正面から外部に向けて照射される。また、様々な光学的な要因によって、冷陰極蛍光ランプが発した光のうちの５０％が導光板に導入されると推定することができる。これらのことから、点光源を利用するバックライトユニットの照度は、１０００ｗ／ｃｍ２×０．５×０．８＝４００ｗ／ｃｍ２となる。冷陰極蛍光ランプを直接的に利用する従来の紫外線照射装置に対して、紫外線の照度が１５０ｗ／ｃｍ２から４００ｗ／ｃｍ２へと増加することになる。
【００１３】
（２）処理時間を短縮することができる。
ワーク２４に紫外線を照射する工程において必要とされる時間は、ワーク２４の取付けおよび取外し時間と、支持装置２２の昇降時間（例えば図１のＡ−Ｃ−Ｂ−Ａ）と、紫外線の照射時間と、冷却時間との合計である。点光源を用いることにより、紫外線の照度を増加させることができるので、照射時間を短縮することができる。他の製造工程に要する時間が同じであるとすると、紫外線の照射工程に要する時間の短縮によって、液晶表表示パネルの製造時間を短縮することが可能となる。
（３）点光源３６２を利用することによって、従来のような大型の冷却装置が必要とされず、冷却装置の小型化が可能となる。例えば、小型のファンによって冷却状態を維持することもできる。それにより、紫外線照射装置の小型化を実現することができる。
【００１４】
（４）照度を監視することが容易となる。例えば、点光源３６３の内部にセンサを設けることによって、点光源３６３が正常に発光しているのか否かを監視することができる。また、点光源３６３が発する光を光ファイバによって導光板へ導入することによって、点検時において点光源３６３が正常に発光しているのか否かを確認することができる。
（５）点光源３６３のそれぞれは小さいので、その交換が容易である。
（６）冷陰極蛍光ランプに比して、点光源３６３の消費電力は少ないので、紫外線照射に要する電力を低減することができる。
（７）一つまたは複数の点光源３６３が故障した際には、故障した光源のみを交換すればよく、紫外線照射装置２０のメンテナンスコストを低減することができる。
【００１５】
（第２実施例）
図５は本発明を実施した第２実施例の紫外線照射装置４０の構成を示す模式図である。第１実施例と比較して、第２実施例の紫外線照射装置４０では、２つのバックライトユニット４５、４６が設けられている。一方のバックライトユニット４５は、ワーク４４の支持位置の下方に配置されており、紫外線を図中の下方から上方に向けて照射する。他方のバックライトユニット４６はワーク４４の支持位置の上方に配置されており、紫外線を図中の上方から下方に向けて照射する。紫外線照射装置４０では、２つのバックライトユニット４６によって、ワーク４４の上下から同時に紫外線を照射することができる。
一方のバックライトユニット４５と他方のバックライトユニット４６では、光源に、線状光源（例えば図３に示す構造）を採用してもよいし、点光源（例えば図４に示す構造）を採用してもよい。
第２実施例の紫外線照射装置４０では、ワーク４４に対して両側から紫外線を照射する必要がある場合に、ワーク４４の両側から同時に紫外線を照射することができる。従来の紫外線照射装置１０のように基板の表裏を入れ換える必要がなく、紫外線の照射時間を短縮することができるとともに、一対のガラス基板の組立不良（位置ずれ）が発生する確立を低下することができる。
【００１６】
本発明を実施する紫外線照射装置は、上記した第１実施例や第２実施例の形態に限定されるものではない。例えば、１つのバックライトユニットを基板の上方に配置し、基板の上方から紫外線を照射する形態としてもよい。また、バックライトユニットの導光板は１つに限られず、複数の導光板を設けてもよい。この場合、導光板の配置に応じて、複数の光源の配置することが好ましい。詳しくは、下記する第３実施例において詳細に説明する。
【００１７】
（第３実施例）
第３実施例では、複数の導光板を用いるバックライトユニットの実施例について説明する。第３実施例で説明するバックライトユニットは、例えば実施例１や実施例２で説明した紫外線照射装置２０、４０等に用いることができる。
図６Ａ、図６Ｂは、複数の導光板５６１、６６１を用いるバックライトユニットにおいて、複数の導光板５６１の配置パターンの一例を示している。図６Ａ、図６Ｂに示すように、複数の導光板５６１、６６１は、ｎ行×ｍ列のアレイ状に配列されている。なお、ｎとｍは１より大きい自然数である。行数ｎと列数ｍは、異なる数でもよいし、同一であってもよい。バックライトユニットの光源には、図６Ａに示すように複数の線状光源（例えば冷陰極蛍光ランプ）５６２を用いることもできるし、図６Ｂに示すように複数の点光源６６２を用いることもできる。いずれの光源を利用する場合でも、光源の位置は導光板の位置に対応して決定することが好ましい。
【００１８】
図６Ａに示すように、光源に複数の線状光源５６２を用いる場合には、例えば導光板５６１同士の境界位置に、線状光源５６２を配置することができる。なお、線状光源５６２の位置は、導光板５６１の縁部に紫外線を照射できる位置であればよく、ここで例示する位置に限定されない。複数の線状光源５６２を制御、監視する場合には、それぞれを独立して制御、監視してもよいし、複数個毎にまとめて制御、監視してもよい。
図６Ｂに示すように、光源に複数の点光源６６２を用いる場合には、１つの導光板６６１に対してその周囲に複数の点光源６６２を配置することができる。複数の点光源６６２を制御、監視する場合には、それぞれを独立して制御、監視してもよいし、複数個毎にまとめて制御、監視してもよい。
【００１９】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の紫外線照射装置の構成を示す模式図。
【図２】第１実施例の紫外線照射装置の構成を示す模式図。
【図３】第１実施例のバックライトユニットの構成を示す模式図。
【図４】第１実施例の第２バックライトユニットの構成を示す模式図。
【図５】第２実施例の紫外線照射装置の構成を示す模式図。
【図６Ａ】第３実施例の導光板と線状光源の配置パターンを示す図。
【図６Ｂ】第３実施例の導光板と点光源の配置パターンを示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１０、２０、４０・・紫外線照射装置
１２、２２・・支持装置
１２２、２２２・・昇降装置
１４、２４、４４・・ワーク
１６・・紫外線ランプ
１８・・反射板
２６、３６、４５、４６・・バックライトユニット
２６１、３６１、５６１、６６１・・導光板
２６２、５６２・・線状光源（冷陰極蛍光ランプ）
２６３・・反射板
２６４・・拡散フィルム
３６２、６６２・・点光源
３６５・・保持部
Ａ・・ワークの受渡位置
Ｂ・・ワークの冷却位置
Ｃ・・ワークの支持位置
【図１】
2006019258.tif 000003
【図２】
2006019258.tif 000004
【図３】
2006019258.tif 000005
【図４】
2006019258.tif 000006
【図５】
2006019258.tif 000007
【図６Ａ】
2006019258.tif 000008
【図６Ｂ】
2006019258.tif 000009