(57)【要約】【課題】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及び装置を提供すること。【解決手段】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液晶パネル８を第１のワークステージ３ａに載置して、第１の工程で、プローブ４から電圧を印加しながら、第１の光照射部１から液晶の吸収端波長より長波長の光（波長範囲３２０ｎｍ〜３６０ｎｍ）を照射する。次いでワーク搬送機構５により液晶パネル８を第２のワークステージ３ｂ上に搬送し、第２の光照射部２から液晶の吸収端波長より短波長の光（波長範囲３００ｎｍ〜３２０ｎｍ）を照射して、液晶の配向処理を行う。第１の工程のランプとしては、例えばヨウ素エキシマランプを用いることができ、第２の工程のランプとしては、例えばＸｅＣｌエキシマランプを用いることができる。【選択図】    図３
2011053399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の光を照射を開始する第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。
【請求項２】
上記第１の工程において照射される上記液晶の吸収端波長より長波長の光の波長範囲は３２０ｎｍ〜３６０ｎｍであり、第２の工程において照射される短波長の光の波長範囲は３００ｎｍ〜３２０ｎｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項３】
光反応性物質を含有する液晶を内部に封入したＭＶＡ方式の液晶パネルを支持する支持部と、上記支持部に支持された上記液晶パネルに対して光を照射する光照射部とを備え、上記光照射部からの光を上記支持部に支持された液晶パネルに対して照射することにより、上記液晶パネル内の光反応性物質を反応させて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装置において、
上記光照射部は、
液晶の吸収端波長より長波長の光を照射する光源を備えた第１の光照射部と、
液晶の吸収端波長より短波長の光を照射する光源を備えた第２の光照射部とを備える
ことを特徴とする液晶パネルの製造装置。
【請求項４】
上記液晶パネルを支持する支持部は、第１の光照射部からの光が照射されるときに、液晶パネルに電圧を印加する手段を備えている
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶パネルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７７４０８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１５８２号公報
【特許文献３】特開２００５−３３８６１３号公報
【特許文献４】特開２００６−５８７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
（１）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の光を照射を開始する第２の工程を実施して液晶パネルの配向処理を行う。
（２）上記（１）において、上記第１の工程において照射される上記液晶の吸収端波長より長波長の光の波長範囲を３２０ｎｍ〜３６０ｎｍとし、第２の工程において照射される短波長の光の波長範囲を３００ｎｍ〜３２０ｎｍとする。
（３）光反応性物質を含有する液晶を内部に封入したＭＶＡ方式の液晶パネルを支持する支持部と、上記支持部に支持された上記液晶パネルに対して光を照射する光照射部とを備え、上記光照射部からの光を上記支持部に支持された液晶パネルに対して照射することにより、上記液晶パネル内の光反応性物質を反応させて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装置において、上記光照射部を、液晶の吸収端波長より長波長の光を照射する光源を備えた第１の光照射部と、液晶の吸収端波長より短波長の光を照射する光源を備えた第２の光照射部とから構成する。
（４）上記（３）において、液晶パネルを支持する支持部に、第１の光照射部からの光が照射されるときに、液晶パネルに電圧を印加する手段を設ける。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】光の波長に対する液晶の透過率を示す図である。
【図２】光の波長に対する紫外線反応材料の吸光度を示す図である。
【図３】本発明の実施例の液晶パネルの製造装置の第１の構成例を示す図である。
【図４】蛍光体ランプの構成例を示す図である。
【図５】蛍光体ランプのその他の構成例を示す図である。
【図６】蛍光体ランプの分光放射スペクトルを示す図である。
【図７】ヨウ素エキシマランプの構成例を示す図である。
【図８】ヨウ素エキシマランプの分光放射スペクトルを示す図である。
【図９】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図である。
【図１０】ＸｅＣｌエキシマランプの分光放射スペクトルを示す図である。
【図１１】本発明の実施例の液晶パネルの製造装置の第２の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の実施例の液晶パネルの製造装置の第３の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例の液晶パネルの製造装置の第４の構成例を示す図である。
【図１４】第１の工程から第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である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
【表１】
2011053399.tif 000003
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
【表２】
2011053399.tif 000004
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【符号の説明】
【００４８】
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
【図１】
2011053399.tif 000005
【図２】
2011053399.tif 000006
【図３】
2011053399.tif 000007
【図４】
2011053399.tif 000008
【図５】
2011053399.tif 000009
【図６】
2011053399.tif 000010
【図７】
2011053399.tif 000011
【図８】
2011053399.tif 000012
【図９】
2011053399.tif 000013
【図１０】
2011053399.tif 000014
【図１１】
2011053399.tif 000015
【図１２】
2011053399.tif 000016
【図１３】
2011053399.tif 000017
【図１４】
2011053399.tif 000018