(57)【要約】【課題】紫外線反応材料を重合（硬化）させるための光照射中に、液晶パネルの温度ができるだけ上昇しないようにすること。【解決手段】２枚の光透過性基板（ガラス基板）３ａ，３ｂの間に紫外線反応材料を含んだ液晶３ｃを封入した液晶パネル３に対して、電圧を印加しながら光照射部１から光を照射する。光照射部１の光源１ａとしては、［３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域の積算放射照度ａ］＞［３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の積算放射照度ｂ］となるような波長域の光を放出するランプを用いる。このような光を放射するランプとしては、例えば希ガス蛍光ランプがある。このようなランプを使用することにより、液晶パネルの温度上昇を最小限に抑えることができ、プレチルトアングルにばらつきの発生を抑えることができる。また、紫外線反応材料を効果的に硬化させることができる。【選択図】    図３
2011150168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタを具備し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ランプからの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、上記液晶パネルに電圧を印加しながら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、
上記光照射部のランプは、該ランプの発光スペクトルにおいて、液晶パネル内の光反応性物質の反応に寄与する波長領域の積算放射照度をａ、カラーフィルタの吸収波長であって上記光反応性物質の反応に寄与しない波長領域の積算放射照度をｂとしたとき、ランプの積算放射照度がａ＞ｂであるランプである
ことを特徴とする液晶パネルの製造装置。
【請求項２】
上記積算放射照度ａは３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域の積算放射照度であり、上記積算放射照度ｂは、３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の積算放射照度である
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの製造装置。
【請求項３】
上記ランプは、実質的に波長３００ｎｍ以下の光を放射しない希ガス蛍光ランプである
ことを特徴とする請求項１または請求項２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装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２に、液晶パネルの構成例を示す。液晶パネル５０は、２枚の光透過性基板（第１のガラス基板５１、第２のガラス基板５２）の間に液晶５８を封入した構造であり、第１のガラス基板５１上に多数のアクティブ素子（例えば、薄膜トランジスタ：ＴＦＴ５３）と液晶駆動用電極５４（透明電極（ＩＴＯ））を形成し、その上に配向膜５６を形成している。第２のガラス基板５２には、カラーフィルタ５７、配向膜５６、そして透明電極（ＩＴＯ）５５を形成している。そして両ガラス基板５１，５２の配向膜間に液晶５８を封入し、シール剤５９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５６は、電極５４，５５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。
【０００３】
それは、ＴＦＴ素子５３が設けられた第１のガラス基板５１と当該第１のガラス基板５１に相対する第２のガラス基板５２との間に、電圧印加により配向する配向性を持つ液晶５８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、以下単にモノマーということもある）とを混合した材料を封入しておき、この液晶パネルに電圧を印加しながら紫外線を照射して紫外線反応材料（モノマー）を重合させ、ガラス基板５１、５２に配向膜５６等を介して接する液晶（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）。
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。
【０００４】
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。
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などの記載参照）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近辺の低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の記載など参照）。
【０００５】
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などの記載参照）という知見が示されている。
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、長い波長の紫外線の方は、この逆に、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等の記載参照）として、照射する紫外線の波長範囲が示されている。しかし、特許文献４では、カラーフィルタの温度上昇については触れられていない。
【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光源から放出される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。
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。
ここで、液晶パネルに対して紫外線を照射する際には、図１２に示したように、カラーフィルタ５７が形成されている第２のガラス基板５２とは反対側の第１のガラス基板５１側から、紫外線が照射される。したがって、紫外線光源から放出される光の中に、カラーフィルタ５７が吸収する波長域に属する波長の光が含まれていていると、カラーフィルタ５７が加熱される。
カラーフィルタ５７が加熱されると、加熱されたカラーフィルタ５７からガラス基板５１、５２間に封入された液晶５８や紫外線反応材料に熱が伝わり、これらが加熱される。これにより、紫外線反応材料の温度分布が生じ、当該紫外線反応材料の重合反応（硬化反応）速度分布が生じて、重合率（硬化率）にばらつきが生じる。その結果、プレチルトアングルにばらつきが発生して、液晶表示むらという不良が発生する。また、加熱される液晶５８の温度が高温になると液晶の変質も懸念される。
【０００８】
従って、紫外線光源から放出される紫外線照射中は、プレチルトアングルのばらつきを少なくするために、液晶パネル全体の温度分布は均一であることが望ましい。その際、液晶の温度も高温にならないことが好ましい。そのため、紫外線照射中は、液晶パネルが置かれるステージは冷却され（例えば水冷）、液晶パネル全体が均一な温度分布になるように制御される。
しかし、液晶パネルは近年大型化（例えば２ｍ×２ｍからそれ以上）しており、それと共に液晶パネルを置くステージも大型化している。加熱により液晶パネルの温度が高くなると、その温度を下げるためには大型の冷却器が必要となり、装置のコストが高くなる。また、温度が高くなると、上記のような大面積の温度分布を均一になるように制御することが難しくなる。
また、照射中に温度が上昇すると、光が照射される側の光透過性基板（第１のガラス基板５１）が熱膨張により伸びて液晶パネルが変形し、不良の原因となることがある。
このように、液晶に紫外線反応材料を混合し、これに紫外線を照射して重合反応を生じさせる、上記のような新しい配向制御を使う液晶パネル製造において、紫外線反応材料の反応とカラーフィルタの光吸収による発熱の問題を、波長領域で比較して論じたものはこれまでなかった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、紫外線反応材料を重合（硬化）させるための光照射中に、液晶パネルの温度ができるだけ上昇しないようにした液晶パネルの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】
【０００９】
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液晶に混合する紫外線反応材料（モノマー）について、光の波長に対する吸光度を測定した。図１にその結果である、光の波長に対する紫外線反応材料の吸光度のグラフを示す。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、紫外線反応材料は特に波長３７０ｎｍ以下の領域では光が吸収され、即ち紫外線反応材料は重合反応を生じる。しかしながら、実際は、重合反応に支配的に寄与するのは波長３６０ｎｍ以下の光であり、波長３６０ｎｍより波長の長い光の重合反応への寄与は著しく小さいことが分かった。
【００１０】
ここで、図２にカラーフィルタの分光特性（ＳＨＯＴＴ社）を示す。同図において横軸は波長、縦軸は透過率である。
同図に示されるように、カラーフィルタの赤（図２のＲ）は波長約５７０ｎｍ以下の光を透過せず吸収し加熱する。緑（同図のＧ）は、波長約４５０ｎｍ以下の光を透過せず吸収し加熱する。また、カラーフィルタの青（同図のＢ）は波長約３３０ｎｍ以下の光を透過せず吸収し加熱する。したがって、波長約５７０ｎｍ以下の光はカラーフィルタを加熱する。
したがって、液晶パネルの加熱を最小限に抑えるためには、液晶パネル内の光反応性物質の反応に寄与する波長領域の光を放射するランプであって、紫外線反応材料の重合反応への寄与が小さく、かつ、カラーフィルタに吸収されて当該カラーフィルタを加熱してしまう波長域の光の放出ができるだけ小さい紫外線光源を用いて液晶パネルの紫外線照射処理を行うことが考えられる。
【００１１】
具体的には、液晶パネル内の光反応性物質の反応に寄与する波長領域の積算放射照度をａ、カラーフィルタの吸収波長であって上記光反応性物質の反応に寄与しない波長領域の積算放射照度をｂとしたとき、ランプの積算放射照度がａ＞ｂとなっていることが望ましい。
すなわち、カラーフィルタが吸収する波長域は、図２に示したように、青が波長約３３０ｎｍ以下の光を吸収し、また、緑が４６０ｎｍ以下の光を吸収し、赤が５７０ｎｍ以下の光を吸収し、これによりカラーフィルタは加熱する。
さらに、一方、紫外線反応材料の硬化に実質的に有効な波長は、３６０ｎｍ以下であり、液晶にダメージを与える波長は、実質的に３１０ｎｍ以下である。なお、３１０ｎｍの光が０だと完全な硬化が得られない。一方、３００ｎｍ以下の光が含まれると、液晶に与えるダメージが大きくなるので、３００ｎｍ以下の光を含まないのが望ましい。
上記のように、３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長は、紫外線反応材料の硬化には寄与しないのみならず、カラーフィルタに吸収されるので、この波長域の光は、結果としてカラーフィルタの加熱作用のみを引き起こす。
カラーフィルタによる吸収でカラーフィルタが加熱されると、ガラス基板と液晶・紫外線反応材料に熱が伝わり、これらが加熱される。
紫外線反応材料の温度分布が生じ、紫外線反応材料の硬化反応速度分布が生じて、硬化率にばらつきが生じる。結果として、プレチルトアングルにばらつきが発生して、液晶表示むらという不良が発生する。
【００１２】
以上のことから、紫外線光源から放出される光を用いて液晶パネルの紫外線照射処理を行う際、放出される光においては、［３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域の積算放射照度ａ］＞［３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の積算放射照度ｂ］となっていることが望ましいことがわかった。
すなわち、［３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域の積算放射照度ａ］＞［３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の積算放射照度ｂ］となるような波長域の光を放出するランプを用い、このようなランプを備えた光照射部から液晶パネルに対して光を照射して、液晶パネル内の光反応性物質を反応させることにより、カラーフィルタの温度上昇を抑制して、液晶パネルの温度上昇を最小限に抑えプレチルトアングルにばらつきの発生を抑えながら、紫外線反応材料を効果的に硬化させることができる。
なお、このような光を放出するランプとして、例えば特願２００９−５１６２４に記載された希ガス蛍光ランプなどを用いることができる。
【００１３】
本発明者らは、上記のような光を照射することができるランプとして、どのようなランプを使用できるかを調べた。その結果、後述するように、希ガス蛍光ランプを用いるのが望ましいということがわかった。なお、希ガス蛍光ランプは放射する波長域を変更することができる。
そこで、後述するように波長域の異なる３種類の希ガス蛍光ランプとメタルハライドランプについて、液晶にプレチルトアングルを付与するための紫外線反応材料（モノマー）の硬化に必要な照射時間、上記波長域の放射照度（ｍＷ／ｃｍ２）、照射量（ｍＪ／ｃｍ２）、および、これらのランプからの光を液晶パネルに用いられるガラス基板に上記モノマーの硬化に必要な照射時間で照射したときのガラス基板の温度上昇を調べた。
その結果、メタルハライドランプを用いた場合にはエアー冷却なしで基板の温度が３０°Ｃ程度まで上昇したが、希ガス蛍光ランプを用いた場合には、エアー冷却なしで基板の温度上昇を８°Ｃ以下に抑えることができた。
また、このときの［３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域］において照射量が最も大きいランプの照射量は３３３３（ｍＪ／ｃｍ２）であり、照射量が３５００（ｍＪ／ｃｍ２）以下であれば、ガラス基板の温度上昇を所望の値以下に抑えることができるものと考えられる。
すなわち、上記希ガス蛍光ランプを用いて液晶パネルの製造装置の光照射部を構成し、３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の照射量を３５００（ｍＪ／ｃｍ２）以下にすれば、カラーフィルタの温度上昇を抑制して、液晶パネルの温度上昇を最小限に抑えプレチルトアングルにばらつきの発生を抑えることができる。
【００１４】
以上に基づき、本発明では以下のようにして前記課題を解決する。
（１）カラーフィルタを具備し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ランプからの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、上記液晶パネルに電圧を印加しながら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、上記光照射部のランプとして、該ランプの発光スペクトルにおいて、液晶パネル内の光反応性物質の反応に寄与する波長領域の積算放射照度をａ、カラーフィルタの吸収波長であって上記光反応性物質の反応に寄与しない波長領域の積算放射照度をｂとしたとき、ランプの積算放射照度がａ＞ｂであるランプを用いる。
（２）上記（１）において、上記積算放射照度ａは３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域の積算放射照度であり、上記積算放射照度ｂは、３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の積算放射照度である。
（３）上記（１）（２）において、上記ランプとして、実質的に波長３００ｎｍ以下の光を放射しない希ガス蛍光ランプを用いる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、光反応性物質の反応に寄与する波長領域である３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域の積算放射照度をａ、カラーフィルタの吸収波長であって上記光反応性物質の反応に寄与しない波長領域３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の積算放射照度のｂとしたとき、ａ＞ｂとなる紫外線光源を用いて液晶パネルを照射するようにしたので、カラーフィルタの温度上昇を抑制し、液晶パネルの温度上昇を最小限に抑えることができる。このため、プレチルトアングルにばらつきの発生を抑えることができるとともに、紫外線反応材料を効果的に硬化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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２】カラーフィルタの分光特性を示す図である。
【図３】本発明の液晶パネルの製造装置の構成例を示す図である。
【図４】希ガス蛍光ランプの構成例を示す図である。
【図５】希ガス蛍光ランプのその他の構成例を示す図である。
【図６】希ガス蛍光ランプＡの分光放射スペクトルを示す図である。
【図７】希ガス蛍光ランプＢの分光放射スペクトルを示す図である。
【図８】希ガス蛍光ランプＣの分光放射スペクトルを示す図である。
【図９】希ガス蛍光ランプＡ，Ｂ，Ｃの分光放射スペクトルを重ねて示した図である。
【図１０】メタルハライドランプの分光放射スペクトルを示す図である。
【図１１】希ガス蛍光ランプＡ〜Ｃとメタルハライドランプの放射照度、照射量、基板の温度上昇を示す図である。
【図１２】液晶パネルの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図３に本発明の液晶パネルの製造装置（紫外線照射装置）の構成例を示す。
本発明の液晶パネルの製造装置（紫外線照射装置）は、光照射部１と液晶パネル３を載置するワークステージ２とを備える。ワークステージ２には、載置した液晶パネル３に電圧を印加する機構２ａが設けられている。ワークステージ２に載置した液晶パネル３に対して、前記特許文献１に記載されるように、電圧を印加する機構２ａから電圧を印加しながら光照射部１からの光を照射する。
液晶パネル３は、前述したように２枚の光透過性基板（ガラス基板）３ａ，３ｂの間に紫外線反応材料を含んだ液晶３ｃを封入した構造であり、同図は概念図を示したものであるが、前述したようにガラス板上に、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３ｄにて周囲が封止されている。
光照射部１は、光源（ランプ）１ａとミラー１ｂとを備え、光源（ランプ）１としては、［３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域の積算放射照度］＞［３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の積算放射照度］の光を放出する希ガス蛍光ランプが使用される。
【００１８】
上記光源１ａは電源１ｃから給電されて点灯する。該電源１ｃ、前記電圧を印加する機構２ａは制御部４に接続され、制御部４は、光源１ａの点灯、消灯、照射時間、液晶パネル８に印加する電圧の値や時間等を制御する。
液晶パネル３は図示しない搬送機構などによりワークステージ２上に載置される。制御部４は、電圧を印加する機構２ａから電圧を印加するとともに、光照射部１から液晶パネルに光を照射する。そして、液晶パネルに印加する電圧、時間等を制御するとともに、光源１ａの点灯時間を制御して、液晶パネルの温度上昇を抑えながら、液晶に混合された紫外線反応材料が硬化させ、前述したように液晶にプレチルトアングルを付与する。
【００１９】
図４は上記希ガス蛍光ランプの構成例を示す図である。希ガス蛍光ランプは管状構造であり、図４は管軸を含む平面で切った断面図を示す。希ガス蛍光ランプ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の内周面には内側電極１２が設けられ、外側管１１２の外周面には網状の外側電極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。
【００２０】
図５に希ガス蛍光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。
【００２１】
図６−図８に本発明の実施例で使用した希ガス蛍光ランプの分光放射スペクトルを示す。なお、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は分光放射照度（μＷ／ｃｍ２／ｎｍ）である。
前述したように希ガス蛍光ランプは放射する波長域を蛍光物質の配合などにより変更することができ、図６−図８は放射する波長域が異なる３種類の希ガス蛍光ランプＡ、Ｂ、Ｃの分光放射スペクトルを示したものである。なお、図９に比較のために３種類の希ガス蛍光ランプＡ、Ｂ、Ｃの分光スペクトルを重ねて表示したものを示す。
ここで、希ガス蛍光ランプＡは、放電空間Ｓにキセノンを主成分とした希ガスが封入されており、蛍光体層１５には、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（略称ＬＡＭ蛍光体）が用いられている。
また、希ガス蛍光ランプＢは、放電空間Ｓにキセノンを主成分とした希ガスが封入されており、蛍光体層１５には、セリウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム（Ｃｅ−Ｍｇ−Ｂａ−Ａｌ−Ｏ）蛍光体（略称ＣＡＭ蛍光体）が用いられている。
一方、希ガス蛍光ランプＣは、放電空間Ｓにキセノンを主成分とした希ガスが封入されており、蛍光体層１５には、セリウム付活リン酸イットリウム（Ｙ−Ｐ−Ｏ：Ｃｅ）蛍光体（略称ＹＰＣ蛍光体）が用いられている。
なお、図９に示すように、３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域において、短波長側の波長比率は、［希ガス蛍光ランプＡ］＞［希ガス蛍光ランプＢ］＞［希ガス蛍光ランプＣ］となっている。
図６−図８に示すように、希ガス蛍光ランプは［３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域の積算放射照度ａ］＞［３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の積算放射照度ｂ］となる光を放射する。
即ち、このランプは、紫外線反応材料の重合反応への寄与が小さく、かつ、カラーフィルタに吸収されて当該カラーフィルタを加熱するような光の放出割合が小さく、カラーフィルタの温度上昇を抑制することができる。
【００２２】
よって、カラーフィルタからの伝熱による液晶や紫外線反応材料の加熱も抑制される。このため、紫外線反応材料の温度分布はほぼ均一となり、当該紫外線反応材料の重合反応速度分布もほぼ均一となる。よって、プレチルトアングルにばらつきも小さくなり、液晶晶表示むらの発生も小さくなる。また、液晶の加熱も抑制されるので、液晶の変質といった懸念も無くなる。
なお、波長３００ｎｍ以下の光は液晶に吸収され、照射量が多くなると液晶にダメージが生じる可能性があるので、実質的に波長３００ｎｍ以下の光を放射しないランプであることが望ましく、図６−図９に示した希ガス蛍光ランプにおいては、波長３００ｎｍ以下の光をほとんど放射しない。
【００２３】
本発明の効果を確認するため、以下の実験を行い、ランプから放射される波長と液晶パネルの温度上昇について検証した。図１１にその結果を示す。
図１１は、３種類の希ガス蛍光ランプＡ〜Ｃとメタルハライドランプを使用して液晶パネルに使用されるガラス基板を照射した時の、液晶にプレチルトアングルを付与するためのモノマー（紫外線反応材料）の硬化に必要な照射時間、３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域における放射照度および照射量、３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の放射照度および照射量、および各ランプから光を液晶パネルに用いられるガラス基板に上記モノマーの硬化に必要な照射時間で照射したときのガラス基板の温度上昇を示したものである。照射時間は、照射する光に含まれる短波長の照度と比率に応じて反応速度は異なり、短波長が多く含まれる程照射時間は短く、短波長が少ない程照射時間は長く必要になる。
なお、上記放射照度は前記した積算放射照度に相当し、照射量は放射照度に照射時間を乗じた値である。
上記希ガス蛍光ランプＡ〜Ｃの分光放射スペクトルは前記図６−図８に示した通りである。また、上記メタルハライドランプの分光放射スペクトル（フィルタを使用）を図１０に示す。なお、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は分光放射照度（μＷ／ｃｍ２／ｎｍ）である。上記メタルハライドランプは、従来から紫外線照射装置に使用されるもので、内部に水銀と金属のハロゲン化物を封入している。金属のハロゲン化物としてはハロゲン化鉄（Ｆｅ）が用いられている。なお、水銀とハロゲン化鉄とを封入したメタルハライドランプからは、波長３１０ｎｍ以下の光も放出される。このまま上記メタルハライドランプから放出される光を液晶パネルに照射すると、液晶に大きなダメージが発生する。そのため、本実験では、メタルハライドランプと液晶パネルとの間に、波長３１０ｎｍ以下の波長を実質的にカットするバンドパスフィルタを設置した。なお、上記したように波長３１０ｎｍ光が０だと完全な硬化が得られないので、上記バンドパスフィルタは、液晶にダメージを与えず、かつ、完全な硬化が得られる程度に波長３１０ｎｍの光を透過するよう設計されている。
図１０から明らかなように、フィルタを介して照射されるメタルハライドランプの場合、［波長３６０ｎｍ以下の波長領域の積算放射照度ａ］＜［波長３６０ｎｍより大きい波長領域の積算放射照度ｂ］となっている。なお、３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域において、短波長側の波長比率は、［希ガス蛍光ランプＡ］＞［希ガス蛍光ランプＢ］＞［希ガス蛍光ランプＣ］＞［メタルハライドランプ＋フィルタ］である。
【００２４】
本実験で使用したメタルハライドランプの場合、モノマーの硬化に必要な時間は２４０秒であり、波長３１０ｎｍ〜３６０ｎｍにおける積算放射照度は約１９．８ｍＷ／ｃｍ２、照射量は４７５２ｍＪ／ｃｍ２であり、波長３６０ｎｍ〜５７０ｎｍにおける積算放射照度は８６．２ｍＷ／ｃｍ２、照射量は２０８３２ｍＪ／ｃｍ２であった。
また、このときのガラス基板の温度上昇はエアー冷却なしで３０°Ｃ、エアー冷却有りで７°Ｃであった。
一方、希ガス蛍光ランプＡの場合は、モノマーの硬化に必要な時間は１８０秒であり、波長３１０ｎｍ〜３６０ｎｍにおける積算放射照度は１６．４ｍＷ／ｃｍ２、照射量は２９５２ｍＪ／ｃｍ２であり、波長３６０ｎｍ〜５７０ｎｍにおける積算放射照度は１０．２ｍＷ／ｃｍ２、照射量は１８３６ｍＪ／ｃｍ２であった。
また、このときの温度上昇はエアー冷却なしで５．１°Ｃであった。
希ガス蛍光ランプＢの場合は、モノマーの硬化に必要な時間は３３０秒であり、波長３１０ｎｍ〜３６０ｎｍにおける積算放射照度は１１．６ｍＷ／ｃｍ２、照射量は３８２８ｍＪ／ｃｍ２であり、波長３６０ｎｍ〜５７０ｎｍにおける積算放射照度は１０．１ｍＷ／ｃｍ２、照射量は３３３３ｍＪ／ｃｍ２であった。
また、このときの温度上昇はエアー冷却なしで７．６°Ｃであった。
希ガス蛍光ランプＣの場合は、モノマーの硬化に必要な時間は４８０秒であり、波長３１０ｎｍ〜３６０ｎｍにおける積算放射照度は８．５ｍＷ／ｃｍ２、照射量は４０８０ｍＪ／ｃｍ２であり、波長３６０ｎｍ〜５７０ｎｍにおける積算放射照度は４．７ｍＷ／ｃｍ２、照射量は２２５６ｍＪ／ｃｍ２であった。
また、このときの温度上昇はエアー冷却なしで６．７°Ｃであった。
なお、モノマー硬化に必要な照射量（３１０−３６０ｎｍ）が［希ガス蛍光ランプＡ］＜［希ガス蛍光ランプＢ］＜［希ガス蛍光ランプＣ］＜［メタルハライドランプ］となっているが、これは短波長比率が大きいほど反応速度が速くなり、必要照射量が少なくなるためと考えられる。上記したように、３１０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域において、短波長側の波長比率は、［希ガス蛍光ランプＡ］＞［希ガス蛍光ランプＢ］＞［希ガス蛍光ランプＣ］＞［メタルハライドランプ＋フィルタ］となっている。
【００２５】
即ち、メタルハライドランプの場合は、［波長３６０ｎｍ以下の波長領域の積算放射照度ａ］＜［波長３６０ｎｍより大きい波長領域の積算放射照度ｂ］であり、希ガス蛍光ランプＡ，Ｂ，Ｃの場合は、［波長３６０ｎｍ以下の波長領域の積算放射照度ａ］＞［波長３６０ｎｍより大きい波長領域の積算放射照度ｂ］である。
そして、これらのランプを用いて、液晶パネルに使用されるガラス基板を、モノマーの硬化に必要な照射時間で照射したところ、ガラス基板の温度上昇は、メタルハライドランプの場合、約３０°Ｃ温度が上昇した。これに対して、希ガス蛍光ランプＡ，Ｂ，Ｃの場合は、最も温度上昇の大きいものでも約７．６°Ｃしか上がらなかった。
ここで、希ガス蛍光ランプの内、ガラス基板の温度が最も上昇した希ガス蛍光ランプＢにおける［３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の照射量は３３３３ｍＪ／ｃｍ２であり、このときの温度上昇はエアー冷却なしで７．６°Ｃであった。このことから、３６０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長領域の照射量を３５００（ｍＪ／ｃｍ２）程度以下になるようにすれば、カラーフィルタの温度上昇を抑制して、液晶パネルの温度上昇を最小限に抑えプレチルトアングルにばらつきの発生を抑えることができるものと考えられる。
このため、前記図１に示した液晶パネルの製造装置においては、制御部４により液晶パネルへの照射時間を制御して、照射量が３５００（ｍＪ／ｃｍ２）程度以下になるようにするのが望ましい。
【００２６】
一般に、液晶はその温度が５０°Ｃ〜６０°Ｃ以上になると変質してしまう。したがって、メタルハライドランプを用いて照射を行うと、液晶パネルの温度は約５０°Ｃ〜６０°Ｃになり、液晶が変質し製品不良を引き起こす可能性がある。液晶パネルにエアーなどを吹き付けて冷却すれば温度上昇は抑えられるが、そのためには冷却機構が必要で装置全体が大型化し、コストも高くなる。
これに対して、希ガス蛍光ランプを使用すれば、冷却を行わなくても、液晶パネルの温度は３５°Ｃ〜４０°Ｃ以下を保つことができ、液晶の変質を防ぐことができる。
なお、上記では、本願発明の対照実験としてメタルハライドランプを使用したが、このほか高圧水銀ランプを使用して実験を行ったが、メタルハライドランプを使用した場合と同様の結果となった。
【符号の説明】
【００２７】
１          光照射部
１ａ        光源（ランプ）
１ｂ        ミラー
１ｃ        電源
２          ワークステージ
２ａ        電圧を印加する機構
３          液晶パネル
３ａ，３ｂ  光透過性基板（ガラス基板）
３ｃ        紫外線反応材料を含んだ液晶
３ｄ        シール剤
４          制御部
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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