(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の基板と、前記基板の長手方向に沿って配列された複数の発光素子と、を有する紫外線光源と；
前記紫外線光源の紫外線が照射される液晶層を有する被処理パネルが載置されるステージと；
前記基板の温度を調節する温調媒体が前記基板の長手方向に沿って流れる第１の流路部材と；
前記ステージの温度を調節する温調媒体が流れる第２の流路部材と；
前記第１の流路部材を流れる温調媒体の温度を検出する検出素子と；
前記液晶層に高分子安定化ブルー相が発現する発現温度をｔ０（℃）としたときに、前記第１の流路部材を流れる温調媒体の温度ｔ１（℃）を、（ｔ０−３０）≦ｔ１≦（ｔ０＋３０）を満たす温度範囲に制御する温度制御装置と；
を具備し、
前記温度制御装置は、前記検出素子が検出した前記温調媒体の温度に基づいて、前記第１の流路部材を流れる温調媒体の温度を前記温度範囲内に制御する、液晶パネルの製造装置。
【請求項２】
前記紫外線光源及び前記ステージが配置された処理室内の温度を調節する空調装置を更に具備する、
請求項１に記載の液晶パネルの製造装置。
【請求項３】
前記温度制御装置は、前記第１の流路部材を流れる温調媒体を加熱するヒータを有する、
請求項１または２に記載の液晶パネルの製造装置。
【請求項４】
前記第１の流路部材と前記第２の流路部材は、前記温調媒体が循環するように直列に連結されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶パネルの製造装置。
【請求項５】
前記第１の流路部材と前記第２の流路部材は、前記第１の流路部材の一方側及び前記第２の流路部材の一方側から、前記第１の流路部材の他方側及び前記第２の流路部材の他方側へ向かって前記温調媒体が流れるように並列に連結されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶パネルの製造装置。
【請求項６】
前記液晶層は、ネマティック液晶組成物と、ブルー相を発現する液晶組成物と、重合性モノマーとを含み、紫外線を照射することで高分子安定化ブルー相を発現する、
請求項１ないし５のいずれか１項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】
本発明の実施形態は、液晶パネルの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルで用いられる液晶材料として、光学的等方性液晶層である高分子安定化ブルー相（ＰＳＢＰ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｂｌｕｅ  Ｐｈａｓｅ）が知られている。このような高分子安定化ブルー相は、液晶層を有する被処理パネルに対して紫外線を照射するときに、被処理パネルの温度と、紫外線の照射時間とを適正に制御することで生成される。
【０００３】
高分子安定化ブルー相を有する液晶パネルの製造装置としては、紫外線光源の紫外線を、ステージ上に載置された被処理パネルに照射する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９４６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の液晶パネルの製造装置では、紫外線を被処理パネルに照射するときに生じる、被処理パネルの照射面の面内方向における温度むらや、被処理パネルの温度の経時変化が、液晶パネルの表示特性にむらを招く影響が大きい。このため、被処理パネルの照射面の面内方向における温度を均一化することが望ましい。
【０００６】
一方、紫外線光源として放電ランプを用いた場合、不要な波長の紫外線が液晶層に照射されることで液晶層に影響を及ぼすおそれがある。この対策としては、紫外線光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）を有するＬＥＤ光源が用いられている。しかし、ＬＥＤ光源を用いた液晶パネルの製造装置では、ＬＥＤ光源と被処理パネルとが近接された状態で紫外線が照射されるので、ＬＥＤ光源の温度が被処理パネルに影響を及ぼし、被処理パネルに温度むらを招くおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、紫外線の照射時に被処理パネルに温度むらが生じることを抑制することができる液晶パネルの製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態に係る液晶パネルの製造装置は、発光素子が設けられた基板を有する紫外線光源と、前記紫外線光源の紫外線が照射される液晶層を有する被処理パネルが載置されるステージと、前記基板の温度を調節する温調媒体が流れる第１の流路部材と、前記ステージの温度を調節する温調媒体が流れる第２の流路部材と、前記液晶層に高分子安定化ブルー相が発現する発現温度をｔ０（℃）としたときに、前記第１の流路部材を流れる温調媒体の温度ｔ１（℃）を、（ｔ０−３０）≦ｔ１≦（ｔ０＋３０）を満たす温度範囲に制御する温度制御装置と、を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、紫外線の照射時に被処理パネルに温度むらが生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る液晶パネルの製造装置を示す模式図である。
【図２】実施形態に係る液晶パネルの製造装置が有する紫外線光源を示す断面図である。
【図３】実施形態に係る液晶パネルの製造装置が有する温度制御装置を示す模式図である。
【図４】実施形態に係る液晶パネルの製造装置が有する第１の流路部材及び第２の流路部材の各流路を示す模式図である。
【図５】実施形態に係る液晶パネルの製造装置が有する第１の流路部材及び第２の流路部材の各流路の変形例を示す模式図である。
【図６】実施形態に係る液晶パネルの製造装置が有する第１の流路部材及び第２の流路部材の各流路の他の変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置１は、紫外線光源１０と、ステージ１２と、第１の流路部材１３と、第２の流路部材１４と、温度制御装置１５と、を具備する。紫外線光源１０は、発光素子としてのＬＥＤ１０ａが設けられた基板１０ｂを有する。ステージ１２は、紫外線光源１０の紫外線が照射される液晶層を有する被処理パネル７が載置される。第１の流路部材１３は、基板１０ｂの温度を調節する温調媒体が流れる。第２の流路部材１４は、ステージ１２の温度を調節する温調媒体が流れる。温度制御装置１５は、液晶層に高分子安定化ブルー相が発現する発現温度をｔ０（℃）としたときに、第１の流路部材１３を流れる温調媒体の温度ｔ１（℃）を、（ｔ０−３０）≦ｔ１≦（ｔ０＋３０）を満たす温度範囲に制御する。
【００１２】
また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置１は、紫外線光源１０及びステージ１２が配置された処理室６内の温度を調節する空調装置２５を更に具備する。
【００１３】
また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置１は、第１の流路部材１３を流れる温調媒体の温度を検出する検出素子としての温度センサ２２を更に具備する。温度制御装置１５は、温度センサ２２が検出した温調媒体の温度に基づいて、温調媒体の温度を上述の温度範囲内に制御する。
【００１４】
また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置１における温度制御装置１５は、第１の流路部材１３を流れる温調媒体を加熱するヒータ２１を有する。
【００１５】
また、以下で説明する実施形態に係る液晶パネルの製造装置１における被処理パネル７の液晶層は、ネマティック液晶組成物と、ブルー相を発現する液晶組成物と、重合性モノマーとを含み、紫外線を照射することで高分子安定化ブルー相を発現する。
【００１６】
（実施形態）
以下、実施形態に係る液晶パネルの製造装置１について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る液晶パネルの製造装置１を示す模式図である。図２は、実施形態に係る液晶パネルの製造装置１が有する紫外線光源１０を示す断面図である。図３は、実施形態に係る液晶パネルの製造装置１が有する温度制御装置１５を示す模式図である。
【００１７】
（液晶パネルの製造装置の構成）
図１に示すように、実施形態に係る液晶パネルの製造装置１は、複数の紫外線光源１０と、紫外線光源１０の紫外線が照射される被処理パネル７が載置されるステージ１２と、を備える。また、液晶パネルの製造装置１は、紫外線光源１０の基板１０ｂの温度を調節する温調媒体が流れる第１の流路部材１３と、ステージ１２の温度を調節する温調媒体が流れる第２の流路部材１４と、第１の流路部材１３を流れる温調媒体の温度を制御する温度制御装置１５と、を備える。
【００１８】
液晶パネルの製造装置１の紫外線光源１０によって紫外線が照射される被処理パネル７は、図示しないが、カラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板に対向する対向基板と、カラーフィルタ基板と対向基板との間に設けられた液晶層と、を有する。
【００１９】
カラーフィルタ基板は、例えば、赤色、緑色、青色の光を透過するカラーフィルタが基板上に配置され、保護膜でカラーフィルタが覆われて形成されている。対向基板は、複数の電極がアレイ状に配置された基板である。液晶層は、少なくとも、ネマティック液晶組成物、ブルー相を発現する液晶組成物、及び、重合性モノマーを含む。液晶層は、紫外線光源１０によって紫外線が照射されることで、高分子安定化ブルー相を発現する。液晶層を構成するネマティック液晶組成物は、誘電異方性を有する材料によって形成されている。重合性モノマーとは、ネマティック液晶組成物や高分子安定化ブルー相を発現する液晶組成物の組成を安定化させるための材料である。
【００２０】
ブルー相を発現する液晶組成物とは、安定して存在できる温度範囲を例えば、常温、具体的には０（℃）以上に拡大しながらも、紫外線が照射されることで、ネマティック液晶組成物よりも高速な応答性を実現可能な材料である。ブルー相を発現する液晶組成物とは、例えば、１０（℃）〜６０（℃）の間で設定される所定の発現温度に対して、温度が±０．５（℃）以内に保たれた状態で、紫外線が照射されることで、むらなく高分子安定化ブルー相を発現するものである。例えば、発現温度が５５（℃）である場合には、ブルー相を発現する液晶組成物とは、温度が５４．５（℃）〜５５．５（℃）の範囲内に保たれた状態で、紫外線が照射されることで、むらなく高分子安定化ブルー相を発現する材料である。また、発現温度が６０（℃）である場合、ブルー相を発現する液晶組成物とは、温度が５９．５（℃）〜６０．５（℃）の範囲内に保たれた状態で、紫外線が照射されることで、むらなく高分子安定化ブルー相を発現する材料である。
【００２１】
本実施形態では、温度制御装置１５が、被処理パネル７の液晶層に高分子安定化ブルー相が発現する発現温度をｔ０（℃）としたときに、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体の温度ｔ１（℃）を、（ｔ０−３０）≦ｔ１≦（ｔ０＋３０）を満たす温度範囲に制御する。すなわち、第１の流路部材１３を流れる温調媒体の温度ｔ１（℃）は、発現温度ｔ０（℃）に対して、−３０（℃）以上、＋３０（℃）以下の温度範囲に制御されることで、紫外線光源１０の温度が、ステージ１２上の被処理パネル７の温度に影響を及ぼすことが抑制される。このため、高分子安定化ブルー相を発現する所定の発現温度ｔ０（℃）に対して、被処理パネル７の温度を±０．５（℃）以内に保ちやすくなり、高分子安定化ブルー相をむらなく適正に発現することが可能になる。
【００２２】
紫外線光源１０は、図２に示すように、紫外線を発する発光素子としての複数のＬＥＤ１０ａと、ＬＥＤ１０ａが設けられた基板１０ｂとを有しており、いわゆる線状のＬＥＤ光源が用いられている。複数のＬＥＤ１０ａは、長尺状の基板１０ｂの長手方向に沿って所定の間隔をあけて配置されている。例えば、複数の紫外線光源１０は、紫外線光源１０の長手方向に沿って配列されている。また、複数の紫外線光源１０は、平面上に所定の間隔で配列することで面光源として構成されてもよい。本実施形態では、例えば、紫外線光源１０が放射する波長３６５ｎｍの光による照度が、２ｍＷ／ｃｍ２程度に設定されている。なお、発光素子は複数のＬＥＤ１０ａを有しているが、複数のＬＥＤに限定されるものではない。例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）などの半導体発光素子であれば、どのような形態でもよい。
【００２３】
ステージ１２は、紫外線光源１０の直下に対向して配置されており、第２の流路部材１４の流路１４ａを流れる温調媒体が流れる流路（図示せず）を有する。また、ステージ１２には、被処理パネル７全体を覆うように保温ボックス１６が設けられており、保温ボックス１６内へ所定の温度の空気が送風装置（図示せず）から送られる。
【００２４】
第１の流路部材１３は、紫外線光源１０の基板１０ｂの温度を調節する温調媒体が循環する環状の流路を有する。第２の流路部材１４は、ステージ１２の温度を調節する温調媒体が循環する環状の流路を有する。温調媒体としては、例えば、水が用いられているが、ガス等の他の流体が用いられてもよい。
【００２５】
また、図２に示すように、第１の流路部材１３は、紫外線光源１０の基板１０ｂを放熱するための放熱部材１７を有する。放熱部材１７は、例えば、アルミニウム等によって形成されており、所定の伝熱性が確保されている。放熱部材１７は、紫外線光源１０の基板１０ｂに接して設けられた第１の支持部材１８と、第１の支持部材１８を支持する第２の支持部材１９と、を有する。第２の支持部材１９には、温調媒体が流れる流路１９ａが設けられている。この流路１９ａは、第１の流路部材１３の流路１３ａに連通されている。また、第２の支持部材１９には、第１の支持部材１８を負圧で吸着するための通気孔１９ｂが設けられている。
【００２６】
本実施形態における温度制御装置１５は、図１及び図３に示すように、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体を加熱するヒータ２１と、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体の温度を検出する検出素子としての温度センサ２２と、温度センサ２２が検出した温度に基づいてヒータ２１を制御することで、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体の温度を制御する制御部２３と、を有する。
【００２７】
ヒータ２１は、図３に示すように、第１の流路部材１３の一部の流路１３ａ内に配置されており、電源（図示せず）を介して制御部２３と接続されている。温度センサ２２は、第１の流路部材１３の一部、例えば、第１の流路部材１３においてヒータ２１の下流側に配置されており、制御部２３と接続されている。また、温度センサ２２は、紫外線光源１０の基板１０ｂ近傍の流路１３ａに設けられてもよく、基板１０ｂの温度を適正に制御することが可能になる。制御部２３は、第１の流路部材１３の流路１３ａ内の温調媒体が、上述した温度範囲内になるように温度を制御する。
【００２８】
また、温度制御装置１５は、ヒータ２１を有する構成に限定されるものではなく、例えば、温調媒体を加熱及び冷却するチラー装置（図示せず）が用いられてもよい。第２の流路部材１４の流路１４ａを流れる温調媒体の温度を制御する温度制御装置について図示を省略するが、上述した温度制御装置１５と同様に構成されてもよい。
【００２９】
また、図１に示すように、紫外線光源１０及びステージ１２は、被処理パネル７に紫外線を照射する処理室６内に配置されている。処理室６内の温度は、空調装置２５によって所定の温度に調節されている。空調装置２５は、処理室６内へ所定の温度の空気を送る送風管２５ａと、処理室６内から空気を排出する排気管２５ｂとを有する。処理室６の側壁には、空調装置２５の送風管２５ａ及び排気管２５ｂが連結されている。
【００３０】
（第１の流路部材と第２の流路部材の各流路の構成）
図４は、実施形態に係る液晶パネルの製造装置１が有する第１の流路部材１３及び第２の流路部材１４の各流路１３ａ、１４ａを示す模式図である。第１の流路部材１３の流路１３ａと第２の流路部材１４の流路１４ａは、例えば、図４に示すように、互いに独立して設けられており、温調媒体がそれぞれ独立して流れる。
【００３１】
このため、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体と、第２の流路部材１４の流路１４ａを流れる温調媒体とを異なる温度に制御することが可能になり、紫外線光源１０の基板１０ｂと、ステージ１２上の被処理パネル７とを、それぞれ適正な温度に制御することができる。また、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体と、第２の流路部材１４の流路１４ａを流れる温調媒体として、異なる温調媒体を用いることが可能になり、紫外線光源１０の温度と、ステージ１２上の被処理パネル７の温度との制御に適した温調媒体を選択することもできる。
【００３２】
なお、第１の流路部材１３の流路１３ａと第２の流路部材１４の流路１４ａは、必要に応じて、後述する変形例のように構成されてもよい。
【００３３】
（液晶パネルの製造装置における温度制御）
温度制御装置１５は、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体の温度ｔ１を、上述のように、発現温度ｔ０に対して−３０（℃）以上、＋３０（℃）以下の温度範囲内に制御することで、紫外線光源１０の熱が、ステージ１２上の被処理パネル７の温度に及ぼす影響が抑えられる。このため、被処理パネル７の照射面の面内方向において温度むらが生じることが抑えられる。また、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体の温度は、−２０（℃）以上、＋２０（℃）以下の温度範囲内に制御することが好ましく、被処理パネル７に温度むらが生じることをより一層抑えられる。
【００３４】
また、ステージ１２内を流れる温調媒体の温度、すなわち第２の流路部材１４の流路１４ａを流れる温調媒体の温度と、空調装置２５による処理室６内の温度は、例えば、４０（℃）程度に設定されており、互いに等しい温度に制御されることが好ましい。これにより、ステージ１２上の被処理パネル７の温度の変動が抑えられる。
【００３５】
上述のように実施形態の液晶パネルの製造装置１は、被処理パネル７の液晶層に高分子安定化ブルー相が発現する発現温度をｔ０（℃）としたときに、第１の流路部材１３を流れる温調媒体の温度ｔ１（℃）を、（ｔ０−３０）≦ｔ１≦（ｔ０＋３０）を満たす温度範囲に制御する温度制御装置１５を備える。これにより、紫外線光源１０の熱が、ステージ１２上の被処理パネル７の温度に及ぼす影響が抑えられる。したがって、高分子安定化ブルー相の発現する温度ｔ０に対して＋０．５（℃）〜−０．５（℃）に容易に制御することが可能になり、紫外線の照射時に被処理パネル７の面内方向に温度むらが生じることを抑制することができる。
【００３６】
また、実施形態の液晶パネルの製造装置１は、紫外線光源１０及びステージ１２が配置された処理室６内の温度を調節する空調装置２５を備える。空調装置２５によって、ステージ１２上の被処理パネル７の温度を適正に制御することが可能になる。その一方で、空調装置２５を用いた空調環境下では、処理室６内に生じる気流を介して、紫外線光源１０の温度が、被処理パネル７に伝熱しやすくなるので、被処理パネル７に温度むらが生じやすくなる傾向がある。しかしながら、本実施形態よれば、第１の流路部材１３内を流れる温調媒体の温度が上述した温度範囲内に制御されることによって、空調装置２５の気流の影響でステージ１２上の被処理パネル７に温度むらが生じることを抑えると共に、処理室６内で被処理パネル７の温度が変動することを空調装置２５によって抑えることができる。
【００３７】
また、実施形態の液晶パネルの製造装置１における温度制御装置１５は、温度センサ２２が検出した第１の流路部材１３内の温調媒体の温度に基づいて、温調媒体の温度を上述の温度範囲内に制御する。これにより、紫外線光源１０の基板１０ｂの熱によって変動する第１の流路部材内１３を流れる温調媒体の温度を迅速かつ適正に制御することができる。
【００３８】
（変形例）
以下、実施形態の液晶パネルの製造装置１における第１の流路部材１３と第２の流路部材１４の各流路１３ａ、１４ａの変形例について図面を参照して説明する。なお、変形例において、第１の実施形態と同一の構成部材には、便宜上、第１の実施形態と同一符号を付して説明する。
【００３９】
図５は、実施形態に係る液晶パネルの製造装置１が有する第１の流路部材１３及び第２の流路部材１４の各流路１３ａ、１４ａの変形例を示す模式図である。図６は、実施形態に係る液晶パネルの製造装置１が有する第１の流路部材１３及び第２の流路部材１４の各流路１３ａ、１４ａの他の変形例を示す模式図である。
【００４０】
変形例として図５に示すように、第１の流路部材１３の流路１３ａと第２の流路部材１４の流路１４ａは、温調媒体が循環するように直列に連結されており、環状の循環路を構成している。
【００４１】
変形例では、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体の温度と、第２の流路部材１４の流路１４ａを流れる温調媒体の温度とを共通の温度制御装置１５によって制御することが可能になり、液晶パネルの製造装置１の構成を簡素化することができる。また、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体と、第２の流路部材１４の流路１４ａを流れる温調媒体として、共通する温調媒体を用いることが可能になり、液晶パネルの製造コストを抑えることができる。
【００４２】
上述の変形例においても、実施形態と同様に、紫外線の照射時に被処理パネル７の面内方向に温度むらが生じることを抑制することができる。
【００４３】
他の変形例として図６に示すように、第１の流路部材１３の流路１３ａと第２の流路部材１４の流路１４ａは、並列に連結されており、各流路の一方側から他方側へ向かって温調媒体が流れる。なお、各流路１３ａ、１４ａの並列部分の両側の流路は、直列に連結されて循環路を構成してもよく、各流路１３ａ、１４ａに温調媒体を循環させることが可能になる。
【００４４】
他の変形例では、上述した変形例と同様に、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体の温度と、第２の流路部材１４の流路１４ａを流れる温調媒体の温度とを共通の温度制御装置１５によって制御することが可能になり、液晶パネルの製造装置１の構成を簡素化することができる。また、第１の流路部材１３の流路１３ａを流れる温調媒体と、第２の流路部材１４の流路１４ａを流れる温調媒体として、共通する温調媒体を用いることが可能になり、液晶パネルの製造コストを抑えることができる。
【００４５】
上述の他の変形例においても、実施形態と同様に、紫外線の照射時に被処理パネル７の面内方向に温度むらが生じることを抑制することができる。
【００４６】
本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４７】
１  液晶パネルの製造装置
６  処理室
７  被処理パネル
１０  紫外線光源
１０ａ  ＬＥＤ
１０ｂ  基板
１２  ステージ
１３  第１の流路部材
１３ａ  流路
１４  第２の流路部材
１４ａ  流路
１５  温度制御装置
２１  ヒータ
２２  温度センサ（検出素子）
２３  制御部
２５  空調装置
ｔ０  発現温度
ｔ１  第１の流路部材を流れる温調媒体の温度
【図１】
0006686600.tif 000002
【図２】
0006686600.tif 000003
【図３】
0006686600.tif 000004
【図４】
0006686600.tif 000005
【図５】
0006686600.tif 000006
【図６】
0006686600.tif 000007