(57)【要約】【課題】光源から放射される紫外線によって配向膜に配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置において、配向膜全面に亘って同一条件下で配向処理が施され、配向膜全面に亘って均一な配向特性が得られる配向処理方法及び配向処理装置を提供するものである。【解決手段】光源となる紫外線ランプから出射された紫外線をシリンドリカルレンズからなる光学レンズを介して略平行光とし、該略平行光を所定の角度を保って配向膜に照射することによって配向処理を施すようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線ランプから放射された紫外線を配向膜の表面に照射することによって配向処理を施す配向処理方法であって、前記紫外線ランプから放射された紫外線の少なくとも一部は光学レンズを介して略平行光にされて前記配向膜に照射されることを特徴とする配向処理方法。
【請求項２】
前記配向膜に照射される紫外線は、前記配向膜の表面に対して０°より大きく９０°以下の範囲の角度で照射されることを特徴とする請求項１に記載の配向処理方法。
【請求項３】
前記光学レンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の配向処理方法。
【請求項４】
紫外線ランプから放射された紫外線を配向膜の表面に照射することによって配向処理を施す配向処理装置であって、前記紫外線ランプと前記配向膜との間の光路中に光学レンズが配設されており、前記紫外線ランプから放射された紫外線の少なくとも一部が前記光学レンズを介して略平行光にされ、前記略平行光となった紫外線を前記配向膜に照射するようにしたことを特徴とする配向処理装置。
【請求項５】
前記配向膜に照射する紫外線は、前記配向膜の表面に対して０°より大きく９０°以下の範囲の角度で照射するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の配向処理装置。
【請求項６】
前記光学レンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項４又は５の何れか１項に記載の配向処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に塗布された配向膜に配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置に関するものであり、詳しくは、紫外線ランプから放射されて略平行光に成形された紫外線によって基板に塗布された配向膜に配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶セルを構成する基板、及び偏光フィルムや光学補償フィルム等の光学フィルムに塗布された配向膜に配向処理を施すにはいくつかの方法が提案されている。
【０００３】
そのなかで最も一般的な方法は、円筒状のローラの外周面に例えばポリアミド系の合成繊維からなる毛（パイル）を植設した布（ラビング布）を巻装してラビングローラを構成し、回転するラビングローラのラビング布のパイルで例えばポリイミド系樹脂などの有機高分子膜からなる配向膜の表面を擦る（ラビングする）ことによって、配向膜の表面に微細な溝を形成するものである。
【０００４】
ところで、このような配向処理方法は、ラビング時にラビング布と配向膜との摩擦によってラビング布の布埃が発生し、クリーン度汚染源となって作業環境を悪化させることになる。
【０００５】
また、ラビング布は配向処理を進めるうちに変形、消耗を生じるために、配向処理が予め設定され所定量に達すると新品と交換される。その場合、ラビング布は全面が両面粘着テープを介してローラの外周面に貼り付けられており、ローラからラビング布を剥がすのは相当な労力と時間を要する困難な作業である。
【０００６】
そこで、上記ラビングによる配向処理で生じる不具合を排除するような配向処理方法が提案されている。それは図３に示すように、２５０ｎｍ近傍をピーク波長とする紫外線波長領域のスペクトル分布を有するキセノン水銀ランプ５０を光源とし、該キセノン水銀ランプ５０を略焦点とする放物反射面を有するリフレクタ５１とミラー５２とによって光学系を構成する。
【０００７】
そして、キセノン水銀ランプ５０から放射されてリフレクタ５１の放物反射面で反射された紫外線はミラー５２に向かい、ミラー５２で反射された紫外線がホルダー５３に支持された透明ガラス基板５４の配向膜５５に該配向膜５５の表面に対してθ＝４５°以下の角度で照射されるようにしたものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１０８９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記光学系において、光源となるキセノン水銀ランプに係わる形状、放射される紫外線の配光特性等の様態に基づいて考察すると、光源から放射されて放物反射面で反射された紫外線は必ずしも平行光とはならず、配光パターンは略円形状となることが分かる。
【０００９】
従って、光源から放射されてリフレクタ及びミラーを介して透明ガラス基板の配向膜に到達した紫外線は、配向膜の表面に対して様々な角度で照射されることになる。その結果、配向膜全面に亘って不均一な条件下で配向処理が施されることになり、配向膜に求められる配向膜全面に亘る配向特性の均一性が損なわれることになる。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、紫外線ランプを光源とし、該紫外線ランプから放射される紫外線によって配向膜に配向処理を施す配向処理方法及び配向処理装置において、配向膜全面に亘って同一条件下で配向処理が施され、配向膜全面に亘って均一な配向特性が得られる配向処理方法及び配向処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、紫外線ランプから放射された紫外線を配向膜の表面に照射することによって配向処理を施す配向処理方法であって、前記紫外線ランプから放射された紫外線の少なくとも一部は光学レンズを介して略平行光にされて前記配向膜に照射されることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記配向膜に照射される紫外線は、前記配向膜の表面に対して０°より大きく９０°以下の範囲の角度で照射されることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２の何れか１項において、前記光学レンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、紫外線ランプから放射された紫外線を配向膜の表面に照射することによって配向処理を施す配向処理装置であって、前記紫外線ランプと前記配向膜との間の光路中に光学レンズが配設されており、前記紫外線ランプから放射された紫外線の少なくとも一部が前記光学レンズを介して略平行光にされ、前記略平行光となった紫外線を前記配向膜に照射するようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項４において、前記配向膜に照射する紫外線は、前記配向膜の表面に対して０°より大きく９０°以下の範囲の角度で照射するようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項４又は５の何れか１項において、前記光学レンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の配向処理装置は、光源となる紫外線ランプから出射された紫外線を光学レンズを介して略平行光とし、該略平行光を所定の角度を保って配向膜に照射することによって配向処理を施すようにした。
【００１８】
その結果、同様に光源に紫外線ランプを使用した従来の配向処理装置に比べて、配向膜に配向処理を施す紫外線が更に平行度を向上させた光として照射されるために、配向膜全面に亘って同一条件下で配向処理が施され、配向膜全面に亘って均一な配向特性が得られる。
【００１９】
また、光源にレーザを使用した従来の他の配向処理装置に比べて、配向膜に対する紫外線の照射面積を大きくでき、配向処理時間の短縮による生産効率の向上を図ることができる。
【００２０】
更に、光源に使用する紫外線ランプは従来のレーザに比べてはるかに廉価で、駆動が容易であり、そのため、装置の低減化が設備投資の抑制を促して製造コストの低価格化に寄与することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施形態を図１及び図２を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付し、説明は省略する）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２２】
図１は本発明の配向処理装置の実施形態に係わる側面図、図２は正面図である。本実施形態は、光学系１と機械系２とから成り立っている。
【００２３】
光学系１は主に、紫外線波長領域の光（紫外線）を放射する光源となる紫外線ランプ３、非球面反射面４及び開口５を有するリフレクタ６、必要光を通す開口部７と不要光を遮る遮光部８とからなるアパーチャ９、及び入射した光を略平行光に成形して出射する光学レンズ１０とで構成されている。光学レンズ１０は、例えばシリンドリカルレンズである。
【００２４】
上記構成部材によって形成される光学系について説明する。短手方向の断面形状が略円形状の直管型紫外線ランプ３の周囲の一部が、該紫外線ランプ３から所定の距離を保った位置に配設された略半筒形状の非球面反射面４を有するリフレクタ６で囲まれている。このとき、リフレクタ６に設けられた非球面反射面４の短手方向の断面形状は、紫外線ランプ３から放射されて非球面反射面４で反射された紫外線の集光点１１が、直管型紫外線ランプ３の短手方向の断面略円形状の中心を通る光軸Ｘ上に位置するように設定されている。
【００２５】
また、リフレクタ６の開口５前方には、開口部７と遮光部８とからなるアパーチャ９が配設され、前記開口部７の略中心部を光軸Ｘが通るように位置調整が行なわれている。そして、アパーチャ９の光源側の反対面には開口部７を塞ぐように光学レンズ１０が取り付けられている。
【００２６】
次に、機械系について説明する。所定の間隔を保って平行に配設された駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間にエンドレス搬送ベルト１４が架け渡されている。そして、搬送ベルト１４上に位置する被配向処理部材１５が所定の速度で移動する搬送ベルト１４によって搬送されるようになっている。
【００２７】
被配向処理部材１５には背景技術で述べたように、配向膜が塗布された、液晶セルを構成する基板、及び偏光フィルムや光学補償フィルム等の光学フィルムがあるが、本実施形態において配向処理を施す被配向処理部材１５は、柔軟性のあるフィルム（フレキシブルフィルム）に配向膜が塗布された部材を対象としている。
【００２８】
上記光学系１及び機械系２からなる配向処理装置によって被配向処理部材１５に形成された配向膜に配向処理を施す方法を以下に説明する。まず、配向膜が形成された配向処理部材１５をロールに巻き付けた状態の供給ロール（図示せず）と、供給ロールから連続的に送出される被配向処理部材１５を巻き取る巻取ロール（図示せず）とを配向処理装置にセットする。
【００２９】
そして、供給ロールから連続的に送出された被配向処理部材は、所定の間隔を保って平行に配設された駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に架け渡されたエンドレス搬送ベルト１４上を、所定の速度で移動するエンドレス搬送ベルト１４によって搬送され、巻取ロールによって巻き取られる。
【００３０】
それと同時に光学系では、光源となる紫外線ランプ３から放射された紫外線のうち、紫外線ランプ３の前方に配設されたアパーチャ９に向かって放射された紫外線は直接アパーチャ９に到達し、紫外線ランプ３を囲むリフレクタ６の非球面反射面４に向かって放射された紫外線は前記非球面反射面４で反射されて進路をアパーチャ９方向に変えられてアパーチャ９に到達する。
【００３１】
その結果、アパーチャ９には紫外線ランプ３から放射された直接光と、紫外線ランプ３から放射されて非球面反射面４で反射された反射光の２つの異なる形態の光路を経た紫外線が集ることになる。
【００３２】
すると、アパーチャ９には開口部７と遮光部８とがあり、紫外線ランプ３から放射されてアパーチャ９に到達した紫外線のうち、遮光部８に照射された配向処理に寄与しない不要な紫外線は遮光部８に遮られて前方への進行が閉ざされる。一方、アパーチャ９の開口部７に照射された配向処理に寄与する必要な紫外線は開口部７を通過してアパーチャ９の光源側の反対面に開口部７を塞ぐように取り付けられた光学レンズ１０に入射する。
【００３３】
光学レンズ１０は、例えばシリンドリカルレンズが使用され、紫外線ランプ３から放射されてアパーチャ９の開口部７を通過して光学レンズ１０に入射した紫外線は光学レンズ１０内を導光されて出射面に至り、出射面から略平行光として外部に出射される。
【００３４】
光学レンズ１０を介して略平行光に成形された紫外線は、エンドレス搬送ベルト１４上を所定速度で移動する被配向処理部材１５に形成された配向膜に該配向膜の表面に対して０°＜θ≦９０°の角度で照射される。本実施形態においてはθ＝４５°の角度で照射するようにしている。
【００３５】
つまり、所定の速度で移動する被配向処理部材１５の配向膜に、該配向膜の表面に対して４５°の角度で略平行光の紫外線を照射することによって連続的に配向処理が行なわれるものである。
【００３６】
本実施例においては、光源に使用する紫外線ランプの管長は約１０ｃｍ、出力は１５００Ｗであり、配向膜に照射される紫外線の照射範囲の寸法は被配向処理部材の進行方法が約３６ｍｍ、被配向処理部材の幅方向は約６０ｍｍであり、よって照射面積は約２１６０ｍｍ２となる。
【００３７】
そのとき、配向膜に照射される紫外線の照射強度は２Ｗ／ｃｍ２、積算エネルギー密度は約１Ｊ／ｃｍ２である。但し、ここに挙げた値は、実施形態の一例であって、光源の出力、シリンドリカルレンズの焦点距離、光源から配向膜までの距離、配向膜に対する紫外線の照射角度、被配向処理部材の移動速度等の条件の組み合わせによって大いに変わるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の配向処理装置に係わる実施形態を示す側面図である。
【図２】同じく、本発明の配向処理装置に係わる実施形態を示す正面図である。
【図３】従来の配向処理装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    光学系
２    機械系
３    紫外線ランプ
４    非球面反射面
５    開口
６    リフレクタ
７    開口部
８    遮光部
９    アパーチャ
１０    光学レンズ
１１    集光点
１２    駆動ローラ
１３    従動ローラ
１４    搬送ベルト
１５    被配向処理部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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