液晶面板的制造裝置及液晶面板的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液晶面板的制造裝置，該裝置包括：水冷平臺，包含載置面，可借由使冷卻水流通至內部，來冷卻載置于載置面上的被處理面板；空冷箱，包含導入口及排出口，以將被處理面板收納于內部的方式而配置于水冷平臺上，可以將冷卻風從導入口導入，并從排出口排出；窗口材料，以與載置面相對的方式而設置于空冷箱上；及光照射部，通過窗口材料，以可照射光的方式配置于被處理面板上，所述被處理面板配置于空冷箱內。
【專利說明】液晶面板的制造裝置及液晶面板的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及一種液晶面板的制造裝置及液晶面板的制造方法。
【背景技術】
[0002]在液晶面板的制造中，有進行所謂光配向的工序的方式，所謂光配向的工序是使用紫外線燈等光源對包含具有光反應性的高分子體的被處理面板照射規(guī)定波長的光，由此使高分子體發(fā)生化學反應而具有配向功能。
[0003]關于所述紫外線照射時的液晶面板的溫度，希望是在面板面上均勻的。特別是在利用使液晶的藍相在高分子中穩(wěn)定的狀態(tài)的構成中，即，在利用高分子穩(wěn)定化藍相(Polymer Stabilized Blue Phase)的構成中，光照射時的面板面上的溫度不均及溫度的經時變化對顯示特性的不均所造成的影響大，因此強烈希望溫度變得均勻。
[0004][現(xiàn)有技術文獻]
[0005][專利文獻]
[0006][專利文獻I]日本專利特開2008-116675號公報
[0007][專利文獻2]日本專利特開2009-251338號公報

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明所欲解決的問題在于，提供一種能夠使光照射時的面板面上的溫度變得均勻的液晶面板的制造裝置及液晶面板的制造方法。
[0009]為了解決所述問題，實施方式的液晶面板的制造裝置包括:水冷平臺(watercooling stage)，包含載置面，可借由使冷卻水流通至內部，來冷卻載置于所述載置面上的所述被處理面板；空冷箱(air cooling box),包括導入口及排出口，以將所述被處理面板收納于內部的方式而配置于所述水冷平臺上，可以將冷卻風從所述導入口導入，并從所述排出口排出；窗口材料(window material),以與所述載置面相對的方式而設置于所述空冷箱上；及光照射部，通過所述窗口材料，以可照射光的方式配置于所述被處理面板上，所述被處理面板配置于所述空冷箱內。
[0010]并且，為了解決所述問題，實施方式的液晶面板的制造方法使用如下構件:水冷平臺，包括可載置所述被處理面板的載置面；空冷箱，包括導入口及排出口，以覆蓋所述被處理面板的方式而配置于所述水冷平臺上；窗口材料，以與所述載置面相對的方式而設置于所述空冷箱上；及光照射部，通過所述窗口材料，以可照射光的方式配置于所述被處理面板上，所述被處理面板配置于所述空冷箱內。并且，一邊使冷卻水流通至所述水冷平臺內，同時將冷卻風從所述導入口導入，并從所述排出口排出，一邊對配置于所述載置面上的所述被處理面板照射所述光。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是用于說明第I實施方式的液晶面板的制造裝置的圖。[0012]圖2是用于說明第I實施方式的空冷箱的圖。
[0013]圖3是用于說明第I實施方式的光照射部的圖。
[0014]圖4是用于說明第I實施方式的各濾光片(filter)的波長-透過率特性的圖。
[0015]圖5是用于說明第I實施方式的紫外線燈中所產生的光的波長-亮度特性的圖。
[0016]圖6是用于說明第I實施方式中照射至被處理面板的光的波長-亮度特性的圖。
[0017]圖7是用于說明比較例I的液晶面板的制造裝置中光照射時的面板溫度的圖。
[0018]圖8是用于說明比較例2的液晶面板的制造裝置中光照射時的面板溫度的圖。
[0019]圖9是用于說明實施例的液晶面板的制造裝置中光照射時的面板溫度的圖。
[0020]圖10是用于說明光照射時的面板溫度的測定條件的圖。
[0021 ]圖11是用于說明濾光片的另一例的圖。
[0022]符號的說明:
[0023]1:殼體
[0024]2:水冷平臺
[0025]3:空冷箱
[0026]4:窗口材料
[0027]5:光照射部
[0028]11:主殼體
[0029]12:副殼體
[0030]13:光閥
[0031]21:載置面
[0032]22:冷卻水路
[0033]31:框體
[0034]32:導入管
[0035]33:排出管
[0036]51:水冷夾套
[0037]52:紫外線燈
[0038]53:支撐構件
[0039]54:熱射線吸收濾光片
[0040]311:側壁部
[0041]312:框部
[0042]313:空間
[0043]511:內管
[0044]512:外管
[0045]513:蓋部
[0046]521:玻璃管
[0047]522:金屬箔
[0048]523:電極
[0049]524:外部導線
[0050]3111:導入口[0051]3112:排出口
[0052]3121:開口部
[0053]5131:導入部
[0054]5132:排出部
[0055]CF:彩色濾光片側
[0056]CW1、CW3:冷卻水
[0057]CW2:冷卻風
[0058]FE:對向電極側
[0059]Pl?P8:測定溫度的部位
[0060]W:被處理面板
【具體實施方式】
[0061]以下，說明用于實施發(fā)明的實施方式。
[0062](第I實施方式)
[0063]參照附圖，說明第I實施方式的液晶面板的制造裝置。圖1是用于說明第I實施方式的液晶面板的制造裝置的圖。
[0064]圖1的液晶面板的制造裝置是用于液晶面板的光配向的裝置，包括殼體(case) I及水冷平臺2作為主要部分。殼體I例如由不銹鋼構成，包括主殼體(main case) 11及副殼體(sub case) 12。主殼體11包括上壁及傾斜側壁，也作為反射在其內側所產生的光的反射體(reflector)而發(fā)揮作用。副殼體12包括傾斜側壁，與主殼體11相同，也作為反射體而發(fā)揮作用。并且，在主殼體11與副殼體12之間配置有光閥(shutter) 13。所述光閥13可視需要而開閉，能夠對作為被照射體的被處理面板W照射光，或遮擋光。
[0065]在這里，被處理面板W例如是包括彩色濾光片基板、對向基板及液晶層的面板。彩色濾光片基板是設置有彩色濾光片的基板。對向基板是與彩色濾光片基板相對向的基板?？蓪FT基板用于所述對向基板，所述TFT基板是設置多個薄膜晶體管(Thin FilmTransistor, TFT)，并在所述多個薄膜晶體管上連接像素電極而成。再者，彩色濾光片也可以設置于對向基板側。液晶層是設置于彩色濾光片基板與對向基板之間的層。液晶層包括液晶組成物及高分子材料。液晶組成物例如包括向列型液晶(nematicliquid crystal)及手性劑(chiral agent)。高分子材料包括例如丙烯酸系的單體(monomer)等紫外線硬化型的單體。高分子材料也可以還包括光聚合起始材料。再者，液晶組成物及高分子材料并不限定于此，也可以使用任意物質，或進一步添加其它材料。而且，還可以省略彩色濾光片。
[0066]水冷平臺2例如是由鋁構成的臺座。水冷平臺2包括:載置面21，用于配置被處理面板W ;及冷卻水路22，用于使冷卻水CWl流入至所述水冷平臺2的內部。當使冷卻水CWl流入至冷卻水路22時，可對與平臺2接觸的物體，特別是對與載置面21接觸的物體進行水冷冷卻。因此，水冷平臺2兼有載置及冷卻的功能。
[0067]在水冷平臺2的載置面21上，配置有空冷箱3?？绽湎?如圖2所示，包括框體31、導入管32及排出管33?？蝮w31是無底部的矩形狀的例如由鋁構成的箱子?？蝮w31包括:側壁部311，包含導入口 3111及排出口 3112 ;及框部312，在主面上包含開口部3121。在框體31的內部形成有空間313?？臻g313的高度例如為50臟，長度及寬度例如為360mmX 360mm。但是，框體31只要設定得稍微大于被處理面板W的尺寸即可。導入管32例如是由鋁構成的管筒。導入管32設置于側壁部311的一個面上。排出管33是與導入管32相同的管筒。排出管33是設置于側壁部311的另一個面上，所述側壁部311的另一個面與設置有導入管32的面相對向。由此，可以有效地將冷卻風CW2從導入管32導入至空間313，并從排出管33排出。再者，在本實施方式中，導入管32是等間隔地設置有四條，排出管33與導入管32相同，等間隔地設置有四條。并且，排出管33是以排出管33的管筒的中心與導入管32的管筒的中心軸大致一致的方式而設置。
[0068]在開口部3121上，以與載置面21相對的方式，并且以由側壁部311及框部312所夾持的方式而配置有窗口材料4。窗口材料4是用于使所需要的光透過至空冷箱3的內部的玻璃制的窗口。在所述窗口材料4中，可視需要，具備阻隔紫外線及/或阻隔紅外線的濾光片功能。例如，在本實施方式中，窗口材料4是使用在石英玻璃中混合有TiO2等紫外線阻隔材料及P2O5等紅外線阻隔材料的玻璃。由此，如圖4所示，可使窗口材料具有帶通濾光片(band pass filter)的特性，即，對300nm以下及550nm以上進行阻隔，并使300nm?550nm,特別是使330nm?450nm透過。
[0069]在殼體I的內部，以與窗口材料4相對的方式，并且以其長軸與空冷箱3的導入管32和排出管33所連成的軸正交的方式，換言之以其長軸與空間313內的冷卻風CW2的流通方向正交的方式，而配置有光照射部5。光照射部5如圖3所示，包括水冷夾套(watercooling jacket) 51及紫外線燈52。水冷夾套51是包含內管511及外管512的雙重管，其兩端的開口由一對蓋部513所封閉，由此在內部形成有空間514，所述一對蓋部513由金屬構成。所述空間514借由一對蓋部513所包含的導入部5131及排出部5132而與外部相連。
[0070]紫外線燈52包括由石英玻璃構成的玻璃管521。玻璃管521包括:發(fā)光部，在內部包含放電空間；及一對密封(seal)部，形成于所述玻璃管521的兩端。在放電空間內，封入了用于在放電空間內維持電弧放電的稀有氣體、汞、金屬鹵化物等放電介質。放電介質例如為氬氣、汞及/或碘化汞、鐵及/或碘化鐵、錫及/或碘化錫。但是，放電介質的種類并不限于這些，還可以追加銘及/或碘化銘，或者添加銘及/或碘化銘來代替鐵。在密封部內，密封有由鑰構成的金屬箔522、以鎢為主體的電極523及外部導線524。
[0071]在本實施方式中，如圖5所示，紫外線燈52是在350nm?400nm，特別是在365nm附近具有發(fā)光的峰值，在300nm?400nm的波長區(qū)域(wavelength region)內進行發(fā)光的燈。紫外線燈52的具體規(guī)格例如可設為封入了 1.3kPa的U1氣、0.9mg/cc的萊、0.08mg/cc的碘化萊、0.01mg/cc的鐵、0.005mg/cc的錫的金屬齒化物燈(metal halide lamp)。也可以進一步添加0.012mg/cc左右的碘化鉈。這種構成的紫外線燈52是在燈電壓650V、燈電流9.3A、電位梯度(electrical gradient) 13V/cm的情況下點燈。在歐維希(ORC)公司的強度計(UV-35)中，365nm的照度為5mW/cm2。再者，實際照射至被處理面板W的光借由窗口材料4或下述熱射線吸收濾光片54，而如圖6所示，變?yōu)?20nm?400nm的波長的光，特別是變?yōu)?50nm?380nm附近相對較強的光。
[0072]這種構成的紫外線燈52借由在其兩端部設置由耐熱樹脂等構成的一對支撐構件53，來稍微保持空隙而配置于水冷夾套51的內管511的內側。并且，在水冷夾套51的內管511與外管512之間配置有筒狀的熱射線吸收濾光片54。S卩，紫外線燈52實質上被熱射線吸收濾光片54所覆蓋，因此燈中所產生的熱射線的大部分會由所述濾光片所吸收，而不帶出至外部。再者，點燈過程中，將冷卻水CW3從導入部5131導入至水冷夾套51內，并從排出部5132排出，因此吸收了熱的濾光片借由冷卻水CW3而水冷冷卻。熱射線吸收濾光片54在本實施方式中，是由P2O5等材料構成的濾光片，并且如圖4所示，是具有如下特性的濾光片，即，對260nm以下及400nm以上進行阻隔，使260nm?400nm，特別是使290nm?380nm透過。
[0073]說明本實施方式的液晶面板的制造裝置中的對被處理面板W的光照射方法。
[0074]首先，將被處理面板W配置于水冷平臺2上。這時，被處理面板W優(yōu)選的是以其彩色濾光片側CF與載置面21相接觸的方式而配置于水冷平臺2上。并且，以將被處理面板W收納于內部的方式，將空冷箱3配置于水冷平臺2上。
[0075]其次，一邊使冷卻水CWl流通至水冷平臺2的冷卻水路22，使冷卻風CW2流通至空冷箱3的空間313內，使冷卻水CW3流通至水冷夾套51的空間514內，一邊從光照射部5將光照射至被處理面板W的對向電極側FE。這時，優(yōu)選的是借由控制冷卻水CWl及/或冷卻風CW2的控制部(無圖示)，來控制冷卻水CWl及/或冷卻風CW2的流量等，由此將被處理面板W的面板溫度調整成達到預先設定的溫度，例如達到30°C。
[0076]如以上所述，被處理面板W是一邊利用水冷平臺2對一個面例如彩色濾光片側CF的面進行水冷冷卻，并利用空冷箱3對另一個面例如對向基板側FE的面進行空冷冷卻，一邊照射光，所述水冷平臺2在內部流通著冷卻水CW1，所述空冷箱3在內部流通著冷卻風Cff20因此，不像先前那樣將被處理面板W浸于水等中，便可以減少光照射過程中的被處理面板W的經時性的溫度變化，并且縮小被處理面板W的局部性的溫度差。S卩，可以一邊容易地將被處理面板W的溫度維持在適當溫度，一邊照射對光聚合有效且損害(damage)少的光。再者，在制造包含高分子穩(wěn)定化藍相的液晶面板時，可將光照射過程中的被處理面板W控制在規(guī)定的溫度的好處特別大。其原因在于，當在被處理面板上形成高分子穩(wěn)定化藍相時，對正在照射光時的面板溫度要求高精度。一般而言所述精度相對于設定溫度為±0.5°C。在本實施方式的方法中，借由將液晶層中出現(xiàn)藍相的溫度設為設定溫度，可以對整個液晶層，并且經過長時間地在出現(xiàn)了藍相的狀態(tài)下照射所需要的光，因此可以獲得高品質的液晶面板。
[0077]在對被處理面板W照射如上所述的光時，對改變了被處理面板W的冷卻條件時的被處理面板W的溫度變化進行了試驗。將其結果示于圖7?圖9。圖7是無冷卻的情況(比較例I)，圖8是只有水冷冷卻的情況(比較例2)，圖9是水冷冷卻及空冷冷卻(實施例)的情況，在比較例2及實施例中，以使面板溫度達到設定溫度即30°C的方式來進行控制。已測定溫度的部位是被處理面板W上的八個部位(Pl?P8)，各個部位如圖10所示。再者，t匕較例2及實施例中的水冷冷卻的冷卻水CWl的溫度與設定溫度相同為30°C，實施例中的空冷冷卻的冷卻風CW2的溫度與設定溫度相同為30°C，冷卻風CW2的風量設為20L/min。
[0078]如自圖7可知，比較例I中，最初的溫度低，為26°C左右，其后隨著點燈時間的經過，溫度上升而接近于設定溫度即30°C，但是面板溫度完全沒有維持在設定溫度。并且，還存在根據測定部位而言產生1°C以上的溫度差的情況，根據部位而言，溫度不均大。
[0079]如自圖8可知，比較例2與比較例I的情況相比得到改善，但是隨著時間的經過，面板溫度相對于設定溫度改變了 土rc左右。并且，根據測定部位而言，產生了 1°C左右的溫度差，從而未能滿足設定溫度。[0080]另一方面，如自圖9可知，實施例中，即使時間經過，面板溫度也處于設定溫度±0.5°C左右的范圍內。并且，根據測定部位而言，溫度差也非常小，因此與比較例1、比較例
2的情況相比，顯然在光照射過程中容易將被處理面板W控制在規(guī)定的溫度。根據圖9，光照射時的面板溫度為設定溫度±0.5°C左右，因此可以在被處理面板W上形成高品質的高分子穩(wěn)定化藍相。再者，要將光照射時的被處理面板W的溫度維持在適當?shù)臏囟?，?yōu)選的是將5L/min以上的冷卻風CW2供給至空冷箱3內。并且，如果將冷卻風CW2直接大量地吹附至被處理面板W，則有時被處理面板W的溫度會相對于設定溫度而過低。因此，為了排出空冷箱3內的熱氣，也能以掠過被處理面板W的表面的方式來供給冷卻風CW2。
[0081]在本實施方式中，一邊使冷卻水CWl流通至水冷平臺2，同時將冷卻風CW2從導入口 3111導入至空冷箱3內，并從排出口 3112排出，一邊對配置于載置面21上的被處理面板W照射光，由此可以縮小光照射過程中的被處理面板W的溫度的經時性的變化及被處理面板W的部位上的溫度不均。因此，可以將光照射過程中的被處理面板W的溫度大致維持在設定溫度，從而可以制造高品質的液晶面板。此外，借由控制冷卻水CWl及/或冷卻風CW2，可以將光照射時的被處理面板W的溫度相對于設定溫度而設為±0.5°C以內，因此也可以制造包含聞品質的聞分子穩(wěn)定化監(jiān)相的液晶面板。
[0082]并且，窗口材料4具備阻隔紫外線及/或阻隔紅外線的功能，因此不需要在光照射部5與窗口材料4之間另外設置濾光片等，從而可以削減零件個數(shù)。再者，具有阻隔紫外線及/或阻隔紅外線的功能的窗口材料4有時因阻隔規(guī)定波長的光而具有熱，但是窗口材料4與冷卻風CW2相接觸，因此可以抑制溫度上升。
[0083]并且，以彩色濾光片側CF與載置面21相接觸的方式而將被處理面板W配置于水冷平臺2上，使得從光照射部5將光照射至對向基板側FE，由此可以將光照射時的面板溫度進一步容易地控制在設定溫度。
[0084]本發(fā)明并不限定于所述實施方式，而可以進行各種變形。
[0085]例如，空冷箱3的導入口 3111、排出口 3112的個數(shù)可以根據光照射時的被處理面板W的設定溫度或冷卻風CW2的流量等來進行調整。導入口 3111、排出口 3112的孔的大小也是同樣。
[0086]用作光照射部5的光源的紫外線燈51也可以使用熒光燈或短弧汞燈。當使用熒光燈時，例如可以使用在外徑15.5mm的玻璃管內壁上涂布有LaPO4 = Ce (鈰激活磷酸鑭)等熒光體的燈，所述熒光體可將汞的254nm光譜線轉換為在310nm附近具有峰值的紫外線。并且，光照射部5的光源也可以使用發(fā)光二極管(light-emitting diode,LED)或激光二極管(laserdiode, LD)等。
[0087]阻隔紫外線或阻隔紅外線的方法也可以設為在窗口材料4與光照射部5之間另外設置濾光片等。例如，設置如圖11所示的具有紫外線阻隔特性的濾光片及/或熱射線吸收濾光片，窗口材料4也可以設為通常的石英玻璃。
[0088]對本發(fā)明的若干實施方式進行了說明，但所述實施方式是作為例示起提示作用，而并不打算限定發(fā)明的范圍。所述新穎的實施方式可以通過其它各種方式來實施，在未脫離發(fā)明的主旨的范圍內，可以進行各種省略、替換、變更。所述實施方式或其變形包含于發(fā)明的范圍或主旨內，并且包含于權利要求書所記載的發(fā)明及其同等的范圍內。并且，上述各實施方式可以相互組合起來加以實施。
【權利要求】
1.一種液晶面板的制造裝置，其特征在于，包括: 水冷平臺，包含載置面，可借由使冷卻水流通至內部，來冷卻載置于所述載置面上的被處理面板； 空冷箱，包含導入口及排出口，以將所述被處理面板收納于內部的方式而配置于所述水冷平臺上，可以將冷卻風從所述導入口導入，并從所述排出口排出；及 窗口材料，以與所述載置面相對面的方式而設置于所述空冷箱上 '及 光照射部，以可通過所述窗口材料照射光的方式配置于所述被處理面板上，所述被處理面板配置于所述空冷箱內。
2.根據權利要求1所述的液晶面板的制造裝置，其特征在于:所述窗口材料具備阻隔紫外線及/或阻隔紅外線的功能。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的液晶面板的制造裝置，其特征在于: 所述被處理面板包括:彩色濾光片基板，包含彩色濾光片；對向基板，與所述彩色濾光片基板相對向；及液晶層，設置于所述彩色濾光片基板與對向基板之間；并且所述被處理面板是以所述彩色濾光片側與所述載置面相接觸的方式而配置于所述水冷平臺上，所述光照射部從所述對向基板的側向所述被處理面板照射所述光。
4.根據權利要求3所述的液晶面板的制造裝置，其特征在于:所述液晶層至少包含液晶組成物、高分子材料及光聚合起始材料，借由所述光的照射，來形成高分子穩(wěn)定化藍相。
5.根據權利要求1所述的液晶面板的制造裝置，其特征在于:所述光照射部是包含汞、鐵及錫的金屬鹵化物燈，365nm的照度為15mW/cm2以下。
6.根據權利要求1所述的液晶面板的制造裝置，其特征在于:對所述冷卻水及/或所述冷卻風進行控制，以使得對所述被處理面板照射所述光時的所述被處理面板上的溫度相對于設定溫度而達到±0.5°C以內。
7.一種液晶面板的制造方法，其特征在于:使用如下構件: 水冷平臺，包含可載置被處理面板的載置面； 空冷箱，包括導入口及排出口，以覆蓋所述被處理面板的方式而配置于所述水冷平臺上； 窗口材料，以與所述載置面相對的方式而設置于所述空冷箱上 '及 光照射部，通過所述窗口材料，以可照射光的方式配置于所述被處理面板上，所述被處理面板配置于所述空冷箱內；且 一邊使冷卻水流通至所述水冷平臺內，同時將冷卻風從所述導入口導入至所述空冷箱內，并從所述排出口排出，一邊對配置于所述載置面上的所述被處理面板照射所述光。
【文檔編號】G02F1/133GK103576361SQ201310316730
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權日:2012年8月3日
【發(fā)明者】藤岡純, 田內亮彥, 日野弘喜, 中川幸信 申請人:東芝照明技術株式會社