液晶面板的制造装置及液晶面板的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种液晶面板的制造装置，该装置包括：水冷平台，包含载置面，可借由使冷却水流通至内部，来冷却载置于载置面上的被处理面板；空冷箱，包含导入口及排出口，以将被处理面板收纳于内部的方式而配置于水冷平台上，可以将冷却风从导入口导入，并从排出口排出；窗口材料，以与载置面相对的方式而设置于空冷箱上；及光照射部，通过窗口材料，以可照射光的方式配置于被处理面板上，所述被处理面板配置于空冷箱内。
【专利说明】液晶面板的制造装置及液晶面板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种液晶面板的制造装置及液晶面板的制造方法。
【背景技术】
[0002]在液晶面板的制造中，有进行所谓光配向的工序的方式，所谓光配向的工序是使用紫外线灯等光源对包含具有光反应性的高分子体的被处理面板照射规定波长的光，由此使高分子体发生化学反应而具有配向功能。
[0003]关于所述紫外线照射时的液晶面板的温度，希望是在面板面上均匀的。特别是在利用使液晶的蓝相在高分子中稳定的状态的构成中，即，在利用高分子稳定化蓝相(Polymer Stabilized Blue Phase)的构成中，光照射时的面板面上的温度不均及温度的经时变化对显示特性的不均所造成的影响大，因此强烈希望温度变得均匀。
[0004][现有技术文献]
[0005][专利文献]
[0006][专利文献I]日本专利特开2008-116675号公报
[0007][专利文献2]日本专利特开2009-251338号公报
【发明内容】
[0008]本发明所欲解决的问题在于，提供一种能够使光照射时的面板面上的温度变得均匀的液晶面板的制造装置及液晶面板的制造方法。
[0009]为了解决所述问题，实施方式的液晶面板的制造装置包括:水冷平台(watercooling stage)，包含载置面，可借由使冷却水流通至内部，来冷却载置于所述载置面上的所述被处理面板；空冷箱(air cooling box),包括导入口及排出口，以将所述被处理面板收纳于内部的方式而配置于所述水冷平台上，可以将冷却风从所述导入口导入，并从所述排出口排出；窗口材料(window material),以与所述载置面相对的方式而设置于所述空冷箱上；及光照射部，通过所述窗口材料，以可照射光的方式配置于所述被处理面板上，所述被处理面板配置于所述空冷箱内。
[0010]并且，为了解决所述问题，实施方式的液晶面板的制造方法使用如下构件:水冷平台，包括可载置所述被处理面板的载置面；空冷箱，包括导入口及排出口，以覆盖所述被处理面板的方式而配置于所述水冷平台上；窗口材料，以与所述载置面相对的方式而设置于所述空冷箱上；及光照射部，通过所述窗口材料，以可照射光的方式配置于所述被处理面板上，所述被处理面板配置于所述空冷箱内。并且，一边使冷却水流通至所述水冷平台内，同时将冷却风从所述导入口导入，并从所述排出口排出，一边对配置于所述载置面上的所述被处理面板照射所述光。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是用于说明第I实施方式的液晶面板的制造装置的图。[0012]图2是用于说明第I实施方式的空冷箱的图。
[0013]图3是用于说明第I实施方式的光照射部的图。
[0014]图4是用于说明第I实施方式的各滤光片(filter)的波长-透过率特性的图。
[0015]图5是用于说明第I实施方式的紫外线灯中所产生的光的波长-亮度特性的图。
[0016]图6是用于说明第I实施方式中照射至被处理面板的光的波长-亮度特性的图。
[0017]图7是用于说明比较例I的液晶面板的制造装置中光照射时的面板温度的图。
[0018]图8是用于说明比较例2的液晶面板的制造装置中光照射时的面板温度的图。
[0019]图9是用于说明实施例的液晶面板的制造装置中光照射时的面板温度的图。
[0020]图10是用于说明光照射时的面板温度的测定条件的图。
[0021 ]图11是用于说明滤光片的另一例的图。
[0022]符号的说明:
[0023]1:壳体
[0024]2:水冷平台
[0025]3:空冷箱
[0026]4:窗口材料
[0027]5:光照射部
[0028]11:主壳体
[0029]12:副壳体
[0030]13:光阀
[0031]21:载置面
[0032]22:冷却水路
[0033]31:框体
[0034]32:导入管
[0035]33:排出管
[0036]51:水冷夹套
[0037]52:紫外线灯
[0038]53:支撑构件
[0039]54:热射线吸收滤光片
[0040]311:侧壁部
[0041]312:框部
[0042]313:空间
[0043]511:内管
[0044]512:外管
[0045]513:盖部
[0046]521:玻璃管
[0047]522:金属箔
[0048]523:电极
[0049]524:外部导线
[0050]3111:导入口[0051]3112:排出口
[0052]3121:开口部
[0053]5131:导入部
[0054]5132:排出部
[0055]CF:彩色滤光片侧
[0056]CW1、CW3:冷却水
[0057]CW2:冷却风
[0058]FE:对向电极侧
[0059]Pl?P8:测定温度的部位
[0060]W:被处理面板
【具体实施方式】
[0061]以下，说明用于实施发明的实施方式。
[0062](第I实施方式)
[0063]参照附图，说明第I实施方式的液晶面板的制造装置。图1是用于说明第I实施方式的液晶面板的制造装置的图。
[0064]图1的液晶面板的制造装置是用于液晶面板的光配向的装置，包括壳体(case) I及水冷平台2作为主要部分。壳体I例如由不锈钢构成，包括主壳体(main case) 11及副壳体(sub case) 12。主壳体11包括上壁及倾斜侧壁，也作为反射在其内侧所产生的光的反射体(reflector)而发挥作用。副壳体12包括倾斜侧壁，与主壳体11相同，也作为反射体而发挥作用。并且，在主壳体11与副壳体12之间配置有光阀(shutter) 13。所述光阀13可视需要而开闭，能够对作为被照射体的被处理面板W照射光，或遮挡光。
[0065]在这里，被处理面板W例如是包括彩色滤光片基板、对向基板及液晶层的面板。彩色滤光片基板是设置有彩色滤光片的基板。对向基板是与彩色滤光片基板相对向的基板。可将TFT基板用于所述对向基板，所述TFT基板是设置多个薄膜晶体管(Thin FilmTransistor, TFT)，并在所述多个薄膜晶体管上连接像素电极而成。再者，彩色滤光片也可以设置于对向基板侧。液晶层是设置于彩色滤光片基板与对向基板之间的层。液晶层包括液晶组成物及高分子材料。液晶组成物例如包括向列型液晶(nematicliquid crystal)及手性剂(chiral agent)。高分子材料包括例如丙烯酸系的单体(monomer)等紫外线硬化型的单体。高分子材料也可以还包括光聚合起始材料。再者，液晶组成物及高分子材料并不限定于此，也可以使用任意物质，或进一步添加其它材料。而且，还可以省略彩色滤光片。
[0066]水冷平台2例如是由铝构成的台座。水冷平台2包括:载置面21，用于配置被处理面板W ;及冷却水路22，用于使冷却水CWl流入至所述水冷平台2的内部。当使冷却水CWl流入至冷却水路22时，可对与平台2接触的物体，特别是对与载置面21接触的物体进行水冷冷却。因此，水冷平台2兼有载置及冷却的功能。
[0067]在水冷平台2的载置面21上，配置有空冷箱3。空冷箱3如图2所示，包括框体31、导入管32及排出管33。框体31是无底部的矩形状的例如由铝构成的箱子。框体31包括:侧壁部311，包含导入口 3111及排出口 3112 ;及框部312，在主面上包含开口部3121。在框体31的内部形成有空间313。空间313的高度例如为50臟，长度及宽度例如为360mmX 360mm。但是，框体31只要设定得稍微大于被处理面板W的尺寸即可。导入管32例如是由铝构成的管筒。导入管32设置于侧壁部311的一个面上。排出管33是与导入管32相同的管筒。排出管33是设置于侧壁部311的另一个面上，所述侧壁部311的另一个面与设置有导入管32的面相对向。由此，可以有效地将冷却风CW2从导入管32导入至空间313，并从排出管33排出。再者，在本实施方式中，导入管32是等间隔地设置有四条，排出管33与导入管32相同，等间隔地设置有四条。并且，排出管33是以排出管33的管筒的中心与导入管32的管筒的中心轴大致一致的方式而设置。
[0068]在开口部3121上，以与载置面21相对的方式，并且以由侧壁部311及框部312所夹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过至空冷箱3的内部的玻璃制的窗口。在所述窗口材料4中，可视需要，具备阻隔紫外线及/或阻隔红外线的滤光片功能。例如，在本实施方式中，窗口材料4是使用在石英玻璃中混合有TiO2等紫外线阻隔材料及P2O5等红外线阻隔材料的玻璃。由此，如图4所示，可使窗口材料具有带通滤光片(band pass filter)的特性，即，对300nm以下及550nm以上进行阻隔，并使300nm?550nm,特别是使330nm?450nm透过。
[0069]在壳体I的内部，以与窗口材料4相对的方式，并且以其长轴与空冷箱3的导入管32和排出管33所连成的轴正交的方式，换言之以其长轴与空间313内的冷却风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如图3所示，包括水冷夹套(watercooling jacket) 51及紫外线灯52。水冷夹套51是包含内管511及外管512的双重管，其两端的开口由一对盖部513所封闭，由此在内部形成有空间514，所述一对盖部513由金属构成。所述空间514借由一对盖部513所包含的导入部5131及排出部5132而与外部相连。
[0070]紫外线灯52包括由石英玻璃构成的玻璃管521。玻璃管521包括:发光部，在内部包含放电空间；及一对密封(seal)部，形成于所述玻璃管521的两端。在放电空间内，封入了用于在放电空间内维持电弧放电的稀有气体、汞、金属卤化物等放电介质。放电介质例如为氩气、汞及/或碘化汞、铁及/或碘化铁、锡及/或碘化锡。但是，放电介质的种类并不限于这些，还可以追加铭及/或碘化铭，或者添加铭及/或碘化铭来代替铁。在密封部内，密封有由钥构成的金属箔522、以钨为主体的电极523及外部导线524。
[0071]在本实施方式中，如图5所示，紫外线灯52是在350nm?400nm，特别是在365nm附近具有发光的峰值，在300nm?400nm的波长区域(wavelength region)内进行发光的灯。紫外线灯52的具体规格例如可设为封入了 1.3kPa的U1气、0.9mg/cc的萊、0.08mg/cc的碘化萊、0.01mg/cc的铁、0.005mg/cc的锡的金属齒化物灯(metal halide lamp)。也可以进一步添加0.012mg/cc左右的碘化铊。这种构成的紫外线灯52是在灯电压650V、灯电流9.3A、电位梯度(electrical gradient) 13V/cm的情况下点灯。在欧维希(ORC)公司的强度计(UV-35)中，365nm的照度为5mW/cm2。再者，实际照射至被处理面板W的光借由窗口材料4或下述热射线吸收滤光片54，而如图6所示，变为320nm?400nm的波长的光，特别是变为350nm?380nm附近相对较强的光。
[0072]这种构成的紫外线灯52借由在其两端部设置由耐热树脂等构成的一对支撑构件53，来稍微保持空隙而配置于水冷夹套51的内管511的内侧。并且，在水冷夹套51的内管511与外管512之间配置有筒状的热射线吸收滤光片54。S卩，紫外线灯52实质上被热射线吸收滤光片54所覆盖，因此灯中所产生的热射线的大部分会由所述滤光片所吸收，而不带出至外部。再者，点灯过程中，将冷却水CW3从导入部5131导入至水冷夹套51内，并从排出部5132排出，因此吸收了热的滤光片借由冷却水CW3而水冷冷却。热射线吸收滤光片54在本实施方式中，是由P2O5等材料构成的滤光片，并且如图4所示，是具有如下特性的滤光片，即，对260nm以下及400nm以上进行阻隔，使260nm?400nm，特别是使290nm?380nm透过。
[0073]说明本实施方式的液晶面板的制造装置中的对被处理面板W的光照射方法。
[0074]首先，将被处理面板W配置于水冷平台2上。这时，被处理面板W优选的是以其彩色滤光片侧CF与载置面21相接触的方式而配置于水冷平台2上。并且，以将被处理面板W收纳于内部的方式，将空冷箱3配置于水冷平台2上。
[0075]其次，一边使冷却水CWl流通至水冷平台2的冷却水路22，使冷却风CW2流通至空冷箱3的空间313内，使冷却水CW3流通至水冷夹套51的空间514内，一边从光照射部5将光照射至被处理面板W的对向电极侧FE。这时，优选的是借由控制冷却水CWl及/或冷却风CW2的控制部(无图示)，来控制冷却水CWl及/或冷却风CW2的流量等，由此将被处理面板W的面板温度调整成达到预先设定的温度，例如达到30°C。
[0076]如以上所述，被处理面板W是一边利用水冷平台2对一个面例如彩色滤光片侧CF的面进行水冷冷却，并利用空冷箱3对另一个面例如对向基板侧FE的面进行空冷冷却，一边照射光，所述水冷平台2在内部流通着冷却水CW1，所述空冷箱3在内部流通着冷却风Cff20因此，不像先前那样将被处理面板W浸于水等中，便可以减少光照射过程中的被处理面板W的经时性的温度变化，并且缩小被处理面板W的局部性的温度差。S卩，可以一边容易地将被处理面板W的温度维持在适当温度，一边照射对光聚合有效且损害(damage)少的光。再者，在制造包含高分子稳定化蓝相的液晶面板时，可将光照射过程中的被处理面板W控制在规定的温度的好处特别大。其原因在于，当在被处理面板上形成高分子稳定化蓝相时，对正在照射光时的面板温度要求高精度。一般而言所述精度相对于设定温度为±0.5°C。在本实施方式的方法中，借由将液晶层中出现蓝相的温度设为设定温度，可以对整个液晶层，并且经过长时间地在出现了蓝相的状态下照射所需要的光，因此可以获得高品质的液晶面板。
[0077]在对被处理面板W照射如上所述的光时，对改变了被处理面板W的冷却条件时的被处理面板W的温度变化进行了试验。将其结果示于图7?图9。图7是无冷却的情况(比较例I)，图8是只有水冷冷却的情况(比较例2)，图9是水冷冷却及空冷冷却(实施例)的情况，在比较例2及实施例中，以使面板温度达到设定温度即30°C的方式来进行控制。已测定温度的部位是被处理面板W上的八个部位(Pl?P8)，各个部位如图10所示。再者，t匕较例2及实施例中的水冷冷却的冷却水CWl的温度与设定温度相同为30°C，实施例中的空冷冷却的冷却风CW2的温度与设定温度相同为30°C，冷却风CW2的风量设为20L/min。
[0078]如自图7可知，比较例I中，最初的温度低，为26°C左右，其后随着点灯时间的经过，温度上升而接近于设定温度即30°C，但是面板温度完全没有维持在设定温度。并且，还存在根据测定部位而言产生1°C以上的温度差的情况，根据部位而言，温度不均大。
[0079]如自图8可知，比较例2与比较例I的情况相比得到改善，但是随着时间的经过，面板温度相对于设定温度改变了 土rc左右。并且，根据测定部位而言，产生了 1°C左右的温度差，从而未能满足设定温度。[0080]另一方面，如自图9可知，实施例中，即使时间经过，面板温度也处于设定温度±0.5°C左右的范围内。并且，根据测定部位而言，温度差也非常小，因此与比较例1、比较例
2的情况相比，显然在光照射过程中容易将被处理面板W控制在规定的温度。根据图9，光照射时的面板温度为设定温度±0.5°C左右，因此可以在被处理面板W上形成高品质的高分子稳定化蓝相。再者，要将光照射时的被处理面板W的温度维持在适当的温度，优选的是将5L/min以上的冷却风CW2供给至空冷箱3内。并且，如果将冷却风CW2直接大量地吹附至被处理面板W，则有时被处理面板W的温度会相对于设定温度而过低。因此，为了排出空冷箱3内的热气，也能以掠过被处理面板W的表面的方式来供给冷却风CW2。
[0081]在本实施方式中，一边使冷却水CWl流通至水冷平台2，同时将冷却风CW2从导入口 3111导入至空冷箱3内，并从排出口 3112排出，一边对配置于载置面21上的被处理面板W照射光，由此可以缩小光照射过程中的被处理面板W的温度的经时性的变化及被处理面板W的部位上的温度不均。因此，可以将光照射过程中的被处理面板W的温度大致维持在设定温度，从而可以制造高品质的液晶面板。此外，借由控制冷却水CWl及/或冷却风CW2，可以将光照射时的被处理面板W的温度相对于设定温度而设为±0.5°C以内，因此也可以制造包含闻品质的闻分子稳定化监相的液晶面板。
[0082]并且，窗口材料4具备阻隔紫外线及/或阻隔红外线的功能，因此不需要在光照射部5与窗口材料4之间另外设置滤光片等，从而可以削减零件个数。再者，具有阻隔紫外线及/或阻隔红外线的功能的窗口材料4有时因阻隔规定波长的光而具有热，但是窗口材料4与冷却风CW2相接触，因此可以抑制温度上升。
[0083]并且，以彩色滤光片侧CF与载置面21相接触的方式而将被处理面板W配置于水冷平台2上，使得从光照射部5将光照射至对向基板侧FE，由此可以将光照射时的面板温度进一步容易地控制在设定温度。
[0084]本发明并不限定于所述实施方式，而可以进行各种变形。
[0085]例如，空冷箱3的导入口 3111、排出口 3112的个数可以根据光照射时的被处理面板W的设定温度或冷却风CW2的流量等来进行调整。导入口 3111、排出口 3112的孔的大小也是同样。
[0086]用作光照射部5的光源的紫外线灯51也可以使用荧光灯或短弧汞灯。当使用荧光灯时，例如可以使用在外径15.5mm的玻璃管内壁上涂布有LaPO4 = Ce (铈激活磷酸镧)等荧光体的灯，所述荧光体可将汞的254nm光谱线转换为在310nm附近具有峰值的紫外线。并且，光照射部5的光源也可以使用发光二极管(light-emitting diode,LED)或激光二极管(laserdiode, LD)等。
[0087]阻隔紫外线或阻隔红外线的方法也可以设为在窗口材料4与光照射部5之间另外设置滤光片等。例如，设置如图11所示的具有紫外线阻隔特性的滤光片及/或热射线吸收滤光片，窗口材料4也可以设为通常的石英玻璃。
[0088]对本发明的若干实施方式进行了说明，但所述实施方式是作为例示起提示作用，而并不打算限定发明的范围。所述新颖的实施方式可以通过其它各种方式来实施，在未脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。所述实施方式或其变形包含于发明的范围或主旨内，并且包含于权利要求书所记载的发明及其同等的范围内。并且，上述各实施方式可以相互组合起来加以实施。
【权利要求】
1.一种液晶面板的制造装置，其特征在于，包括: 水冷平台，包含载置面，可借由使冷却水流通至内部，来冷却载置于所述载置面上的被处理面板； 空冷箱，包含导入口及排出口，以将所述被处理面板收纳于内部的方式而配置于所述水冷平台上，可以将冷却风从所述导入口导入，并从所述排出口排出；及 窗口材料，以与所述载置面相对面的方式而设置于所述空冷箱上 '及 光照射部，以可通过所述窗口材料照射光的方式配置于所述被处理面板上，所述被处理面板配置于所述空冷箱内。
2.根据权利要求1所述的液晶面板的制造装置，其特征在于:所述窗口材料具备阻隔紫外线及/或阻隔红外线的功能。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的液晶面板的制造装置，其特征在于: 所述被处理面板包括:彩色滤光片基板，包含彩色滤光片；对向基板，与所述彩色滤光片基板相对向；及液晶层，设置于所述彩色滤光片基板与对向基板之间；并且所述被处理面板是以所述彩色滤光片侧与所述载置面相接触的方式而配置于所述水冷平台上，所述光照射部从所述对向基板的侧向所述被处理面板照射所述光。
4.根据权利要求3所述的液晶面板的制造装置，其特征在于:所述液晶层至少包含液晶组成物、高分子材料及光聚合起始材料，借由所述光的照射，来形成高分子稳定化蓝相。
5.根据权利要求1所述的液晶面板的制造装置，其特征在于:所述光照射部是包含汞、铁及锡的金属卤化物灯，365nm的照度为15mW/cm2以下。
6.根据权利要求1所述的液晶面板的制造装置，其特征在于:对所述冷却水及/或所述冷却风进行控制，以使得对所述被处理面板照射所述光时的所述被处理面板上的温度相对于设定温度而达到±0.5°C以内。
7.一种液晶面板的制造方法，其特征在于:使用如下构件: 水冷平台，包含可载置被处理面板的载置面； 空冷箱，包括导入口及排出口，以覆盖所述被处理面板的方式而配置于所述水冷平台上； 窗口材料，以与所述载置面相对的方式而设置于所述空冷箱上 '及 光照射部，通过所述窗口材料，以可照射光的方式配置于所述被处理面板上，所述被处理面板配置于所述空冷箱内；且 一边使冷却水流通至所述水冷平台内，同时将冷却风从所述导入口导入至所述空冷箱内，并从所述排出口排出，一边对配置于所述载置面上的所述被处理面板照射所述光。
【文档编号】G02F1/133GK103576361SQ201310316730
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2012年8月3日
【发明者】藤冈纯, 田内亮彦, 日野弘喜, 中川幸信 申请人:东芝照明技术株式会社