JP2005274779A - Apparatus and method for manufacturing liquid crystal display element - Google Patents
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Description
本発明は、液晶セルに液晶を注入させ、注入口を、液晶セルを加圧しながら封止材を塗布して、塗布した封止材を紫外線硬化させることにより封口する液晶表示素子の製造装置および、その製造方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a liquid crystal display element, in which liquid crystal is injected into a liquid crystal cell, and the inlet is sealed by applying a sealing material while pressurizing the liquid crystal cell, and then curing the applied sealing material by ultraviolet curing. , And its manufacturing method.
従来、液晶表示装置におけるこの種の製造装置および製造方法は、特許文献1または特許文献2に記載されたものが知られている。
Conventionally, as this kind of manufacturing apparatus and manufacturing method in a liquid crystal display device, those described in
双方とも、液晶を液晶セルに注入後、次工程の加圧封止を行なうとき、特定のカセットに詰め替える作業が発生する。この詰め替え作業を行なうときに、液晶セルをカセットの外枠などに当てて、液晶セルに割れを発生させることがある。また、カセットに詰める液晶セルの枚数が多い場合、詰め替える作業に時間がかかる。 In both cases, when pressure sealing is performed in the next process after the liquid crystal is injected into the liquid crystal cell, an operation of refilling into a specific cassette occurs. When this refilling operation is performed, the liquid crystal cell may be brought into contact with the outer frame of the cassette to cause a crack in the liquid crystal cell. Further, when the number of liquid crystal cells to be packed in the cassette is large, it takes time to refill.
特許文献1に関しては、封止作業をディスペンスノズルにて行なうことで、多数重ねた液晶セルの注入口ひとつひとつに塗布を行なう場合、作業に時間を費やす。また封止材そのものがある程度の粘性をもった液体であることから、最初に塗布した封止材塗布幅と、最後に塗布した封止材塗布幅に紫外線照射のちの差ができてしまう。このことは、完成した液晶表示装置の外形寸法のばらつきとなる。図3は、従来技術で封止材を塗布されたものであり、封止幅(L0)が最初に塗布したもの(L1)、最後の塗布したもの(L2)を示す。このように、長さL1>L2となる。
With respect to
また、塗布位置が注入口に対してずれてしまうと、注入口を封止材が覆いきれない部分は、液晶セル内に空気が入ってしまい不良となる。図4は、従来技術で封止材が塗布されたものであり、封止材が注入口からずれた様子を示す。さらに、注入口を上向きにした状態で封止材を塗布するので、塗布後、紫外線硬化させるまでの間に下方にたれてしまい、その状態で紫外線を照射するとガラス前面、裏面に封止材が硬化し付着する。図5は、従来技術で封止材が塗布されたものであり、塗布された封止材が表示面方向に垂れた様子を示す。特許文献2に関しても同様に液晶注入口を上向きにしたまま塗布を行なう。図2は従来技術で塗布される様子を示す。注入口が上向きでカセットにセットされ、ディスペンスノズルで多数の注入口に塗布を行なう。
Further, if the application position is shifted with respect to the injection port, the portion in which the sealing material cannot cover the injection port becomes defective because air enters the liquid crystal cell. FIG. 4 shows a state in which the sealing material is applied by the conventional technique and the sealing material is displaced from the injection port. Furthermore, since the sealing material is applied with the injection port facing upward, it will sag downwards until it is cured after application, and when irradiated with ultraviolet light in that state, the sealing material is applied to the front and back surfaces of the glass. Hardens and adheres. FIG. 5 shows a state in which the sealing material is applied by the conventional technique, and the applied sealing material hangs down in the display surface direction. Similarly,
本発明が解決しようとする課題は、背景技術で説明したような、従来の液晶表示装置の製造装置または製造方法における問題点を解決することである。すなわち、液晶セルに割れを発生させたり、カセットに詰める液晶セルの枚数が多い場合、詰め替える作業に時間がかかること、最初に塗布した封止材塗布幅と、最後に塗布した封止材塗布幅に紫外線照射のちの差ができてしまい、液晶表示装置の外形寸法のばらつきとなったり、液晶セル内に空気が入ってしまい不良となることや、ガラス前面、裏面に封止材が硬化して付着する、などの問題点を解決することである。本発明の目的は、液晶注入口に封止材を精度よく塗布することが可能で、封止材のたれない液晶セルを提供し、同時に作業効率を向上することである。 The problem to be solved by the present invention is to solve the problems in the conventional apparatus or method for manufacturing a liquid crystal display device as described in the background art. That is, if the liquid crystal cell is cracked or the number of liquid crystal cells to be packed in the cassette is large, it takes time to refill, the sealing material application width applied first, and the sealing material application width applied last. The difference in the size of the liquid crystal display device due to the difference after UV irradiation is caused, the air enters the liquid crystal cell and becomes defective, and the sealing material hardens on the front and back surfaces of the glass. It is to solve problems such as adhesion. An object of the present invention is to provide a liquid crystal cell in which a sealing material can be accurately applied to a liquid crystal inlet, and to which no sealing material is applied, and at the same time to improve working efficiency.
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示素子の製造装置および製造方法は、以下のように構成される。それぞれの電極を有する一対の基板を対向させ、その周囲をシール材で液晶注入口を形成してシールした液晶セルを、注入口が下向きになるようにセットする。液晶セルに真空注入法を用いて液晶を注入させたのち、液晶セルを加圧して余分な液晶を拭き取り、加圧を保持したまま封止材を塗布する。封止材塗布工程は、前記液晶セルの下部に、前記注入口位置と合致する位置に直線状に封止材が盛られた封止材皿を配置し、該封止材皿を上昇させることにより封止材を塗布する。封止材の塗布された液晶セルを、封止材を塗布するときの圧力より小さい圧力で加圧した状態で、塗布された封止材に紫外線を照射する。液晶セルを1つのカセットにセットしたまま、これらの一連の工程を行なう。 In order to achieve the above object, a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a liquid crystal display element of the present invention are configured as follows. A pair of substrates having respective electrodes are opposed to each other, and a liquid crystal cell sealed by forming a liquid crystal injection port with a sealing material around the substrate is set so that the injection port faces downward. After injecting liquid crystal into the liquid crystal cell using a vacuum injection method, the liquid crystal cell is pressurized to wipe off excess liquid crystal, and a sealing material is applied while maintaining the pressure. In the sealing material application step, a sealing material plate in which a sealing material is linearly arranged at a position that matches the inlet position is disposed below the liquid crystal cell, and the sealing material plate is raised. The sealing material is applied by The applied sealing material is irradiated with ultraviolet rays in a state where the liquid crystal cell to which the sealing material has been applied is pressurized at a pressure smaller than the pressure at which the sealing material is applied. These series of steps are performed with the liquid crystal cell set in one cassette.
本発明の液晶表示素子の製造装置および方法によれば、複数の液晶セルを液晶注入から、加圧封止、紫外線照射の工程まで一貫して短時間で処理が可能である。また、液晶セルをカセットに入れ替える作業が省けるうえ、入れ替え時のガラス割れなどの不良を防ぐことができる。特に封止材塗布工程においては、注入口を下向きにした状態で封止材の塗布、紫外線照射を行なうので、封止材が表示エリア方向にタレることがない。さらに、封止材皿に直線状に盛られた封止材を多数の注入口に一度に接触させることによって、注入口に位置精度よく、一定の幅で短時間で塗布させることが可能である。この封止材皿上への封止材の補給を自動で行なうことで、作業を省くことも可能である。 According to the liquid crystal display element manufacturing apparatus and method of the present invention, a plurality of liquid crystal cells can be processed consistently in a short time from liquid crystal injection to pressure sealing and ultraviolet irradiation. Moreover, the work of replacing the liquid crystal cell with the cassette can be omitted, and defects such as glass breakage during the replacement can be prevented. In particular, in the sealing material application process, since the sealing material is applied and the ultraviolet rays are irradiated with the injection port facing downward, the sealing material does not sag in the display area direction. Furthermore, it is possible to apply the sealing material placed in a straight line on the sealing material tray to the numerous inlets at a time so that the inlet can be applied with a certain width and in a short time with high positional accuracy. . By automatically replenishing the sealing material onto the sealing material tray, the work can be omitted.
実施の形態1
図1は液晶を注入する前の液晶セル1を示す。図1の(a)は液晶セル1の平面図、(b)は液晶セル1の側面図である。液晶セル1は、それぞれ電極を有する一対の基板を対向させ、その周囲を液晶の注入口3を設けたシール材2でシールされている。セル内にはスペーサ4にて一定のギャップが確保されている。
FIG. 1 shows a
図6および7は、カセット9に収納された液晶セルの様子を示す。複数の液晶セル1は、注入口3が露出されるようにカセット9にセットされる。また、液晶セルと液晶セルの間に、接触による液晶セルの破損を防ぐ目的で、クッションシート7が挟まれている。液晶セルの両端には液晶セルに均等に荷重をかけるための加圧プレート8が設置されており、片方のプレートには収納する液晶セルの枚数が変わった場合でも、液晶セル同士がクッションシートを間にはさんで密着固定させることができるように、バネ10が取り付けられている。
6 and 7 show the state of the liquid crystal cell housed in the
真空注入法を用いて、液晶セルに液晶を注入させる工程および装置について説明する。液晶セルをセットしたカセット9を装置の投入口にセットし、製造を開始させると、液晶セルをセットしたカセット9は、図13に示される液晶注入工程に移動する。液晶注入チャンバー19は、その下方に、液晶の盛られた液晶皿が置かれている。このチャンバーは密封され、真空ポンプにて0.2〜0.7torr程度の真空圧に達するまで排気が行われる。一定の真空圧に達したあと、一定時間保持され、液晶の盛られた注入皿が、カセット9に挿入された液晶セルの注入口付近まで上昇し、液晶が液晶セルの注入口と接触する。液晶皿は、処理される液晶セルの注入口位置に合わせて溝が形成されてあり、その溝に液晶が盛られている。液晶を注入口に接触させて30秒から120秒後、チャンバー内にドライエアもしくは気体窒素を吸気させることによって、チャンバー内の圧力を常圧に戻す。その後一定時間放置することにより、液晶セルの注入口より液晶が注入される。この時、排気時間、液晶皿上昇から吸気開始までの時間および吸気時間は、処理される液晶セルのサイズに合わせて、任意に設定できるものとする。
A process and apparatus for injecting liquid crystal into a liquid crystal cell using a vacuum injection method will be described. When the
液晶注入が完了した直後の液晶セル内の液晶は最適量を超えており、適正なギャップ値よりも大きくなっている。図14に液晶が注入された直後の液晶セルを示す。 The liquid crystal in the liquid crystal cell immediately after the liquid crystal injection is completed exceeds the optimum amount and is larger than the proper gap value. FIG. 14 shows a liquid crystal cell immediately after liquid crystal is injected.
液晶注入の完了した液晶セルをセットしたカセット9は、図13に示される加圧・拭き取り工程に移動する。
The
加圧・拭き取り工程について説明する。この工程に移動した液晶セルを収納したカセット9は、4ヶ所の加圧位置のいずれかの加圧場所に移動し、カセット9が動くことのないように位置決め固定部20によって固定される。その後、図8に示すように、下方に装備した支持棒12付きのエアシリンダー13で、カセット9内の加圧プレート8を介して液晶セルが加圧される。この支持棒12およびエアシリンダー13は、カセット9移動時に接触することがないようにカセット9下部に配置され、加圧時に上昇し、加圧を行なう。この時のカセット9内プレートにかかる実荷重をV0とする。この加圧力および加圧時間は適当な範囲内で自由に設定できる。
The pressurizing / wiping process will be described. The
エアシリンダー13にて一定時間加圧された後、図9に示すように、ロール状に巻かれた紙を備え、下方に装備される液晶拭き取り機構14で、注入口より出た余分な液晶を拭き取る。この時も液晶セルを加圧させている支持棒12、エアシリンダー13は加圧を行ったままである。この液晶拭き取り機構14は注入口に沿って移動でき、多数の注入口を持つ液晶セルに対しても対応できる。拭き取った紙はロールで巻かれ、次カセットを処理するときは常に新しい紙が現れ、注入口を拭くこととなる。拭き取り時のロール紙の進行速度は適当な範囲で自由に設定できるものとする。加圧・拭き取り工程では一度に4カセットの処理が可能である。本実施の形態では液晶を拭き取るのに紙を使用したが、液晶を吸い取る性質を有するものであれば布でもよい。
After pressurizing for a certain period of time with the
図10は、液晶セルの加圧を保持した状態で次工程に搬送させる目的で、加圧プレート8にて加圧が保持されている状態を示す。このように注入口に出た余分な液晶を拭き取った後、カセット9に装備されている止めネジ11を締めて固定する。この時の加圧保持時間は通常5〜15分間で、自由に設定できる。
FIG. 10 shows a state in which pressure is held by the
止めネジを締め、液晶セルを加圧プレートにより加圧固定後、完了指示を装置に行なう。その後、加圧が保持された液晶セルを収納したカセット9は、図13に示す封止材塗布工程に搬送される。
After tightening the set screw and fixing the liquid crystal cell with the pressure plate, a completion instruction is given to the apparatus. Thereafter, the
封止材塗布工程では、図11および図15に示すように、液晶セルの注入口の位置と合致するように、直線状に封止材5が盛られた皿15が下方に置かれている。加圧された液晶セルの注入口にこの封止材の盛られた皿15を上昇させ、注入口に封止材5を接触させることで封止材を塗布する。封止材皿15の上昇端位置は自由に設定でき、液晶セルの注入口と、封止材皿上昇端位置の距離で封止幅(L0)を調整することが可能である。このとき使用する封止材皿15は、液晶注入時に使用する液晶皿と同じものを使用できるので、新しく皿を設計、製作する必要がない。これにより、注入口幅の異なるさまざまなサイズの液晶セルでも処理することが可能である。このときも、液晶セルは止めネジにより、加圧は保持されたままである。封止材の塗布が完了した液晶セルを収納したカセット9は加圧が保持されたまま次工程に搬送される。そののち、次のカセット9が塗布ポジションに移動してくる間に封止材皿の所定の位置に封止材を供給する。
In the sealing material application process, as shown in FIGS. 11 and 15, the
図13に示す紫外線照射工程について説明する。搬送されたカセット9は図12に示すように、紫外線照射機構18が下部に装備された工程に移動し、位置決め固定部20によって固定される。カセット9下部に配置された、支持棒12付きエアシリンダー13が上昇し、カセット9内の加圧プレート8を介して液晶セルが加圧される。このとき、カセット9内加圧プレート8にかかる実荷重をV1とすると、V1<V0(V0は加圧工程にて、液晶セルに加圧された実荷重)となるようにシリンダー圧力を自由に設定できる。この状態でカセット9内加圧プレートの止めネジ11を緩めることで液晶セルの注入口に塗布された封止材が注入口より表示エリア側に引き込まれる。
The ultraviolet irradiation process shown in FIG. 13 will be described. As shown in FIG. 12, the transported
その後、紫外線照射を開始して下方より紫外線を照射し、封止材を硬化させる。紫外線の照射時間は、自由に設定できる。 Then, ultraviolet irradiation is started and ultraviolet rays are irradiated from below to cure the sealing material. The irradiation time of ultraviolet rays can be set freely.
設定時間、紫外線を照射された液晶セルを収納したカセット9は、図13に示す取り出し口に移動し、液晶注入加圧封止は完了する。
The
図18に、この液晶注入加圧封止装置のフロー図を示す。 FIG. 18 shows a flow chart of the liquid crystal injection pressure sealing device.
実施の形態2
本実施の形態は、封止材を塗布するまでの工程は実施の形態1と同じである。カセットにセットされた液晶パネルに、真空注入法にて液晶を注入し、加圧して余分な液晶を拭き取り、また加圧を保持した状態で封止材を塗布する。封止材の塗布が完了した液晶セルを収納したカセット9は、加圧が保持されたまま次工程に搬送される。本実施の形態は、封止材を塗布したのちの、封止材を封止材皿に補給する工程に特徴がある。
In the present embodiment, the steps until the sealing material is applied are the same as those in the first embodiment. Liquid crystal is injected into the liquid crystal panel set in the cassette by a vacuum injection method, pressurized to wipe off excess liquid crystal, and a sealing material is applied in a state where the pressure is maintained. The
図16および17に封止材皿に封止材を供給するようすを示す。塗布が完了したカセット9が次工程に搬送され、次のカセットが塗布ポジションに移動してくる間、封止材皿15に封止材5を供給する目的で、封止材皿上部に、封止材を入れたエアー加圧式ディスペンスノズル16が、封止材皿15の封止材の盛られた位置に移動し、封止材5を供給する。このディスペンスノズル16のシリンジ17には封止材5が入っている。このディスペンスノズル16は図17に示すように、移動機構により封止材皿の封止材の盛られた位置にあわせて移動するように設定されている。また、このディスペンスノズルより供給される封止材の量は、封止材の入ったシリンジ17に供給されるエア圧を変えることにより自由に調整できる。このように供給された封止材5は供給された時点では、図16に示すように局部的に高さが高くなるため、バイブレーションモーターによる振動機構21によって封止材皿に振動を与え、均等な高さに均される。
16 and 17 show how the sealing material is supplied to the sealing material tray. The
紫外線照射工程以降の工程は、実施の形態1と同じである。封止材を塗布した時の圧力より低い圧力で加圧した状態で、紫外線を照射して封止材を硬化させる。そののち、図13に示す取り出し口に移動し、液晶注入加圧封止は完了する。 The processes after the ultraviolet irradiation process are the same as those in the first embodiment. In a state where the pressure is lower than the pressure when the sealing material is applied, the sealing material is cured by irradiating with ultraviolet rays. After that, it moves to the takeout port shown in FIG. 13 and the liquid crystal injection pressure sealing is completed.
図19に、この液晶注入加圧封止装置のフロー図を示す。 FIG. 19 shows a flow chart of the liquid crystal injection pressure sealing device.
1 液晶セル
2 シール材
3 液晶の注入口
4 スペーサ
5 封止材
7 クッションシート
8 加圧プレート
9 カセット
10 バネ
11 止めネジ
12 支持棒
13 エアシリンダー
14 液晶拭き取り機構
15 封止材皿
16 ディスペンスノズル
17 シリンジ
18 紫外線照射機構
19 液晶注入チャンバー
20 位置決め固定部
21 振動機構
DESCRIPTION OF
Claims (10)
該カセットを装置投入口から液晶注入チャンバーに搬送する機構と、
真空注入法を用いて、前記液晶の注入口から液晶セルに液晶を注入する液晶注入機構と、
液晶注入の完了した液晶セルを収納したカセットを、加圧工程に移動する搬送機構と、
前記液晶セルをエアシリンダーにより加圧する機構と、
該加圧機構の加圧力を制御するための制御装置と、
前記液晶の注入口より出た余分な液晶を拭き取る機構と、
前記液晶セルを収納したカセットを、加圧を保持したまま封止材塗布ポジションに搬送する加圧保持搬送機構と、
封止材を塗布する機構と、
封止材の塗布された液晶セルを収納したカセットを、減圧工程に搬送するための搬送機構と、
前記エアシリンダーにより加圧された液晶セルを減圧する機構と、
該減圧機構の減圧力を制御するための制御装置と、
減圧した状態で、前記塗布された封止材に紫外線を照射する紫外線照射機構と、
該紫外線照射機構の紫外線照射量を制御するための制御装置と、
紫外線照射の完了した液晶セルを収納したカセットを、装置搬出口に搬送する機構と、
を備える液晶表示素子の製造装置。 A cassette for storing a liquid crystal cell in which a liquid crystal injection port is formed with a sealing material with the liquid crystal injection port set downward;
A mechanism for transporting the cassette from the apparatus inlet to the liquid crystal injection chamber;
A liquid crystal injection mechanism for injecting liquid crystal into the liquid crystal cell from the liquid crystal injection port using a vacuum injection method;
A transport mechanism for moving the cassette containing the liquid crystal cell in which liquid crystal injection has been completed to the pressurizing step;
A mechanism for pressurizing the liquid crystal cell with an air cylinder;
A control device for controlling the pressing force of the pressurizing mechanism;
A mechanism for wiping off excess liquid crystal from the liquid crystal inlet;
A pressure holding and conveying mechanism that conveys the cassette containing the liquid crystal cell to a sealing material application position while holding the pressure;
A mechanism for applying a sealing material;
A transport mechanism for transporting the cassette containing the liquid crystal cell coated with the sealing material to the decompression process;
A mechanism for depressurizing the liquid crystal cell pressurized by the air cylinder;
A control device for controlling the decompression force of the decompression mechanism;
An ultraviolet irradiation mechanism for irradiating the applied sealing material with ultraviolet rays under reduced pressure;
A control device for controlling the ultraviolet irradiation amount of the ultraviolet irradiation mechanism;
A mechanism for transporting the cassette containing the liquid crystal cell that has been irradiated with ultraviolet rays to the device exit;
An apparatus for manufacturing a liquid crystal display element comprising:
前記カセットに収納された液層セルの下部に、封止材が注入口位置と合致するように直線状に盛られた皿と、
該封止材皿を上下移動させるための上下駆動部と、
該封止材皿に封止材を供給するための可動式エアー加圧式ディスペンスノズルと、
前記封止材皿下部に、盛られた封止材の高さを均一にするための振動発生機構と、
が装備されている請求項1記載の液晶表示素子の製造装置。 The sealing material application mechanism is
Under the liquid layer cell stored in the cassette, a dish placed linearly so that the sealing material matches the inlet position;
A vertical drive unit for moving the sealing material tray up and down;
A movable air pressurizing dispense nozzle for supplying a sealing material to the sealing material tray;
A vibration generating mechanism for uniformizing the height of the encapsulated sealing material at the bottom of the encapsulating material plate,
The apparatus for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 1, wherein:
真空注入法を用いて、前記液晶セルの注入口から液晶を注入する液晶注入工程と、
液晶の注入された液晶セルを収納したカセットを、加圧工程に移動する搬送工程と、
液晶セルを加圧して、余分な液晶を拭き取る加圧拭き取り工程と、
加圧された液晶セルを収納したカセットを、加圧を保持したまま封止材塗布工程に搬送する搬送工程と、
前記液晶セルの下部に、前記注入口位置と合致する位置に直線状に封止材が盛られた封止材皿を配置し、該封止材皿を上昇させることにより前記封止材を塗布する工程と、
封止材の塗布された液晶セルを収納したカセットを、減圧工程に搬送する搬送工程と、
前記液晶セルを減圧した状態で、塗布された封止材に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
紫外線照射の完了した液晶セルを収納したカセットを、取出口に搬送するための搬送工程と、
を備えた液晶表示素子の製造方法。 A loading and transporting step of transporting a liquid crystal cell in which a liquid crystal injection port is formed with a sealing material, with the liquid crystal injection port facing downward, to a liquid crystal injection chamber;
A liquid crystal injection step of injecting liquid crystal from the injection port of the liquid crystal cell using a vacuum injection method;
A transport step of moving a cassette containing a liquid crystal cell filled with liquid crystal to a pressurization step;
Pressurized wiping process to pressurize the liquid crystal cell and wipe off excess liquid crystal,
A transport step for transporting the cassette containing the pressurized liquid crystal cell to the sealing material application step while maintaining the pressurization;
A sealing material plate in which a sealing material is linearly arranged at a position matching the inlet position is disposed at the lower part of the liquid crystal cell, and the sealing material is applied by raising the sealing material plate. And a process of
A transport process for transporting a cassette containing a liquid crystal cell coated with a sealing material to a decompression process;
In a state where the liquid crystal cell is decompressed, an ultraviolet irradiation step of irradiating the applied sealing material with ultraviolet rays,
A transport step for transporting the cassette containing the liquid crystal cell completed with ultraviolet irradiation to the outlet;
A method for manufacturing a liquid crystal display device comprising:
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