JP2007133210A - Spacer arrangement apparatus and manufacturing method of liquid crystal display device - Google Patents

Spacer arrangement apparatus and manufacturing method of liquid crystal display device Download PDF

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善弘 五郎谷
Hajime Nozawa
肇 野澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact spacer arrangement apparatus whose maintenance is easy and which can fix spacers at specified positions on a substrate with high uniformity. <P>SOLUTION: The spacer arrangement apparatus, selectively dispersing and arranging the spacers on the substrate, has a spacer arranging part 10 having a spacer scattering part 1 that scatters the spacers whose surfaces are coated with thermoplastic resin at prescribed regions on the substrate, a light irradiating part 2 for selectively irradiating the scattered spacers with a light to make the spacers fix selectively to prescribed positions on the substrate, a spacer suction part 3 for sucking unfixed spacers on the substrate and a connection part, integrally connecting the light irradiating part and the spacer suction part and further has a conveyance mechanism for moving the relative position of the substrate and the spacer arrangement part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はスペーサ配設装置に関する。より詳しくは、液晶層を介在して対向配置された2枚の基板間隔を制御するために用いるスペーサを、該基板上の特定の位置に選択的に分散固定するスペーサ配設装置及び該スペーサ配設装置を用いた液晶表示装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a spacer arrangement device. More specifically, a spacer disposing device that selectively disperses and fixes a spacer used to control the distance between two substrates disposed opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and the spacer disposition. The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display device using a setting device.

液晶表示装置は、対向配置された2枚の電極基板を所定の間隔をあけて配置し、該一対の基板間に液晶を注入して構成される。上述した所定の間隔を保持するために、例えば電極基板の液晶層側表面にスペーサを散布した後、該一対の電極基板が貼り合わされる。これにより、基板部材同士の間隔がほぼスペーサの大きさに保持される。   A liquid crystal display device is configured by disposing two electrode substrates opposed to each other at a predetermined interval and injecting liquid crystal between the pair of substrates. In order to maintain the above-described predetermined interval, for example, after a spacer is dispersed on the surface of the electrode substrate on the liquid crystal layer side, the pair of electrode substrates are bonded together. Thereby, the space | interval of board | substrate members is hold | maintained at the magnitude | size of a spacer substantially.

従来から、前記スペーサは電極基板の液晶層側表面のほぼ全領域に散布されていた。   Conventionally, the spacers are scattered over almost the entire region of the surface of the electrode substrate on the liquid crystal layer side.

しかし、このような液晶表示装置は、液晶注入時やパネル化後の振動、温度変化等によってスペーサが移動して色むら(セルギャップむら)が発生したり、スペーサが移動する際に配向膜に傷を付けて、表示むらが発生するなどという問題が生じていた。   However, such a liquid crystal display device causes uneven color (cell gap unevenness) due to the movement of the spacer due to vibration, temperature change, etc. during liquid crystal injection or after panel formation. There was a problem that the display was uneven due to scratches.

このような問題を解消するために、スペーサを電極基板上に接着固定するという方法が提案されている。スペーサを電極基板上に接着固定する具体的な方法としては、熱可塑性樹脂をスペーサに被覆しておき、該スペーサを分散散布した後に、熱風や加熱炉などを用いて加熱することにより接着固定するような方法が広く用いられている。   In order to solve such a problem, a method of adhering and fixing a spacer on an electrode substrate has been proposed. As a specific method for bonding and fixing the spacer on the electrode substrate, a thermoplastic resin is coated on the spacer, and after the spacer is dispersed and dispersed, the spacer is bonded and fixed by heating using hot air or a heating furnace. Such a method is widely used.

一方、基板上にスペーサを散布する際、該スペーサが実際に表示にかかわる領域(画素領域)上に存在していると、該スペーサは、液晶とは異なる光学的異方性を示すので、該スペーサから光漏れが生じてコントラストを低下させるという問題が有った。   On the other hand, when the spacers are scattered on the substrate, if the spacers are present on a region (pixel region) actually involved in display, the spacers exhibit optical anisotropy different from that of the liquid crystal. There has been a problem that light leakage occurs from the spacers to lower the contrast.

このような問題を解消するためには、画素以外の領域(ブラックマトリックス領域とも言う。)にのみスペーサを配置するような方法(例えば、特許文献1及び2参照。)が提案されている。   In order to solve such a problem, a method (see, for example, Patent Documents 1 and 2) in which spacers are arranged only in regions other than pixels (also referred to as black matrix regions) has been proposed.

例えば、特許文献1に記載の表面を熱可塑性樹脂で被覆したスペーサを用い、配向膜を形成し、ラビング処理を施した電極基板上に、該スペーサを分散配置した後、画素以外の領域に分散配置されたスペーサに対して選択的に赤外光を照射して、選択的に接着固定するものである。具体的には、赤外線照射は画素間隔よりも照射幅の狭いフォトマスクを介して照射し、スペーサの分散散布は溶媒系に分散させたものを電極基板全面に塗布後、乾燥し、画素以外の領域を赤外線照射してスペーサを固定し、その後、未固定のスペーサを洗浄除去するというものである。この方法により、スペーサは非画素領域のみに固定することが可能となった。   For example, a spacer whose surface is described in Patent Document 1 is coated with a thermoplastic resin, an alignment film is formed, the spacer is dispersed on an electrode substrate that has been rubbed, and then dispersed in a region other than the pixel. Infrared light is selectively irradiated to the arranged spacers to selectively bond and fix them. Specifically, infrared irradiation is performed through a photomask whose irradiation width is narrower than the pixel interval, and dispersion of spacers is applied to the entire surface of the electrode substrate after being dispersed in a solvent system, and then dried to remove the other than pixels. The region is irradiated with infrared rays to fix the spacer, and then the unfixed spacer is washed away. By this method, the spacer can be fixed only to the non-pixel region.

しかしながら、この方法では、スペーサ分散液の塗布、乾燥、露光、洗浄等のウエット工程を多く含む多段工程を要するものであり、大規模な製造設備が必要となる。また、画素領域に分散散布されたスペーサは除去されるので、分散散布されたスペーサの95%が無駄となる。また、回収したスペーサを再利用しようとすると回収、分離のための工程が必要となり、高コストとなるもので、更に工程の改良が望まれていた。   However, this method requires a multi-step process including many wet processes such as application, drying, exposure, and washing of the spacer dispersion liquid, and requires a large-scale manufacturing facility. In addition, since the spacers dispersed and dispersed in the pixel area are removed, 95% of the spacers dispersed and dispersed is wasted. Further, if the recovered spacer is to be reused, a process for recovery and separation is required, resulting in high cost, and further improvement of the process has been desired.

一方、特許文献2に開示されているような気流によりスペーサを散布した後、レーザ光を用いて、画素以外の領域を選択的に光照射して、スペーサを固定した後、高圧空気流によって画素領域の未固定のスペーサを除去し、高圧空気をスペーサとともに排気装置によって排気する方法が記載されている。これにより、ウエット工程を含まずスペーサの回収が可能となった。しかしながら特許文献2の装置の如く高圧空気を排気装置によって排気する方法では、スペーサの回収工程内で吸引圧のムラが生じ、画素領域及び非画素領域に除去したスペーサが飛散したり、非画素領域から固定したスペーサをはぎ取ったり、ということがおこり、結果として基板上に配設されたスペーサの密度にが生じてしまうと言う問題があった。また高圧空気を供給するためには大量の空気が必要で、大型の排気装置も必要となるものであった。   On the other hand, after the spacers are dispersed by an air flow as disclosed in Patent Document 2, laser light is used to selectively irradiate areas other than the pixels, the spacers are fixed, and then the high-pressure air current is applied to the pixels. A method is described in which unfixed spacers in the region are removed and high-pressure air is exhausted together with the spacers by an exhaust device. As a result, the spacer can be recovered without including the wet process. However, in the method in which high-pressure air is exhausted by the exhaust device as in the device of Patent Document 2, uneven suction pressure occurs in the spacer recovery process, and the removed spacers are scattered in the pixel region and the non-pixel region. There is a problem that the fixed spacer is peeled off from the substrate, resulting in the density of the spacer disposed on the substrate. Moreover, in order to supply high-pressure air, a large amount of air is required, and a large exhaust device is also required.

特に、近年主流となりつつある第7世代の液晶表示装置に使用される液晶基板サイズ(1880mm×2150mm)への対応では、スペーサの配設密度の均一性の向上が望まれている。
特許第3093943号公報 特開2001−183672号公報
In particular, in order to cope with the liquid crystal substrate size (1880 mm × 2150 mm) used in the seventh generation liquid crystal display devices that are becoming mainstream in recent years, it is desired to improve the uniformity of the arrangement density of the spacers.
Japanese Patent No. 3093943 JP 2001-183672 A

本発明の目的は、コンパクトで、メンテナンスが容易であり、基板上の特定の位置に均一性高くスペーサを固定することが可能なスペーサ配設装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a spacer arrangement device that is compact, easy to maintain, and capable of fixing a spacer at a specific position on a substrate with high uniformity.

上記課題は、以下の構成により解決することができた。   The above problem could be solved by the following configuration.

1.スペーサを、基板上に選択的に分散配置するスペーサ配設装置において、表面を熱可塑性樹脂で被覆されたスペーサを前記基板上の所定の領域に散布するスペーサ散布部と、散布されたスペーサに選択的に光を照射することでスペーサを前記基板上の所定位置に選択的に固着させる光照射部と、前記基板上の未固着のスペーサを吸引するスペーサ吸引部と、前記光照射部と前記スペーサ吸引部とを一体的に連結する連結部とを有するスペーサ配設部を有し、該基板と前記スペーサ配設部との相対位置を移動する搬送機構とを有することを特徴とするスペーサ配設装置。   1. In a spacer disposing apparatus that selectively disperses spacers on a substrate, a spacer spraying unit that sprays a spacer whose surface is coated with a thermoplastic resin on a predetermined region on the substrate, and a sprayed spacer are selected. A light irradiation part for selectively fixing the spacer to a predetermined position on the substrate by irradiating light, a spacer suction part for sucking an unfixed spacer on the substrate, the light irradiation part and the spacer A spacer arrangement comprising a spacer arrangement portion having a connecting portion for integrally connecting the suction portion and a transport mechanism for moving a relative position between the substrate and the spacer arrangement portion. apparatus.

2.前記スペーサ散布部が前記光照射部及び前記スペーサ吸引部と一体的に連結されていることを特徴とする前記1記載のスペーサ配設装置。   2. 2. The spacer arrangement device according to claim 1, wherein the spacer spraying unit is integrally connected to the light irradiation unit and the spacer suction unit.

3.前記スペーサ配設部には、基板との距離を調整するピント調整機構を有することを特徴とする前記1又は2記載のスペーサ配設装置。   3. 3. The spacer arrangement device according to claim 1 or 2, wherein the spacer arrangement portion has a focus adjustment mechanism for adjusting a distance from the substrate.

4.前記搬送機構が前記基板を移動するものであることを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載のスペーサ配設装置。   4). 4. The spacer disposing device according to any one of 1 to 3, wherein the transport mechanism moves the substrate.

5.前記搬送機構が前記スペーサ配設部を移動するものであることを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載のスペーサ配設装置。   5. 4. The spacer arrangement device according to any one of items 1 to 3, wherein the transport mechanism moves the spacer arrangement portion.

6.前記スペーサ散布部と、前記スペーサ吸引部が接続されていることを特徴とする前記1〜5の何れか1項に記載のスペーサ配設装置。   6). The spacer disposing device according to any one of 1 to 5, wherein the spacer spraying portion and the spacer suction portion are connected.

7.液晶層を介在して対向配置された2枚の基板間隔を制御するために用いるスペーサを、該基板上に選択的に分散配置する液晶表示装置の製造方法において、スペーサを前記基板上の所定の領域に散布する工程と、光を該散布したスペーサに照射することでスペーサを所定位置に固着させる工程と、固着していないスペーサを吸引する工程を一定間隔をおいてほぼ同時に行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。   7). In a method of manufacturing a liquid crystal display device in which spacers used to control the distance between two substrates disposed opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween are selectively dispersed on the substrate, the spacers are disposed on the substrate in a predetermined manner. A step of spraying the region, a step of fixing the spacer to a predetermined position by irradiating the spacer to which the light has been scattered, and a step of sucking the spacer that is not fixed are performed almost simultaneously at a predetermined interval. A method for manufacturing a liquid crystal display device.

本発明の装置により、コンパクトな設計が可能で、省スペースであり、ウエット工程の無い、完全ドライ処理により、スペーサを電極基板の所定の位置に均一な密度で配設することが可能で、回収した材料は再使用が可能で無駄がなく、また得られた液晶表示装置は光漏れがなく、コントラストの高い高精細な表示が可能である。   With the apparatus of the present invention, a compact design is possible, space saving, no wet process, spacers can be arranged at a predetermined density on the electrode substrate by a complete dry process, and recovery is possible. The obtained material can be reused without waste, and the obtained liquid crystal display device does not leak light and can display with high contrast and high definition.

本発明の実施の形態を図をもって説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明に係るスペーサ配設装置が適用された生産工程により生産される液晶表示装置について、図1を用いて説明する。図1に液晶表示装置50の断面図を示す。下基板51上には透明電極膜53とその上に配向膜54が形成されており、上基板52にはカラーフィルタ層60(画素領域55(B,G,R)及び非画素領域(ブラックマトリックス)58)、透明電極膜56、配向膜54の順に各層が形成されており、上下基板の配向膜間にスペーサ71が配置され、スペーサにより形成された間隙に液晶層61が形成される。本発明のスペーサ配設装置により非画素領域58にスペーサが固着される。二つの透明電極53、56は互いに直交したストライプ状で、ストライプ間は絶縁層57で隔絶されている。   A liquid crystal display device produced by a production process to which a spacer arranging device according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a cross-sectional view of the liquid crystal display device 50. A transparent electrode film 53 and an alignment film 54 are formed on the lower substrate 51, and a color filter layer 60 (pixel region 55 (B, G, R) and non-pixel region (black matrix) is formed on the upper substrate 52. 58), the transparent electrode film 56 and the alignment film 54 are formed in this order. The spacer 71 is disposed between the alignment films of the upper and lower substrates, and the liquid crystal layer 61 is formed in the gap formed by the spacer. The spacer is fixed to the non-pixel region 58 by the spacer arrangement device of the present invention. The two transparent electrodes 53 and 56 are in the form of stripes orthogonal to each other, and the stripes are separated by an insulating layer 57.

次に本発明に用いられる表面に熱可塑性樹脂を被覆したスペーサについて説明する。   Next, a spacer having a surface coated with a thermoplastic resin used in the present invention will be described.

スペーサ材料としては、例えばプラスチックビーズやシリカ球のような公知のスペーサで良く、1〜10μm、好ましく2〜5μmの粒径の揃った球状のものが好ましく、特にシリカ球が好ましい。   The spacer material may be a known spacer such as plastic beads or silica spheres, and preferably has a spherical shape with a particle diameter of 1 to 10 μm, preferably 2 to 5 μm, and silica spheres are particularly preferable.

一方、表面の熱可塑性樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、ポリ酢酸ビニルエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂等の材料を用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。   On the other hand, as the surface thermoplastic resin, materials such as a polyester resin, a polyamide resin, an acrylic resin, a polyethylene resin, a modified polyolefin resin, a polyvinyl acetate ethylene resin, and a polyurethane resin can be used. It is not a thing.

本発明のスペーサ配設装置によりスペーサを固着する基板は上基板52であっても、下基板51であっても良い。   The substrate to which the spacer is fixed by the spacer arranging apparatus of the present invention may be the upper substrate 52 or the lower substrate 51.

次に本発明に係るスペーサ配設装置について説明する。   Next, the spacer arrangement device according to the present invention will be described.

本発明のスペーサ配設装置においては、基板と、後述するスペーサ散布部、光照射部及びスペーサ吸引部からなるスペーサ配設部とをXY方向(平面主走査方向をY方向、副走査方向をX方向と呼ぶ)に相対位置を移動する搬送機構を有することが必要である。該搬送機構としては、前記基板を移動するものであっても、スペーサ配設部を移動するものであってもよい。   In the spacer arrangement device of the present invention, a substrate and a spacer arrangement portion composed of a spacer spraying portion, a light irradiation portion, and a spacer suction portion, which will be described later, are arranged in the XY direction (the plane main scanning direction is the Y direction, and the sub scanning direction is the X direction. It is necessary to have a transport mechanism that moves the relative position in the direction). The transport mechanism may be a mechanism that moves the substrate or a mechanism that moves the spacer arrangement portion.

図2には搬送手段が電極基板を移動するXY移動架台方式のものを、図3には搬送手段がスペーサ配設部を移動するスペーサ配設装置を示した。   FIG. 2 shows an XY moving frame system in which the conveying means moves the electrode substrate, and FIG. 3 shows a spacer arrangement apparatus in which the conveying means moves the spacer arrangement portion.

図2のスペーサ配設装置100は、搬送手段が電極基板を載置した移動架台方式のものである。1台のスペーサ配設部10は支柱21に固定されており、電極基板9を載置した移動架台22は図示しないリニアモータによりレール23上をY方向(主走査方向)に移動可能であり、レール23は、図示しないリニアモータによりレール24上をX方向(副走査方向)に移動可能である。すなわち、移動架台22、レール23、レール24及び図示しないリニアモータは協働して搬送機構として機能するものである。スペーサ配設部10は、搬送機構により電極基板9に対して主走査及び副走査を繰り返すことにより電極基板9の全面を走査し、スペーサを散布し、ブラックマトリックス領域58のスペーサを露光固定し、不要のスペーサを吸引する。尚、スペーサ配設部10にはZ(縦)方向のみに移動が可能なピントステージを有していてもよく、ピント調整を行うことが好ましい。   The spacer arrangement device 100 in FIG. 2 is of a moving gantry type in which an electrode substrate is placed on the transfer means. One spacer arrangement portion 10 is fixed to a support column 21, and a movable frame 22 on which the electrode substrate 9 is placed can be moved in the Y direction (main scanning direction) on a rail 23 by a linear motor (not shown). The rail 23 can be moved in the X direction (sub-scanning direction) on the rail 24 by a linear motor (not shown). That is, the movable gantry 22, the rail 23, the rail 24, and the linear motor (not shown) cooperate to function as a transport mechanism. The spacer arrangement unit 10 scans the entire surface of the electrode substrate 9 by repeating main scanning and sub-scanning with respect to the electrode substrate 9 by the transport mechanism, sprays the spacers, and fixes the spacers in the black matrix region 58 by exposure. Aspirate unnecessary spacers. The spacer disposition portion 10 may have a focus stage that can move only in the Z (vertical) direction, and it is preferable to perform focus adjustment.

一方、図3のスペーサ配設装置100は、搬送手段がスペーサ配設部10を移動するタイプのものであり、スペーサ配設部10を6個、移動ゲート25に設置した例を示した。移動ゲート25はレール23上を図示しないリニアモータによりY方向に移動が可能であり、個々のスペーサ配設部10は図示しないリニアモータによりX方向に任意に移動、配置することが可能である。すなわち、移動ゲート25、レール23、及び図示しないリニアモータは協働して搬送機構として機能するものである。各スペーサ配設部10は、搬送機構により、電極基板9のY方向への主走査とX方向への副走査を繰り返すことにより、載置台26上に固定された電極基板9の全面を走査し、スペーサを散布し、ブラックマトリックス領域にあるスペーサを露光固定し、未固定の不要のスペーサを吸引回収する。スペーサ配設部10の配置数は1個でもよいが、複数設置することにより、その数分の1、主走査の回数を低減することができ、生産性を向上することができ好ましい。また、スペーサ配設手段を複数設置することにより、例えば1個のスペーサ配設部10が故障した場合においても、残りのスペーサ配設部10を等間隔に再配置することにより、タクトタイムの低下を最小限とすることが可能である。   On the other hand, the spacer arrangement device 100 of FIG. 3 is of a type in which the conveying means moves the spacer arrangement portion 10, and an example in which six spacer arrangement portions 10 are installed on the moving gate 25 is shown. The moving gate 25 can be moved in the Y direction on the rail 23 by a linear motor (not shown), and the individual spacer disposing portions 10 can be arbitrarily moved and arranged in the X direction by a linear motor (not shown). That is, the movable gate 25, the rail 23, and a linear motor (not shown) cooperate to function as a transport mechanism. Each spacer arrangement unit 10 scans the entire surface of the electrode substrate 9 fixed on the mounting table 26 by repeating main scanning in the Y direction and sub-scanning in the X direction of the electrode substrate 9 by the transport mechanism. The spacers are dispersed, the spacers in the black matrix region are fixed by exposure, and unfixed unnecessary spacers are sucked and collected. The number of spacer arrangement portions 10 may be one, but it is preferable to install a plurality of spacer arrangement portions 10 to reduce the number of main scans by a factor of one and improve productivity. Further, by installing a plurality of spacer disposing means, for example, even when one spacer disposing portion 10 breaks down, it is possible to reduce the tact time by rearranging the remaining spacer disposing portions 10 at equal intervals. Can be minimized.

本発明においては、図3に示したスペーサ配設部10を移動するタイプの方が、スペースを取らず、装置をコンパクトに設計することが可能であり、故障への対応能力も高いことから、第7世代等の大型の液晶表示装置の製造工程には好ましく用いられる。   In the present invention, the type that moves the spacer arrangement portion 10 shown in FIG. 3 does not take up space, the apparatus can be designed in a compact manner, and the capability to cope with failure is high. It is preferably used in the manufacturing process of large liquid crystal display devices such as the seventh generation.

本発明に係るスペーサ散布部、光照射部及びスペーサ吸引部の詳細について説明する。図4は、図2及び図3に示したスペーサ配設装置に用いられるスペーサ配設部10の概略構成を示す正面図であり、図5はその平面図である。   Details of the spacer spraying portion, the light irradiation portion, and the spacer suction portion according to the present invention will be described. FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of the spacer placement portion 10 used in the spacer placement device shown in FIGS. 2 and 3, and FIG. 5 is a plan view thereof.

図4において、スペーサ配設部10はスペーサ散布部1、光照射部2およびスペーサ吸引部3が支持部材(連結部)11により一体的に連結されている。   In FIG. 4, the spacer disposing unit 10 includes a spacer scattering unit 1, a light irradiation unit 2, and a spacer suction unit 3 that are integrally connected by a support member (connecting unit) 11.

スペーサ散布部1は、表面が熱可塑性樹脂で被覆されたスペーサ5を均一に散布する機構を内蔵し、ノズル4よりスペーサ5を電極基板9上に散布する。   The spacer spraying unit 1 incorporates a mechanism for uniformly spraying the spacer 5 whose surface is coated with a thermoplastic resin, and sprays the spacer 5 on the electrode substrate 9 from the nozzle 4.

散布されたスペーサ5は、スペーサ配設部10に一体的に間隔を置いて設置された光照射部2により光照射されて電極基板上に固定される。光照射部2は、図示しない光源から出射されたレーザ光を、反射部材や集光レンズ等の光学系で集光、偏向して形成したビーム8とし電極基板9上の非画素領域58を選択的に露光し、非画素領域58に散布されたスペーサの表面に設けられた熱可塑性樹脂を溶融し、スペーサ5aを電極基板9に固着させる。   The dispersed spacers 5 are irradiated with light by the light irradiating unit 2 installed on the spacer disposing unit 10 at an interval, and fixed on the electrode substrate. The light irradiation unit 2 selects a non-pixel region 58 on the electrode substrate 9 as a beam 8 formed by condensing and deflecting laser light emitted from a light source (not shown) by an optical system such as a reflecting member or a condensing lens. Then, the thermoplastic resin provided on the surface of the spacer dispersed in the non-pixel region 58 is melted to fix the spacer 5a to the electrode substrate 9.

一方、画素領域55上に散布され、光照射されずに固定されなかったスペーサ5bは、スペーサ配設部10に一体的に間隔をおいて設置されたスペーサ吸引部3のノズル6により吸引回収される。ノズル6は図示しない吸引ポンプと連通しており、ノズル6から吸引回収されたスペーサ5bは図示しないスペーサ貯蔵部に貯留される。   On the other hand, the spacers 5b scattered on the pixel region 55 and not fixed without being irradiated with light are sucked and collected by the nozzles 6 of the spacer sucking unit 3 that are integrally spaced from the spacer disposing unit 10. The The nozzle 6 communicates with a suction pump (not shown), and the spacer 5b sucked and collected from the nozzle 6 is stored in a spacer storage portion (not shown).

支持部材11は、スペーサの散布工程中にスペーサ散布部1、光照射部2及びスペーサ吸引部3の位置関係を一定に維持するものであれば材料や形態を特に制限するものでない。好ましくは、位置関係を調整する調整機構を有するものである。   The support member 11 is not particularly limited in material and form as long as the positional relationship among the spacer spraying unit 1, the light irradiation unit 2, and the spacer suction unit 3 is kept constant during the spacer spraying step. Preferably, it has an adjustment mechanism for adjusting the positional relationship.

本実施形態によれば、光照射部2とスペーサ吸引部3とが支持部材11により一体的に構成されていることが必要であり、光照射部2とスペーサ吸引部3との位置関係を一定に維持することができる。これにより、光照射部2で固着されなかったスペーサを、常に所定時間経過後に所定の吸引力でスペーサ吸引部3により吸引するので、電極基板9の全ての領域においてスペーサの配設密度を均一にすることができる。また、スペーサ吸引部3を電極基板9に近接させることができるので、吸引したスペーサが飛散することがない。   According to the present embodiment, it is necessary that the light irradiation unit 2 and the spacer suction unit 3 are integrally formed by the support member 11, and the positional relationship between the light irradiation unit 2 and the spacer suction unit 3 is constant. Can be maintained. As a result, the spacers not fixed by the light irradiation unit 2 are always sucked by the spacer suction unit 3 with a predetermined suction force after a predetermined time has elapsed, so that the spacer arrangement density is made uniform in all regions of the electrode substrate 9. can do. Moreover, since the spacer suction part 3 can be brought close to the electrode substrate 9, the sucked spacers are not scattered.

更に、本発明においては、スペーサ散布部1が前記光照射部2及びスペーサ吸引部3と一体的に連結されていることが好ましく、これにより更に上記効果を高めることができる。   Furthermore, in this invention, it is preferable that the spacer spreading | diffusion part 1 is integrally connected with the said light irradiation part 2 and the spacer attraction | suction part 3, Thereby, the said effect can be heightened further.

前記スペーサ配設手段10の、スペーサ散布部1とスペーサ吸引部3は接続されていて、吸引回収されたスペーサが、スペーサ散布部に再度供給される機構と成っていることが好ましい。このとき、スペーサ散布部1へのスペーサの供給は、別の場所にあるスペーサ貯蔵部(不図示)から適宜供給さる。また、スペーサ吸引部で吸引回収されたスペーサは固体回収機構を経由してスペーサ貯蔵部へ供給されることが好ましい。   It is preferable that the spacer dispersal unit 1 and the spacer suction unit 3 of the spacer disposing means 10 are connected to each other so that the sucked and recovered spacer is supplied to the spacer spray unit again. At this time, supply of the spacer to the spacer spraying unit 1 is appropriately performed from a spacer storage unit (not shown) at another location. Moreover, it is preferable that the spacer sucked and collected by the spacer suction unit is supplied to the spacer storage unit via the solid recovery mechanism.

本発明のスペーサ配設装置におけるスペーサ配設部10は、位置、露光、その他の制御は外部からコントロールするものであっても良いが、該スペーサ配設部にセンサー機能を有し、その測定結果をフィードバックして露光位置やピント調整を行う自己制御機能を有するものであることが好ましい。   The spacer arrangement portion 10 in the spacer arrangement device of the present invention may be externally controlled for position, exposure, and other controls, but the spacer arrangement portion has a sensor function, and the measurement result It is preferable to have a self-control function for adjusting the exposure position and focus by feeding back the above.

図6に示したスペーサ配設部10には、スペーサ散布部1、光照射部2およびスペーサ吸引部3が一体的に構成されており、更にピント調整機構、その他の機能を有するスペーサ配設手段10を示す。ここで言うピント調整機構とは、スペーサ配設手段と電極基板との距離を測定するピント測定部12と、スペーサ配設部をZ方向(高さ方向)の移動を行うピントステージ14と、ピント測定部12の測定結果をフィードバックしてスペーサ配設手段を基板から一定距離に保つようピントステージ14を制御する制御部141とを有する。   In the spacer disposing unit 10 shown in FIG. 6, a spacer spraying unit 1, a light irradiating unit 2 and a spacer sucking unit 3 are integrally formed, and further a focus adjusting mechanism and spacer disposing means having other functions. 10 is shown. The focus adjustment mechanism here refers to a focus measurement unit 12 that measures the distance between the spacer arrangement means and the electrode substrate, a focus stage 14 that moves the spacer arrangement unit in the Z direction (height direction), and a focus. A control unit 141 for controlling the focus stage 14 so as to keep the spacer disposition means at a constant distance from the substrate by feeding back the measurement result of the measurement unit 12;

このピント調整機構を有することにより、電極基板の保持方法により例え基板が湾曲していたとしても、走査時にスペーサ配設部10が電極基板の表面の湾曲を追随することが可能となり、所定の露光位置にピントの合った露光を行うことができる。またそれと同時に、スペーサ配設部10として光照射部2と一体的に形成されたスペーサ散布部1及びスペーサ吸引部3が一体的に移動して湾曲を追随することにより、精度良くスペーサの散布及び回収が可能となる。   By having this focus adjustment mechanism, even if the substrate is curved due to the method of holding the electrode substrate, it becomes possible for the spacer disposition portion 10 to follow the curvature of the surface of the electrode substrate during scanning, and a predetermined exposure is performed. It is possible to perform exposure in focus at the position. At the same time, the spacer dispersal part 1 and the spacer suction part 3 integrally formed with the light irradiating part 2 as the spacer disposing part 10 move integrally to follow the curve, so that the dispersal of the spacer can be accurately performed. Recovery is possible.

また、画素領域55、非画素領域58を認識するためのCCDモニタカメラ13を具備し、その情報に基づいて光照射部2による光照射を制御し、露光位置の制御を行う制御部131を有するものであってもよい。CCDモニタカメラ13の情報に基づき、光照射部2は非画素領域58上を露光し、非画素領域58上にあるスペーサ5aに露光を与え、スペーサの表面の熱可塑性樹脂を溶融し、非画素領域58にスペーサを固着させる。画素領域55にあるスペーサ5bは露光されずスペーサ吸引部3により回収される。   Further, it has a CCD monitor camera 13 for recognizing the pixel region 55 and the non-pixel region 58, and has a control unit 131 that controls the light irradiation by the light irradiation unit 2 and controls the exposure position based on the information. It may be a thing. Based on the information of the CCD monitor camera 13, the light irradiation unit 2 exposes the non-pixel area 58, exposes the spacer 5a on the non-pixel area 58, melts the thermoplastic resin on the surface of the spacer, A spacer is fixed to the region 58. The spacer 5b in the pixel region 55 is not exposed and is collected by the spacer suction unit 3.

本発明に係るスペーサ配設装置の動作について説明する。図7は電極基板上に散布固定されたスペーサの平面図を表す。   The operation of the spacer arranging device according to the present invention will be described. FIG. 7 shows a plan view of spacers dispersed and fixed on the electrode substrate.

同図7(a)は、電極基板70には、画素領域72と、非画素領域73が形成されており、X方向の非画素領域にレーザ光のラインビーム8を照射し、さらにY方向に画素領域分移動して次の非画素領域においてラインビームを照射することを繰り返す。   In FIG. 7A, a pixel region 72 and a non-pixel region 73 are formed on the electrode substrate 70, and the non-pixel region in the X direction is irradiated with a line beam 8 of laser light, and further in the Y direction. The movement of the pixel region is repeated and the line beam is irradiated in the next non-pixel region.

露光光源のビーム形状は、図7(b−1)に示す如く、X方向(副走査方向)に矩形(強度一定)で、X方向の巾は例えば10mm程度であり、図7(b−2)に示す如く、Y方向(主走査方向)にブラックマトリックス巾と同程度の20〜30μmのガウス形状のラインビーム露光であることが好ましい。ここでガウス形状のビーム巾は、ビームの光量ピーク強度13.5%となる径の全巾を表し、図7(b−2)では30μm径を表す。   The beam shape of the exposure light source is a rectangle (constant intensity) in the X direction (sub-scanning direction) as shown in FIG. 7B-1 and the width in the X direction is about 10 mm, for example. ), It is preferable to use a 20-30 μm Gaussian line beam exposure in the Y direction (main scanning direction) that is about the same as the width of the black matrix. Here, the Gaussian beam width represents the full width of the diameter at which the light intensity peak intensity of the beam is 13.5%, and in FIG. 7B-2, it represents a 30 μm diameter.

図7(c)は、単にスペーサを散布した時の図を表し、図7(d)は、本発明のスペーサ配設装置によりスペーサ71をX方向のブラックマトリックス上に固定した状態を表す。   FIG. 7 (c) shows a diagram when the spacers are simply dispersed, and FIG. 7 (d) shows a state in which the spacers 71 are fixed on the black matrix in the X direction by the spacer arranging device of the present invention.

スペーサ配設部に一体的に搭載されたスペーサ散布部としては、電極基板表面に均一に微粉体を散布できる方法であれば如何なる方法であっても良い。   Any method can be used as the spacer spraying portion integrally mounted on the spacer disposition portion as long as it can spray fine powder uniformly on the surface of the electrode substrate.

また、スペーサ配設部に一体に搭載されたスペーサ吸引部としては、空気層流に基づく吸引力を利用したもので、電極基板とノズル口の位置を調整することにより、大きな気流を発生することなく吸引回収することができるものである。また、ノズル口の巾をX方向のビーム巾と同程度とすることで、位置による吸引力のむらが無く、未固着のスペーサを吸引回収することができる。   In addition, the spacer suction part that is integrally mounted on the spacer arrangement part uses a suction force based on an air laminar flow, and generates a large air flow by adjusting the positions of the electrode substrate and the nozzle port. It can be collected without suction. In addition, by setting the width of the nozzle opening to be approximately the same as the beam width in the X direction, there is no uneven suction force depending on the position, and unfixed spacers can be sucked and collected.

本発明のスペーサ配設装置においては、このようにスペーサ散布部、光照射部、スペーサ吸引部が支持部材により一体的に構成されたスペーサ配設部を用いることにより、基板上の特定の位置にスペーサを均一な密度で配設することが可能となったものである。   In the spacer disposing device of the present invention, the spacer disposing portion, the light irradiating portion, and the spacer sucking portion are integrally formed by the support member as described above, and thus, the spacer disposing device is placed at a specific position on the substrate. It is possible to arrange the spacers with a uniform density.

本発明に係るスペーサ配設装置により製造された液晶表示装置の断面図を示す。1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device manufactured by a spacer disposing device according to the present invention. 搬送手段が電極基板を移動する移動架台方式のものを示す図である。It is a figure which shows the thing of the movable mount system which a conveyance means moves an electrode substrate. 搬送手段がスペーサ配設部を移動する方式を示す図である。It is a figure which shows the system in which a conveyance means moves a spacer arrangement | positioning part. 基板及びスペーサ配設部の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of a board | substrate and a spacer arrangement | positioning part. 基板及びスペーサ配設部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a board | substrate and a spacer arrangement | positioning part. ピント調整機構等を有するスペーサ配設部を示す。The spacer arrangement | positioning part which has a focus adjustment mechanism etc. is shown. 電極基板上に散布されたスペーサの平面図を表す。The top view of the spacer spread | dispersed on the electrode substrate is represented.

符号の説明Explanation of symbols

1 スペーサ散布部
2 光照射部
3 スペーサ吸引部
4,6 ノズル
5,71 スペーサ
9,70 電極基板
10 スペーサ配設部
11 支持部材
12 ピント測定部
13 CCDモニタカメラ
14 ピントステージ
21 支柱
22 移動架台
23,24 レール
25 移動ゲート
26 載置台
50 液晶表示装置
51 下基板
52 上基板
53,56 透明電極膜
54 配向膜
55 画素領域(R,G,B)
58 非画素領域
60 フィルター層
100 スペーサ配設装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spacer dispersion | distribution part 2 Light irradiation part 3 Spacer suction part 4,6 Nozzle 5,71 Spacer 9,70 Electrode board 10 Spacer arrangement part 11 Support member 12 Focus measurement part 13 CCD monitor camera 14 Focus stage 21 Strut 22 Moving stand 23 24 rail 25 moving gate 26 mounting table 50 liquid crystal display device 51 lower substrate 52 upper substrate 53, 56 transparent electrode film 54 alignment film 55 pixel region (R, G, B)
58 Non-pixel area 60 Filter layer 100 Spacer disposition device

Claims (7)

スペーサを、基板上に選択的に分散配置するスペーサ配設装置において、表面を熱可塑性樹脂で被覆されたスペーサを前記基板上の所定の領域に散布するスペーサ散布部と、散布されたスペーサに選択的に光を照射することでスペーサを前記基板上の所定位置に選択的に固着させる光照射部と、前記基板上の未固着のスペーサを吸引するスペーサ吸引部と、前記光照射部と前記スペーサ吸引部とを一体的に連結する連結部とを有するスペーサ配設部を有し、該基板と前記スペーサ配設部との相対位置を移動する搬送機構とを有することを特徴とするスペーサ配設装置。 In a spacer disposing apparatus that selectively disperses spacers on a substrate, a spacer spraying unit that sprays a spacer whose surface is coated with a thermoplastic resin on a predetermined region on the substrate, and a sprayed spacer are selected. A light irradiation part for selectively fixing the spacer to a predetermined position on the substrate by irradiating light, a spacer suction part for sucking an unfixed spacer on the substrate, the light irradiation part and the spacer A spacer arrangement comprising a spacer arrangement portion having a connecting portion for integrally connecting the suction portion and a transport mechanism for moving a relative position between the substrate and the spacer arrangement portion. apparatus. 前記スペーサ散布部が前記光照射部及び前記スペーサ吸引部と一体的に連結されていることを特徴とする請求項1記載のスペーサ配設装置。 The spacer arrangement device according to claim 1, wherein the spacer spraying unit is integrally connected to the light irradiation unit and the spacer suction unit. 前記スペーサ配設部には、基板との距離を調整するピント調整機構を有することを特徴とする請求項1又は2記載のスペーサ配設装置。 The spacer arrangement device according to claim 1, wherein the spacer arrangement portion has a focus adjustment mechanism for adjusting a distance from the substrate. 前記搬送機構が前記基板を移動するものであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のスペーサ配設装置。 The spacer arrangement device according to claim 1, wherein the transport mechanism moves the substrate. 前記搬送機構が前記スペーサ配設部を移動するものであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のスペーサ配設装置。 The spacer arrangement device according to claim 1, wherein the transport mechanism moves the spacer arrangement portion. 前記スペーサ散布部と、前記スペーサ吸引部が接続されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のスペーサ配設装置。 The spacer arrangement device according to any one of claims 1 to 5, wherein the spacer spraying portion and the spacer suction portion are connected. 液晶層を介在して対向配置された2枚の基板間隔を制御するために用いるスペーサを、該基板上に選択的に分散配置する液晶表示装置の製造方法において、スペーサを前記基板上の所定の領域に散布する工程と、光を該散布したスペーサに照射することでスペーサを所定位置に固着させる工程と、固着していないスペーサを吸引する工程を一定間隔をおいてほぼ同時に行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In a method of manufacturing a liquid crystal display device in which spacers used to control the distance between two substrates disposed opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween are selectively dispersed on the substrate, the spacers are disposed on the substrate in a predetermined manner. A step of spraying the region, a step of fixing the spacer to a predetermined position by irradiating the spacer to which the light has been scattered, and a step of sucking the spacer that is not fixed are performed almost simultaneously at a predetermined interval. A method for manufacturing a liquid crystal display device.
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JP2010286524A (en) * 2009-06-09 2010-12-24 Ulvac Japan Ltd Spacer disposing method and spacer removing device

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