JP2009058962A - 液晶表示素子の製造ライン - Google Patents

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Abstract

【課題】シール剤が合着工程の前に硬化することないように構成された液晶表示素子の製造ラインを提供する。
【解決手段】シール剤塗布装備から合着装備までＵＶ遮断用材料で形成された製造ライン遮断用カバーが形成されており、シール剤塗布装備から合着装備までの上部にはＵＶ遮断用ランプが形成される。このことにより、シール剤が合着工程の前に硬化することなく、下部基板と上部基板との接着力が上昇する。また、合着装備からＵＶ照射装備の前までの装備カバーがＵＶ遮断用材料で形成され、その領域にＵＶ遮断用ランプが配置されることで、シール剤がＵＶ照射工程の前に予め硬化することなく、所望するセルギャップを維持することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は液晶表示素子の製造ラインに関し、特に、液晶滴下方式による液晶表示素子の製造ラインに関する。
表示画面の厚さが数ｃｍに過ぎない超薄型の平板表示素子、その中でも液晶表示素子は動作電圧が低くて消費電力が少なく、且つ携帯用に使えるなどの利点のため、ノートパソコン、モニター、宇宙船、航空機などに至るまでその応用分野が広くて多様である。
かかる液晶表示素子は、一般に、その上に薄膜トランジスタと画素電極とが形成されている下部基板と、その下部基板と対向するように形成され、且つその上に遮光膜、カラーフィルター層及び、共通電極が形成されている上部基板と、前記両基板の間に形成されている液晶層から構成されており、前記画素電極と共通電極によって両基板の間に電場が形成されて液晶層が駆動され、その駆動する液晶層を介して光透過度が調節されて画像がディスプレイされるようになっている。
このような構造の液晶表示素子において、前記下部基板と上部基板との間に液晶層を形成する方法として、従来は毛細管現象と圧力差を用いた真空注入方式を使用していたが、真空注入方式は表示画面が大面積化されることに伴い長時間の液晶注入時間が必要とされ、生産性が劣るという問題点が発生した。
従って、このような問題点を解決するために液晶滴下方式という新たな方法が提案された。以下、添付の図面を参照して従来の液晶滴下方式による液晶表示素子について説明する。
図１ａ乃至図１ｄは関連技術としての液晶滴下方式による液晶表示素子の製造工程を示す斜視図である。
まず、図１ａのように、下部基板１及び上部基板３を用意する。図面には示していないが、下部基板１上には横縦に交差して画素領域を形成する複数個のゲート配線とデータ配線を形成し、前記ゲート配線とデータ配線との交差点に薄膜トランジスタを形成し、その薄膜トランジスタと連結される画素電極を前記画素領域に形成する。
また、上部基板３上には前記ゲート配線、データ配線及び、薄膜トランジスタ形成領域からの光漏洩を遮断するための遮光膜を形成し、その上に赤、緑、青のカラーフィルター層を形成し、その上に共通電極を形成する。また、前記下部基板１と上部基板３上に液晶の初期配向のための配向膜を形成する。
そして、図１ｂのように、前記下部基板１上にシール剤７を形成し、液晶５を滴下して液晶層を形成する。そして、前記上部基板３上にセルギャップを維持するためのスペーサーを散布する。
この際、上述した真空注入方式による液晶表示素子は、液晶が注入される前に両基板の合着工程が行われるが、液晶滴下方式による液晶表示素子は液晶５の滴下後に両基板１，３の合着工程が行われるので、前記シール剤７として熱硬化型シール剤を使用すると、シール剤７が加熱される間に流れ出て液晶５が汚染されるという問題点が発生する。
従って、液晶滴下方式による液晶表示素子では前記シール剤７としてＵＶ硬化型シール剤を使用する。
そして、図１ｃのように、前記下部基板１と上部基板３とを合着させる。
そして、図１ｄのように、ＵＶ照射装置９を通してＵＶを照射して前記シール剤７を硬化させる。このようにシール剤７が硬化することで、前記下部基板１と上部基板３とが接着される。
このように、液晶滴下方式の液晶表示素子の製造において、前記シール剤７は下部基板１上に形成された後下部基板１と上部基板３との合着工程を経てＵＶ照射工程により硬化する。
従って、下部基板１上に形成されたシール剤７が合着工程の実行前に予め硬化すると、下部基板１と上部基板３との接着力が劣る。
以下、上述した関連技術としての液晶滴下方式による液晶表示素子の製造ラインを説明する。
まず、薄膜トランジスタと画素電極が形成されている下部基板は第１ローディング装備にローディングされた後、シール剤塗布装備と液晶滴下装備を経て、その上にシール剤と液晶層が形成される。
そして、遮光膜、カラーフィルター層及び、共通電極が形成されている上部基板は第２ローディング装備にローディングされた後、スペーサー散布装備を経てその上にスペーサーが形成される。
そして、前記下部基板と上部基板は合着装備に移動して合着された後、ＵＶ照射装備に移動してＵＶ照射によってシール剤が硬化し、接着される。
この際、それぞれの工程装備及び工程装備間のラインには装備カバーが設置されているが、このような装備カバーは作業中に発生する塵などが飛散して排出され得るように上部は開放された構造であり、作業者が被作業物を肉眼で見られるように透明な材料で形成されている。
また、製造ラインの上部の天井には蛍光灯のようなランプが形成されている。
しかしながら、このように装備カバーは上部が開放されており、透明な材料で形成されているため、前記ランプで照射されたＵＶの一部が装備カバー及び、装備カバーの設置されていない上部面を介して基板上に照射され、シール剤が合着装備に至る前に硬化することで、結局、上述した合着基板の接着力が劣るという問題が発生した。
そこで、本発明は上記のような問題点を解決するために成されたもので、その目的というところは、シール剤が合着工程の前に硬化することないように構成された液晶表示素子の製造ラインを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、シール剤塗布装備から合着装備までＵＶ遮断用材料で形成された製造ライン遮蔽用カバーが設置されており、シール剤塗布装備から合着装備までの上部にはＵＶ遮断用ランプが形成されている液晶表示素子の製造ラインを提供する。
液晶表示素子の製造ラインの全体にＵＶ遮断用ランプを配置すると、上述した問題点が発生しない。しかしながら、ＵＶ遮断用ランプの明るさが暗くて、作業者が作業過程を肉眼で観察することが困難であった。
従って、本発明はシール剤塗布装備から合着装備までの上部にはＵＶ遮断用ランプを配置して、塵などの排出のために開放された装備カバーの上部にＵＶが照射されないようにしたものである。
また、製造ライン全体の視野を明るくするために、前記ＵＶ遮断用ランプを除いては一般のランプを配置し、一般のランプから照射されるＵＶが側面の装備カバーを通して基板上のシール剤に照射されることを防止するために、シール剤塗布装備から合着装備までの装備カバーをＵＶ遮断用材料で形成したものである。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図２は本発明の一実施形態による液晶表示素子の製造ラインのレイアウトであって、図２のように、本発明の一実施形態によれば、まず、薄膜トランジスタと画素電極が形成されている下部基板が第１ローディング装備１００にローディングされ、液晶滴下装備１４０で液晶層が形成された後、第１バッファ１５０で一時待機する。
そして、遮光膜、カラーフィルター層及び、共通電極が形成されている上部基板が第２ローディング装備２００にローディングされ、シール剤塗布装備２２０でシール剤が塗布された後、第２バッファ２５０で一時待機する。
そして、前記下部基板と上部基板は合着装備３００に移動して合着された後、ＵＶ照射装備４００でシール剤を硬化させて接着される。
一方、前記シール剤塗布装備２２０で塗布されたシール剤としては両末端にアクリル基が結合されたモノマー又はオリゴマーを開始剤と混合したものを使用することができ、一方の末端にはアクリル基が、他方の末端にはエポキシ基が結合されたモノマー又はオリゴマーを開始剤と混合したものを使用することもできる。
この際、前記シール剤として一方の末端にはアクリル基が、他方の末端にはエポキシ基が結合されたモノマー又はオリゴマーを開始剤と混合して使用した場合は、前記ＵＶ照射によってエポキシ基が反応しないので、前記ＵＶ照射工程後に更に加熱工程を行ってシール剤を硬化させる。従って、この場合は前記ＵＶ照射装備４００の後に熱硬化装備が更に配置される。
また、図示していないが、前記ＵＶ照射装備４００又は熱硬化装備の後にセル切断装備及び検査装備が更に配置される。このような工程装備間の移動はロボット６００により行われる。
この際、前記上部基板にシール剤を塗布するためのシール剤塗布装備２２０から合着装備３００までの装備カバー（斜線領域の装備カバー）はＵＶ遮断用材料、望ましくはＵＶ遮断アクリルからなっている。
そして、前記シール剤塗布装備２２０から合着装備３００までの上部にはＵＶ遮断用ランプ７００が配置されている。
また、図示していないが、前記シール剤塗布装備２２０と合着装備３００との間にボールスペーサーを形成するためのスペーサー散布装備が更に配置され得る。
また、シール剤に汚染物質が形成されている場合、両基板の接着力が劣る。
従って、図示してはいないが、前記シール剤塗布装備２２０と合着装備３００の間に基板を洗浄する洗浄装備が更に配置され得る。
また、前記液晶滴下を下部基板に行わず、上部基板に行うことも可能であり、この場合、液晶滴下装備１４０は前記シール剤塗布装備２２０の前後に配置され得る。液晶滴下装備１４０が前記シール剤塗布装備２２０の後に配置される場合、その装備カバーはＵＶ遮断用材料で形成される。
参考までに、シール剤を形成する方法としてはスクリーン印刷法、ディスペンサ法などがあるが、スクリーン印刷法はスクリーンが基板と接触するため、基板上に形成された配向膜などが損傷するおそれがあり、基板が大面積化すると、シール剤の損失量が多くて非経済的であるので、ディスペンサ法が望ましい。従って、前記シール剤塗布装備２２０としてもディスペンシング装備が望ましい。
図３は本発明の他の一実施形態による液晶表示素子の製造ラインのレイアウトであって、シール剤塗布装備から合着装備までだけでなく、合着装備からＵＶ照射装備の前までの装備カバーもＵＶ遮断用材料で形成したことを除いては上述した実施形態と同様である。従って、同一の図面符号を付し、その部分の説明は省略する。
液晶層が形成された下部基板とシール剤が塗布された上部基板とが合着する時に前記液晶層がシール剤に接すると、液晶が汚染される。従って、液晶を下部基板の中央部に過密度で滴下し、徐々に広がるようにして基板の全体に同一の密度で分布するようにする。
上記方法により液晶を滴下する場合は、下部基板の中央部に過密度で滴下された液晶がある程度広がり、所望するセルギャップが維持された後にＵＶ照射工程が行われるべきであり、そうでなくて、合着工程の後ＵＶ照射工程の前にシール剤が予め硬化すると、所望するセルギャップが得られなくなる。
従って、図３に示す本発明の他の一実施形態による液晶表示素子の製造ラインのレイアウトは合着工程装備３００からＵＶ照射工程装備４００の前までの装備カバーをＵＶ遮断アクリルのようなＵＶ遮断用材料で形成し、その領域の上部のランプもＵＶ遮断用ランプ７００を使用している。
図４は本発明のさらに他の一実施形態による液晶表示素子の製造ラインのレイアウトであって、図４のように、この実施形態によれば、まず、薄膜トランジスタと画素電極が形成されている下部基板が第１ローディング装備１００にローディングされ、シール剤塗布装備２２０でシール剤が形成され、且つ液晶滴下装備１４０で液晶層が形成された後、第１バッファ１５０で一時待機する。
そして、遮光膜、カラーフィルター層及び、共通電極が形成されている上部基板が第２ローディング装備２００にローディングされ、第２バッファ２５０で一時待機する。この際、前記第２ローディング装備２００と第２バッファ２５０の間にスペーサー散布装備が更に配置され得る。
そして、前記下部基板と上部基板とは合着装備３００で合着された後、ＵＶ照射装備４００でシール剤を硬化させて接着される。
この際、前記下部基板にシール剤を塗布するためのシール剤塗布装備２２０から合着装備３００までの装備カバー（斜線領域の装備カバー）はＵＶ遮断用材料、望ましくはＵＶ遮断アクリルからなっている。
そして、前記シール剤塗布装備２２０から合着装備３００までの上部にはＵＶ遮断用ランプ７００が配置されている。
また、図示してはいないが、前記シール剤塗布装備２２０と合着装備３００の間にスペーサー散布装備が更に配置され得る（この場合、上述した前記第２ローディング装備２００と第２バッファ２５０の間にスペーサー散布装備は配置されない）。
また、前記シール剤塗布装備２２０と合着装備３００の間に、上部基板の共通電極に電圧を印加するための銀（Ａｇ）塗布装備が更に配置され得る。前記銀（Ａｇ）塗布はディスペンサー法により行われることが望ましいので、前記銀塗布装備はディスペンシング装備が望ましい。
図５は本発明のさらにまた他の一実施形態による液晶表示素子の製造ラインのレイアウトであって、前記合着装備３００からＵＶ照射装備４００の前までの装備カバーをＵＶ遮断用材料で形成し、その領域の上部のランプをＵＶ遮断用ランプ７００とした形成したことを除いては、上述した図４による液晶表示素子の製造ラインと同様である。
尚、図２乃至図５の実施形態におけるＵＶ遮断用ランプ７００は、図６に示すように、ＵＶ遮断用カバー７０１と、その内部に収納されたランプ７０２とで構成されている。
図６はＵＶ遮断ランプ７００の一例を示す斜視図であって、ＵＶ遮断ランプ７００は光源７０２を含み、その光源７０２は、実際にＵＶ光を含む光を照射するが、前記ＵＶ光が対象物に照射されることを防ぐために、ＵＶ遮断用カバー７０１で前記光源７０２の周囲を囲む。前記ＵＶ遮断用カバー７０１としてＵＶ遮断用アクリルを使用する。
以上説明したように、本発明によれば、シール剤塗布装備から合着装備までの装備カバーがＵＶ遮断用材料で形成され、シール剤塗布装備から合着装備までの上部にはＵＶ遮断用ランプが配置されることにより、シール剤が合着工程の前に硬化することなく、下部基板と上部基板との接着力が上昇する。
また、合着装備からＵＶ照射装備の前までの装備カバーがＵＶ遮断用材料で形成され、その領域にＵＶ遮断用ランプが配置されることで、シール剤がＵＶ照射工程の前に予め硬化することなく、所望するセルギャップを維持することができる。
関連技術における液晶滴下方式による液晶表示素子の製造工程を示す斜視図である。 関連技術における液晶滴下方式による液晶表示素子の製造工程を示す斜視図である。 関連技術における液晶滴下方式による液晶表示素子の製造工程を示す斜視図である。 関連技術における液晶滴下方式による液晶表示素子の製造工程を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による液晶表示素子の製造ラインのレイアウトである。 本発明の他の一実施形態による液晶表示素子の製造ラインのレイアウトである。 本発明のさらに他の一実施形態による液晶表示素子の製造ラインのレイアウト。 本発明のさらにまた他の一実施形態による液晶表示素子の製造ラインのレイアウト。 本発明の各実施形態に用いるＵＶ遮断用ランプの構成図である。
符号の説明
１００：第１ローディング部
２００：第２ローディング部
２２０：シール剤塗布装備
１４０：液晶滴下装備
１５０：第１バッファ
２５０：第２バッファ
３００：合着装備
４００：ＵＶ照射装備
６００：ロボット

Claims (1)

  1. シール剤塗布装備から合着装備に沿ってＵＶ照射装備の前までＵＶ遮断用材料で形成された製造ライン遮蔽用カバーが設置されており、且つシール剤塗布装備から合着装備の間の上部には少なくとも１つのＵＶ遮断用ランプが配置されている液晶表示素子の製造ライン。
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