JP2010039360A - 液晶封止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明によれば、液晶の確実な封止を実現できる液晶封止装置を提供できる。
【解決手段】 本発明は、一対の基板２Ａ，２Ｂの間に液晶２４を封止するためのシール層２３に光を照射することによって、シール層２３を硬化させる液晶封止装置１であって、光としてレーザ光Ｌ１〜Ｌ４を出射するレーザ光源４１と、レーザ光源４１から出射されたレーザ光の照射領域Ｓ１〜Ｓ４とシール層２３の形状とをほぼ一致させるようにレーザ光Ｌ１〜Ｌ４を整形する光学系Ｖとを備える。液晶封止装置１によれば、光としてレーザ光を用いることで、その照射領域Ｓ１〜Ｓ４をほぼシール層２３に限定することが可能となるので、液晶領域２１を覆うマスクを不要とし、シール層２３に十分な強さの光を照射することが可能となり、結果として液晶の確実な封止を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイを構成する液晶パネルの製造に利用される液晶封止装置に関する。

上記技術分野における従来の液晶封止装置として、液晶パネル全体に光を照射することによって、液晶パネル内に液晶を封止するためのシール層を硬化させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような液晶封止装置においては、光の影響によって液晶の性能が劣化することを防止するため、液晶パネルの表面の液晶領域をマスクで覆う必要がある。
特開２００４−４５６３号公報

ところで、近年、液晶ディスプレイの大型化に伴って、液晶パネルに占める画像表示部（すなわち液晶領域）の面積拡大が求められている。液晶領域が拡大すると、結果として液晶領域以外の枠部の面積が縮小され、シール層を形成可能な領域が制限される。これにより、シール層の幅が狭められると、シール層の大部分が液晶との境界付近に位置することになる。このとき、前述した従来の液晶封止装置を用いて光を照射すると、液晶領域を覆うマスクによってシール層に向かう光が遮られるため、シール層が十分に硬化せず、液晶の封止が不確実なものとなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液晶の確実な封止を実現できる液晶封止装置を提供することを目的とする。

本発明は、一対の基板の間に液晶を封止するためのシール層に光を照射することによって、シール層を硬化させる液晶封止装置であって、光としてレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光の照射領域照射領域とシール層の形状とをほぼ一致させるようにレーザ光を整形する光学系と、を備えることを特徴とする。

この液晶封止装置によれば、シール層を硬化させるための光としてレーザ光を用いているので、レーザ光を整形してその照射領域をほぼシール層に限定することが可能となる。その結果、液晶にはほとんど光が照射されないので、液晶領域を保護するマスクを形成する必要がなくなり、マスクに遮られることなくシール層に十分な強さの光を照射することが可能となる。このようにして、シール層を確実に硬化させることが可能となるので、液晶の確実な封止を実現できる。

また、本発明に係る液晶封止装置においては、光学系によって整形されたレーザ光を反射するミラーを更に備えることが好ましい。このようなミラーを備えることで、レーザ光源から出射されるレーザ光が照射対象に到達するまでの進路の長さを十分に確保しつつ、レーザ光源及び光学系とレーザ光の照射対象との直線距離を短くすることが可能となる。このことは、レーザ光を十分に拡散させて必要な大きさの照射領域の形成を実現すると共に、液晶封止装置の小型化を可能にする。

また、本発明に係る液晶封止装置においては、レーザ光源及び光学系は、光学系を通過するレーザ光の進行方向に進退自在となっていることが好ましい。このような構成によれば、レーザ光源及び光学系を進退させることで、レーザ光によって形成される照射領域の大きさを変更することができる。従って、様々な大きさの液晶パネルの製造に適用することが容易となり、液晶封止装置の汎用性の向上を図ることができる。

本発明によれば、液晶の確実な封止を実現できる。

以下、本発明に係る液晶封止装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る液晶封止装置の一実施形態の平面図であり、図２は、図１の液晶封止装置の側面図である。図３は、図１のIII‐III線に沿っての部分断面図である。図１〜図３に示されるように、液晶封止装置１は、液晶ディスプレイを構成する液晶パネルの製造に利用されるものである。

液晶封止装置１は、複数の液晶パネルに分割されるマザーパネル２が配置されるＸＹステージ３と、ＸＹステージ３の四方に配置された４台のレーザユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄと、ＸＹステージ３の上方に配置され、レーザユニット４Ａ〜４Ｄが出射するレーザ光をマザーパネル２へと反射する４枚のミラー５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄとを備えている。

マザーパネル２は、互いに対向して配置された２枚のガラス製の基板２Ａ，２Ｂを有する長方形状の部材である。このマザーパネル２は、一方の基板２Ｂ上に光硬化性樹脂からなる矩形枠状のシール層２３を枠単位で８箇所形成し、シール層２３に囲まれた領域内に液晶２４を滴下した後、もう一方の基板２Ａを基板２Ｂ上に重ね合わせることで構成されている。

マザーパネル２には、矩形枠状のシール層２３によって画成された液晶領域２１（液晶パネルにおける画像表示部）が８箇所形成されている。液晶領域２１は、Ｘ軸方向に延在する長辺とＹ軸方向に延在する短辺からなる長方形状をなしており、マザーパネル２においてＸ軸方向に２箇所、Ｙ軸方向に４箇所並ぶように配置されている。各液晶領域２１の外周には、微小な幅の枠部２２が設けられており、これらの枠部２２にシール層２３が位置している。このマザーパネル２は、ＸＹ平面内で移動可能なＸＹステージ３によって支持されており、ＸＹステージ３は、図示しない駆動部によってマザーパネル２をＸＹ平面内で移動させる。

レーザユニット４Ａ〜４Ｄは、マザーパネル２の斜め上方にそれぞれ設けられると共に、液晶封止の対象とされた１箇所の液晶領域２１を四方から囲むように配置されている。レーザユニット４Ａ，４Ｃは、液晶封止の対象とされた液晶領域２１を中心としてＸ軸方向で対向するように配置され、レーザユニット４Ｂ，４Ｄは、同液晶領域２１を中心としてＹ軸方向で互いに対向するように配置されている。

図４は、図１の液晶封止装置のレーザユニットの構成図であり、図５は、図１の液晶封止装置のレーザユニットの平面図である。図６は、図１の液晶封止装置によって封止される液晶パネルの平面図である。図４に示されるように、レーザユニット４Ａの内部には、レーザ光を出射するレーザ光源４１と、レーザ光源４１が出射したレーザ光Ｌ１の照射領域がシール層２３の形状に対応するようにレーザ光Ｌ１を整形する光学系Ｖとが収容されている。光学系Ｖによって整形されたレーザ光Ｌ１は、出射口４４から外側へ出射される。

光学系Ｖは、レーザ光源４１が出射したレーザ光Ｌ１の光量分布を均一化させるアポタイザレンズ４２と、レーザ光Ｌ１のＺ軸方向における幅が一定となるようにレーザ光Ｌ１を整形するシリンドリカルレンズ４３とから構成されている。この光学系Ｖでは、アポタイザレンズ４２及びシリンドリカルレンズ４３によってレーザ光Ｌ１を整形することで、マザーパネル２上に光量分布が均一かつ一定の幅を有する長円形状の照射領域Ｓ１を形成する（図６参照）。なお、シリンドリカルレンズ４３によって整形されるレーザ光Ｌ１のＺ軸方向における幅は、シール層２３の幅に対応するように設定される。

また、レーザユニット４Ａは、レーザユニット４Ａのレーザ出射方向（すなわちレーザユニット４Ａ内における光学系Ｖを通過するレーザ光Ｌ１の進行方向）において、進退自在に構成されている（図５参照）。なお、レーザユニット４Ｂ〜４Ｄは、レーザユニット４Ａと同等の構成を有している。

図１，２及び図６に示されるように、ミラー５Ａ〜５Ｄは、液晶封止の対象とされた液晶領域２１が有する各辺に対応するようにそれぞれ配置されている。具体的には、ミラー５Ａ，５Ｃは、液晶領域２１の短辺上に配置され、Ｚ軸に対して所定の傾きを有している。これらのミラー５Ａ，５Ｃは、それぞれレーザユニット４Ａ，４Ｃから出射されたレーザ光Ｌ１，Ｌ３をマザーパネル２に向けて反射し、これによって液晶封止の対象とされた液晶領域２１の短辺（長方形状をなす枠状のシール層２３の短辺）を含むように長円形状の照射領域Ｓ１，Ｓ３が形成される。これらの照射領域Ｓ１，Ｓ３は、液晶領域２１に重ならないように形成されている。

同様に、ミラー５Ｂ，５Ｄは、液晶領域２１の長辺上に配置され、Ｚ軸に対して所定の傾きを有している。これらのミラー５Ｂ，５Ｄは、それぞれレーザユニット４Ｂ，４Ｄから出射されたレーザ光Ｌ２，Ｌ４をマザーパネル２に向けて反射し、これによって液晶封止の対象とされた液晶領域２１の長辺（長方形状をなす枠状のシール層２３の長辺）を含むように長円形状の照射領域Ｓ２，Ｓ４が形成される。これらの照射領域Ｓ２，Ｓ４は、液晶領域２１に重ならないように形成されている。

以上のように構成された液晶封止装置１は、次のように動作する。まず、ＸＹステージ３によって、液晶封止の対象とされた液晶領域２１の各辺（すなわち枠状のシール層２３）がミラー５Ａ〜５Ｄに対応する位置になるようにマザーパネル３を移動させる。この状態で、レーザユニット４Ａ〜４Ｄからレーザ光Ｌ１〜Ｌ４を同時に出射すると、ミラー５Ａ〜５Ｄによってそれぞれ反射されたレーザ光Ｌ１〜Ｌ４は、シール層２３の形状とほぼ一致するように長円形状の照射領域Ｓ１〜Ｓ４を形成する。その結果、レーザ光Ｌ１〜Ｌ４によってシール層２３が硬化され、液晶封止の対象とされた液晶領域２１において液晶２４が封止される。その後、ＸＹステージ３を駆動させて、次の液晶領域２１の各辺がミラー５Ａ〜５Ｄに対応する位置になるようにマザーパネル３を移動させる。以上の液晶封止工程を繰り返すことで、マザーパネル３における８箇所の液晶領域２１全てにおいて液晶の封止が行われる。そして、全ての液晶領域２１が封止された後、マザーパネル２は、枠部２２に沿って切断され、液晶領域２１ごとに分割される。このようにして、１枚のマザーパネル２から８枚の液晶パネルが形成される。なお、１枚のマザーパネルから形成される液晶パネルの数は、１〜７枚であっても、９枚以上であってもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る液晶封止装置１では、シール層２３を硬化させるための光としてレーザ光を用いている。そのため、レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を整形して、照射領域Ｓ１〜Ｓ４をほぼシール層２３に限定することが可能となる。その結果、液晶２４にはほとんど光が照射されないので、液晶領域２１を保護するマスクを形成する必要がなくなり、マスクに遮られずにシール層２３に十分な強さの光を照射することが可能となる。これによって、シール層２３を確実に硬化させることができるので、液晶２４をより確実に封止することが可能となり、信頼性の高い液晶パネルを製造することができる。

また、マスクの形成を不要とすると共に、照射領域を限定して不要な光照射をなくすことで、液晶パネルの製造コストの低減を図ることができる。更に、ＵＶランプなどを用いた従来の光照射装置と比べて、レーザ光により少ない消費電力で十分な光量を得ることができるので、製造コストの低減に有利である。

また、光学系Ｖによって照射領域Ｓ１〜Ｓ４における光量分布が均一化されているので、光量分布の不均一によりシール層２３の硬化にムラが生じることが防止され、より確実な液晶２４の封止が実現される。

更に、この液晶封止装置１においては、ミラー５Ａ〜５Ｄを備えることで、レーザユニット４Ａ〜４Ｄから出射されるレーザ光Ｌ１〜Ｌ４の進路の長さを十分に確保しつつ、レーザユニット４Ａ〜４Ｄと照射対象（液晶領域２１）との直線距離を短くすることが可能となる。このことは、レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を十分に拡散させて適切な大きさの照射領域Ｓ１〜Ｓ４の形成を実現すると共に、液晶封止装置１の小型化を可能にする。

また、この液晶封止装置１においては、レーザユニット４Ａは、そのレーザ出射方向において、進退自在に構成されているため、レーザユニット４Ａの進退による照射領域Ｓ１の大きさの調整が可能となる（図５参照）。従って、液晶封止装置１を様々な大きさの液晶パネルの製造に適用することが容易となり、液晶封止装置１の汎用性の向上を図ることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、レーザユニットやミラーの数は、４個に限られず、１個であってもよく、またマザーパネルにおける液晶領域の数と液晶領域の辺の数とを掛けた数（本実施例では３２）に対応する個数であってもよい。この場合、一度のレーザ光照射によって全ての液晶領域の液晶封止が実現でき、液晶封止作業の迅速化を図ることができる。

また、光学系Ｖは、アポタイザレンズ４２とシリンドリカルレンズ４３とから構成されるものに限られず、レーザ光源４１の仕様やシール層２３の大きさ等に応じて様々な構成が採用される。

本発明に係る液晶封止装置の一実施形態の平面図である。 図１の液晶封止装置の側面図である。 図１のIII‐III線に沿っての部分断面図である。 図１の液晶封止装置のレーザユニットの側面図である。 図１の液晶封止装置のレーザユニットの平面図である。 図１の液晶封止装置によって封止される液晶パネルの平面図である。

符号の説明

１…液晶封止装置、２…マザーパネル、２Ａ，２Ｂ…基板、３…ＸＹステージ、４Ａ〜４Ｄ…レーザユニット、５Ａ〜５Ｄ…ミラー、２１…液晶領域、２２…枠状領域、２３…シール層、２４…液晶、４１…レーザ光源、４２…アポタイザレンズ、４３…シリンドリカルレンズ、Ｖ…光学系、Ｌ１〜Ｌ４…レーザ光、Ｓ１〜Ｓ４…照射領域。

Claims (3)

1. 一対の基板の間に液晶を封止するためのシール層に光を照射することによって、前記シール層を硬化させる液晶封止装置であって、
   前記光としてレーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源から出射された前記レーザ光の照射領域と前記シール層の形状とをほぼ一致させるように前記レーザ光を整形する光学系と、
   を備えることを特徴とする液晶封止装置。
2. 前記光学系によって整形された前記レーザ光を反射するミラーを更に備えることを特徴とする請求項１記載の液晶封止装置。
3. 前記レーザ光源及び前記光学系は、前記光学系を通過する前記レーザ光の進行方向に進退自在となっていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶封止装置。