JP3981648B2 - 偏光膜製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイの製造装置に係わり、特に二色性染料のインキを塗布して偏光膜を形成する技術を適用した偏光膜の製造装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、液晶セルの両面に配置する偏光板は、パネル検査を合格した液晶セルの外側に接着剤を用いて貼り付けていた。
このため、スクライバで分断した液晶セルの一つ一つに偏光板を貼り合わせる必要があり、作業性が非常に悪かった。
また、貼合せ時に位置決め精度や密着強度の確保、気泡やダスト混入の防止、静電気の発生防止などさまざまな対策を必要とし、その後の工程で偏光板とパネルの密着性の強化や間に残存する気泡の除去などのためにオートクレーブ処理を行うなど、その組立てに多くの時間と労力を費やしていた。
【０００３】
この問題を解決するために、本出願人は米国Optiva社の開発した二色性染料がスティック状に自発的に積み重なった液晶状態の超分子複合体を含むインキ液を通常のフレキソ印刷装置でガラスやプラスチック基板に印刷して偏光膜を作製する技術を開発し、先に出願している。この技術により偏光板の貼り付け作業を必要としない液晶セルの組立てが可能になり、ＬＣＤの生産効率が大幅にアップされた。
【０００４】
図６に、この技術を用いた偏光膜製造装置の模式図を示す。
図において、印刷方向に沿って多数の微細溝ａを有する版１を版胴２に取り付け、回転している版１に横長のディスペンサ３からインキ液を滴下してブレード４で塗り広げ、二色性染料からなる液晶分子を微細溝ａに押し込める。
このとき、ブレード４は版１に接することなくわずかなギャップを設けて保持されているので、版面にインキ液の薄膜が形成される。
そして、テーブル５上に固定された基板６が版胴２直下を通過するとき、版１が基板６に接してインキ液の薄膜が版１から基板６に転写塗布される。
転写された二色性染料からなる液晶分子は剪断力を受けて一定方向に配向し、染料分子が規則的に並び（結晶化し）偏光性能が生じる。
【０００５】
この二色性染料からなる液晶分子はブレードで塗り広げられるときの機械的な剪断力によっても配向され得る。
そのため、版面にインキ液の薄膜をいったん形成してから転写するのでなく、ローラなどで剪断力を与えながら直接塗布しても結果的に液晶分子が塗布方向に沿って配向し、基板の上で液晶の染料分子が規則正しく配列する。
その結果、所望の偏光性能を有する偏光膜を簡単に作製することができる。
【０００６】
一方、偏光膜はユーザの要求によってさまざまな方向があり、それぞれの要求に応じて液晶の染料分子を基板に対して斜めに配向させる必要がある。
そのため、塗布方向を変えることはできないので、テーブルを回転して基板と塗布方向に角度をつけて塗布する。
ところが、テーブルを回転して直接塗布する場合、インキ液を基板の外にはみ出さないように塗布しようとすると、幅方向で必要な液量が異なるため、従来の横長のスリット状のディスペンサではインキ液の出力調整が複雑になり、不可能に近くなる。
【０００７】
そこで本発明は、インキ液の出力調整が容易でテーブルを回転してもインキ液を基板の外にはみ出さないように塗布できる偏光膜の製造装置を提供することを目的になされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。
【０００９】
すなわち、本発明の偏光膜製造装置は、二色性染料がスティック状に自発的に積み重なった液晶状態の超分子複合体を含むインキ液をドクターで塗り広げて基板の表面に偏光膜を作製する装置であって、前記基板の端部に注射針状のディスペンサを配置し、このディスペンサを塗布方向と直交する方向に移動して前記インキ液を線状に滴下し、次にドクターを塗布方向に移動して線状に堆積したインキ液を面状に塗り広げることにより上記目的が達成される。
【００１０】
また、本発明の偏光膜製造装置は、前記基板の設置方向とインキ液の塗布方向が異なるときは、前記ディスペンサを２台配置し、この２台を別々に移動して塗布方向に移動する前記ドクターが最初に接する基板の隣接２辺に沿ってプログラムされた液量のインキ液を滴下することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の偏光膜製造装置は、前記プログラムされた液量を、前記基板の隣接２辺からその対向２辺に至るまでの塗布方向と平行な直線距離に比例させることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１〜２に、本発明を実施した偏光膜製造装置の概略図を示す。
偏光膜製造装置は、図１に示すように、円柱状のドクター７を基板６の端部に摺接し、その一方の隅角部に注射針状のディスペンサ８を配置する。
あるいは、図２に示すように、角柱状のドクター７を基板６の端部に摺接し、その一方の隅角部に注射針状のディスペンサ８を配置する。
ドクター７は、Ｙ方向の移動手段（図示しない）に接続して塗布方向に沿って摺動移動または回転移動できるようにする。
ディスペンサ８は、Ｘ方向の移動手段（図示しない）に接続して塗布方向と直交する方向に水平移動できるようにする。
【００１４】
本発明を実施した偏光膜製造装置は以上のような構成で、図３に示すように、塗布方向Ｐが基板６の辺ＡＤ、ＢＣと平行の場合は、最初にディスペンサ８を角Ｂから角Ａに移動して前述のインキ液ｂを辺ＢＡに沿って滴下し、ドクター７の前方に帯状に堆積する。
次に、ドクター７を基板６に摺接して塗布方向Ｐに沿って移動し、辺ＢＡに堆積したインキ液ｂを塗り広げて基板６の表面にインキ液ｂの薄膜を形成する。
このとき、ドクター７と基板６の間に挟まれたインキ液ｂに剪断力がかかってインキ液ｂに含まれる超分子複合体が塗布方向Ｐに沿って配向し、基板６の上で規則正しく配列する。その結果、インキ液ｂの薄膜に偏光性能が生じる。
なお、円柱状のドクター７を用いる場合は、ドクター７を摺動移動させるだけでなく、回転移動させてもよい。
【００１５】
図４に示すように、塗布方向Ｐが基板６の辺ＡＤ、ＢＣと角度がある場合は、２台のディスペンサ８を用い、ドクター７の塗布方向Ｐへの移動に伴い、１台を角Ｂから角Ａに斜めに移動してインキ液ｂを辺ＢＡに沿って滴下し、他の１台を角Ｂから角Ｃに斜めに移動してインキ液ｂを辺ＢＣに沿って滴下する。
このとき、同時にドクター７が基板６に摺接して塗布方向Ｐに沿って移動し、辺ＢＡ、ＢＣに堆積したインキ液ｂを剪断力をかけながら塗り広げて基板６表面にインキ液ｂの薄膜を形成する。
【００１６】
インキ液ｂの塗布過程において、図５に示すように、２台のディスペンサ８はドクター７と基板６の辺ＢＡ、ＢＣの交点Ｅ、Ｆに位置し、そこから塗布方向Ｐと平行に延びる直線が辺ＡＤ、ＤＣと交差する点Ｇ、Ｈまでの距離ＥＧ、ＦＨに比例した液量をプログラムで制御して吐出する。
これにより、例えば角Ａ、Ｃでは液量が0となり、インキ液ｂを基板６の外にはみ出さないように塗布することができる。
【００１７】
距離ＥＧ、ＦＨは、例えば辺ＢＡ、ＢＣの長さをａ、ｂ、ドクター７の塗布方向Ｐの変位量をＸ、塗布方向Ｐと辺ＡＤ、ＢＣの角度をθとすると、次の計算式によって求めることができる。
tanθ＞ａ／ｂのとき（対角線ＢＤが中心より右に傾斜するとき）
ＥＧ＝ａ／sinθ−Ｘ／sin^２θ（0≦Ｘ≦ａsinθ）
ＦＨ＝ａ／sinθ（0≦Ｘ≦bcosθ−acos^２θ／sinθ）
＝b／cosθ−Ｘ／cos^２θ（bcosθ−acos^２θ／sinθ＜Ｘ≦bcosθ）
tanθ＝ａ／ｂのとき（対角線ＢＤが中心と一致するとき）
ＥＧ＝ａ／sinθ−Ｘ／sin^２θ（0≦Ｘ≦ａsinθ）
ＦＨ＝b／cosθ−Ｘ／cos^２θ（0≦Ｘ≦bcosθ）
tanθ＜ａ／ｂのとき（対角線ＢＤが中心より左に傾斜するとき）
ＥＧ＝b／cosθ（0≦Ｘ≦ａsinθ−ｂsin^２θ／cosθ）
＝ａ／sinθ−Ｘ／sin^２θ（ａsinθ−ｂsin^２θ／cosθ＜Ｘ≦ａsinθ）
ＦＨ＝b／cosθ−Ｘ／cos^２θ（0≦Ｘ≦bcosθ）
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インキ液を塗り広げるときに注射針状のディスペンサを移動して基板にインキ液を線状に滴下するので、従来の横長のスリット状のディスペンサでは不可能であった幅方向の出力調整が可能になり、テーブルを回転してもインキ液を基板の外にはみ出さないように塗布できるようになる。
また、横長のスリット状のディスペンサに比較して液を送り出すポンプなどが単純になり、掃除なども簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】円柱状のドクターを用いた偏光膜製造装置の概略図である。
【図２】角柱状のドクターを用いた偏光膜製造装置の概略図である。
【図３】基板の設置方向と塗布方向が一致する場合の塗布方法の模式図である。
【図４】基板の設置方向と塗布方向が異なる場合の塗布方法の模式図である。
【図５】基板の隣接２辺からその対向２辺に至る直線距離の説明図である。
【図６】従来の偏光膜製造装置の模式図である。
【符号の説明】
１ 版
２ 版胴
３ ディスペンサ
４ ブレード
５ テーブル
６ 基板
７ ドクター
８ ディスペンサ
ａ 微細溝
ｂ インキ液

Claims (3)

1. 二色性染料がスティック状に自発的に積み重なった液晶状態の超分子複合体を含むインキ液をドクターで塗り広げて基板の表面に偏光膜を作製する装置であって、
   前記基板の端部に注射針状のディスペンサを配置し、
   このディスペンサを塗布方向と直交する方向に移動して前記インキ液を線状に滴下し、
   次にドクターを塗布方向に移動して線状に堆積したインキ液を面状に塗り広げることを特徴とする偏光膜製造装置。
2. 前記基板の設置方向とインキ液の塗布方向が異なるときは、
   前記ディスペンサを２台配置し、
   この２台を別々に移動して塗布方向に移動する前記ドクターが最初に接する基板の隣接２辺に沿ってプログラムされた液量のインキ液を滴下することを特徴とする請求項１記載の偏光膜製造装置。
3. 前記プログラムされた液量を、
   前記基板の隣接２辺からその対向２辺に至るまでの塗布方向と平行な直線距離に比例させることを特徴とする請求項２記載の偏光膜製造装置。

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