JP4068476B2 - シール剤硬化装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子（ＬＣＤ）の製造装置に関し、特に、シール剤を硬化させるためのシール剤硬化装置に関する。
【０００２】
【関連技術】
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。
【０００３】
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とから構成されており、前記画素電極と共通電極との間に電場が形成されて液晶層が駆動し、その駆動する液晶層を介して光透過度が調節され、画像が表示される。
【０００４】
このような構造の液晶表示素子を製造する方法は、下部基板と上部基板の間に液晶層を形成する方式によって真空注入方式と液晶滴下方式とに分けられ、以下にこれらを説明する。
【０００５】
真空注入方式による液晶表示素子の製造方法は次の通りである。
まず、薄膜トランジスタと画素電極を備えた下部基板と、遮光膜、カラーフィルター層及び、共通電極を備えた上部基板とを用意する。
そして、両基板間の均一なセルギャップを維持するために何れか一方の基板にスペーサを形成する。前記スペーサは基板上に散布して形成されるボールスペーサ、又は、基板に固着される柱状スペーサである。
【０００６】
また、液晶の漏出を防止し、且つ両基板が接着されるように何れか一方の基板にシール剤を塗布する。この際、前記シール剤としてはエポキシ樹脂などを用いた熱硬化型シール剤が主に使用される。
そして、前記両基板を貼り合わせた後、加熱して前記熱硬化型シール剤を硬化させることで両基板を接着させる。
そして、前記貼り合わせ基板を真空チャンバー内に置いて、前記貼り合わせ基板間の空間を真空状態に保持した後、液晶容器に浸漬して、前記貼り合わせ基板内に液晶層を形成する。
【０００７】
しかしながら、かかる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あった。
【０００８】
液晶滴下方式は、前記真空注入方式の問題点を解決するためのものであって、下部基板及び上部基板の準備工程、スペーサ形成工程、シール剤の塗布工程については、真空注入方式と同様である。
しかし、貼り合わせた基板に真空状態で液晶を注入する真空注入方式とは異なり、液晶滴下方式では、下部基板上に形成されたシール剤内に液晶を滴下した後、両基板の貼り合わせ工程が行われる。
【０００９】
このように、液晶滴下方式においては、液晶が滴下された後両基板の貼り合わせ工程が行われるので、前記シール剤として熱硬化型シール剤を使用すると、シール剤が加熱される間に漏出して液晶が汚染されるおそれがあるので、液晶滴下方式では前記シール剤としてアクリル樹脂などを用いたＵＶ硬化型シール剤を使用する。
従って、両基板の貼り合わせ工程後にＵＶを照射して両基板を接着させる。また、前記ＵＶ硬化型シール剤としてエポキシ樹脂を一部含む場合は、ＵＶ照射工程後に加熱工程を追加してシール剤を完全に硬化させる。
【００１０】
前記真空注入方式、又は液晶滴下方式でエポキシ樹脂のような熱硬化型シール剤を硬化させるための従来のシール剤硬化装置を図１Ａに示す。
図１Ａは関連技術のシール剤硬化装置の部分切開斜視図であって、図１Ａのように、関連技術のシール剤硬化装置は、チャンバー１及び、チャンバー１内部の両側面に固定されている複数個の支持棒３から構成されている。
【００１１】
シール剤が形成された貼り合わせ基板は、前記支持棒３上に積まれ、２つ以上の支持棒が一つの段を形成し、その段が複数個形成され、それらの上に貼り合わせ基板が複数個積まれる。
【００１２】
前記チャンバー１の内部は熱風により加熱されるので、熱風を導入する導入口（図示せず）が形成されている。また、前記支持棒３が固定されているチャンバーの側面にはドア（図示せず）が形成され、貼り合わせ基板の積み込みと取り出し時及び、チャンバー内部の加熱時にドアの開閉が可能なようになっている。
【００１３】
上記構造のシール剤硬化装置を用いたシール剤硬化工程を調べると、まず、前記チャンバー１のドアを開けてロボットアームで貼り合わせ基板を移動させ、前記チャンバー１内部の支持棒３上に貼り合わせ基板を積む。その後、ドアを閉めて熱風を吹き込み、シール剤を硬化させた後、再びドアを開けて貼り合わせ基板を取り出す。
【００１４】
一方、図１Ｂは、貼り合わせ基板５をチャンバー１内部の支持棒３に積んだ状態を示す斜視図であり、図１Ｃは図１Ｂの線１Ｃ−１Ｃにおける断面を示す断面図であって、図面から分かるように、関連技術の支持棒３はその断面が円形に形成され、貼り合わせ基板５と支持棒３とは線接触する。
従って、前記貼り合わせ基板５が支持棒３と線接触する領域で大きな荷重を受け、その領域に形成された柱状スペーサなどが押圧されて、液晶表示素子の画像表示時に黒染みなどの不良が発生する。
【００１５】
また、シール剤硬化工程中に貼り合わせ基板５が高温で加熱されると、貼り合わせ基板５の物性が変化するが、この際、前記支持棒３と貼り合わせ基板５との接触面積が少なくて、図１Ｃに示すように、前記支持棒３の間で貼り合わせ基板が垂れるような問題が発生する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、貼り合わせ基板と、貼り合わせ基板を支持する支持部との接触面積を増加させて、シール剤硬化工程中に貼り合わせ基板の不良を引き起こすことのないシール剤硬化装置を提供する。
本発明の他の目的として、貼り合わせ基板の大型化に伴い、シール剤硬化工程中に発生し得る貼り合わせ基板の垂れ現象を効果的に防止できるシール剤硬化装置を提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるシール剤硬化装置は、少なくとも一対の貼り合わせた基板を収納するチェンバーと、前記チェンバーの内部の側面に固定され、前記貼り合わせた基板と接触する実質的に平坦な上面を有する、前記貼り合わせた基板を支持する少なくとも一つの支持部とを含むことを特徴とする。
即ち、本発明は、チャンバーの内部に固定される支持部の上面を平面構造に形成して、貼り合わせ基板と支持部との接触面を増加させたものである。
【００１８】
この際、前記支持部は前記チャンバー内部の両側面に固定された複数個の一字形の支持棒からなり得る。
また、前記支持部は前記チャンバー内部の両側面に固定された複数個の一字形の支持棒及び、前記チャンバー内部の一側面に固定されたＵ字形補助支持体からなり得る。
また、前記支持部は複数個の溝が形成された平板形支持体からなり得る。
【００１９】
尚、本発明によるシール剤硬化装置は、少なくとも一対の貼り合わせた基板を収納するチャンバーと、前記チャンバーの内部に形成され、前記貼り合わせた基板と接触する実質的に平坦な第１上面を有し、かつ両側に連結部が形成された複数個の支持棒と、一方の端部は前記チェンバーに固定され、他方の端部は前記支持棒の連結部に固定されている固定部とを含むことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好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。
【００２１】
図２は本発明の第１実施形態によるシール剤硬化装置の部分切開斜視図である。
図２のように、本発明の第１実施形態によるシール剤硬化装置は、チャンバー１０及び、チャンバー１０内部の両側面に固定された複数個の一字形の支持棒３０を含んで構成されている。
図面には２つの一字形の支持棒３０が一つの段を形成しているが、３つ以上の一字形の支持棒３０で一つの段を形成することもできる。この際、貼り合わせ基板の積み込み及び取り出しのために、ロボットアームを入れる空間を考慮して前記一字形の支持棒３０の位置は適切に調節可能である。
【００２２】
また、図面には一つの段のみが示されているが、上下に複数個の段が形成され、複数個の貼り合わせ基板が積み込み及び取り出しされる。
【００２３】
前記チャンバー１０はその内部が熱風によって加熱されるので、熱風を導入する導入口（図示せず）が形成されている。また、貼り合わせ基板の積み込み／取り出し時及び、チャンバー内部の加熱時に、前記チャンバー１０が開閉できるように、前記チャンバー１０にはドア（図示せず）が形成されている。
【００２４】
図３Ａはこのような本発明の第１実施形態によるシール剤硬化装置に貼り合わせ基板を積んだ状態を示す斜視図であり、図３Ｂは図３Ａの線３Ｂ−３Ｂにおける断面を示す断面図である。
図３Ａ及び図３Ｂから分かるように、本発明の第１実施形態による一の字形支持棒３０は、その断面が四角形状で、貼り合わせ基板と接触する上面が平面構造からなっているので、貼り合わせ基板と面接触する。
従って、貼り合わせ基板の荷重が特定の領域に偏らず、適切に分散されるため、加熱によって貼り合わせ基板が垂れることなく、また、特定の領域で柱状スペーサなどの押圧現象が発生しないので、液晶表示素子の画像表示時に黒染みが発生することない。
【００２５】
一方、図４は本発明の第１実施形態による一字形の支持棒３０の多様な断面構造を示す断面図である。
前記一字形の支持棒３０は、その上面、つまり、貼り合わせ基板と接する面が平面構造であれば十分である。従って、前記一字形の支持棒３０は、その断面が長方形、正方形、梯形などの四角形構造であるか、又は半円形構造、逆三角形構造、さらに上面が平面である五角形以上の多角形構造も可能である。
但し、このような一字形の支持棒３０は上下に複数個が形成されて、複数個の段を形成し、また、複数個の段に複数個の貼り合わせ基板が積み込み／取り出しするので、一字形の支持棒３０の下面も平面であるのが好ましい。
【００２６】
図５は本発明の第２実施形態によるシール剤硬化装置の部分切開斜視図である。
図５のように、本発明の他の一実施形態によるシール剤硬化装置は、チャンバー１０、チャンバー１０内部の両側面に固定された複数個の一字形の支持棒３０ａ及び、前記チャンバー内部の一側面に固定されたＵ字形補助支持体３０ｂを含んで構成されている。
即ち、貼り合わせ基板を支持する支持部として複数個の一字形の支持棒３０ａだけでなく、一字形の支持棒３０ａの間にＵ字形補助支持体３０ｂを形成することで、貼り合わせ基板をより安定的に支持できるようにしたものである。
【００２７】
この際、前記一字形の支持棒３０ａとＵ字形補助支持体３０ｂの間の空間にロボットアーム（図示せず）が入り込み、貼り合わせ基板の積み込み／取り出しが行われる。
前記複数個の一字形の支持棒３０ａ及びＵ字形補助支持体３０ｂの上面は平面構造を有し、その断面は長方形、正方形、梯形などの四角形構造であるか、又は半円形構造、逆三角形構造、さらに上面が平面である五角形以上の多角形構造も可能である。
その他は上述した第１実施形態と同様である。
【００２８】
図６は本発明の第３実施形態によるシール剤硬化装置の部分切開斜視図である。
図６のように、本発明の第３実施形態によるシール剤硬化装置は、チャンバー１０及び、チャンバー１０の内部に固定され、且つ複数個の溝３５が形成された平板形支持体３０ｃを含んで構成されている。
即ち、貼り合わせ基板を支持する支持部として平板形支持体３０ｃを形成することで、加熱工程中における貼り合わせ基板の垂れや局部的な押圧現象などを完全に防止できるようにしたものである。
【００２９】
この際、前記平板形支持体３０ｃの一方の側には穴３５が形成されており、その領域にロボットアーム（図示せず）が入り込み、貼り合わせ基板の積み込み／取り出しが行われる。
前記平板形支持体３０ｃはその断面が長方形、正方形、梯形などの四角形構造であるか、又は半円形構造、逆三角形構造、さらに上面が平面である五角形以上の多角形構造も可能である。
その他は上述した実施形態と同様である。
【００３０】
図７は本発明の第４実施形態によるシール剤硬化装置を部分切開して分解した斜視図である。
図７のように、本発明の第４実施形態によるシール剤硬化装置は、チャンバー１０、支持棒３０及び、その支持棒３０をチャンバー１０に固定するための固定部５０を含んで構成されている。
図面には２つの支持棒３０が一つの段を形成しているが、３つ以上の支持棒３０で一つの段を形成することもできる。但し、貼り合わせ基板の積み込み及び取り出しのためにロボットアームを入れる空間が必要であるので、これを考慮して支持棒３０の位置及び個数が調節される。
【００３１】
また、図面には一つの段のみが示されているが、上下に複数個の段が形成され、複数個の貼り合わせ基板が積み込み及び取り出しされる。
この際、前記支持棒３０の上面は平面構造で形成されており、両末端の側面には穴３７が形成されている。前記穴３７は、それに挿入される固定部５０の長さに対応するように形成されることができ、支持棒３０の内部を貫通するように形成されることもできる。
【００３２】
前記固定部５０は円形の断面を有し、その一方の端部は前記チャンバー１０に固定されており、他方の端部は前記支持棒３０の穴３７に挿入される。従って、前記固定部５０によって前記支持棒３０がチャンバー１０内に固定され、また、固定部５０の円形断面に沿って前記支持棒３０が自在に左右に傾けるように構成されている。
【００３３】
前記チャンバー１０はその内部が熱風によって加熱されるので、熱風を導入する導入口（図示せず）が形成されている。また、貼り合わせ基板の積み込み／取り出し時及び、チャンバー内部の加熱時に、前記チャンバー１０の開閉ができるように、前記チャンバー１０にはドア（図示せず）が形成されている。
【００３４】
図８Ａはこのような本発明の第４実施形態によるシール剤硬化装置の支持棒に貼り合わせ基板を積んだ状態を示す斜視図であり、図８Ｂは図８Ａの線８Ｂ−８Ｂにおける断面を示す断面図である。
図面から分かるように、本発明の第４実施形態による支持棒３０は貼り合わせ基板と接触する上面が平面構造からなっているので、貼り合わせ基板と面接触をする。
従って、貼り合わせ基板の荷重が特定の領域に偏らず、適切に分散されることで、特定の領域で柱状スペーサなどの押圧現象が発生しないので、液晶表示素子の画像表示時に黒染みが発生することない。
【００３５】
また、図８Ｂのように、貼り合わせ基板の大型化によって支持棒３０の間で貼り合わせ基板７０が垂れる現象が生じても、それに対応して支持棒３０が傾くことによって、貼り合わせ基板の垂れ現象に対して効果的に対応することができる。従って、基板に局部的な押圧現象が防止される。
【００３６】
一方、図９は本発明による支持棒３０の多様な断面構造を示すものであって、穴３７が形成された領域の断面図である。
前記支持棒３０は貼り合わせ基板と接する上面が平面構造であれば良い。従って、前記支持棒３０はその断面が長方形、正方形、梯形などの四角形構造であるか、又は半円形構造、逆三角形構造、さらに上面が平面である五角形以上の多角形構造も可能である。
但し、このような支持棒３０は上下に複数個が形成され、複数個の段を形成し、また、複数個の段に複数個の貼り合わせ基板が積み込み／取り出しされるので、支持棒３０の下面も平面であるのが好ましい。
【００３７】
また、前記支持棒３０に形成された穴３７は、前記円形固定部５０の断面に沿って前記支持棒３０が傾くことを可能にして、貼り合わせ基板の垂れ現象に支持棒３０が効果的に対応できるようになっている。
従って、前記穴３７は、それに挿入される固定部５０より大きいことが好ましく、その断面の形状は特に制限されず、四角形、円形など多様な形態が可能であるが、基板の垂れ現象に効果的に対応するためには四角形状がより望ましい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるシール剤硬化装置は、エポキシ樹脂などの熱硬化型シール剤を用いて真空注入方式で液晶表示素子を製造する場合にシール剤を硬化させるための硬化装置として用いることができ、アクリル樹脂にエポキシ樹脂が含まれたＵＶ硬化型シール剤を用いて液晶滴下方式で液晶表示素子を製造する場合にシール剤を硬化させるための硬化装置として用いることもできる。
【００３９】
上記構成による本発明によるシール剤硬化装置はチャンバーの内部に固定される支持部の上面を平面構造で形成することで、貼り合わせ基板と支持部との接触面を増加させ、加熱工程中における貼り合わせ基板の垂れが防止され、且つ局部的な圧力による液晶表示素子の画像表示時の黒染みなどが防止される。
【００４０】
また、支持棒をチャンバーの内部に動けないように固定させるのでなく、円形の固定部を用いて固定させることで、貼り合わせ基板の垂れ現象に対応して支持棒が傾くようにすることで、局部的な押圧による貼り合わせ基板の不良が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】関連技術のシール剤硬化装置の部分切開斜視図である。
【図１Ｂ】貼り合わせ基板を図１Ａの支持棒上に積んだ状態を示す斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの線１Ｃ−１Ｃおける断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるシール剤硬化装置の部分切開斜視図である。
【図３Ａ】貼り合わせ基板を図２の支持棒上に積んだ状態を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの線３Ｂ−３Ｂにおける断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による支持部の多様な断面構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるシール剤硬化装置の部分切開斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態によるシール剤硬化装置の部分切開斜視図である。
【図７】本発明の第４実施形態によるシール剤硬化装置の部分切開分解斜視図である。
【図８Ａ】貼り合わせ基板を図７の支持棒上に積んだ状態を示す斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａの線８Ｂ−８Ｂにおける断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態による支持部の多様な断面構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１：チャンバー
３：支持棒
５：貼り合わせ基板
１０：チャンバー
３０，３０ａ：一字形支持棒
３０ｂ：Ｕ字形補助支持体
３０ｃ：平板形支持体
３５：穴（溝）
３７：穴
５０：固定部
７０：貼り合わせ基板

Claims (10)

1. 少なくとも一対の貼り合わせた基板を収納するチャンバーと、
   前記チャンバーの内部に形成され、前記貼り合わせた基板と接触する実質的に平坦な第１表面を有し、かつ両側に穴である連結部が形成された複数個の支持棒と、
   一方の端部は前記チェンバーに固定され、他方の端部は前記支持棒の連結部に固定されている円形の固定部と
   を含むことを特徴とするシール剤硬化装置。
2. 前記連結部は、その内部が空洞であり、支持棒の内部を貫通するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のシール剤硬化装置。
3. 前記連結部は前記固定部の長さに対応するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のシール剤硬化装置。
4. 前記連結部はその断面が四角形であることを特徴とする請求項１記載のシール剤硬化装置。
5. 前記支持棒は、実質的に平坦な第２表面を有することを特徴とする請求項１記載のシール剤硬化装置。
6. 前記支持棒は複数個の段を形成していることを特徴とする請求項１記載のシール剤硬化装置。
7. 前記チャンバー内に熱風を導入する導入口が更に形成されることを特徴とする請求項１記載のシール剤硬化装置。
8. 前記支持棒はその断面が四角形であることを特徴とする請求項１記載のシール剤硬化装置。
9. 前記支持棒の間に形成された補助支持体を更に含むことを特徴とする請求項１記載のシール剤硬化装置。
10. 前記補助支持体はＵ字形であることを特徴とする請求項９記載のシール剤硬化装置。

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