JP5060748B2 - シール剤硬化装置及び基板製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネル等の製造に採用して好適なシール剤硬化装置の改良及びそれを具備する基板製造装置に関する。

液晶表示パネル等の基板は、ガラス製基板の表示領域に液晶が滴下されるとともに、その滴下された液晶を囲むように、接着性を有するシール剤が閉ループ形状（例えば矩形枠状）に基板面に塗布され、その塗布されたシール剤を介した基板の貼り合わせにより製造される。

シール剤には、光硬化型と熱硬化型とがあるが、液晶表示パネルの製造では、水銀ランプ等を光源とした紫外線による光硬化型のシール剤が比較的多く使用される。

液晶表示パネルの製造の場合、水銀ランプ等の光源より発せられた紫外線がガラス基板に塗布されたシール剤に向けて照射されるが、その照射光がもしもシール剤に取り囲まれた液晶に漏れて照射されると、その照射熱により液晶が劣化し良好な表示機能が得られなくなるので、照射光が液晶側になるべく漏れないように紫外線はマスクを介して基板面に向けて照射される（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−１０１３９５号公報

紫外線の発光源としては水銀ランプが多く採用されるが、紫外線領域の光を発光する紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）の存在が知られている。

紫外線の発光源として水銀ランプを採用したときには、水銀ランプは光を広角度に照射するから、水銀ランプから照射された光が表示面に滴下された液晶に漏洩するのを避けるためには、上記のように、表示面を遮蔽するマスクを使用する必要があった。

その点、ＵＶ−ＬＥＤを紫外線の照射源として採用した場合、ＵＶ−ＬＥＤは水銀ランプと比較し発光面積は小さい上、照射角度範囲も狭いから、ＵＶ−ＬＥＤを基板面に接近させて対向配置することで、マスクを必要とすることなく液晶側への照射漏れを防ぎつつシール剤への紫外線照射が可能である。

しかしながら、ＵＶ−ＬＥＤは個々の発光面積が小さく、照射角度範囲も狭いから、塗布されたシール剤に対しむらなく照射して硬化の均一化を図るには、ＵＶ−ＬＥＤをシール剤の塗布経路に沿って高密度に多数配列する必要がある。

一方、製造される液晶表示パネルには、一枚のガラス基板上に一枚の表示画面が形成される場合もあれば、いわゆる多面取りと称して、一枚のガラス基板上に多数枚の表示画面が形成される場合もあり、基板面に閉ループ形状に塗布されるシール剤の形状や大きさも多様である。従って、塗布形状や大きさが多様なシール剤に対応できるようにＵＶ−ＬＥＤを対向させようとすれば、予め多数のＵＶ−ＬＥＤをマトリクス状に配列して面光源を形成して点灯させ、個々のシール剤の塗布形状に対応したマスクを介して基板面に照射する必要がある。

また、近年の表示パネルの大型化傾向から、面光源を形成するＬＥＤの数は膨大なものとなり、点灯時の消費電力の増大は避けられない状況にある。

そこで、本発明はシール剤への紫外線照射時の電力消費の増大を抑制できるとともに、マスクの省略をも可能としたシール剤硬化装置及び基板製造装置を提供することを目的とする。

本発明によるシール剤硬化装置は、２枚の基板を貼り合わせたシール剤に紫外線を照射する光源と、この光源による紫外線照射を制御する制御器とからなるシール剤硬化装置において、前記光源は、マトリクス状に複数個配置された紫外線発光ダイオードで構成され、前記制御器は、予め記憶している、前記基板の種類と前記マトリクス状に複数個配置された紫外線発光ダイオードのうち当該基板の前記シール剤の硬化に要する前記紫外線発光ダイオードとの関係に基づいて、今回の基板のシール剤の硬化に要する紫外線発光ダイオードを点灯させることを特徴とする。

なお、前記基板と前記光源との間に、紫外線を拡散可能な光学部材を配置すると好ましい。

このとき、前記光学部材は、マトリクス状に複数個の凹レンズを配列して構成され、各凹レンズは、前記光源の各紫外線発光ダイオードにそれぞれ対応するように配置されると好ましい。

また本発明による基板製造装置は、少なくとも一方にシール剤が閉ループ形状に塗布された２枚の基板を上記シール剤を介して貼り合わせた後、上記シール剤に紫外線を照射することにて硬化させ貼り合わせ基板を製造する基板製造装置において、上記したシール剤硬化装置を具備することを特徴とする。

上記構成からなる本発明によれば、複数個の紫外線発光ダイオードをマトリクス状に配列構成し、選択手段により作動する紫外線発光ダイオードを選択し得るので、基板の大きさ及び形状に応じたシール剤の塗布領域に沿って配列された、紫外線発光ダイオードに対する選択的な点灯が可能となるので、省電力と構成の簡易化を実現できる。

液晶表示パネルの基板製造装置においては、シール剤塗布装置にて、少なくとも一方の基板（図２の符号２２）にシール剤（図２の符号２ａ）が閉ループ形状（例えば矩形枠状）に塗布される。次いで、液晶滴下装置にて、シール剤が塗布された基板あるいは他方の基板におけるシール剤の枠内に対応する部分に必要量の液晶が滴下される。そして、基板貼り合わせ装置において、上部保持テーブルに一方の基板が保持され、また下部保持テーブルに他方の基板が保持されて、上下に所定の間隔で対向された状態でこれら２枚の基板の位置合わせが行なわれた後、シール剤を介して貼り合わされる。シール剤によって貼り合わされた２枚の基板（図２の符号２）はシール剤硬化装置に供給され、ここでシール剤に紫外線が照射されることでシール剤は硬化させられて貼り合わせ基板が製造される。なお、ここで用いられるシール剤塗布装置や液晶滴下装置、あるいは基板貼り合わせ装置は公知であるので、これ以上の説明は省略する。

以下、本発明によるシール剤硬化装置の一実施例を図１ないし図５を参照して詳細に説明する。

図１は本発明によるシール剤硬化装置の一実施例を示した正面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図４は図１のＢ−Ｂ矢視断面図、そして図５は特に図２及び図４に示した光学部材を構成した凹レンズの拡大斜視図である。

図１ないし図５に示したシール剤硬化装置１は、図２に示したように、上下のガラス基板２１，２２をシール剤２ａを介して貼り合わせた基板２を載置する下ステージ１１と、この下ステージ１１に向けて対向配置され、複数個の紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）１２ａがマトリクス状に配列されて構成された光源１２と、光源１２を支持した上ステージ１３と、上ステージ１３を上下動可能に設けられた上下移動機構１４と、下ステージ１１と光源１２との間に設けられ、光源１２から照射される光を拡散して下ステージ１１上の基板２に向けて照射する板状の光学部材１５と、図１に示したように、下ステージ１１をＸ−Ｙ−θ方向に移動可能なＸ−Ｙ−θ移動機構１６と、光源１２における複数個のＵＶ−ＬＥＤ１２ａの点灯を選択可能な選択回路（選択手段）１７ａを内蔵するとともに、上下移動機構１４及びＸ−Ｙ−θ移動機構１６を駆動制御し、シール剤２ａの硬化を統括制御する制御器１７とで構成されている。

光源１２は、図３に示したように、多数のＵＶ−ＬＥＤ１２ａをＸ−Ｙ方向にマトリクス状に配列して、一体化されたモジュール構成となっている。

また光学部材１５は、基板２及び光源１２と相似形をなし、図２の要部拡大正面図及び図５の拡大斜視図にそれぞれ示したように、配列されたＵＶ−ＬＥＤ１２ａ位置にそれぞれ個別に対応するように多数の凹レンズ１５ａがマトリクス状に配列されて構成される。各凹レンズ１５ａは、ＵＶ−ＬＥＤ１２ａから照射された紫外線を基板２の面方向（水平方向）に拡散させる作用をなし、この拡散された紫外線が基板２のシール剤２ａに向けて照射されることになる。

１個の凹レンズ１５ａを取り出しその拡大斜視図を図５に示しているが、凹レンズ１５ａはガラスあるいは合成樹脂で形成され、全体形状が立体状をなし、基板２側の面に湾形状の凹みを有して、上方から照射された比較的狭い角度範囲で照射された紫外線を拡散させ、基板２面を照射するように構成されている。

なお、図１及び図３において、符号１３ａは、上ステージ１３が光学部材１５を支持するための支柱を示したものである。

上記構成によるシール剤硬化装置１において、制御器１７は、選択回路１７ａにより、複数個のＵＶ−ＬＥＤ１２ａをマトリクス状に配列構成した光源１２に対し、貼り合わせ基板２に塗布されたシール剤２ａの塗布領域（位置）に沿って配列されたＵＶ−ＬＥＤ１２ａのみが選択点灯されるように制御する。

この制御を行なうにあたっては、いくつかの方法が考えられる。

１つめは、シール剤硬化作業を行なう貼り合わせ基板２に関し、塗布されたシール剤２ａの塗布領域に対向するＵＶ−ＬＥＤをオペレータが不図示のキーボード等の入力装置を用いて制御器１７に設定する。そこで、シール剤硬化作業時、制御器１７は、先に入力設定されたＵＶ−ＬＥＤのみを選択回路１７ａを介して点灯させる。

２つめは、制御器１７に予め、シール剤硬化作業が行なわれる貼り合わせ基板２の種類とシール剤硬化作業時に点灯させるＵＶ−ＬＥＤ（つまり、基板の種類ごとに設定されたシール剤の塗布領域に対向するＵＶ−ＬＥＤ）の関係を対応付けて記憶させておく。そして、今回シール剤硬化作業を行なう貼り合わせ基板２の種類をオペレータが制御器１７に入力すると、制御器１７は、その入力された貼り合わせ基板２の種類に対応するデータを呼び出し、シール剤硬化作業時に、そのデータに基づいてＵＶ−ＬＥＤを点灯させる。なおこの場合、オペレータの入力ではなく、例えば貼り合わせ基板２に種類判別マークを付しておき、下ステージ１１に載置された基板２のマークをセンサで読み取り、制御器１７は、このセンサからの読み取り信号に基づいて基板２の種類を自動判別し、そしてその判別結果から、対応するデータを呼び出し、シール剤硬化作業時に、そのデータに基づいてＵＶ−ＬＥＤを点灯させるようにすることも可能である。

このように、制御器１７による制御により、基板２に塗布されたシール剤２ａの塗布領域に沿って、紫外線が照射されるように各ＵＶ−ＬＥＤ１２ａを点灯させるので、光学部材１５を介して照射される紫外線は、図２に矢印Ｚで示したように、拡散されて基板２のシール剤２ａに照射される。従って、たとえ、光源１２と基板２との間の間隔ｈが狭くとも、ＵＶ−ＬＥＤからの紫外線は基板２の面方向（水平方向）に拡散されて平均化され、シール剤２ａに均一な光量の紫外線を照射させることができる。

この平均化された紫外線照射により、シール剤２ａはむらなくまた効率的に硬化され、良好な貼り合わせ基板を製造することができる。

また、このシール剤２ａの塗布領域に沿ったＬＥＤ１２ａの選択点灯により、格別、マスクを採用することなく、滴下された液晶への紫外線の漏洩照射は回避できるので、紫外線の照射熱による液晶の劣化を回避できる。

以上説明のように、本実施例によるシール剤硬化装置によれば、選択手段を搭載し、点灯するＵＶ−ＬＥＤをシール剤の塗布領域に沿って点灯することができるので、光源１２における節電が可能であるとともに、光学部材１５を介した紫外線照射により、基板２の上方低い高さ位置から紫外線をシール剤２ａに良好に照射することができる。

本発明によるシール剤硬化装置の一実施例を示した正面図である。 図１に示したシール剤硬化装置の要部拡大正面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図２及び図４に示した凹レンズの拡大斜視図である。

符号の説明

１ シール剤硬化装置
１１ 下ステージ
１２ 光源
１２ａ 紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）
１３ 上ステージ
１４ 上下移動機構
１５ 光学部材
１５ａ 凹レンズ
１６ Ｘ−Ｙ−θ移動機構
１７ 制御器
１７ａ 選択回路（選択手段）
２ 貼り合わせ基板（基板）
２ａ シール剤

Claims (4)

1. シール剤を介して貼り合わされた２枚の基板を載置する下ステージと、
   この下ステージに対向配置され、複数個の紫外線発光ダイオードが上記基板におけるシール剤の塗布領域を含む範囲にてマトリクス状に配列されて構成された光源と、
   この光源を支持する上ステージと、
   前記光源による紫外線照射を制御する制御器とを有し、
   前記制御器は、前記上ステージと前記下ステージが対向している状態下で、予め記憶している、前記基板の種類と前記マトリクス状に複数個配置された紫外線発光ダイオードのうち当該基板の前記シール剤の硬化に要する前記紫外線発光ダイオードとの関係に基づいて、今回の基板のシール剤の硬化に要する紫外線発光ダイオードのみを点灯させることを特徴とするシール剤硬化装置。
2. 前記基板と前記光源との間に、紫外線を拡散可能な光学部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載のシール剤硬化装置。
3. 前記光学部材は、マトリクス状に複数個の凹レンズを配列して構成され、各凹レンズは、前記光源の各紫外線発光ダイオードにそれぞれ対応するように配置されたことを特徴とする請求項２に記載のシール剤硬化装置。
4. 少なくとも一方にシール剤が閉ループ形状に塗布された２枚の基板を上記シール剤を介して貼り合わせた後、上記シール剤に紫外線を照射することにて硬化させ貼り合わせ基板を製造する基板製造装置において、
   請求項１〜３のいずれかに記載のシール剤硬化装置を具備することを特徴とする基板製造装置。

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