JP6420852B2 - 反転装置、及び液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
液晶表示装置は、液晶表示パネル(以下、表示パネルという)と、バックライトユニットとを備える。バックライトユニットがエッジライト型である場合、導光板を有し、光源から導光板の側面に入射された光が主面から出射し、表示パネルの背面を照射するように構成されている。
そして、CF基板を上にした状態で、CF基板とTFT基板とを真空下で貼り合わせる(以下、貼り合わせた基板を貼合基板という)。CF基板の反転装置として、特許文献2には、TFT基板に液晶材料を滴下し、CF基板にシール材を塗布した後、塗布面が下面になるようにCF基板を反転させて、TFT基板と貼り合わせるように構成した装置が開示されている。
最後に、表示パネルをユニット毎に分断する。
挟持部材は金属からなる芯部の表面に、安価なポリオレフィン等の樹脂からなる被覆層を設けてなる。
溶融した磨耗粉は、貼合基板の冷却後、表示パネル表面に固着する。固着した摩耗粉は、ユニットの分断時の洗浄、回路基板実装後の洗浄では完全には除かれず、偏光板貼り付け前の良否を目視検査する検査工程等では視認されない。貼合基板の両側に偏光板を貼り付けた後に異物として視認され、不良品とされる。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係るTV受信機1を示す模式的斜視図、図2は実施の形態1に係る表示パネル3を示す模式的断面図である。
表示モジュール2は、前後に縦姿勢で配置された前キャビネット4及び後キャビネット5に縦姿勢で収容されている。前キャビネット4は表示モジュール2の周縁部を覆う矩形状の枠体であり、中央に矩形の開口2aを有する。前キャビネット4は例えばプラスチック材からなる。後キャビネット5は、前側が開放された矩形のトレイ状をなし、例えばプラスチック材からなる。尚、前キャビネット4及び後キャビネット5は他の材料から構成してもよい。
図3は貼り合わされたTFT基板30及びCF基板31(以下、貼合基板という)を反転させるための反転装置7の模式的断面図、図4は図3の一部拡大断面図である。図3中、液晶層32は省略している。
反転装置7は、本体71、2つの軸部支持部72、4つのエアシリンダ73、2つのモータ75、複数の基板当接部8、及び複数の基板支持部9を備える。
基板支持部9は、側面視が、上辺が上に凸の曲線をなす矩形状の芯部91と、芯部91の上面を覆う第1被覆部92と、第1被覆部92の上面を覆う第2被覆部93とを備える。
基板当接部8は、上下方向に延びる軸部80と、軸部80の一端部に設けられ、側面視が、下辺が下に凸の曲線をなす矩形状の芯部81と、芯部81の下面を覆う第1被覆部82と、第1被覆部82の下面を覆う第2被覆部83とを備える。
基板支持部9,基板当接部8の芯部91,芯部81はともにアルミニウムからなる。
第1被覆部82,第1被覆部92はともに安価な低密度ポリオレフィン材料からなる。
耐熱温度が130℃以上であるので、貼合基板の挟持時又は反転時に第2被覆部83,93により生じた摩耗粉が、後述するシール材33の硬化工程において、CF基板31又はTFT基板30に融着することが抑制されている。
第2被覆部83,93の耐熱温度が130℃以上である耐熱材料としては、例えばナイロン6、ナイロン6,6等のナイロン、ポリイミド、フッ素樹脂[PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を含む]、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリスルホン、ポリプロピレン、フェノール樹脂(ノボラック系)、繊維強化プラスチック(FRP)等の合成樹脂、Al、SUS等の可撓性の金属薄板及び金属シートが挙げられる。
これにより、貼合基板の帯電が防止され、放電によりTFT基板30のTFT素子が破壊されることが防止されるとともに、静電気により空気中の浮遊異物が吸引付着することを防止できる。
基板質量は20kg,エアシリンダ73による基板当接部8及び基板支持部9の基板当接力は合計で2000N、当接時の重力、衝撃力を考慮した最大接触力は6000Nである。一方、感圧紙により測定した実際の接触面積は基板当接部8及び基板支持部9、各10本で片面当たり100cm2である。
この場合、基板への接触圧力は最大60N/cm2である。また、静止摩擦係数0.3での静止摩擦力は600N,基板質量による重力は196.2Nである。
基板への接触圧力が最大60N/cm2なので、セル厚ムラを生じさせる100N/cm2よりも小さいため、セル厚ムラの発生を防止できる。さらに、最大静止摩擦力は600Nであり、基板重力の196.2Nより大きいので、重力によるすべり、落下を防止できる。反転装置7の回転時の振動等のため、基板のすべりを防止するためには、最大静止摩擦力は基板重量の3倍以上であることが好ましい。
各2個のエアシリンダ73が本体71の上板部に設けられ、エアシリンダ73の軸部の下端部が軸部支持部72に連結されている。エアシリンダ73により軸部支持部72が昇降され、これにより、基板当接部8が、基板支持部9との間に挿入されるTFT基板30及びCF基板31に対し接離するように構成されている。
本体71の両側部には、モータ75が夫々設けられている。モータ75の軸部74が回転することにより、本体71の上下が入れ替わるように構成されている。
そして、モータ75により本体71の上下が入れ替わるように軸部74を回転させ、貼合基板を反転させる。
図5A及び図5Bに示すように、CF基板31、基板当接部8が上側であったものが、反転によりTFT基板30、基板支持部9が上側になっている。
図6は、表示パネル3の製造方法を示すフローチャートである。
まず、CF基板31の周端部にシール材33をスクリーン印刷等により枠状に塗布する(S1)。シール材33は、紫外線硬化性及び熱硬化性を有する合成樹脂からなる。
次に、CF基板31のシール材33の内側に、所定間隔をおいて、液晶材を点状に滴下する(S2)。
CF基板31、及びTFT基板30を処理室に収容し、処理室内を脱気して例えば1Pa等の真空状態にする。
処理室内の真空状態を解除し、圧力差によりCF基板31及びTFT基板30に対して、外側から均等な圧力を加える。これにより、滴下された各液晶材料32が互いに接触して拡散する。シール材33と液晶材料32の周端との間には隙間を有し、液晶材料32が行き渡らない領域は気泡領域となっている。
そして、シール材33に紫外線を照射して、シール材33を予備硬化させる(S5)。
次に、表示パネル3を加熱室に収容して、130℃で略70分間加熱して、シール材33を本硬化させる(S7)。
液晶材料32は、温度が急激に130℃まで上昇するので、熱膨張して一対のCF基板31及びTFT基板30の間に拡散されることになる。
最後に、表示パネル3をユニット毎に分断する(S8)。
以上のようにして、表示パネル3が製造される(S9)。
同様に、10本の基板当接部8のうち、内側の8本を芯部81、第1被覆部82、第2被覆部83の三層構造にし、8本の基板当接部8の外側、すなわち下板部の両端部側には、芯部81の表面が第1被覆部82のみにより覆われた2層構造にすることにしてもよい。第1被覆部82,92の静止摩擦係数が大きいので、貼合基板のずれが両端側で良好に抑制される。
本発明の実施の形態2に係る反転装置7は、基板当接部8及び基板支持部9の構成が異なること以外は、実施の形態1に係る反転装置7と同様の構成を有する。
図7は、本発明の実施の形態2に係る基板支持部9を示す模式的断面図である。
基板支持部9は、側面視が、上辺が上に凸の曲線をなす矩形状の芯部91と、芯部91の上面を覆う第1被覆部94と、第1被覆部94の上面を覆う第2被覆部93とを備える。
第1被覆部84,第1被覆部94はともに、テフロン(登録商標)ゴム等のフッ素ゴム、シリコーンゴム等のゴムからなる。
第2被覆部83,93が溶融して耐熱温度が130℃以上である耐熱材料としては、例えばナイロン6,6、ポリイミド等の合成樹脂、Al、SUS等の金属薄板が挙げられる。
耐熱材料の静止摩擦力は、[9.81×(貼合基板の質量[kg])](N)より大きいことが好ましい。
耐熱材料は、ガラス繊維又は炭素繊維を有することが好ましい。
耐熱材料は、導電性を有する、又は帯電防止処理を施してあることが好ましい。
基板質量は20kg,エアシリンダ73による基板当接部8および基板支持部9の基板当接力は合計で2000N、当接時の重力、衝撃力を考慮した最大接触力は5000Nである。一方、感圧紙により測定した実際の接触面積は基板当接部8及び基板支持部9、各10本で片面あたり300cm2である。
この場合、基板への接触圧力は最大17N/cm2である。また、静止摩擦係数0.3での静止摩擦力は600N,基板質量による重力は196.2Nである。
基板への接触圧力が最大17N/cm2であり、セル厚ムラを生じさせる100N/cm2よりも顕著に小さいので、セル厚ムラの発生を防止できる。さらに、最大静止摩擦力は600Nなので、基板重力の196.2Nより大きいため、重力によるすべり、落下を防止できる。反転装置7の回転時の振動等のため、基板のすべりを防止するためには、最大静止摩擦力は基板重量の3倍以上であることが好ましい。
そして、第2被覆部83,93としてAl、SUS等の金属薄板を用いた場合、耐熱温度及び静止摩擦係数が高いとともに、耐久性が良好であるので好ましい。
本発明の実施の形態3に係る反転装置7は、基板当接部8及び基板支持部9の端面に当接し、基板当接部8及び基板支持部9のずれ落ちを防止するずれ防止部76を備えること以外は、実施の形態1に係る反転装置7と同様の構成を有する。
基板当接部8及び基板支持部9により、CF基板31及びTFT基板30(貼合基板)が挟持されており、貼合基板の図8における上側の長辺(反転時に下側になる長辺)に対応する端面の両端部に、両端部の基板当接部8に近接して、ずれ防止部76が設けられている。
ずれ防止部76は2個に限定されるものではなく、3個以上設けることにしてもよい。
以下、本発明を実施例につき具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
反転装置7の10本の基板当接部8,基板支持部9のうち、内側の8本を芯部81,91がアルミニウムからなり、第1被覆部82,92が熱可塑性低密度ポリオレフィンからなり、第2被覆部83,93がPTFEを含浸させたガラス繊維材料(淀川ヒューテック株式会社製の「TGクロス(帯電防止粘着タイプ)」)からなるように構成した。外側の2本の基板当接部8,基板支持部9は第2被覆部83,93を有さず、芯部81,91を第1被覆部82,92のみで覆った。芯部81,91の厚みは15mm、第1被覆部82,92の厚みは2mm、第2被覆部83,93の厚みは0.2mmである。
反転装置の10本の基板当接部8,基板支持部9の芯部81,91を第1被覆部82,92のみで覆った。芯部81,91の厚みは15mm、第1被覆部82,92の厚みは2mmである。
基板の貼り付きは、基板の挟持を解除したときに、基板が基板当接部8,基板支持部9に貼り付くか否か(離型性が良好であるか否か)を確認した。実施例、比較例共に基板の貼り付きは生じなかった。
基板跡の有無は、基板当接部8,基板支持部9の跡が基板に転写されているか否かを、暗所でサーチライトを使用して確認した。実施例、比較例共に、透過、反射で基板当接部8,基板支持部9の跡は見出されず、偏光板を貼り付けて点灯確認したときにも前記跡に起因するムラはないことが確認された。
第2被覆部83,93の材料である、前記「TGクロス」同士を200回擦り付け、揉み込んでダメージを与えたが、表面の剥がれ、及び破れは生じず、耐久性は良好である。 そして、実施例、比較例共に、20回の反転動作を行った場合に、貼合基板の四隅におけるずれが生じなかったことが確認されている。
TFT基板30及びCF基板31の外側に偏光板を貼り付けた後に、異物の発生(基板当接部8及び基板支持部9の最外層の材料起因の固着物)の有無を調べた結果を下記の表2に示す。
表2中の0列セル、1列セル、2列セル、3列セルは、マザーガラスから各表示パネル3のユニットを切り出すときの、セルの列である(図5A及び図5B参照)。
表2より、実施例の製造方法により異物の発生が抑制されていること、特に内側の三層構造の基板当接部8及び基板支持部9が当接する1列セル、2列セルにおいては異物の発生が皆無であることが分かる。0列セル、3列セルにおいては、各3本の基板当接部8及び基板支持部9のうち、各1本が第2被覆部83,93を有しない2層構造であるので、異物の発生が生じているが、他の2本が実施例の構成である効果により、比較例より異物の発生率が減じている。
以上より、本発明の表示パネルの製造方法により、基板表面において異物の発生が抑制され、不良率が低減することが確認された。
例えば、基板当接部8、基板支持部9、エアシリンダ73等の数は、実施の形態の1〜3で説明した数には限定されない。芯部81,91の形状も実施の形態の1〜3で説明した形状に限定されず、四角形状、五角形状であってもよい。
そして、表示パネル3を製造する場合、CF基板31とTFT基板30を貼り合わせた後、液晶材料を注入することにしてもよい。
さらに、反転装置7は、表示パネル3を製造するときに用いる場合に限定されない。
2 表示モジュール
3 表示パネル
30 TFT基板
31 CF基板
32 液晶層
33 シール部材
4 前キャビネット
5 後キャビネット
7 反転装置
71 本体
72 軸部支持部
73 エアシリンダ
74 軸部
75 モータ(反転部)
76 ずれ防止部
8 基板当接部(挟持部材)
80 軸部
81、91 芯部
82、84、92、94 第1被覆部
83、93 第2被覆部(耐熱層)
9 基板支持部(挟持部材)
Claims (13)
- 内部に複数個の基板当接部及び前記複数個の基板当接部の夫々に対応して対になるように対向して設けられた複数個の基板支持部を有している本体と、
前記基板当接部の位置と前記基板支持部の位置とが逆になるように前記本体を反転させる反転部と
を具備し、
前記基板支持部及び前記基板当接部は、互いに対向する部位に被覆部を備えており、
前記基板支持部の前記被覆部及び前記基板当接部の前記被覆部の少なくとも表面は、前記被覆部の表面の材料の軟化、融解又は熱分解によって変形する温度が、前記基板当接部及び前記基板支持部の対によって挟持されるべき貼合基板に用いられるシール部材を熱硬化させる温度よりも高い材料で形成されている、反転装置。 - 前記基板当接部及び前記基板支持部は前記貼合基板に沿って延びる棒状に形成されている、請求項1に記載の反転装置。
- 前記被覆部の少なくとも表面の前記貼合基板に対する静止摩擦係数は0.3以上である、請求項1又は2に記載の反転装置。
- 前記貼合基板を挟持した状態での、前記貼合基板に対する前記被覆部の静止摩擦力は、9.81×(前記貼合基板の質量[kg])[N]より大きい、請求項1から3のいずれか1項に記載の反転装置。
- 前記被覆部の少なくとも表面は、ガラス繊維又は炭素繊維を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の反転装置。
- 前記被覆部の少なくとも表面は、ポリテトラフルオロエチレンを含浸させたガラス繊維、ポリイミド、ナイロン、アルミニウム、ステンレス鋼からなる群から選択される材料を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の反転装置。
- 前記被覆部の少なくとも表面は帯電防止処理を施してある、又は導電性を有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の反転装置。
- 前記貼合基板の端面に当接して、該貼合基板のずれ落ちを防止するずれ防止部を備える、請求項1から7のいずれか1項に記載の反転装置。
- 前記基板支持部及び前記基板当接部は、金属からなる芯部を備えており、
前記芯部の端部に前記被覆部が設けられている、請求項1から8のいずれか1項に記載の反転装置。 - 前記被覆部は、前記芯部の端部に設けられた第1被覆部と前記第1被覆部の表面を覆う第2被覆部を有する、請求項9に記載の反転装置。
- 前記第1被覆部は、ポリオレフィン又はエラストマーを含む、請求項10に記載の反転装置。
- 矩形状の第1基板の表面に枠状にシール部材を設けた後に、矩形状の第2基板の表面を前記第1基板の前記表面と対向させて前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせることによって貼合基板を形成する工程、
前記第1基板の位置と前記第2基板の位置とが逆になるように前記貼合基板を反転する反転工程、及び
前記貼合基板の前記シール部材を熱硬化させる工程
を有し、
前記反転工程は、請求項1から11のいずれか1項に記載の反転装置を用いて行われる、液晶表示パネルの製造方法。 - 矩形状の第1基板の表面に枠状にシール部材を設けた後に、矩形状の第2基板の表面を前記第1基板の前記表面と対向させて前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせることによって貼合基板を形成する工程、
前記第1基板の位置と前記第2基板の位置とが逆になるように前記貼合基板を反転する第1の反転工程、
前記シール部材に紫外線を照射する工程、及び
前記貼合基板をさらに反転する第2の反転工程を有し、
前記第1及び第2の反転工程は、請求項1から11のいずれか1項に記載の反転装置を用いて行われる、液晶表示パネルの製造方法。
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