JP4175783B2 - Spacer spraying device and liquid crystal display device production system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子を製造する際にその構成要素である基板にスペーサを散布するためのスペーサ散布装置、並びに当該スペーサ散布装置を含む液晶表示素子の生産システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子は、電極層を備えた一対のガラス板などの基板を対向して重ね合わせ、その中間に液晶を封入することにより形成される。この際、液晶ディスプレイの表示むらを回避して表示品質を高めるため、液晶は両基板の中間に均一の厚さで分布するように封入される。このため液晶パネルの製造工程においては、一方の基板の表面に、プラスチックやガラスなどからなる大きさ数μmから10μmほどの微粒子を散布し、その上に他方の基板を重ね合わせることによって両基板間の液晶ギャップを均一に保つようにしている。
【0003】
図6は、この状況を示したもので、一対の基板1a、1bの各表面には、それぞれの電極層2a、2bが設けられている。この電極層2a、2bが設けられた面を対向させた状態で両基板1a、1bが重ね合わされ、その中間には粒状のスペーサ3が分布している。このようにスペーサ3を中間に介在させることによって、両基板1a、1b間の液晶ギャップは均一に保たれ、後に封入される液晶4の厚さを均一にしている。なお、両基板1a、1bの間には、液晶4の流動を一定領域内に規制するシール材5も含まれている。
【0004】
液晶ギャップを均一に保つには、スペーサ3の大きさが均一であることのほか、基板1上にスペーサ3が均等な面密度で散布されていることが重要となる。スペーサ3が基板1上に偏在している場合には、これによって液晶ギャップが不均一となり、液晶ディスプレイの表示品質を損なう原因となり得る。
【0005】
通常、ガラス材を基板として使用した液晶表示素子(以下、「ガラス液晶表示素子」という。)の製造工程においては、所定のパターンの電極層が形成された2枚の基板1に配向剤を印刷し、ラビング等の配向処理を施す。その後、一方のガラス基板1aに所定形状のシール材5を印刷し、他方の基板1bに上述のようなスペーサ3を均一に散布させ、両基板1a、1bを重ね合わせた後に加圧焼成してセルを形成する。次に、このセルに液晶4を真空封入した後にセルの片面もしくは両面に偏光フィルムを貼付して液晶表示素子を得ている。
【0006】
基板としてプラスチックフィルムを使用する液晶表示素子(以下、「フィルム液晶表示素子」と記す)においても、基本的には上述のガラス液晶表示素子の場合とほぼ同様の製造工程が採用される。
【0007】
図7は、基板(以下、製造工程の説明においては基板を「ワーク」と呼ぶものとする。)1上にスペーサ3を均等に散布させる従来技術によるスペーサ散布装置10の概要を示している。図において、スペーサ散布装置10は、散布槽11と、エア供給源30と、スペーサ供給源40とから主に構成される。この内、散布槽11には、搬入ゲート12と搬出ゲート13とが設けられ、ワーク1の散布槽11内への搬入、及び外部への搬出を可能にしている。散布槽11にはさらに排気孔14が設けられており、散布槽11内部の雰囲気を吸引して内部を負圧にすることができる。散布槽11に搬入されたワーク1は、ワークステージ15に略水平に載置され、ワークステージ15に設けられた吸着部16により吸着して保持される。この際、ワーク1は、ワークステージ15上に一般に面状に載置される。
【0008】
ワーク1の表面に対向する上方位置には、ワーク1に向けてスペーサ3を散布する散布ノズル21が配置されている。散布ノズル21には、散布すべきスペーサ3を含んだスペーサ供給源40と、これを加圧して散布するためのエア供給源30とが結合されている。散布に必要なエアの量は、エア供給バルブ31によって制御される。また、スペーサ3を含むスペーサ分散液41はタンク42に貯えられ、循環ポンプ43によって吸引されて散布ノズル21に供給される。その際の供給量は供給バルブ44によって制御される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図7に示すようなスペーサ散布装置10によってスペーサ3を散布されたワーク1は、図示しない搬送装置によって散布槽11の搬出ゲート13から装置の外部に搬出され、次の工程へと搬送される。この際、搬送装置は、ワーク1を下面から保持することによってワーク1を搬送している。
【0010】
液晶表示素子の基板がガラス板を使用している場合には、上述の搬送方法を用いることで問題はない。しかしながら、基板の部材としてプラスチックフィルムを使用して液晶表示素子を製造する場合においては、プラスチックフィルムが可撓性を有することからワーク1を下面から保持して搬送することができない。このため、プラスチックフィルムの基板が使用されている場合には、搬送装置でワーク1を上面から吸着して持ち上げ、搬送するものとしている。ここで搬送装置に使用される吸着部材としては、ワーク1を確実に保持することができ、かつワーク1と接触する際にこれを傷つけることがないよう、一般にはゴム製の吸着部材が使用されている。
【0011】
プラスチックフィルムの基板1をスペーサ散布装置10から搬出する場合においては、基板1の上面には既に無数のスペーサ3が散布されている。したがって、この基板1を上面から吸着しようとした場合、そのままの状態では吸着動作を行う搬送装置の吸着部側にスペーサ3が転写される。このため、ワーク1を僅かな枚数だけ搬送しただけで前記吸着部に付着したスペーサ3が障害となってワーク1と吸着部との接触が不十分となる。このような場合には、搬送装置の吸着部の吸着力が作用せず、基板1の搬送ができなくなるという問題があった。
【0012】
また、フィルム液晶表示素子においては、液晶表示素子の取り出し電極を構成するため、図8(a)、(b)に示すように、基板1には、重ね合わせる前に開口部6を設けておく必要がある。ガラス液晶表示素子の場合には、任意の位置でこれを切断して液晶表示素子を切り出しても、取り出し電極を形成することができるが、可撓性を有するフィルム液晶表示素子では切断が難しいため、予め開口部6を設けておくものである。この開口部6は、取り出し電極を形成する側の基板と対向する側の基板との双方に必要となる。図8(a)はこのような開口部6を有する基板1の平面図、図8(b)は図8(a)のa−a線で切断した基板1の断面図を示している。図示の開口部6は例示であって、数、大きさ、配置は目的に応じて任意に設定することができる。
【0013】
このような開口部6を有する基板、すなわちワーク1を、スペーサ散布装置10のワークステージ15に固定してスペーサ散布動作を行うと、散布ノズル21から噴出されたスペーサ3がワーク1の表面全体に均等に散布される。このため、開口部6においてはスペーサ3は開口部6を通過してワークステージ15上に堆積することとなる。複数のワーク1に対してこの動作が繰り返されると、ワークステージ15上にはスペーサ3が徐々に堆積される。そしてこの部分に凝集したスペーサ3が、新たに搬入されたワーク1に再付着することとなり、ワーク1の歩留まりを低下させるという問題があった。
【0014】
したがって、本発明は、上述のような従来技術にある問題を解消し、開口部6を設けたプラスチックフィルム基板1にスペーサ3を散布する場合においても、スペーサ3付着による弊害を生ずることなく前後の工程へのワーク1の搬送を安定化させると共に、スペーサ3の凝集を防止し、ワーク1の歩留まりを向上させることができるスペーサ散布装置、及び当該スペース散布装置を含んだ液晶表示素子の生産システムを提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を、スペーサ散布時にワークの一部を選択的に覆い、当該部分へのスペーサの付着を遮蔽すること、及びワークの支持を面状ではなく複数の箇所で点状に支持することによって解消しようとするもので、具体的には以下の内容を含む。
【0016】
すなわち、本発明は、基板を略水平に保持するワークステージと、前記基板の略水平な面に対向する位置に配置されて前記基板にスペーサを散布する散布ノズルと、前記ワークステージと前記散布ノズルとを含んだ周囲を囲む散布槽とから構成され、前記基板の面にスペーサを散布するスペーサ散布装置であって、前記基板の面の部分を選択的に覆い、当該部分に対する前記スペーサの付着を遮蔽するマスク機構をさらに含むことを特徴とするスペーサ散布装置に関する。基板の上面からの吸着を容易にし、搬送を安定化させるものである。
【0017】
スペーサ散布装置は、前記マスク機構が、前記基板の面の部分を覆い、その他の基板の面へは前記スペーサの付着を許容する散布マスクと、前記散布マスクを上下動させる昇降機構と、から構成されることを特徴としている。
【0018】
また、スペーサ散布装置は、前記散布マスクが、少なくとも前記基板を搬送する搬送装置が当該基板に接触する部分を覆うことを特徴としている。搬送装置で吸着する部分へのスペーサの付着を回避するものである。
【0019】
さらに、スペーサ散布装置は、前記搬送装置が、前記基板を上面で吸着して搬送することを特徴としている。スペーサの付着が回避されることにより、上面での吸着及び搬送を安定化させることができる。
【0020】
本発明の他の形態に係るスペーサ散布装置は、前記搬送装置が前記散布マスクの交換を行うことを特徴としている。搬送装置が散布マスクの交換を行う装置を兼ねることにより、装置の簡略化を図るものである。
【0021】
本発明の他の形態に係るスペーサ散布装置は、前記散布マスクが、厚さが0.5mm以下の金属板からなることを特徴としている。散布マスクの縁面へのスペーサの付着をできるだけ回避するものである。
【0022】
本発明の他の形態に係るスペーサ散布装置は、前記散布マスクが、厚さが約0.1mmの金属板からなることを特徴としている。スペーサの付着を回避するより好ましい条件である。
【0023】
本発明の他の形態に係るスペーサ散布装置は、前記金属板がステンレス鋼製であることを特徴としている。高い剛性を利用して板厚を薄くし、散布マスクの帯電を回避させる効果を得るものである。
【0024】
本発明の他の形態に係るスペーサ散布装置は、前記散布槽が、当該散布槽内の雰囲気を吸引可能な排気孔をさらに備えていることを特徴としている。
【0025】
本発明の他の形態に係るスペーサ散布装置は、前記マスク機構を構成する散布マスクを交換する間には、前記排気孔が前記散布槽内の雰囲気を吸引することを特徴としている。スペーサが外部に洩れることを回避するものである。
【0026】
本発明の他の形態に係るスペーサ散布装置は、前記散布マスクの交換の直後には、前記スペーサを散布する散布条件を自動的に変更する制御機構を備えていることを特徴としている。吸引後のスペーサ密度の変化に対応して品質の安定化を図るものである。
【0027】
本発明の他の形態に係るスペーサ散布装置は、前記の散布条件の変更は、スペーサの散布時間を通常の散布時間に対して15%増とするものであることを特徴としている。
【0028】
本発明の他の形態は、一対の電極層を有する基板の間にスペーサを散布して両基板を重ね合わせ、両基板の間に液晶を封入してなる液晶表示素子を生産する液晶素子の生産システムであって、請求項1から請求項17に記載のスペーサ散布装置を備えていることを特徴とする液晶表示素子の生産システムに関する。液晶表示素子をより効率的に生産することが可能となるものである。
【0029】
本発明の他の形態に係る液晶表示素子の生産システムは、前記液晶表示素子の生産システムが、前記スペーサ散布装置に加え、少なくともスペーサ・ベーク炉と、スペーサ・カウンタと、それぞれの間をつなぐ搬送装置とを備えていることを特徴としている。
【0030】
本発明の他の形態に係る液晶表示素子の生産システムは、前記搬送装置が、液晶表示素子を構成する基板を上面から吸着して搬送することを特徴としている。
【0031】
請求項21に記載の本発明に係る液晶表示素子の生産システムは、前記スペーサ散布装置の前・後いずれか一方もしくは双方に、前記散布マスクを一時保管するストッカを備えていることを特徴としている。
【0032】
本発明の他の形態に係る液晶表示素子の生産システムは、請求項18から請求項21に記載の前記液晶表示素子の生産システムが、プラスチックフィルムの基板からなる液晶表示素子を生産するものであることを特徴としている。基板を上面から吸着することが容易となるため、特にプラスチックフィルムの基板を備えた液晶表示素子への適用はメリットが多い。
【0033】
【発明の実施の形態】
本発明に係るスペーサ散布装置の実施の形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面において、既に説明した従来技術と同一の構成要素に対しては同一の符号を用いるものとする。
【0034】
図1は、本実施の形態に係るスペーサ散布装置50の概要を示している。図において、本実施の形態に係るスペーサ散布装置50は、散布槽11と、エア供給源30と、スペーサ供給源40とから主に構成される。散布槽11には、ワーク1の搬入・搬出のための搬入ゲート12及び搬出ゲート13と、散布槽11内部の雰囲気を吸引して負圧にすることができる排気孔14とが設けられている。
【0035】
散布槽11には、その中央部にワークステージ55が設けられ、スペーサ散布の際にはこのワークステージ55上にワーク1を略水平に固定する。このためワークステージ55には、ワーク1を背面からフラットに支持することが可能な複数の支持ピン18が延び、また、図のワーク1の両縁に当る部分にはワーク1を吸着して保持する吸着部56が設けられている。ワーク1の表面に対向する上方位置には散布ノズル21が配置され、散布ノズル21からはワーク1に向けてスペーサ3が散布される。散布ノズル21にはエア供給源30、スペーサ供給源40が結合されている。
【0036】
以上に加え、本実施の形態に係るスペーサ散布装置50には、ワークステージ55に載置されたワーク1の一部を選択的に覆い、ワーク1に密着してスペーサ3の付着を遮蔽する散布マスク61と、この散布マスク61を上下に移動させる昇降機構62とからなるマスク機構がさらに設けられている。
【0037】
以上のように構成されたスペーサ散布装置50の動作は、ワーク1が後述するワーク搬送装置によって搬入ゲート12から搬入され、ワークステージ55上に載置される。図2は、散布槽11内でワークステージ55に載置されたワーク1の状態を示している。ワークステージ55には、ワーク1を下側から複数の位置で点状に支持できるよう、多数の支持ピン18が同じ高さとなるよう立設されており、ワーク1の開口部6が設けられる領域(以下、「ワークの有効領域」という。)全体が、この支持ピン18によって全体がフラットになるように保たれている。支持ピン18の数と配置とは、ワーク1の厚さや形状や用途に応じて任意に選択可能である。
【0038】
図2において、ワーク1の手前側と奥側にあたる開口部6の設けられない領域(以下、「ワークの非有効領域」という。)では、ワークステージ55の吸着部56がワーク1を下方から吸着してこれを保持している。吸着部56には、破線で示す複数の吸引孔19がそれぞれ設けられている。
【0039】
ワーク1が図2に示す状態でワークステージ55の上に固定されると、その後、図3(a)に示すようにワークステージ55に保持されたワーク1と対向する位置にある散布マスク61が、昇降機構62の動作によって下降し、図3(b)に示すようにワーク1に密着する。散布マスク61は、ワーク1の所定の領域を覆うことによって、ワーク1の覆われた部分へのスペーサ3の付着を選択的に遮蔽することとなる。
【0040】
このように、散布マスク61がワーク1に密着した状態となった後、図1に示すように散布ノズル21がワーク1に向けてスペーサ3の散布を開始する。散布槽11の上部に設置された散布ノズル21からは、エア供給源30からの圧縮エアーの作用によって、スペーサ供給源40からスペーサ分散液41がワーク1に向かって噴出される。これによって、ワーク1の表面全体にスペーサ3が散布されるが、上述のように散布マスク61に覆われている領域へのスペーサ3の付着は遮蔽されている。また、ワーク1の開口部6に相当する部分に落下したスペーサ3は、ワーク1が支持ピン18で支えられてワーク1の下側が空洞となっていることから、開口部6を通過してさらに下方に落下して行く。
【0041】
ここで、スペーサ分散液41は、アルコールや水またはその混合液を溶媒として、所定の濃度でスペーサ3が分散されたものを用いる。このスペーサ分散液41を使用して散布ノズル21からのスペーサ3の散布を終えると、散布槽11内に浮遊するスペーサ3の一定量がワーク1上に沈降するまで所定時間だけ静置させ、その後、ワーク1を散布槽11から搬出する。これらに要する各時間は製品によって幅はあるが、一例としてスペーサ3を散布させる時間は約10秒程、静置させる時間は約30秒程である。
【0042】
以上に説明したスペーサ3の散布方式は、スペーサ分散液41を使用する、いわゆるウェット方式、あるいはセミドライ方式と呼ばれるものに関する。しかしながら、本発明はこれらの方式に限定されるものではなく、スペーサ分散液41を使用しない、いわゆるドライ散布方式のものに対しても適用が可能である。
【0043】
次に、図4は、ワーク1を散布槽11から搬出する際の搬送装置(以下、「搬送ロボット」という。)65の例を示している。搬出の際には、まず散布マスク61が昇降機構62の動作でワーク1から分離し、次に搬送ロボット65から延びる2本のアーム66がワーク1の上面に当接してこれを吸着し、ワークステージ55から持ち上げる。次に、搬送ロボット65は図の右方向に伸張し、散布槽11の搬出ゲート13(図1参照)を抜けてワーク1を外部に搬出する。図4は、ワーク1の搬出の際の動作を示しているが、この搬送ロボット65をそのまま搬入の際にも使用することであってもよい。すなわち、搬送ロボット65は、前工程から搬送されてきたワーク1を吸着し、散布槽11の搬入ゲート12を通過してワークステージ55に対向する位置まで移動し、ワーク1をワークステージ55に載置するようにしてもよい。
【0044】
図4において、搬送ロボット65の2本のアーム66の下面には、ワーク1を吸着するための破線で示す複数の吸着パッド67が配置されている。この吸着パッド67がワーク1を吸着する際に、ワーク1の吸着位置の表面にスペーサ3が付着していると、吸着パッド67にスペーサ3がつまり、ワーク1の吸着動作が不十分となる。このため、散布マスク61は、この2本のアーム66に配置された吸着パッド67に対応する位置のワーク1を有効に覆うものとしている。これにより、散布ノズル21から噴出されたスペーサ3はこの覆われた領域には付着することがなく、散布後にワーク1をアーム66により吸着する場合においても、前記吸着パッド67が吸着不良を起こす事態は回避される。散布マスク61およびアーム66の配置は、ワークの非有効領域であるので、散布マスク61がワーク1を覆うことによってこの領域にスペーサ3が散布されなくても実用上問題となることはない。
【0045】
散布マスク61の厚さは、0.5mm以下であることが望ましい。0.5mmを越えると散布されたスペーサ3が散布マスク61の端面にたまりやすくなり、散布マスク61の交換を頻繁にしなくてはならなくなる。また、散布マスク61の材質を、剛性の高いステンレス鋼等の金属板とすることにより、厚さを0.1mm程度に薄くすることができる。また散布マスク61の材質が金属であれば、散布マスク61の帯電防止にも役立つ。
【0046】
しかしながら、ある程度の枚数のワーク1の処理を行った後には、散布マスク61にも表面やエッジ部などにスペーサ3が堆積する。したがって、一定の枚数のワーク1のスペーサ散布処理を行った後には散布マスク61を交換することが望ましい。この散布マスク61の交換を行う際には、図4に示すような、搬送ロボット65のアーム66を利用することが効率的である。すなわち、散布マスク61とワークステージ55との間にアーム66を移動させ、昇降機構62によって散布マスク61を下降させてこれをアーム66上に載置する。その後アーム66を、ワーク1を搬送する場合と同様に散布槽11の搬出ゲート13方向(あるいは、搬入ゲート12方向であってもよい。)へ伸張させ、散布マスク61を外部へ取り出すものとする。
【0047】
新たに散布マスク61を取り付ける場合には、上述とは逆に、ワーク1を搬入する側の搬送ロボット65を使用し、散布マスク61をアーム66に載せて搬入ゲート12から散布槽11内に搬入し、昇降機構62を操作することによって散布マスク61を昇降機構62に固定する。あるいは、前記の搬出側の搬送ロボット65をそのまま使用し、使用後の散布マスク61を搬出した直後に交換用の散布マスク61をその上に搭載して搬送ロボット65を逆方向に進め、散布槽11内に散布マスク61を搬入することであってもよい。アーム66の上に散布マスク61を確実に搭載保持するため、必要であればアーム66の上面にも吸着パッドを設けることとしてもよい。あるいは、アーム66を長手方向の軸回りに回転可能とし、ワーク1吸着用の吸着パッド67を利用して散布マスク61を吸着固定するようにしてもよい。
【0048】
散布マスク61の交換中には、排気孔14を利用して散布槽11内を排気し、散布槽11内を外部より負圧にすることによってスペーサ3が装置外に漏れることを防止することが好ましい。この際には、散布マスク61の交換時に散布槽11内を排気することによって、散布槽11内のスペーサ濃度が減少する。散布マスク交換直後においては、一定散布条件の下ではワーク1上に散布されるスペーサ3の面密度が、散布マスク61の交換前のものと比較して約15%程度減少することが判明している。そこで、散布マスク交換直後の最初のワーク1へのスペーサ散布を行う場合には、散布されるスペーサ分散液41の量を15%増加するよう条件変更することにより、所望のスペーサ散布密度を得ることができる。これは散布時間を通常条件よりも15%程長くするようプログラム設定することで容易に自動化対応が可能となる。
【0049】
図2に戻って、ワークステージ55でワーク1を吸着して固定するために設けられる吸着部56は、ワーク1を搭載していない時間帯においてはむき出しとなっているため、散布槽11内に浮遊するスペーサ3が吸着部56に落下し、吸着動作に障害を及ぼす恐れがある。これを防ぐため、ワーク1を搭載していないときには、吸着部56からは常時窒素あるいは乾燥空気などを噴出するよう、弁を切り替える制御がなされていることが好ましい。
【0050】
この吸着部56は、散布ノズル21からスペーサ3を散布する際にワーク1をフラットに保持することを目的とすることのほか、散布ノズル21からのスペーサ3の吹き付けによってワーク1が吹き上がって移動することを防止する役割をも果たしている。本発明に係るスペーサ散布装置50においては、図3(b)に示すように散布マスク61がワーク1の上面に密着してこれを覆っているため、散布マスク61が上述のワーク1の移動を阻止している。このため、本発明に係る吸着部56では、ワーク1と搬送ロボット65のアーム66とが接触する部分付近の必要最低限の領域を吸着するにとどめることができ、ワークの有効領域の面積を大きくとるようにすることができる。これによって製品の歩留まりを改善することができ、あるいはスペーサ散布装置全体を小型化することが可能となる。
【0051】
ワークステージ55でワーク1を下から点状に保持する支持ピン18を固定している構成部材を、ワークステージ55本体から着脱自在とする形式のものとすれば、支持ピン18を固定している当該部分を支持ピン18ごと取り外すことができ、この部分に堆積したスペーサ3を除去するなどの作業に好都合となる。
【0052】
次に、図5は、本発明にかかるスペーサ散布装置50を含む液晶表示素子の生産システムの構成例を示している。この生産システムは、図の右側から、スペーサ散布装置50、スペーサ・ベーク炉70、スペーサ・カウンタ75が配置され、その間を搬送用ロボット65(R1〜R3)がつないでいる。ワーク1は矢印で示すように図の右側から搬入され、スペーサ散布装置50でスペーサ3の散布工程を経た後、ワーク1の表面に散布されたスペーサ3が次のスペーサ・ベーク炉70で焼き固められ、その後、ワーク1表面のスペーサ3の分布密度が所定通りであるかがスペーサ・カウンタ75でチェックされる。スペーサ・カウンタ75でワーク1表面のスペーサ3の分布密度に変化が見られた場合には、スペーサ散布装置50への散布条件変更のフィードバックを行うことが可能である。
【0053】
スペーサ散布装置50の前後には、散布マスク61を保管するストッカ68a、68bがそれぞれ配置されている。図示の例では、搬送ロボットR1が交換用の散布マスク61をストッカ68aから取り出してスペーサ散布装置50内に供給し、搬送ロボットR2が使用後の散布マスク61を取り出してストッカ68bに戻す。使用後の散布マスク61は、その後、洗浄に回されたのち、再度ストッカ68aに戻され、以下、散布マスク61の繰り返し使用が可能である。散布マスク61の交換頻度は、利用目的に応じて任意に設定することができるが、通常10枚から数十枚のワーク1を処理するごとに交換される。また、スペーサ・カウンタ75において、特定領域へのスペーサ3の付着を検出した場合には、散布マスク61の交換を促進させるフィードバックを行うことも可能である。
【0054】
以上、本発明に係るスペーサ散布装置、及び液晶表示素子の生産システムにつき、プラスチックフィルムを基板材料とする液晶表示素子の製造を例にして説明してきた。本発明に係るスペーサ散布装置は、ワークを上から吸着保持する必要があるフィルム液晶表示素子に適用する際に特に有利ではあるが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、ガラスを基板材料とするガラス液晶表示素子の製造にも同様にして適用が可能である。例えば、現状ではガラス液晶表示素子の場合には搬送装置が下側からこれを保持して搬送するが、次の加工ステーションへの載置条件によっては、この下側で保持する搬送装置の部分が邪魔になり、別の搬送装置でワーク1を例えば両縁から支持するように持ち換えることが必要とされていた。本発明に係る生産システムによれば、ワークを上側から保持することから、通常、どのような条件においても載置が容易となり、このような持ち換えを行う必要がなくなって搬送を効率的に行うことができる。
【0055】
【発明の効果】
本発明に係るスペーサ散布装置を実施することにより、スペーサが散布される側のワーク(すなわち、基板)の表面を選択的に遮蔽するマスク機構が設けられていることから、前記表面側でワークを吸着する搬送方式とした場合においても、ワーク搬送装置のハンド部の吸着部にスペーサが付着することが回避され、前後の工程へのワーク搬送を安定化させることができる。また、ワークを背後から点状に支持していることから、ワークを固定するワークステージでのスペーサの凝集を防止することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【0056】
また、散布マスクの交換はワーク搬送装置を利用して行うことができるため、容易に散布マスクの交換が可能であり、散布マスク取り出し機構を別に用意する必要がないので機構が簡素化され、装置コストが低く抑えられる。散布マスクの交換中は、排気シャッタを開いて散布槽内を排気して散布槽内を外部より負圧にすることによってスペーサが装置外にもれることを防止することができる。
【0057】
さらに、スペーサ散布装置内でワークを下から点状に支持する基板保持部を着脱可能な構成とすることにより、当該部分に堆積したスペーサを除去するなどの清掃を容易にすることができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスペーサ散布装置の概要を示す概略図である。
【図2】図1に示すスペーサ散布装置を構成するワークステージを示す斜視図である。
【図3】図1に示すスペーサ散布装置を構成するワークステージとマスク機構とを示す斜視図である。
【図4】本発明に係るスペーサ散布装置に使用される搬送装置を示す斜視図である。
【図5】本発明に係るスペーサ散布装置を含む液晶表示素子の生産システムを示す概要図である。
【図6】液晶表示素子の構成を示す断面図である。
【図7】従来技術によるスペーサ散布装置の概要を示す概略図である。
【図8】液晶表示素子を構成するプラスチックフィルムの基板を示す平面図、及び側面断面図である。
【符号の説明】
1、1a、1b.基板(ワーク)、 2a、2b.電極層、 3.スペーサ、4.液晶、 5.シール材、 6.開口部、 10.スペーサ散布装置、 11.散布槽、 12.搬入ゲート、 13.搬出ゲート、 14.排気孔、 15.ワークステージ、 16.吸着部、 18.支持ピン、 19.吸引孔、 21.散布ノズル、 50.スペーサ散布装置、 55.ワークステージ、 56.吸着部、 61.散布マスク、 62.昇降機構、 65.搬送ロボット、66.アーム、 67.吸着パッド、 68.散布マスク・ストッカ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spacer spraying device for spraying spacers on a substrate, which is a component of a liquid crystal display device, and a liquid crystal display element production system including the spacer spraying device.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display element is formed by stacking a pair of substrates such as a glass plate provided with electrode layers facing each other and enclosing a liquid crystal therebetween. At this time, in order to avoid display unevenness of the liquid crystal display and improve display quality, the liquid crystal is sealed so as to be distributed with a uniform thickness between the two substrates. For this reason, in the manufacturing process of the liquid crystal panel, fine particles having a size of several μm to 10 μm made of plastic or glass are spread on the surface of one substrate, and the other substrate is superimposed on the other substrate. The liquid crystal gap is kept uniform.
[0003]
FIG. 6 shows this situation. The
[0004]
In order to keep the liquid crystal gap uniform, it is important that the
[0005]
Usually, in a manufacturing process of a liquid crystal display element using a glass material as a substrate (hereinafter referred to as “glass liquid crystal display element”), an alignment agent is printed on two
[0006]
In a liquid crystal display element using a plastic film as a substrate (hereinafter referred to as “film liquid crystal display element”), basically, the same manufacturing process as that of the above-described glass liquid crystal display element is employed.
[0007]
FIG. 7 shows an outline of a
[0008]
A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The
[0010]
When the substrate of the liquid crystal display element uses a glass plate, there is no problem by using the above transport method. However, in the case of manufacturing a liquid crystal display element using a plastic film as a member of the substrate, the plastic film has flexibility, so that the
[0011]
When the
[0012]
Further, in the film liquid crystal display element, an
[0013]
When the substrate having such an
[0014]
Therefore, the present invention solves the problems in the prior art as described above, and even when the
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the above-described problem is solved by selectively covering a part of the work when spraying the spacer, shielding the spacer from adhering to the part, and supporting the work in a point form at a plurality of places instead of a plane. This is to be solved by supporting, and specifically includes the following contents.
[0016]
That is, The present invention Includes a work stage that holds the substrate substantially horizontally, a spray nozzle that is disposed at a position facing a substantially horizontal surface of the substrate and sprays spacers on the substrate, and the work stage and the spray nozzle. A spacer spraying device configured to spray a spacer on the surface of the substrate, the mask mechanism configured to selectively cover a portion of the surface of the substrate and shield the adhesion of the spacer to the portion. Further, the present invention relates to a spacer spraying device. Adsorption from the upper surface of the substrate is facilitated, and conveyance is stabilized.
[0017]
Spacer The spraying device includes a spraying mask that covers a portion of the surface of the substrate and allows the spacer to adhere to other substrate surfaces, and a lifting mechanism that moves the spraying mask up and down. It is characterized by that.
[0018]
Also, The spacer spraying device is characterized in that the spray mask covers at least a portion where the transport device that transports the substrate contacts the substrate. This prevents the spacer from adhering to the portion to be adsorbed by the conveying device.
[0019]
further, The spacer spraying device is characterized in that the transport device sucks and transports the substrate on its upper surface. By avoiding the adhesion of the spacer, it is possible to stabilize the suction and transport on the upper surface.
[0020]
Other forms of the invention The spacer spraying device according to the present invention is characterized in that the transport device exchanges the spray mask. The conveying device also serves as a device for exchanging the spray mask, thereby simplifying the device.
[0021]
Other forms of the invention The spacer spraying apparatus according to the present invention is characterized in that the spray mask is made of a metal plate having a thickness of 0.5 mm or less. This prevents the spacers from adhering to the edge of the spray mask as much as possible.
[0022]
Other forms of the invention The spacer spraying device according to the above is characterized in that the spray mask is made of a metal plate having a thickness of about 0.1 mm. This is a more preferable condition for avoiding adhesion of the spacer.
[0023]
Other forms of the invention The spacer spraying apparatus according to the present invention is characterized in that the metal plate is made of stainless steel. By using high rigidity, the plate thickness is reduced and the effect of avoiding charging of the spray mask is obtained.
[0024]
Other forms of the invention The spacer spraying apparatus according to the present invention is characterized in that the spray tank further includes an exhaust hole capable of sucking the atmosphere in the spray tank.
[0025]
Other forms of the invention The spacer spraying device according to the above is characterized in that the exhaust hole sucks the atmosphere in the spray tank while the spray mask constituting the mask mechanism is replaced. This prevents the spacer from leaking to the outside.
[0026]
Other forms of the invention The spacer spraying device according to the present invention is characterized by including a control mechanism that automatically changes spraying conditions for spraying the spacer immediately after the replacement of the spraying mask. It is intended to stabilize the quality corresponding to the change in the spacer density after suction.
[0027]
Other forms of the invention The spacer spraying apparatus according to the present invention is characterized in that the change of the spraying condition is to increase the spacer spraying time by 15% with respect to the normal spraying time.
[0028]
Other forms of the invention Is a liquid crystal element production system for producing a liquid crystal display element in which spacers are dispersed between substrates having a pair of electrode layers to overlap the substrates and liquid crystal is sealed between the substrates. The present invention relates to a production system for a liquid crystal display element comprising the spacer spraying device according to
[0029]
Other forms of the invention The liquid crystal display element production system according to the present invention includes the liquid crystal display element production system, in addition to the spacer spraying device, at least a spacer / bake furnace, a spacer / counter, and a transport device that connects the spacers. It is characterized by that.
[0030]
Other forms of the invention The liquid crystal display element production system according to the present invention is characterized in that the transport device sucks and transports a substrate constituting the liquid crystal display element from the upper surface.
[0031]
A production system for a liquid crystal display element according to the present invention as set forth in
[0032]
Other forms of the invention The liquid crystal display element production system according to
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a spacer spraying device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are used for the same constituent elements as those of the prior art described above.
[0034]
FIG. 1 shows an outline of a
[0035]
The
[0036]
In addition to the above, the
[0037]
In the operation of the
[0038]
In FIG. 2, in a region where the
[0039]
When the
[0040]
Thus, the
[0041]
Here, the
[0042]
The
[0043]
Next, FIG. 4 shows an example of a transfer device (hereinafter referred to as “transfer robot”) 65 when the
[0044]
In FIG. 4, a plurality of
[0045]
The thickness of the
[0046]
However, after processing a certain number of
[0047]
When a
[0048]
During the replacement of the spraying
[0049]
Returning to FIG. 2, the
[0050]
The
[0051]
If the component that fixes the
[0052]
Next, FIG. 5 shows a configuration example of a production system of a liquid crystal display element including the
[0053]
Before and after the
[0054]
As described above, the spacer dispersing apparatus and the liquid crystal display element production system according to the present invention have been described by taking as an example the manufacture of a liquid crystal display element using a plastic film as a substrate material. The spacer spraying device according to the present invention is particularly advantageous when applied to a film liquid crystal display element that needs to hold a workpiece by suction from above, but the application of the present invention is not limited thereto, and glass is used. The present invention can be similarly applied to the production of a glass liquid crystal display element as a substrate material. For example, at present, in the case of a glass liquid crystal display element, the transport device holds and transports it from the lower side, but depending on the mounting conditions on the next processing station, the portion of the transport device held on the lower side may be It has become a hindrance, and it has been necessary to change the
[0055]
【The invention's effect】
By carrying out the spacer spraying apparatus according to the present invention, a mask mechanism for selectively shielding the surface of the work (ie, substrate) on which the spacer is sprayed is provided. Even in the case of the conveying system for suction, it is possible to avoid the spacer from adhering to the suction part of the hand part of the work transporting apparatus, and to stabilize the work transport to the previous and subsequent processes. Further, since the workpiece is supported in the form of dots from behind, the spacers can be prevented from aggregating on the workpiece stage for fixing the workpiece, and the yield of the product can be improved.
[0056]
In addition, since the spray mask can be replaced using a workpiece transfer device, the spray mask can be easily replaced, and since there is no need to prepare a separate spray mask take-out mechanism, the mechanism is simplified, and the device Cost is kept low. During replacement of the spray mask, the spacer can be prevented from coming out of the apparatus by opening the exhaust shutter, exhausting the spray tank, and making the spray tank a negative pressure from the outside.
[0057]
Furthermore, by adopting a detachable substrate holding part that supports the workpiece in a dot-like shape from below in the spacer spraying device, it is possible to facilitate cleaning such as removing spacers accumulated on the part, and maintenance. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an outline of a spacer spraying device according to the present invention.
2 is a perspective view showing a work stage constituting the spacer spraying device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a work stage and a mask mechanism constituting the spacer spraying device shown in FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a transport device used in the spacer spraying device according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a production system of a liquid crystal display element including a spacer spraying device according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display element.
FIG. 7 is a schematic view showing an outline of a spacer spraying device according to the prior art.
FIGS. 8A and 8B are a plan view and a side cross-sectional view showing a plastic film substrate constituting a liquid crystal display element. FIGS.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b. Substrate (work), 2a, 2b. 2. electrode layer; Spacer, 4. Liquid crystal; Seal material, 6. Opening, 10. 10. Spacer spraying device Spray tank, 12. Loading gate, 13. Unloading gate, 14. 15. exhaust hole;
Claims (14)
前記マスク機構が、前記基板の面の部分を覆い、その他の基板の面へは前記スペーサの付着を許容する散布マスクと、前記散布マスクを上下動させる昇降機構と、から構成され、
前記散布マスクが、少なくとも前記基板を搬送する搬送装置が当該基板に接触する部分を覆い、
前記搬送装置が、前記基板を上面で吸着して搬送することを特徴とするスペーサ散布装置。A work stage that holds the substrate substantially horizontally; a spray nozzle that is disposed at a position facing a substantially horizontal surface of the substrate and sprays spacers on the substrate; and a periphery including the work stage and the spray nozzle A spacer spraying device that sprays spacers on the surface of the substrate, and further includes a mask mechanism that selectively covers a portion of the surface of the substrate and shields the spacer from adhering to the portion. See
The mask mechanism is composed of a spreading mask that covers a portion of the surface of the substrate and allows the spacer to adhere to other substrate surfaces, and an elevating mechanism that moves the spreading mask up and down.
The spray mask covers at least a portion where the transfer device that transfers the substrate contacts the substrate;
A spacer spraying device , wherein the transport device sucks and transports the substrate on its upper surface .
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