(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示セルの液晶注入孔を封止する液晶表示セル封止装置において、
隣接する液晶注入済みの液晶表示セルの間にシート状弾性体を介装させながら複数の液晶表示セルを積層する加圧治具と、
該加圧治具を保持する保持手段と、
該加圧治具に積層されている液晶表示セルの位置決め手段と、
該位置決め手段によって位置決めされた複数の液晶表示セルの位置決め状態を解除した後、該複数の液晶表示セルを前記シート状弾性体を介して加圧する加圧手段とを備えたことを特徴とする液晶表示セル封止装置。
【請求項２】
前記位置決め手段は、前記加圧治具に積層された前記複数の液晶表示セルに設けられている液晶注入孔を有する辺を一定の位置に位置決めすることを特徴とする請求項１記載の液晶表示セル封止装置。
【請求項３】
前記複数の液晶表示セルの液晶注入孔に封止剤を塗布する塗布ユニットが、複数の封止剤容器を有することを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示セル封止装置。
【請求項４】
前記複数の封止剤容器が、各々独立して上下方向に動作可能であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示セル封止装置。
【請求項５】
前記複数の封止剤容器が、各々独立して水平方向に動作可能であることを特徴とする請求項３または４記載の液晶表示セル封止装置。
【請求項６】
液晶表示セルの液晶注入孔を封止する液晶表示セル封止方法において、
隣接する液晶注入済みの液晶表示セルの間にシート状弾性体を介装させながら複数の液晶表示セルを積層し、
該積層した液晶表示セルを位置決めし、
該位置決めされた複数の液晶表示セルの位置決め状態を解除した後、該複数の液晶表示セルを前記シート状弾性体を介して加圧することを特徴とする液晶表示セル封止方法。
【請求項７】
前記複数の液晶表示セルに設けられている液晶注入孔を有する辺を一定の位置に位置決めすることを特徴とする請求項６記載の液晶表示セル封止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子セルの封止装置及び封止方法に関し、特に、液晶表示セルの注入孔封止工程において、短冊状のパネルに複数配置した液晶注入済み液晶表示素子セルの注入孔に封止剤を塗布し、硬化させてその注入孔を封止する封止装置及び封止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示セルの注入孔封止工程において、液晶表示セルへの加圧力を最適状態にして、セルの損傷や封止状態のばらつき等による歩留まりの低下を防止するため、特開２０００−１４７５２５号公報に記載の液晶表示素子セル封止装置は、加圧治具を取り込み、液晶表示セルを積層方向に加圧してギャップを均一に補正及び減圧し、封止剤の入り込み量を制御する加圧機構を有する。
【０００３】
そして、この液晶表示セルの注入孔封止工程は、加圧によってしみ出た余剰液晶を取り除くための拭き取りユニット、液晶表示セルの注入孔に封止剤を塗布する塗布ユニット、及び塗布した封止剤を硬化させる紫外線照射ユニットからなる封止工程と、液晶表示セルを位置決めしながら積層し、スプリングによって初期加圧状態で液晶表示セルを保持する加圧治具、加圧治具を封止工程にセットするロードユニット、セットを解除するアンロードユニットからなる移載工程で構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の液晶表示セル封止装置及び封止方法においては、流体シリンダの圧力を加圧プレートより積層している短冊状パネルに加えると、クッションゴム及び樹脂シートにも圧力が加わり積層方向に縮む。これによって、短冊状パネルが積層方向に移動し、液晶表示セルが位置決めブロックに接触しながら積層方向に移動するため、接触している箇所に局部的に負荷がかかり、積層された複数の液晶表示セルで構成されている短冊状パネルに初期加圧あるいは加圧を行うときに割れや欠けを発生させるおそれがあるという問題があった。
【０００５】
また、上記従来の液晶表示セル封止装置においては、封止剤の塗布動作時に積層している液晶表示セル毎に高さ検出動作を行っているため、塗布作業に長時間を要し、液晶表示セルの生産性が低いという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記従来の液晶表示セル封止装置及び封止方法における問題点に鑑みてなされたものであって、液晶表示セルの注入孔封止工程において、液晶表示セルの割れや欠けを防止して安定した処理を行うことができるとともに、複数箇所の塗布動作を同時に効率よく行い、かつ多品種に対応することもできて生産性の高い液晶表示セル封止装置及び封止方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、液晶表示セルの液晶注入孔を封止する液晶表示セル封止装置において、隣接する液晶注入済みの液晶表示セルの間にシート状弾性体を介装させながら複数の液晶表示セルを積層する加圧治具と、該加圧治具を保持する保持手段と、該加圧治具に積層されている液晶表示セルの位置決め手段と、該位置決め手段によって位置決めされた複数の液晶表示セルの位置決め状態を解除した後、該複数の液晶表示セルを前記シート状弾性体を介して加圧する加圧手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の液晶表示セル封止装置において、前記位置決め手段は、前記加圧治具に積層された前記複数の液晶表示セルに設けられている液晶注入孔を有する辺を一定の位置に位置決めすることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の液晶表示セル封止装置において、前記複数の液晶表示セルの液晶注入孔に封止剤を塗布する塗布ユニットが、複数の封止剤容器を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の液晶表示セル封止装置において、前記複数の封止剤容器が、各々独立して上下方向に動作可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の液晶表示セル封止装置において、前記複数の封止剤容器が、各々独立して水平方向に動作可能であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、液晶表示セルの液晶注入孔を封止する液晶表示セル封止方法において、隣接する液晶注入済みの液晶表示セルの間にシート状弾性体を介装させながら複数の液晶表示セルを積層し、該積層した液晶表示セルを位置決めし、該位置決めされた複数の液晶表示セルの位置決め状態を解除した後、該複数の液晶表示セルを前記シート状弾性体を介して加圧することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の液晶表示セル封止方法において、前記複数の液晶表示セルに設けられている液晶注入孔を有する辺を一定の位置に位置決めすることを特徴とする。
【００１４】
そして、請求項１または請求項６記載の発明によれば、一旦位置決めされた複数の液晶表示セルの位置決め状態を解除した後、シート状弾性体を介して複数の液晶表示セルを加圧するため、シート状弾性体等、加圧作業及び減圧作業時に加圧作業を行うシート状弾性体等の構成要素以外に液晶表示セルに接触する構成要素が存在せず、従来のように局部的に液晶表示セルに負荷がかかることがなく、液晶表示セルの割れ、欠けを防止することができる。
【００１５】
また、請求項２または請求項７記載の発明によれば、複数の液晶表示セルに設けられている液晶注入孔を有する辺を一定の位置に位置決めすることにより、液晶注入孔が塗布ユニットと常に一定の位置的関係を保つことが可能となり、従来のように塗布動作前に液晶表示セルの高さ検出動作を行わずとも、紫外線硬化封止剤容器を直接塗布するための高さに移動できるため、塗布作業に要する時間を短縮することができ、液晶表示セルの生産性を向上させることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、加圧作業終了後、複数の封止剤容器によって同時に封止剤塗布作業を行うことができるため、塗布作業に要する時間をさらに短縮することができる。
【００１７】
請求項４または請求項５記載の発明によれば、封止剤容器が各々独立して上下方向または水平方向に移動できるため、加塗布作業を行うにあたって多品種の液晶表示セルに対応することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる液晶表示セル封止装置及び封止方法の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１及び図２は、本発明にかかる液晶表示セル封止装置の一実施例を示し、この液晶表示セル封止装置は、大別して、図６に示した複数の液晶表示セル２を有する短冊状パネル３を積層して収納する加圧治具１を保持して所定位置に搬送する搬送ユニット５と、加圧中に液晶表示セル２の注入孔３０からしみ出てくる液晶剤を拭き取るための拭き取りユニット８と、注入孔３０を封止するための封止剤を塗布する塗布ユニット６と、液晶表示セル２に塗布した封止剤に紫外線を照射して封止剤を硬化させる紫外線照射ユニット７とで構成される。
【００２０】
加圧治具１は、図３〜図５に示すように、２枚のセットプレート３１と、短冊状パネル３を積層するときに短冊状パネル３の間に挿入するシート状弾性体としての樹脂シート４と、短冊状パネル３を積層するときに短冊状パネル３の幅方向の目安となる幅ガイド３２と、短冊状パネル３を積層するときに短冊状パネル３の注入孔３０が存在する辺を位置決めするためのストッパブロック３３とを有する。
【００２１】
搬送ユニット５は、図７〜図１０に示すように、投入された加圧治具１を保持するためのストッパ９と、ストッパ９に加圧治具１を固定するための保持手段としてのアクチュエータ１０とを有する。また、加圧治具１に積層された液晶表示セル２を複数有する短冊状パネル３の注入孔３０の辺を一定位置にするための位置決め手段としての基準シャフト１１と、基準シャフト１１を動作させるための第４直動アクチュエータ３４と、短冊状パネル３の注入孔３０を有する辺を基準シャフト１１に接触させるための接触機構としての第１回転案内１２及び回転アクチュエータ１３と、第１回転案内１２に取り付けられ回転アクチュエータ１３により動作可能な接触部品１４とを有する。
【００２２】
さらに、加圧治具１に積層された短冊状パネル３、樹脂シート４及びセットプレート３１を整列させるため、幅方向の位置決めを行う第１直動アクチュエータ１５と、第１直動アクチュエータ１５の可動部に取り付けられ、短冊状パネル３との接触部が回転可能な位置決め部品１６とを有する。
【００２３】
また、搬送ユニット５に投入された加圧治具１の姿勢を変更するための第２回転案内１７と、回転のための駆動源となる第２直動アクチュエータ１８とを装備する。さらに、加圧手段としての複数の流体シリンダ１９と、流体シリンダ１９により動作し、流体シリンダ１９の加圧力を積層した短冊状パネル３に伝えるための加圧プレート２０を備える。
【００２４】
本実施例では、内径Φ４０の流体シリンダ１９を７個装備している。これにより、約２５kgfから４４０kgfの加圧力を電気的に制御可能なレギュレータにより得ることができる。また、搬送のための駆動源となる第１ＮＣモータ２１と、第１ボールねじ２２と、図示しない直動案内とを装備している。
【００２５】
塗布ユニット６は、図１１及び図１２に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の３軸で構成する３軸直交ロボット２３と、３軸直交ロボット２３の先端に取り付けられる第２ＮＣモータ２４と、左右ねじで構成する第２ボールねじ２５と、図示しない直動案内を装備している。第２ＮＣモータ２４の第２ボールねじ２５への駆動力の伝達手段として、タイミングプーリ３５及びタイミングベルト３６が備えられる。また、第２ボールねじ２５及び直動案内の可動部に取り付けられる上下に動作可能な第３直動アクチュエータ２６を装備している。さらに、第３直動アクチュエータ２６の可動部に複数の封止剤容器２７を装備している。本実施例では３個の封止剤容器２７を備えている。また、封止剤容器２７内の封止剤を塗布する際、塗布量を制御するための吐出コントローラ２８を装備する。
【００２６】
紫外線照射ユニット７は、図１及び図２に示すように、紫外線ランプ２９と紫外線ランプ２９の紫外線光量を管理するための図示しない積算光量計を装備している。
【００２７】
次に、上記構成を有する液晶表示セル封止装置の動作について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図６に示す封止工程を行う複数の液晶表示セル２で構成する短冊状パネル３を、図３〜図５に示すように、樹脂シート４と交互に加圧治具１に積層する。まず、加圧治具１の底板にセットプレート３１を搭載し、セットプレート３１の上に樹脂シート４を搭載する。樹脂シート４上に短冊状パネル３を搭載する。以降、樹脂シート４と短冊状パネル３を交互に積層し、最上段の樹脂シート４上にセットプレート３１を搭載して積層作業を完了する。
【００２９】
この積層時において、液晶表示セル２の注入孔３０（図６参照）を有する辺を加圧治具の１のストッパブロック３３に接触させ、幅方向を幅ガイド３２に接触させる。次に、積層作業を完了し、図３〜図５の状態となった加圧治具１を、図７〜図１０に示した搬送ユニット５に投入する。
【００３０】
図７〜図１０に示すように、加圧治具１の投入時には、搬送ユニット５は、加圧治具１を水平に投入する姿勢となっている。また、液晶表示セル２の注入孔３０（図６参照）の辺を先頭にして搬送ユニット５に投入する。
【００３１】
加圧治具１が投入されると、搬送ユニット５のアクチュエータ１０が加圧治具１をストッパ９に接触するまで押圧する。これにより、加圧治具１をストッパ９とアクチュエータ１０にて挟み込み、搬送ユニット５に固定する。この時、基準シャフト１１は後退していて、加圧治具１を保持した状態では短冊状パネル３、樹脂シート４及びセットプレート３１は基準シャフト１１に接触していない。
【００３２】
次に、パネル整列作業を行う。第１直動アクチュエータ１５が動作して短冊状パネル３、樹脂シート４及びセットプレート３１の幅方向の位置決めを行う。次に、第４直動アクチュエータ３４を動作させ、基準シャフト１１にて短冊状パネル３、樹脂シート４及びセットプレート３１を加圧治具１のストッパブロック３３から離す。
【００３３】
次に、加圧治具１の投入の際、間口を開けるために待避していた接触部品１４が回転アクチュエータ１３により、第１回転案内１２を中心にして回転運動を行い、加圧治具１に積層されている短冊状パネル３、樹脂シート４及びセットプレート３１を基準シャフト１１に押し当てる。この時、幅方向を位置決めしていた位置決め部品１６は回転可能なため、位置決め時に移動しても、短冊状パネル３に負荷はかからない。
【００３４】
パネル整列動作終了後、短冊状パネル３に対して平面的に行った２次元のパネル整列を解除する。まず、第１直動アクチュエータ１５を動作させ、幅方向の位置決めを解除する。次に、回転アクチュエータ１３を動作させ、基準シャフト１１への位置決めを解除する。次に、第４直動アクチュエータ３４を動作させ基準シャフト１１の位置決めを解除する。
【００３５】
パネル整列動作解除完了後、流体シリンダ１９を動作させ、液晶表示セル２のギャップを補正するための加圧とは別に設定された初期加圧力により、積層された短冊状パネル３、樹脂シート４及びセットプレート３１を加圧プレート２０にて押圧を加え固定する。流体シリンダ１９の初期加圧により、加圧プレート２０にて短冊状パネル３、樹脂シート４及びセットプレート３１を固定後、第２直動アクチュエータ１８を動作させ、第２回転案内１７を中心に搬送部を９０°旋回（本実施例では図９、１０にて右回り）させ、液晶表示素子セル２の注入孔３０を上面に移動させる。旋回終了後、搬送部の第１ＮＣモータ２１（図１参照）を動作させ、搬送ユニット５を投入位置より拭き取りユニット８の直下に移動させる。
【００３６】
搬送ユニット５の移動後、加圧作業を実行する。複数個存在する流体シリンダ１９に対して予め液晶表示セル２毎に設定されているデータに基づき、図示しないレギュレータを制御して、所定圧力の加圧気体を流体シリンダ１９に供給し、所定の圧力を所定時間液晶表示セル２に加える。加圧作業中、液晶表示セル２の注入孔３０から染み出てくる余剰液晶剤を拭き取りユニット８にて拭き取る。
【００３７】
設定されているデータに基づく加圧作業終了後、搬送ユニット５を塗布ユニット６直下に移動させる。本装置では、封止剤として紫外線硬化封止剤を使用する。塗布ユニット６は、３個の紫外線硬化封止剤が入った封止剤容器２７を備える。短冊状パネル３は品種毎で液晶表示セル２の取り数、注入孔３０のピッチが異なる。予め入力されている品種データに基づき、第２ＮＣモータ２４（図１２参照）を駆動して封止剤容器２７を所定ピッチに移動させる。３個の封止剤容器のうち中央部封止剤容器は固定とし、両側の封止剤容器は、第２ＮＣモータ２４を駆動することにより、左右ねじである第２ボールねじ２５にて中央の封止剤容器２７を中心に均等に反対方向に移動する。また、品種により使用しない封止剤容器２７に関しては、第３直動アクチュエータ２６により上方に待避させておく。
【００３８】
本実施例では、３つの封止剤容器２７を装備しているが、例えば、６個の液晶表示セル２で１つの短冊状パネル３を構成している場合には、３個の封止剤容器２７を使用して１枚の短冊状パネル３に対して２回塗布動作を行うことで対応する。４個の液晶表示セル２で１つの短冊状パネル３を構成している場合には、２個の封止剤容器２７を使用し、１個の封止剤容器を待避させ、２回塗布動作を行うことで対応する。塗布作業は搬送ユニット５が塗布ユニット６直下に移動後、３軸ロボット２３により封止剤容器２７を塗布開始位置まで移動させる。封止剤容器２７の移動後、３軸直交ロボット２３のＺ軸により封止剤容器２７を塗布高さに移動させる。
【００３９】
加圧治具１を搬送ユニット５に投入後、搬送ユニット５の基準シャフト１１に対して短冊状パネル３を整列させたことにより、短冊状パネル３に存在する複数の注入孔３０を有する辺の高さは、ばらつくことなく常に一定となる。これにより、図１１及び図１２に示した３軸直交ロボット２３のＺ軸による封止剤容器２７の塗布高さ移動位置は、数値管理が可能となり、短冊状パネル３毎の高さ検出を行わずに済む。
【００４０】
品種データにて設定された封止剤容器２７のピッチ及び使用する封止剤容器２７により順次塗布作業を行う。紫外線硬化封止剤の塗布は、吐出コントローラ２８を制御し、吐出用気体を封止剤容器２７に圧送して、封止剤容器２７内の紫外線硬化封止剤を吐出させる。同時に３軸ロボットを動作させ、液晶表示セル２の注入孔３０に紫外線硬化封止剤を塗布する。この時、吐出コントローラ２８にて吐出用気体の圧力を調整して単位時間当たりの紫外線硬化封止剤の吐出量を管理する。
【００４１】
塗布作業が完了すると減圧作業を行う。複数個ある流体シリンダ１９に対して予め液晶表示セル２毎に設定されているデータに基づき、レギュレータを制御して、所定圧力の加圧気体を流体シリンダ１９に供給して所定の圧力を所定時間液晶表示セル２に加える。次に、液晶表示セル２の表示面を押圧している圧力を減圧することにより、液晶表示セル２に塗布した紫外線硬化封止剤の注入孔３０に入り込む量を管理することができ、注入孔３０を塞ぐことができる。
【００４２】
減圧作業終了後、搬送ユニット５を紫外線照射ユニット７の紫外線ランプ２９の直下に搬送し、搬送後紫外線ランプ２９を点灯し、液晶表示セル２に塗布した紫外線硬化封止剤に一定量の紫外線を照射し、紫外線硬化封止剤を硬化させる。紫外線硬化封止剤の硬化を待って液晶表示セルの注入孔封止工程を終了する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶表示セルの注入孔封止工程において、液晶表示セルの割れや欠けを防止して安定した処理を行うことができるとともに、複数箇所の塗布動作を同時に効率よく行い、かつ多品種に対応することもできて生産性の高い液晶表示セル封止装置及び封止方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる液晶表示セル封止装置を示す正面図である。
【図２】図１の液晶表示セル封止装置を示す平面図である。
【図３】図１の液晶表示セル封止装置における液晶表示セルを積層するための加圧治具を示す正面図である。
【図４】図３の加圧治具を示す平面図である。
【図５】図３の加圧治具を示す側面図である。
【図６】図１の液晶表示セル封止装置によって取り扱う液晶表示素子セル及び短冊状パネルを示す斜視図である。
【図７】図１の液晶表示セル封止装置の搬送ユニットを示す正面図である。
【図８】図７の搬送ユニットを示す平面図である。
【図９】図７の搬送ユニットを示す側面図である。
【図１０】図７の搬送ユニットの側断面図である。
【図１１】図１の液晶表示セル封止装置の塗布ユニットを示す正面図である。
【図１２】図１１の塗布ユニットを示す平面図である。
【符号の説明】
１      加圧治具
２      液晶表示セル
３      短冊状パネル
４      樹脂シート
５      搬送ユニット
６      塗布ユニット
７      紫外線照射ユニット
８      拭き取りユニット
９      ストッパ
１０    アクチュエータ
１１    基準シャフト
１２    第１回転案内
１３    回転アクチュエータ
１４    接触部品
１５    第１直動アクチュエータ
１６    位置決め部品
１７    第２回転案内
１８    第２直動アクチュエータ
１９    流体シリンダ
２０    加圧プレート
２１    第１ＮＣモータ
２２    第１ボールねじ
２３    ３軸直交ロボット
２４    第２ＮＣモータ
２５    第２ボールねじ
２６    第３直動アクチュエータ
２７    封止剤容器
２８    吐出コントローラ
２９    紫外線ランプ
３０    注入孔
３１    セットプレート
３２    幅ガイド
３３    ストッパブロック
３４    第４直動アクチュエータ
３５    タイミングプーリ
３６    タイミングベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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