JP2006187753A - シーラント滴下装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のシールライン形成領域にシーラントを直接滴下すると共に、シーラントが充填されるシリンジを使い捨てにし、設定された回数のシーラントの滴下後、使用済みのシリンジを新しいシリンジに交換して使用することにより、洗浄工程を必要とせず、シリンジ内の固形化されたシーラントのシールラインへの混入によるセルギャップの不良を防止できるシーラント滴下装置を提供する。
【解決手段】シーラント滴下装置は、シーラントが充填される使い捨てのシリンジ本体と、シリンジ本体が収納されるケースと、シリンジ本体の下部に備えられて基板上にシーラントを滴下するノズル部と、シリンジ本体にガスを供給してシリンジ本体内のシーラントに圧力を加えるガス供給部とを備える。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、液晶表示素子のシーラント滴下装置に関し、特に、使い捨てのシリンジを使用することにより、洗浄工程を必要とせず、異物の流入によるセルギャップの不良を効果的に防止できる液晶表示素子のシーラント滴下装置に関する。

一般に、液晶表示素子は、マトリックス状に配列された液晶セルに画像情報によるデータ信号を個別的に供給し、その液晶セルの光透過率を調節することにより、所望の画像を表示できるようにした表示素子である。

従って、液晶表示素子は、画素単位の液晶セルがマトリックス状に配列される液晶パネルと、前記液晶セルを駆動させるドライバ集積回路とを備える。

前記液晶パネルは、対向するカラーフィルタ基板及び薄膜トランジスタアレイ基板と、前記カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタアレイ基板との間に形成された液晶層とから構成される。

また、前記液晶パネルの薄膜トランジスタアレイ基板上には、データドライバ集積回路から供給されるデータ信号を液晶セルに伝送するための複数のデータラインと、ゲートドライバ集積回路から供給される走査信号を液晶セルに伝送するための複数のゲートラインとが直交し、これらのデータラインとゲートラインとの交差部毎に液晶セルが定義される。

前記ゲートドライバ集積回路は、複数のゲートラインに走査信号を順次供給することにより、マトリックス状に配列された液晶セルが１つのラインずつ順次選択されるようにし、その選択された１つのラインの液晶セルには前記データドライバ集積回路からデータ信号が供給される。

一方、前記カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタアレイ基板の対向する内側面には、それぞれ共通電極と画素電極が形成されて、前記液晶層に電界を印加する。ここで、画素電極は、薄膜トランジスタアレイ基板上に液晶セル別に形成される反面、共通電極は、カラーフィルタ基板の全面に一体化して形成される。従って、共通電極に電圧を印加した状態で画素電極に印加される電圧を制御することにより、各液晶セルの光透過率を個別的に調節することができる。

このように、画素電極に印加される電圧を液晶セル別に制御するために、各液晶セルには、スイッチング素子として用いられる薄膜トランジスタが形成される。

以下、前述した液晶表示素子の構成要素を図４を参照して詳細に説明する。
図４は、液晶表示素子の薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板とが対向して貼り合わせられた単位液晶パネルの概略的な平面構造を示す例示図である。

図４に示すように、液晶パネル１００は、複数の液晶セルがマトリックス状に配列される画像表示部１１３と、画像表示部１１３の複数のゲートラインと接続されるゲートパッド部１１４と、画像表示部１１３の複数のデータラインと接続されるデータパッド部１１５とを備える。

ここで、ゲートパッド部１１４とデータパッド部１１５とは、カラーフィルタ基板１０２と重ならない薄膜トランジスタアレイ基板１０１の縁領域に形成され、ゲートパッド部１１４は、ゲートドライバ集積回路から供給される走査信号を画像表示部１１３の複数のゲートラインに供給し、データパッド部１１５は、データドライバ集積回路から供給される画像情報を画像表示部１１３の複数のデータラインに供給する。

画像表示部１１３の薄膜トランジスタアレイ基板１０１には、画像情報が供給される複数のデータラインと走査信号が印加される複数のゲートラインとが垂直に交差して配置され、その交差部に、液晶セルをスイッチングするための薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続されて液晶セルを駆動する画素電極と、これらの画素電極と薄膜トランジスタを保護するために全面に形成された保護膜とが備えられる。

画像表示部１１３のカラーフィルタ基板１０２には、ブラックマトリックスによりセル領域別に分離されて塗布された複数のカラーフィルタと、薄膜トランジスタアレイ基板１０１に形成された画素電極の相手電極である共通透明電極とが備えられる。

このように構成された薄膜トランジスタアレイ基板１０１とカラーフィルタ基板１０２とは、スペーサにより所定のセルギャップが維持され、画像表示部１１３の外郭に形成されたシールライン１１６により貼り合わせられて単位液晶パネルをなす。

このような単位液晶パネルの製作において、収率を向上させるために、大面積の母基板に複数の単位液晶パネルを同時に形成する方式が一般的に適用されている。従って、前記複数の単位液晶パネルが製作された母基板を切断及び加工して、大面積の母基板から複数の単位液晶パネルを分離する工程が要求される。

前記大面積の母基板から分離された単位液晶パネルには、液晶注入口を通して液晶を注入して、薄膜トランジスタアレイ基板１０１とカラーフィルタ基板１０２との間に液晶層を形成し、前記液晶注入口を密封する。

前述したように、単位液晶パネルを製作するためには、複数の薄膜トランジスタアレイ基板１０１及び複数のカラーフィルタ基板１０２を別途の第１母基板及び第２母基板に個別的に製作し、前記第１母基板と第２母基板とを均一なセルギャップが維持されるように貼り合わせた後、単位液晶パネルに切断し、液晶を注入する工程が要求される。

特に、前記第１母基板と第２母基板とを均一なセルギャップが維持されるように貼り合わせるために、画像表示部１１３の外郭にシールライン１１６を形成する工程が要求される。

以下、従来のシールライン１１６の形成方法を図５Ａ及び図５Ｂを参照して詳細に説明する。
図５Ａ及び図５Ｂは、従来のスクリーン印刷方式によりシールラインを形成する方法を示す図である。図示のように、スクリーン印刷装置は、シールライン２１６形成領域が選択的に露出するようにパターニングされたスクリーンマスク２０６と、スクリーンマスク２０６を利用して基板２００にシーラント２０３を選択的に供給してシールライン２１６を形成するゴムローラ２０８（即ち、スキージー：squeegee）とを備える。

前記基板２００に形成されたシールライン２１６は、液晶を注入するためのギャップを設け、注入された液晶の漏れを防止する。従って、シールライン２１６は、基板２００の画像表示部２１３の縁部に沿って形成され、一側には液晶注入口２０４が形成される。

前述のスクリーン印刷方式は、シールライン２１６形成領域がパターニングされたスクリーンマスク２０６上にシーラント２０３を塗布し、ゴムローラ２０８で印刷して、基板２００上にシールライン２１６を形成する段階と、シールライン２１６に含有された溶媒を蒸発させて均一化する（レベリング：leveling）する乾燥段階とからなる。

前述したようなスクリーン印刷方式は、工程の利便性に優れるため普遍的に用いられているが、スクリーンマスク２０６の全面にシーラント２０３を塗布し、ゴムローラ２０８で印刷してシールライン２１６を形成することによって、シーラント２０３の消費量が多くなるという欠点があった。

また、スクリーンマスク２０６と基板２００とが接触することによって、基板２００上に形成された配向膜（図示せず）にラビング不良が発生して、液晶表示素子の画質を低下させるという欠点があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、基板のシールライン形成領域にシーラントを直接滴下できるシーラント滴下装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、シーラントが充填されるシリンジを使い捨てにし、設定された回数のシーラントの滴下後、使用済みのシリンジを新しいシリンジに交換して使用することにより洗浄工程を必要としないシーラント滴下装置を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、使い捨てのシリンジを使用することにより、シリンジ内の固形化されたシーラントのシールラインへの混入によるセルギャップの不良を防止できるシーラント滴下装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明によるシーラント滴下装置は、シーラントが充填される使い捨てのシリンジ本体と、前記シリンジ本体が収納されるケースと、前記シリンジ本体の下部に備えられて基板上にシーラントを滴下するノズル部とを備える。

本発明によるシーラント滴下装置においては、シーラント滴下装置のシリンジ本体を使い捨てとして構成してシリンジ洗浄工程を省略することにより、洗浄工程によりシーラント滴下工程を中断することなくシールラインを形成できるという効果がある。

また、使用済みのシリンジ本体を廃棄し、新しいシリンジ本体を使用してシーラントの滴下を続けることにより、固形化されたシーラントなどがシールラインに混入されることを防止することができ、液晶表示素子のギャップ不良の発生を効果的に防止できるという効果がある。

また、本発明においては、シリンジ本体を透明に形成してシリンジ内部のシーラントの残量をリアルタイムに把握可能にすることにより、シーラントの不足によるシールラインの不良を防止できると共に、無駄なシーラントの浪費を防止できるという効果がある。

本発明においては、シーラントの消費を最小化し、基板上に接触によるラビング不良が発生することを防止するために、シーラント滴下方式を提案する。シーラント滴下方式は、シールラインを形成すべき領域にシーラントを直接供給するもので、図１は、本発明によるシーラント滴下方式の基本的な概念を示す図である。

図１に示すように、シーラント滴下方式においては、基板３００がローディングされたステージ３１０を前後左右方向に移動させると共に、シーラントが充填されたシリンジ３０１に所定の圧力を加えることにより、基板３００の画像表示部３１３の縁部に沿ってシールライン３１６を形成する。

前述のシーラント滴下方式は、シールライン３１６を形成すべき領域に選択的にシーラントを供給することにより、シーラントの消費量を減らすことができ、基板３００の画像表示部３１３の外郭のみに選択的にシーラントを滴下することにより、画像表示部３１３がシーラントと接触することなく、配向膜（図示せず）のラビング不良を防止することができる。

以下、このような本発明による液晶表示素子のシーラント滴下器を図２を参照して詳細に説明する。
図２に示すように、本発明によるシーラント滴下器４０１は、シーラントのような液体状の滴下物質が充填されるシリンジ４１０と、シリンジ４１０の下部に形成され、シリンジ４１０に充填されたシーラントが放出されるノズル部４０２と、シリンジ４１０の上側に設置されたキャップ部４０３と、キャップ部４０３と連結されたガス供給管４０４を通してシリンジ４１０の内部にガスを供給して、ガスの圧力によりシリンジ４１０に充填されたシーラントをノズル部４０２を通して滴下させるガス供給部４０５と、ガス供給管４０４に設置され、シリンジ４１０に供給されるガスの量、即ち、シリンジ４１０に加えられるガスの圧力を調整してシーラントの滴下量を調整する流量弁４０６とから構成される。

一般に、シーラントのような滴下物質は粘度が高いため、シリンジ４１０に充填された場合、ノズル部４０２を通して放出されない。従って、シーラントを基板上に滴下するためには、シリンジ４１０に充填されたシーラントに圧力を加えなければならない。シーラントに加えられる圧力は、シリンジ４１０に供給されるガスの量によって決定される。従って、基板上に滴下されるシーラントの滴下量は、ガスの量を調整する流量弁４０６を操作することにより調整することができる。ここで、流量弁４０６の操作は、作業者が手動で行うこともでき、自動で行うこともできる。特に、現在滴下されるシーラントの滴下量を測定した後に設定された滴下量と比較して、シーラントの滴下量をリアルタイムに調整することもできる。

図３Ａ及び図３Ｂは、シリンジ４１０の構造を示す斜視図及び分解斜視図である。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、シリンジ４１０は、シリンジ本体５３０と、シリンジ本体５３０が収納されるケース５４０と、シリンジ本体５３０の上部に位置してシリンジ本体５３０を密封し、ホール５１２が形成されてシリンジ本体５３０の内部にガスが供給されるようにするキャップ部５１０と、シリンジ本体５３０の下部に位置し、ガスの供給により内部のシーラントを基板に滴下するノズル部５５０とから構成される。

また、シリンジ本体５３０とキャップ部５１０との間、及びシリンジ本体５３０とノズル部５５０との間には、密封のためのＯリング５６０、５７０が備えられており、キャップ部５１０とケース５４０との間には、キャップ部５１０とケース５４０とを結合させる結合手段５２０が備えられている。

シリンジ本体５３０は、透明なポリプロピレン又はポリエチレンのような重合体からなるが、シリンジ本体５３０を重合体から形成する理由は次の通りである。
シリンジ本体５３０は、アルミニウムなどから形成することもできる。アルミニウムは、永久的で高価な物質であり、アルミニウムからなるシリンジ本体５３０を使用する場合、シリンジ本体５３０内に充填されたシーラントを完全に滴下した後には、以降の滴下のためにシリンジ本体５３０を洗浄しなければならない。シリンジ本体５３０の洗浄は、滴下後にシリンジ本体５３０に残っているシーラントが固形化されて基板上に滴下されることを防止するためのものである。固形化されたシーラントがシールラインに混入されると、基板の貼り合わせ時に液晶パネルに局部的なギャップの差が発生して、パネルの角領域に光漏れによるムラが発生する。従って、シリンジ本体５３０を洗浄して、シリンジ本体５３０の固形化されたシーラント（即ち、シーラントの残滓）を除去することにより、不良を防止することができる。

このように、シリンジ本体５３０をアルミニウムから形成する場合、充填されたシーラントの滴下が終了する毎に（又は、設定回数の滴下が終了する毎に）、シリンジ本体５３０を洗浄しなければならないため、液晶表示素子製造工程の遅延が発生する。

しかしながら、本発明のように、安価なポリプロピレン又はポリエチレンを使用してシリンジ本体５３０を形成する場合、充填されたシーラントを全て滴下した後に使用されたシリンジ本体５３０をそのまま廃棄する使い捨てとして使用するため、シリンジ本体５３０の洗浄工程を必要とせず、工程遅延が発生しなくなる。

また、ポリプロピレン又はポリエチレンは、成形性に優れるため、所望の形状の容器を容易に形成できると共に、シーラントが充填された際にシーラントと反応しないため、シーラントが変形されることを防止できるという効果が得られる。

また、ポリプロピレン又はポリエチレンは、紫外線を遮断するため、シーラントの滴下時、紫外線によりシリンジ本体５３０の内部に充填されたシーラントが変質することを防止できるという効果が得られる。

しかしながら、ポリプロピレン又はポリエチレンは、強度が弱いため外部の弱い衝撃により変形しやすいが、特に、シリンジ本体５３０として使用する場合、シリンジ本体５３０が変形して正確な位置にシーラントを滴下することができないため、ステンレス鋼などのように強度の大きい物質からなるケース５４０に収納して使用する。

ここで、ケース５４０には窓が形成されて、ケース５４０内部のシリンジ本体５３０が前記窓を通して見える。また、シリンジ本体５３０は、透明なポリプロピレン又はポリエチレンからなるため、ケース５４０の窓を通してシリンジ本体５３０内に充填されたシーラントを観察することができ、シリンジ本体５３０内に残っているシーラントの残量をリアルタイムに把握することができる。従って、シリンジ４１０内のシーラントの不足によるシールラインの不良を防止することができる。また、観察によりシリンジ４１０内のシーラントの最後の量まで滴下に用いることができるため、無駄なシーラントの浪費を防止することができる。

ノズル部５５０は、実際にシーラントが滴下されるノズル５５２と、ノズル５５２が固定されるノズル固定部５５４とからなる。ここで、ノズル固定部５５４の外部にはネジ山５５６が形成されて、ノズル固定部５５４とケース５４０とが結合されるようになっている。もちろん、ネジ山５５６は、ノズル固定部５５４の内部に形成することもできるが、前述したように外部に形成することによって、ケース５４０から分離した後に簡単な方法により洗浄可能になる。

前述したように、本発明においては、使い捨てのシリンジを備えることにより、シーラントの滴下後、使用済みのシリンジを新しいシリンジに交換するため、滴下工程を容易に続けることができる。

以上、シーラント滴下装置のみについて説明したが、以上の説明は単に本発明の一例を示すもので、本発明は、前述のシーラント滴下装置に限定されるものではなく、多様な物質の滴下装置に適用することができる。

本発明によるシーラント滴下方式の基本的な概念を示す図である。 本発明によるシーラント滴下装置の構造を示す図である。 本発明によるシーラント滴下装置のシリンジの構造を示す斜視図である。 本発明によるシーラント滴下装置のシリンジの構造を示す分解斜視図である。 一般的な液晶表示素子の概略的な構造を示す平面図である。 従来のスクリーン印刷方式によりシールラインを形成する方法を示す図である。 従来のスクリーン印刷方式によりシールラインを形成する方法を示す図である。

符号の説明

４０１ シーラント滴下器
４１０ シリンジ
４０４ 連結管
４０５ ガス供給部
４０６ 流量弁
５１０ キャップ部
５３０ シリンジ本体
５４０ ケース
５５０ ノズル部

Claims (13)

1. シーラントが充填される使い捨てのシリンジ本体と、
   前記シリンジ本体が収納されるケースと、
   前記シリンジ本体の下部に備えられて基板上にシーラントを滴下するノズル部と
   を備えるシーラント滴下装置。
2. 前記シリンジ本体の上部に設置されるキャップ部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のシーラント滴下装置。
3. 前記シリンジ本体にガスを供給して前記シリンジ本体内のシーラントに圧力を加えるガス供給部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のシーラント滴下装置。
4. 前記シリンジ本体に供給されるガスの量を調節して、前記ノズル部から滴下されるシーラントの滴下量を調整する流量弁をさらに備える
   ことを特徴とする請求項３に記載のシーラント滴下装置。
5. 前記ノズル部から滴下されるシーラントの滴下量を調整する流量弁をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のシーラント滴下装置。
6. 前記シリンジ本体が透明である
   ことを特徴とする請求項１に記載のシーラント滴下装置。
7. 前記ケースに窓が形成されて前記シリンジ本体内のシーラントの残量が観察可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載のシーラント滴下装置。
8. 前記シリンジ本体の少なくとも一部分が透明である
   ことを特徴とする請求項７に記載のシーラント滴下装置。
9. 前記シリンジ本体が、ポリプロピレン又はポリエチレンからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のシーラント滴下装置。
10. 前記シリンジ本体が紫外線を遮断する
    ことを特徴とする請求項９に記載のシーラント滴下装置。
11. 前記ノズル部は、
    前記シリンジ本体のシーラントを基板に滴下するノズルと、
    前記ノズルが固定され、前記シリンジ本体と結合されるノズル固定部と、
    からなることを特徴とする請求項１に記載のシーラント滴下装置。
12. 前記キャップ部にホールが形成される
    ことを特徴とする請求項２に記載のシーラント滴下装置。
13. 前記ホールを通して前記シリンジ本体にガスが供給される
    ことを特徴とする請求項１２に記載のシーラント滴下装置。
    

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