带防基板翘起机构的基板加热装置制造方法
【专利摘要】一种带防基板翘起机构的基板加热装置，在光取向处理中的紫外线照射后的后加热工序，在短时间使基板上升到规定温度且在基板整体范围均匀上升、维持取向限制力。对涂布有取向膜的母TFT基板(30)或母对置基板(30)(以后记作基板)照射直线偏光紫外线，对取向膜赋予单轴性。其后，在热板(20)上载置该基板(30)，利用按压销(10)将基板(30)的周边压靠于热板(20)上。由此，能够防止加热时的基板(30)的翘起，能够在基板(30)整体均匀地以30秒左右使温度从26℃上升到240℃左右。由此，能够得到具有取向限制力高的光取向膜的液晶显示装置。
【专利说明】带防基板翘起机构的基板加热装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液晶显示装置，尤其涉及具有光取向方式的取向膜的液晶显示装置的制造方法及其制造装置。
【背景技术】
[0002]液晶显不装置所使用的液晶显不面板，配置有TFT基板和对置基板，所述TFT基板中形成有呈矩阵状的具有像素电极及薄膜晶体管(TFT)等的像素，所述对置基板与TFT基板相对，在与TFT基板的像素电极对应的部位形成有彩色滤光器等，在TFT基板与对置基板之间夹持有液晶。并且，通过按像素控制基于液晶分子的光透过率来形成图像。
[0003]在液晶显示装置中，通过形成于TFT基板和对置基板上的取向膜来进行液晶分子的初始取向，通过对像素电极施加图像信号，由此利用形成于像素电极与对置电极之间电场使该液晶分子的初始取向的状态变化，从而控制透过液晶显示面板的光量。液晶分子的初始取向的朝向通过对取向膜进行摩擦处理或光取向处理来规定。
[0004]取向膜的摩擦处理具有由摩擦导致的取向膜的切屑所引起的制品或制造工序的污染、由静电发生等引起的布线之间的绝缘损坏的问题等。光取向方式可以减轻上述切屑的发生、静电发生的问题，但难以在取向膜形成所谓的预倾角。
[0005]另一方面，在液晶显示装置中视场角特性成为问题。视场角特性是指从正面观察画面时和从斜向观察画面时，辉度发生、或色度发生变化的现象。关于视场角特性，在通过水平方向的电场使液晶分子动作的IPS(In Plane Switching)方式具有优异的视场角特性。IPS中取向膜不需要所谓的预倾角，因此适于取向膜的光取向处理。
[0006]在“专利文献I”中记载了如下构成:通过对作为取向膜的聚酰胺酸薄膜照射偏光紫外线后进行加热，将聚酰胺酸转换为聚酰亚胺，由此形成具有取向各向异性的取向膜。在“专利文献2”中记载了如下构成:在光取向处理中，一边加热一边对取向膜照射偏光紫外线，由此对取向膜赋予取向各向异性。即，记载了如下构成:使加热处理的温度在偏光紫外线照射中分为初期、中期、后期地变化。通过使温度阶梯性地提高，从而抑制由于偏光照射而分离的分子链在再配置之前交联。
[0007]专利文献1:日本特开2003 - 255349号公报
[0008]专利文献2:日本特开2007 - 226097号公报实用新型内容
[0009]图6是IPS方式的液晶显示装置的剖视图。存在各种IPS方式的液晶显示装置，图6是其中一例，本实用新型也可以适用于其他IPS方式的液晶显示装置。在图6中，在由玻璃形成的TFT基板100形成有兼作为扫描线的栅电极101，在其上形成有栅极绝缘膜102。在栅极绝缘膜102之上形成有半导体层103，在半导体层103之上形成有漏电极104及源电极105，由此形成了 TFT。覆盖TFT地形成由SiN等构成的无机钝化膜106，在无机钝化膜106之上形成兼作为平坦膜的有机钝化膜107。
[0010]在有机钝化膜107之上，以平面固态的方式形成有由ITO形成的对置电极108。在对置电极108之上形成有层间绝缘膜109，在层间绝缘膜109之上形成有由透明电极形成的梳齿状的像素电极110。像素电极110经由通孔111与源电极105连接，接收图像信号。在像素电极110之上形成有取向膜113，取向膜113通过光取向而受到取向处理。
[0011]在图6中，在由玻璃形成的对置基板200上形成有黑矩阵202及彩色滤光器201，在其上形成有保护彩色滤光器的外覆(overcoat)膜203。在外覆膜203之上形成取向膜113，取向膜113通过光取向而受到取向处理。在TFT基板100与对置基板200之间夹持有液晶层300。
[0012]在图6的TFT基板100中，当对梳齿状的像素电极110施加基于图像信号的电压时，穿过梳齿与梳齿之间的狭缝112朝向对置电极108地产生电力线，通过使液晶分子301旋转，由此控制通过液晶层300的来自背光源的光，从而形成图像。液晶分子301的初始取向由取向膜113规定。图6的取向膜113的TFT基板100侧和对置基板200侧都被实施了光取向处理。
[0013]如后述所说明，光取向处理是通过对聚酰亚胺膜照射直线偏光了的紫外线从而对取向膜赋予单轴性。其后，进行加热，由此使低分子的分解物挥发，且促使所生成的低聚物的旋转而提高取向限制力。
[0014]该加热工艺以往使用远红外线方式、热风循环方式等的加热装置。但是，在这种基于以往技术的加热方式中，要使基板从室温即26°C上升到必需温度即240°C需要2分钟以上的时间。但是，在以往例中，照射直线偏光紫外线后的加热时间不够充分，需要进一步加热时间。
[0015]本实用新型的课题在于提供一种通过使基板在短时间上升到规定温度，由此获得具有规定取向限制力的光取向膜的液晶显示装置的制造方法。此外，本实用新型的另一课题在于获得如下的制造装置:能够进行如光取向处理中的加热工艺所代表那样、对玻璃基板均匀地加热且在短时间加热到240 V左右。
[0016]本实用新型是为解决上述课题而做出的，具体手段如下所示。
[0017](I)液晶显示装置的制造方法，将母基板分离而制造各个液晶显示装置，所述母基板是将形成有多个TFT基板的母TFT基板和形成有多个对置基板的母对置基板在周边粘接而形成，其中，对所述母TFT基板或所述母对置基板涂布取向膜，对所述取向膜照射直线偏光的紫外线，其后，实施具有后加热工序的光取向处理，所述后加热工序中，将所述母TFT基板或所述母对置基板载置在热板上，一边利用按压销按压所述母TFT基板或所述母对置基板的周边区域一边进行加热。
[0018](2)上述(I)所述的液晶显示装置的制造方法中，所述光取向处理中，具有在进行所述直线偏光紫外线照射之前，对所述取向膜加热而进行亚胺化的加热工序，所述亚胺化的加热工序中，将所述母TFT基板或所述母对置基板载置在热板上，一边利用按压销按压所述母TFT基板或所述母对置基板的周边区域一边进行加热。
[0019](3)液晶显示装置的制造方法，将母基板分离而制造各个液晶显示装置，所述母基板是将形成有多个TFT基板的母TFT基板和形成有多个对置基板的母对置基板在周边粘接而形成，其中，具有对所述母TFT基板或所述母对置基板涂布取向膜，并加热所述取向膜而进行亚胺化的工序，所述亚胺化的工序中，将所述母TFT基板或所述母对置基板载置在热板上，一边利用按压销按压所述母TFT基板或所述母对置基板的周边区域一边进行加热，其后，通过摩擦处理对所述取向膜实施取向处理。
[0020](4)液晶显示装置的制造装置，将母基板分离而制造各个液晶显示装置，所述母基板是将形成有多个TFT基板的母TFT基板和形成有多个对置基板的母对置基板在周边粘接而形成，，其中，包括加热装置，该加热装置具有:载置涂布有取向膜的所述母TFT基板或所述母对置基板的热板；将载置于所述热板上的所述母TFT基板或所述母对置基板的周边区域压靠于所述热板面的按压销。
[0021]根据本实用新型，能够使形成有多个TFT基板的母TFT基板或形成有多个对置基板的母对置基板在短时间上升到240°C左右的高温，因此尤其在具有被光取向处理后的取向膜的液晶显示装置中，能够提高取向膜的取向限制力。
[0022]此外，根据本实用新型的加热装置，能够对大型的母TFT基板或母对置基板在短时间加热且对基板整体均匀加热，因此能够提高采用了光取向处理的液晶显示装置的成品率。
[0023]而且，根据本实用新型的加热装置，在使用了摩擦处理的液晶显示装置中用于取向膜的亚胺化的加热处理中，能够对母TFT基板或母对置基板在短时间加热且遍及基板整体地均匀加热，因此能够谋求提高液晶显示装置的制造效率和制造成品率。
[0024]而且，在液晶显示装置的制造工序中，不仅是取向膜的形成，在需要短时间加热母TFT基板或母对置基板的工序中适用本实用新型，也能谋求提高液晶显示装置的效率和制造成品率。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型的母TFT基板加热装置的立体图。
[0026]图2是母TFT基板的俯视图。
[0027]图3的(a)、(b)是热板的俯视图及侧视图。
[0028]图4是表示本实用新型的按压销、压板、母TFT基板之间关系的剖视图。
[0029]图5是本实用新型的基板加热的工艺流程图。
[0030]图6是IPS方式液晶显示装置的剖视图。
[0031]图7是光取向处理的工艺流程图。
[0032]图8是表示无按压销时的使用热板的基板加热的问题点的立体图。
[0033]附图标记的说明
[0034]10...按压销，11...压板，12...作动缸，13...弹簧,20...热板,21...金属板,22…加热器，30…母TFT基板，31...TFT基板，32…周边区域，211…Ni镀层100...TFT基板，101…栅电极，102...栅极绝缘膜，103...半导体层，104...源电极，105...漏电极，106...无机钝化膜，107…有机钝化膜,108…对置电极,109…层间绝缘膜,110…像素电极,111…通孔,112...狭缝，113…取向膜，200…对置基板，201…彩色滤光器，202…黑矩阵，203…外覆膜，300…液晶层，301…液晶分子
【具体实施方式】
[0035]在实施例之前，在本实用新型中说明具有尤其有效的光取向膜的液晶显示装置的光取向工艺。图7是光取向处理工艺的例子。取向膜形成于TFT基板和对置基板二者，图7所示的光取向处理工艺对TFT基板、对置基板都共用。
[0036]在图7中，若是TFT基板，则对图6所示的形成到像素电极110的基板进行清洗。此外，若是对置基板，则对图7所示的形成到外覆膜203的基板进行清洗。对于TFT基板或对置基板，通过印刷等涂布取向膜。印刷使用胶版印刷。作为印刷以外的方法，可以使用喷墨、旋涂、喷涂等。作为取向膜材料，使用聚酰胺酸或聚酰胺酸酯等。
[0037]将印刷了取向膜的基板投入整平(leveling)炉中，使取向膜干燥的同时进行整平，使取向膜的表面平坦化。其后，将基板投入烧结炉，使温度上升到240°C左右，使取向膜材料亚胺化，形成聚酰亚胺膜。
[0038]起皱，对聚酰亚胺化后的取向膜，照射波长为240nm?400nm左右的直线偏光了的紫外线。通过该紫外线的照射，在与偏光紫外线的电场矢量的方向一致的方向上，取向膜中的高分子中的主链被切断，由此赋予单轴性。
[0039]通过利用偏光紫外线照射来切断聚合物，生成挥发性的低分子物质。为了使该低分子物质挥发、将其除去，将基板加热到240°C左右。将该加热称为后加热。此外，由于紫外线照射也形成低聚物，但该低聚物中低分子蒸发，则再排列，具有提高取向限制力的作用。其后，将基板放置冷却。
[0040]因此，对取向限制力而言后加热较为重要。但是，为了保证高取向限制力，需要在短时间内进行后加热的基板温度上升。例如，需要在不到I分钟的时间使基板的温度从26°C上升到240°C。但是，以往那样的红外线式或热风循环式等的加热方法中，基板的升温温度无法提前，例如要使基板的温度从26°C上升到240°C，需要2分钟以上的时间。这种程度的升温速度存在光取向后的取向限制力降低的问题。
[0041]本实用新型中，为了使基板温度在短时间上升到240°C左右，将基板载置在热板，利用热板的加热，在短时间使基板的温度从室温即26°C上升到240°C左右。另一方面，光取向处理是在形成有许多TFT基板的母TFT基板或形成有许多对置基板的母对置基板的状态下进行。母TFT基板或母对置基板的尺寸大，仅是简单地将母TFT基板或母对置基板载置于热板上进行加热的话，如图8所示，在母TFT基板30或母对置基板产生翘起，尤其是形成于角部的TFT基板或对置基板的温度未充分上升，产生在该部分的液晶单元取向限制力不充分的问题。
[0042]图8是表示该问题的示意图。在图8中，在热板20上载置有母对置基板或母TFT基板30。随着基板30被加热，由于热膨胀差而在基板30产生翘起。如图8所示，该翘起尤其在基板的角部显著。因此，在母TFT基板30或母对置基板的角部存在的TFT基板或对置基板的取向限制力不充分，成为液晶显示装置的制造成品率降低的一个原因。
[0043]根据以下的实施例所示的本实用新型，能够利用热板对母TFT基板30或母对置基板均匀加热且在短时间使温度上升。
[0044]【实施例1】
[0045]图1是本实用新型的基板加热装置的立体图。在图1中，母TFT基板30载置在热板20上。另外，光取向工艺对于母TFT基板30和母对置基板是相同的，因此对母TFT基板30进行说明，在母对置基板的情况下也是同样。图2是母TFT基板30的俯视图。在母TFT基板30形成有许多TFT基板31，母TFT基板30的长径XL例如为920mm，短径YL例如为730mm。为了形成与另外制作的母对置基板粘接的密封区域等，在母TFT基板30的周边确保有无TFT基板31的周边区域32。周边区域32的Dl为20mm左右。
[0046]这样的母TFT基板30载置于热板20上。图3 (a)是热板20的俯视图，图3 (b)是热板20的侧视图。在图3 (a)中，热板20的长径XHL为1020mm左右，短径YHL为830mm左右。该尺寸是与图2所示的母TFT基板30对应的尺寸。在图3(a)中，在虚线所示的部分载置母TFT基板30。
[0047]在热板20以矩阵状形成有用于将母TFT基板30真空吸附于热板20上的排气孔25。图3(b)是热板20的侧视图，热板20由金属板21和配置在金属板之下的加热器22形成。热板20的整体厚度T为20mm左右。金属板21由Al或不锈钢等形成。在图3(b)中，用于真空吸附母TFT基板30的排气孔25贯穿金属板和加热器地形成。在热板20的玻璃基板侧形成有Ni镀层211。
[0048]在金属板20上载置有虚线所示的母TFT基板30。当载置母TFT基板30时，从形成于热板20的排气孔25排气，吸引母TFT基板30，使母TFT基板30紧贴于热板20。但是，当母TFT基板30载置于热板20时，母TFT基板30的热板20侧膨胀，由此如图8所示，尤其在母TFT基板30的角部发生翘起。对于该翘起，仅凭图3所示的真空吸附的吸附力无法抑制。于是，配置于母TFT基板30的角部的TFT基板的温度无法充分上升，出现该部分的TFT基板的取向膜的取向限制力不充分的问题。
[0049]如图1所示，本实用新型利用按压销10来按压母TFT基板30的周边区域，由此防止基板30的翘起。按压销10安装于压板11。压板11例如由不锈钢形成。压板11与作动缸12连接，借助作动缸12而上下动作。按压销10插入于在压板11形成的凹部，在压板11的凹部与按压销10之间形成弹簧状的构造13，能够以均匀的力将母TFT基板30按压于热板20上。
[0050]S卩，以压板11的重量和作动缸的力的合计力将母TFT基板30均匀地按压于热板20上。按压销10由聚酰亚胺等耐热性树脂形成。关于按压销10的数量，在母TFT基板30的各边各配置10个左右。
[0051]关于图4所示的按压销10的直径Φ，在母TFT基板30的边部均匀，在母TFT基板30的角部变大。由于按压销10的直径变粗，相应地由按压销10按压母TFT基板30的弹簧力变大。这是由于，通过加热而在母TFT基板产生的翘起，在角部也最大。此外，按压销配置成对避开形成于母TFT基板上的液晶显示装置的TFT基板的显示区域的区域进行按压。根据液晶显示装置的画面尺寸而会需要使销的位置错开，因此可以具有改变按压销的位置的机构。
[0052]图5是利用热板对母TFT基板加热的工艺流程图。在图5中，母TFT基板被载置于输送机器人的臂上地输送，载置于热板上。此时，承接销从热板上升，承接母TFT基板，当承接销下降而退避到热板内时，母TFT基板载置到热板上。此时，从热板的排气孔进行排气，将母TFT基板真空吸附于热板上。
[0053]此外，在母TFT基板载置于热板上的同时，按压销与母TFT基板的周边区域接触，利用规定力将母TFT基板压靠于热板上。由此，当初26°C左右的母TFT基板在不到I分钟(30秒左右)上升到240左右。由于母TFT基板的周边区域被按压销按压，所以即使温度上升，母TFT基板与热板紧贴，形成于周边或角部的TFT基板也能与其他部分相同地在短时间上升到规定温度。
[0054]在母TFT基板上升到规定温度即240°C的时刻，使按压销上升，同时，承接销从热板上升，将母TFT基板从热板卸下。利用输送机器人的臂承接载置于承接销而上升的母TFT基板，将母TFT基板输送到下一工序。
[0055]在加热工序中，母TFT基板的温度需要是相对于规定温度限定在规定范围内。在光取向的后加热，需要限制在规定温度±5°C左右。也就是说，在光取向的后加热中为240±5°C。在光取向中，限制为这样的温度范围的理由如下所示。即，若温度过高，则会使先形成于TFT基板的有机钝化膜等的有机膜变性，或使形成于母对置基板的彩色滤光器变形。而若温度过低，则无法得到充分的取向限制力。
[0056]根据本实用新型，对母TFT基板的角部附近的TFT基板也能形成与其他区域的TFT基板同样的温度曲线，能够得到在母TFT基板整体具有均匀特性的TFT基板。
[0057]以上说明了母TFT基板，对于具有光取向膜的母对置基板也同样。而且，虽然本实用新型在光取向处理的后加热工序尤其具有效果，但在其他的、光取向处理的直线偏光紫外线的照射前的用于亚胺化的加热或直线偏光紫外线的照射时进行加热的情况下，也同样适用于该加热工序。在这些加热工序，能够实现可在短期间将基板加热到规定温度、且对基板整体均匀加热这一本实用新型的优点。
[0058]而且，在使用摩擦法对取向膜进行取向处理的工艺中，有涂布取向膜并使该涂布的取向膜亚胺化的处理，在该亚胺化处理中，也可以使用本实用新型的母TFT基板或母对置基板的加热方法。在该情况下，能够实现可在短期间将基板加热到规定温度、且对基板整体均匀加热这一本实用新型的优点。
【权利要求】
1.一种带防基板翘起机构的基板加热装置，在将母基板分离而制造各个液晶显示装置的液晶显示装置的制造中使用，所述母基板是将形成有多个TFT基板的母TFT基板与形成有多个对置基板的母对置基板在周边粘接而形成，其特征在于，所述带防基板翘起机构的基板加热装置包括: 热板，其载置涂布有取向膜的所述母TFT基板或所述母对置基板； 按压销，其将载置于所述热板上的所述母TFT基板或所述母对置基板的周边区域压靠于所述热板。
2.根据权利要求1所述的带防基板翘起机构的基板加热装置，其特征在于， 所述热板具有用于将所述母TFT基板或所述母对置基板真空吸附于所述热板的排气孔。
3.根据权利要求1所述的带防基板翘起机构的基板加热装置，其特征在于， 所述按压销配置于压板上，在所述压板与所述按压销之间形成有弹簧机构。
【文档编号】G02F1/1337GK204129384SQ201420503008
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】Y·平田 申请人:株式会社日本显示器