JP2000250051A - 液晶表示素子の組立装置及び液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板のサイズにかかわらず、基板全面にわた
りのギャップを均一に保持すると共に、シートによる基
板表面への加圧の均一化を図り、ギャップのバラツキに
よる表示むらを防止して表示品位を向上し、且つシール
剤の変形によるシール不良を防止して生産性向上を図
る。 【解決手段】 下治具定盤６２に可動のガイド６３ａ〜
６３ｄを設け、基板対７０表面よりガイド６３ａ〜６３
ｄを高く突出した状態で排気を開始し、シート中央部が
基板対７０の中央部位を加圧したら、ガイド６３ａ〜６
３ｄを降下させつつ排気を行い、シート６７を基板対７
０の中央部位から周縁方向に順次密着させて基板対７０
を加圧する事により、基板対７０の排気し難い部位の排
気を確実に行い且つ、シート６７による基板対７０全面
の均等な加圧を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シール剤を介し基
板を加圧接着してなる液晶表示素子の組立装置及び液晶
表示素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子の液晶セル形成時、一対の
電極基板をスペーサ及びシール剤を介して対向配置した
後、両電極基板を加圧しながら加熱あるいは紫外線照射
する等してシール剤を硬化させて両電極基板を接着する
ため、従来は、図９に示す様なエアプレス装置７が用い
られていた。このエアプレス装置７は、ヒータ１ａを内
蔵する定盤１上のガイド２に囲まれる設置位置にシール
剤５を介して対向配置される一対の電極基板３を載置
し、その上からシート４を被覆し、吸引口６から定盤１
とシート４の間の空気を吸引することにより生まれる外
界との気圧差により定盤１とシート４の間で電極基板３
を加圧し、更に加熱あるいは光照射する等してシール剤
５を硬化して、電極基板３を接着していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなエアプレス
装置は、装置自体の大きさが基板サイズよりやや大きい
程度に抑えられる事から、操作性、メンテナンス性に優
れると共に、大気中で基板を加圧するため、基板全面に
均一に圧力を掛けられるという利点を有していた。

【０００４】しかしながら近年基板の大型化に伴い、定
盤とシートの間の空気の吸引時、基板表面全面に渡る均
一な吸引を得られず、基板表面の部位により吸引状態に
差を生じてしまっていた。このためシートが基板表面に
均等に密着されず、シートによる基板の加圧が不均一と
なり、基板間のギャップがばらついた状態あるいはシー
ル剤が変形した状態のまま、シール剤が硬化されてしま
うというおそれがあった。このため液晶表示素子にあっ
ては基板間のギャップの不均一による表示むらにより表
示品位の低下を来たし、あるいはシール幅の不均一によ
りシール不良を来たすという問題を生じていた。

【０００５】一方近年、液晶表示素子複数個分の面積を
有するマザー基板を用いて、複数個の液晶表示素子を同
時に形成するマルチ製法が多用されている。このマルチ
製法により、複数の電極パターンを有する大型のマザー
基板を上記エアプレス装置により接着しようとする場合
には、マザー基板上の夫々の液晶セルのギャップを均一
に保持するため、液晶セル内の余分な空気抜きを行って
いる。そしてこの液晶セル内の余分な空気抜きは、マザ
ー基板上の各液晶セルの配置位置やシール剤に設けられ
る注入口位置により各液晶セル毎にその抜き易さが大き
く左右され、例えば、図１０に示すように第１乃至第４
の４個の液晶セル８ａ〜８ｄが形成されるマザー基板９
の場合、マザー基板９のほぼ中央に注入口１０が配置さ
れる第１の液晶セル８ａ内の空気の抜けが悪く、余分な
空気が残ってしまうおそれを有していた。そしてこの液
晶セル毎の空気の抜け易さにより各液晶セルのギャップ
にバラツキを生じてしまい、形成された液晶表示素子は
ギャップむらによる表示むらにより表示品位が低下し、
あるいは十分なシール幅を得られず、シール不良を来た
すという問題を生じていた。

【０００６】そこで本発明は上記課題を除去するもの
で、基板の大型化あるいはマルチ製法等にかかわらず、
エアプレス装置による空気抜きを基板の部位にかかわら
ずその全面にわたり均等に行い且つ、基板全面を均等に
加圧することにより、シール剤硬化時における基板間の
ギャップを均一に保持し、液晶表示素子の表示品位の向
上を得ると共にシール不良を防止し、生産性の高い液晶
表示素子の組立装置及び液晶表示素子の製造方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、対向配置される基板対のギャップに液晶を
封入してなる液晶表示素子の組立装置において、電極パ
ターンを囲繞するシール剤を介して対向配置される前記
基板対を載置する定盤と、この定盤に載置される前記基
板対を覆い前記定盤と共に前記基板対を密閉し加圧する
シートと、前記定盤及び前記シートにより密閉される空
間の排気を行う排気手段と、前記定盤上の前記基板対周
囲に設けられ前記シートの高さを調整する可動のガイド
とを設けるものである。

【０００８】このような構成により本発明は、定盤及び
前記シートにより密閉される空間の排気時に、基板対の
所望の部位の加圧を可能とし、基板対の部位による空気
の抜き易さのバラツキを防止して基板対のギャップ内の
余分な空気を確実に排気すると共に、基板対表面を全面
に渡り均等に加圧して基板対間のギャップを均一化した
状態でのシール剤の硬化を可能とし、表示品位の向上を
図ると共に、シール幅の均一化によりシール不良を防止
する。

【０００９】又本発明は上記課題を解決するために、電
極パターンを有し、注入口を設けて前記電極パターンを
囲繞するシール剤を介して対向配置する基板対を、定盤
及びシートにより密閉される空間に挟み、前記空間を排
気して前記シートを前記基板対に押圧する事により前記
基板対を加圧して貼り合わせる液晶表示素子の製造方法
において、前記基板対周囲にて前記シートを支持するガ
イドの高さを調整しながら前記空間の排気を行い、前記
基板対の排気し難い部位から前記シートを前記基板対に
加圧するものである。

【００１０】このような構成により本発明は、基板対の
部位にかかわらず空気の抜き易さのバラツキを防止し且
つ、基板対全面を均等に加圧して基板対間のギャップを
均一化する事により、表示品位を向上し、更にシール不
良を防止するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明の原理について述べ
る。一般にエアプレス装置にあっては、図１に示す様に
定盤１２上にシール剤１５を介して対向配置される基板
１３表面の高さとほぼ同等の高さのガイド１４を設け、
定盤１２とシート１６の間の空間１８の排気時に、シー
ト１６が勢い良く引っ張られてシート１６にシワができ
たり基板１３にずれを生じさせることを防止している。
このようなエアプレス装置１７にあっては、基板が大型
化するに従い、基板１３にシート１６を被覆し定盤１２
及びシート１６の間の空間１８を密閉後に空間１８の排
気を開始すると、図１（ｂ）に示す様にシート１６は基
板の周縁１３ａに先に密着してしまい、基板の中央１３
ｂの空気が抜け難くなり、基板の中央１３ｂに圧力がか
からなくなるという現象を生じていた。このような現象
により、基板１３のギャップの不均一あるいはシール幅
の不均一を生じ、形成された液晶表示素子はその表示品
位の低下を来たしあるいはシール不良を生じていた。

【００１２】そこで図２に示すように、シート１６を支
持するガイド１９を基板１３表面より高く形成すると、
空間１８の排気開始後、シート１６は基板の周縁１３ａ
に密着する事無く、図２（ｂ）に示すように基板の中央
部１３ｂに先ず密着し、この後排気の進行に従いガイド
１９を降下させてゆくと、シート１６の密着領域が、図
２（ｃ）に示すように基板の周縁１３ａに広がり、基板
１３全面を均一に加圧することが判明している。本発明
はこのような原理にもとずき成されたものである。

【００１３】次に本発明の実施の形態を図３乃至図８を
参照して説明する。図３は、液晶表示素子２０を示す構
成図であり、柱状スペーサ２１を介し対向配置されるア
レイ基板２２及び対向基板２３の、アクリル系或いはエ
ポキシ系等の接着剤からなる熱硬化性のシール剤５０に
囲繞されるギャップに液晶２４を封入してなっている。

【００１４】対向基板２３は、ガラス基板２６上に対向
電極２７、配向膜２８を配置してなっている。一方、ア
レイ基板２２はガラス基板３０上にアンダーコーティン
グ層３１を介して、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）からな
り、チャネル領域３２ａを挟んでソース領域３２ｂ、ド
レイン領域３２ｃを形成してなる半導体層３２をパター
ン形成し、更に酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜等からなる
ゲート絶縁膜３３上に走査線（図示せず）と一体のゲー
ト電極３４をパターン形成してなるポリシリコンＴＦＴ
３６を有している。３７は信号線（図示せず）と一体の
ドレイン電極、３８はソース電極であり、ゲート絶縁膜
３３、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜からなる層間絶縁膜
４０に形成されるスルーホールを介して半導体層３２の
ドレイン領域３２ｃあるいはソース領域３２ｂに夫々接
続されている。

【００１５】これ等の上に酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜
及び窒化シリコン（ＳｉＮ）の二層構造からなる無機絶
縁膜４１を介し、有機樹脂絶縁膜からなる赤（Ｒ）色の
着色層４２、緑（Ｇ）色の着色層４３、青（Ｂ）色の着
色層（図示せず）の３原色の着色層４２、４３が形成さ
れ更に着色層４２、４３上には、黒色樹脂からなり、ア
レイ基板２２及び対向基板２３間のギャップを一定に保
持する柱状スペーサ２１が形成されカラーフィルタ４６
を構成している。このようにしてなるカラーフィルタ４
６上にインジウム錫酸化物（以下ＩＴＯと称する。）か
らなり、着色層４２、４３及び無機絶縁膜４１に形成さ
れるスルーホールを介しソース電極３８に接続される画
素電極４７をマトリクス状にパターン形成しアレイ基板
２２を構成している。更にアレイ基板２２の画素電極４
７上には配向膜４８が塗布されている。

【００１６】次に、柱状スペーサ２１を介し対向される
アレイ基板２２及び対向基板２３を、熱硬化性のシール
剤５０にて接着し液晶セルを形成するためのエアプレス
装置６０について述べる。ヒータ６１を収納する下治具
定盤６２上の基板載置位置周囲には、高さ調整可能なガ
イド６３ａ〜６３ｄが図示しない駆動装置により上下動
可能に設置されている。尚ガイド６３ａ〜６３ｄは、基
板載置位置周辺の空気を排気する排気経路６４ａ〜６４
ｄを確保するよう設置されている。６６はガイド６３近
傍から下治具定盤６２外部に導かれ、真空吸引装置（図
示せず）に接続される真空吸引口である。又６７は、上
治具フレーム６８に支持され、下治具定盤６２上の基板
対７０を被覆するシートであり、ガラス繊維の表面にテ
フロン加工を施し更に導電性をもたせる等の帯電防止加
工を施されている。

【００１７】次にこの様にしてなるエアプレス装置６０
を用い、液晶表示素子２０の液晶セルをマルチ製法にて
製造する製造方法について述べる。先ず液晶表示素子２
０のアレイ基板２２あるいは対向基板２３を４個形成可
能な面積を有するマザー基板７１、７２上に成膜技術及
びフォトリソグラフィ技術により、夫々第１乃至第４の
４面のアレイ基板パターン２２ａ〜２２ｄ、対向基板パ
ターン２３ａ〜２３ｄを形成する。更にアレイ基板パタ
ーン２２ａ〜２２ｄ、対向基板パターン２３ａ〜２３ｄ
上にポリイミド溶液を塗布した後、ポリイミド薄膜を焼
成して配向膜２８、４８を形成し、冷却後、ラビング処
理により配向処理する。

【００１８】次いでマザー基板７１上の第１乃至第４の
アレイ基板パターン２２ａ〜２２ｄ周縁に、夫々液晶２
４を注入するための注入口５０ａを設けて囲繞する様
に、ディスペンサ又は印刷等によりアクリル系或いはエ
ポキシ系等の樹脂からなる熱硬化性のシール剤５０を塗
布する。この後アレイ基板側及び対向基板側のマザー基
板７１、７２を対向して重ね合わせ、大型の基板対７０
を形成する。ここで、この大型の基板対７０は、そのギ
ャップの空気を均等に抜くのが難しく、特にそのほぼ中
央部位に注入口５０ａが形成される第１のアレイ基板パ
ターン２２ａ部位の排気が難しいという傾向を有してい
る。

【００１９】このような基板対７０を、下治具定盤６２
のガイド６３ａ〜６３ｄに囲まれた基板載置位置に載置
し、図８（ａ）に示すようにガイド６３ａ〜６３ｄを基
板対７０上面より突出するよう駆動装置（図示せず）に
より上昇させた後、上治具フレーム６８を下治具定盤６
２上に降下して、ガイド６３ａ〜６３ｄの外周から基板
対７０をシート６７で被覆する。

【００２０】次いでヒータ６１による加熱を開始すると
共に真空吸引装置（図示せず）により、真空吸引口６６
から下治具定盤６２及びシート６７間の排気を開始す
る。この時ガイド６３ａ〜６３ｄが基板対７０上面より
突出されているので、シート６７は、図８（ｂ）に示す
ようにその中央部が、先ず基板対中央部位７０ｂに密着
して加圧を開始する。この後排気の進行従いガイド６３
ａ〜６３ｄを徐々に降下する。これによりシート６７は
中央部から順次基板対周縁部位７０ａ方向に密着し、図
８（ｃ）に示すように基板対７０全面に密着してその全
面を均等に加圧する。

【００２１】これにより、基板対７０を排気し難い中央
部位７０ｂからシート６７により加圧してギャップの排
気を開始するので、中央部位７０ｂ付近に注入口５０ａ
を有する第１のアレイ基板パターン２２ａ部位は、余分
な空気を残す事無く早目に確実に排気され、この後基板
対７０は全域にわたり均等に排気されることとなる。そ
してギャップ間の空気を均等に排気された状態で基板対
７０は、下治具定盤６２及びシート６７により均等に加
圧され、且つヒータ６１からの加熱によりシール剤５０
の均一な硬化を成される。

【００２２】シール剤５０硬化後は、基板対７０を各液
晶セル毎に切り離すためシール剤５０の周囲を切り出
し、夫々注入口５０ａから真空注入法により液晶２４を
注入した後注入口５０ａを封止して液晶表示素子２０を
完成する。

【００２３】この様に構成すれば、シート６７により基
板対７０の加圧を中央部位７０ｂから開始して、排気し
難い第１のアレイ基板パターン２２ａ部位を早目に且つ
確実に排気し、その後に基板対周縁部位７０ａに向かい
均等な加圧を行える事から、基板対７０のギャップ中に
余分な空気を残す事無く、且つ基板対７０全面を均等に
加圧した状態でシール剤５０を硬化出来る。従って高精
度のギャップ均一性を有する液晶表示素子２０を得られ
ると共に、シール剤５０も変形を受ける事無く、その全
長にわたり均一で十分なシール幅を得られ、シール不良
を来たす事無く良好な接着性を得られ、生産性を向上出
来る。

【００２４】尚本発明は上記実施の形態に限られるもの
でなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であっ
て、例えば基板対はマルチ製法によるものでなくても良
いし、マルチ製法の場合も基板に形成されるパターン数
等任意であり、基板の構成により空気の抜けにくい部位
が夫々異なることから、各辺のガイドの高さやその駆動
のタイミングは、空気の抜け難い部位に合わせて制御す
る等任意である。またシール剤の材質も限定されず、紫
外線硬化性のシール剤を用い、定盤内に紫外線ランプ装
置を内蔵するエアプレス装置により紫外線を照射してシ
ール剤を硬化する等しても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、大
型の基板であっても、基板内に余分な空気を残す事無
く、全面にわたり余分な空気を確実に排気出来ると共
に、基板表面全面を均等に加圧した状態でシール剤を硬
化出来るので、均一なギャップにより表示品位が高く且
つシール剤による接着性が良好で製造歩留まりの高い液
晶表示素子を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理において、ガイドを基板表面と同
じ高さに設定した場合のシートの作用を示し、（ａ）は
そのシート被覆前、（ｂ）はその排気中を示す概略説明
図である。

【図２】本発明の原理において、ガイドを移動した場合
のシートの作用を示し、（ａ）はそのシート被覆前、
（ｂ）はそのガイドを高くした状態での排気中、（ｃ）
はそのガイドを降下させた状態を示す概略説明図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態の液晶表示素子を示す概略
断面図である。

【図４】本発明の実施の形態のエアプレス装置を側面か
ら見た概略構成図である。

【図５】本発明の実施の形態のエアプレス装置を上面か
ら見た概略構成図である。

【図６】本発明の実施の形態のアレイ基板側のマザー基
板を示す概略平面図である。

【図７】本発明の実施の形態の対向基板側のマザー基板
を示す概略平面図である。

【図８】本発明の実施の形態のガイドを移動しながらの
シートの作用を示し、（ａ）はそのシート被覆時、
（ｂ）はそのガイドを高くした状態での排気中、（ｃ）
はそのガイドを降下させた状態を示す概略説明図であ
る。

【図９】従来のエアプレス装置を示す概略構成図であ
る。

【図１０】従来のマザー基板を示す概略平面図である。

【符号の説明】

２０…液晶表示素子 ２１…柱状スペーサ ２２…アレイ基板 ２３…対向基板 ２４…液晶 ５０…シール剤 ５０ａ…注入口 ６０…エアプレス装置 ６１…ヒータ ６２…下治具定盤 ６３ａ〜６３ｄ…ガイド ６４ａ〜６４ｄ…排気経路 ６６…真空吸引口 ６７…シート ６８…上治具フレーム ７０…基板対 ７１、７２…マザー基板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置される基板対のギャップに液晶
   を封入してなる液晶表示素子の組立装置において、電極
   パターンを囲繞するシール剤を介して対向配置される前
   記基板対を載置する定盤と、この定盤に載置される前記
   基板対を覆い前記定盤と共に前記基板対を密閉し加圧す
   るシートと、前記定盤及び前記シートにより密閉される
   空間の排気を行う排気手段と、前記定盤上の前記基板対
   周囲に設けられ前記シートの高さを調整する可動のガイ
   ドとを具備する事を特徴とする液晶表示素子の組立装
   置。
2. 【請求項２】 対向配置される基板対のギャップに液晶
   を封入してなる液晶表示素子の組立装置において、電極
   パターンを囲繞するシール剤を介して対向配置される前
   記基板対を支持する定盤と、この定盤に載置される前記
   基板対を覆い前記定盤と共に前記基板対を密閉し加圧す
   るシートと、前記定盤及び前記シートにより密閉される
   空間の排気を行う排気手段と、 前記排気手段による排気開始時にあっては前記定盤上の
   前記基板対周囲にて前記基板対表面より高くなるよう突
   出し、前記シートの中央部が前記基板対の加圧を開始し
   た後にあっては前記シートが前記基板対周縁を加圧する
   まで徐々に降下する可動のガイドとを具備する事を特徴
   とする液晶表示素子の組立装置。
3. 【請求項３】 対向配置される基板対のギャップに液晶
   を封入してなる液晶表示素子の組立装置において、電極
   パターンを囲繞するシール剤を介して対向配置される前
   記基板対を支持する定盤と、この定盤に載置される前記
   基板対を覆い前記定盤と共に前記基板対を密閉し加圧す
   るシートと、前記定盤及び前記シートにより密閉される
   空間の排気を行う排気手段と、この排気手段による排気
   を、前記基板対の中央部位から開始するよう前記シート
   を制御する制御手段とを具備する事を特徴とする液晶表
   示素子の組立装置。
4. 【請求項４】 基板対が複数個の電極パターン及びこの
   電極パターンを囲繞する複数個のシール剤パターンを有
   することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
   に記載の液晶表示素子の組立装置。
5. 【請求項５】 電極パターンを有し、注入口を設けて前
   記電極パターンを囲繞するシール剤を介して対向配置す
   る基板対を、定盤及びシートにより密閉される空間に挟
   み、前記空間を排気して前記シートを前記基板対に押圧
   する事により前記基板対を加圧して貼り合わせる液晶表
   示素子の製造方法において、 前記基板対周囲にて前記シートを支持するガイドの高さ
   を調整しながら前記空間の排気を行い、前記基板対の排
   気し難い部位から前記シートを前記基板対に加圧するこ
   とを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
6. 【請求項６】 基板対が複数個の電極パターン及びこの
   電極パターンを囲繞する複数個のシール剤パターンを有
   し、前記基板対の接着終了後に前記電極パターンを個々
   に切り離すことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示
   素子の製造方法。
7. 【請求項７】 シール剤の注入口が基板対の中央部位近
   傍に設けられ、ガイドの高さを基板対上面より高く調整
   した状態で空間の排気を開始して、シートが前記基板対
   の中央部位を加圧した後は、前記ガイドの高さを徐々に
   低くして前記シートによる加圧が前記基板対の中央部位
   から順次前記基板対の周縁部位に達することを特徴とす
   る請求項６に記載の液晶表示素子の製造方法。