JP2001117063A - 液晶セル製造用補助板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス基板専用の液晶セル枚葉組立工程に、
薄くて軽く可撓性を有する樹脂基板を投入するために必
要な補助板を提供する。 【解決手段】 樹脂基板の反り抑制、樹脂基板の装置な
いし基板搬送系からの脱落防止および樹脂基板自動位置
合わせ時に発生する皺やうねりの防止を目的に充分な剛
性と質量を有する板を補助板として、樹脂基板に重ねて
固定し液晶セル製造工程に投入する。その際、樹脂基板
と補助板との固定に、耐熱および耐薬品テープを用いる
ために補助板は裏面にテープ返し用溝１３を有する。ま
た、各液晶製造装置の真空吸着台に樹脂基板が補助板を
介して吸着されるように、補助板は真空吸着用の貫通孔
１１を有する。またさらに、補助板は樹脂基板にパター
ニングされているアライメントマークを確認するための
アライメントマーク用窓１２を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板専用の
液晶セル枚葉製造工程において、可撓性のある軽い透明
な樹脂製基板からなる液晶セルを製造する際に使用する
補助具に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、液晶基板に用いる基板の材質はガ
ラスである。そこで本発明の液晶セル製造用補助板を説
明するために、まずガラス基板を用いた液晶表示装置の
製造工程について図５を用い極簡単に述べる。

【０００３】液晶表示装置には、モノクローム、カラ
ー、アクティブ型、パッシブ型、ＴＮ型、ＳＴＮ型、強
誘電型、反強誘電型等々方式の違いにより構造が異な
る。以下の説明は、ＳＴＮパッシブ型カラー液晶表示装
置を代表例として行う。

【０００４】図５(a)は液晶セルを示す図５(b)のＣ−Ｃ
断面における断面図、図５(b)は液晶セルを示す平面図
である。なお、図５では簡単のためカラーフィルタ４２
とシール材４１以外は省略してある。

【０００５】液晶基板は通常、一度に複数個の単個液晶
セルを取り出すため、図５に示すように、大きな基板
に、独立した画素パターンを複数個パターニングしたも
のを使用する。つまり、図５の基板からは、最終的に６
台の液晶表示装置が製造できることになる。

【０００６】まず、第１の基板４３上にＣｒ等の不透明
な金属薄膜をスパッタリング法または真空蒸着法等によ
り形成し、その後フォトエッチング法で所定のパターン
を形成して遮光膜とする。

【０００７】そして、遮光膜の上に印刷法、染色法また
は顔料分散法等によってカラーフィルタ４２を設ける。

【０００８】つぎに、カラーフィルタ４２の上に保護膜
として、ポリイミド、アクリル等の透明樹脂を、印刷法
またはスピンコート法を用いて設ける。

【０００９】その後、保護膜上にスパッタリング法また
は真空蒸着法等により透明電極となる酸化インジュウム
錫膜を形成し、フォトエッチング法により所定のパター
ンを形成する。

【００１０】さらに、透明電極の上に、液晶の配向方向
を決定するための配向膜として、ポリイミド等の透明樹
脂を、印刷法により形成する。

【００１１】つぎに、第２の基板４４上にスパッタリン
グ法または真空蒸着法等により透明電極となる酸化イン
ジュウム錫膜を形成し、フォトエッチング法により所定
のパターンを形成する。

【００１２】さらに、透明電極の上に、液晶の配向方向
を決定するための配向膜として、ポリイミドなどの透明
樹脂を、印刷法により形成する。

【００１３】つぎに、ラビングにより、第１の基板４３
および第２の基板４４上に形成した配向膜の配向方向を
決定する。

【００１４】そして、第２の基板４４上に、第１の基板
４３と第２の基板４４のギャップを均一に保つための内
部スペーサーを、散布機によって一様に散布する。

【００１５】なお、内部スペーサーには、球形のシリカ
ビーズや球形のプラスチックビーズを使用する。

【００１６】また、第１の基板４３のカラーフィルタ４
２周辺部に、第１の基板４３と第２の基板４４を接着し
密閉するための熱硬化型のシール材４１を、印刷法によ
り設ける。

【００１７】なお、シール材４１には、第１の基板４３
と第２の基板４４のギャップを均一に保つためのシール
内スペーサが混入されている。シール内スペーサには、
シリカビーズやグラスファイバーを使用する。

【００１８】つぎに、第１の基板４３と第２の基板４４
を、両基板の対向に設けたパターンが有効な画素を形成
できるように、両基板に設けられたアライメントマーク
を使って、アライメントして重ね合わせる。

【００１９】その後、セルギャップ形成工程において、
この重ね合わせた基板を所定組数積層して加圧焼成し、
所定の均一なギャップにシール材を硬化させ、液晶セル
とする。

【００２０】つぎに、液晶セルの独立した複数のパター
ンの境界を、スクライブマシンによって第１の基板の切
断線４６および第２の基板の切断線４７に沿って切り込
みを入れて分離切断し、単個の液晶セルを取り出す。

【００２１】取り出した単個の液晶セルに、注入孔４５
から液晶を注入する。そして、紫外線硬化樹脂により液
晶を封止し、単個の液晶セルが完成する。

【００２２】その後、単個の液晶セルは、偏光フィルム
の張り付け、ＩＣの実装、および、バックライトの実装
等によりモジュール化され、液晶表示装置として機能す
るようになる。

【００２３】なお、本明細書で述べる液晶基板とは、２
枚１組の透光性基板で、２枚の基板の対向面には液晶表
示装置を実現するための画素パターンや、２枚の基板を
接着し液晶を封止するための熱硬化型シール材を有して
いるもので、さらには、まだ熱硬化型シール材が硬化し
ておらず、所定の均一なギャップを実現していない状態
のものを指す。

【００２４】さらに、本明細書で述べる液晶セルとは、
液晶基板をギャップ出し工程において、所定の均一なギ
ャップでシール材を硬化させたものを指す。

【００２５】液晶セル製造方法は、以上述べた工程にお
ける、配向膜形成工程から対向する２枚の基板をアライ
メントして重ね合わせる重ね合わせ工程までに関するも
のである。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ガラス基板用液晶セル
製造工程の各製造装置には真空吸着台を用いているもの
が多い。また、製造装置のアンローダやローダ、さらに
は搬送系において、基板の向きを整列させるための自動
ピン当てによる整列機構が多く備わっている。

【００２７】樹脂基板をそのままガラス基板用液晶セル
製造工程に流すと、ガラス基板には殆ど見られない基板
の反りにより、装置の真空吸着台で基板を吸着できず
に、工程がエラーにより停止してしまう。

【００２８】また、樹脂基板をそのままガラス基板用液
晶製造工程に流すと、自動ピン当てによる基板整列機構
部において、樹脂基板は整列ピンの圧力に負けて皺やう
ねりを発生し、うまく整列できず、最悪の場合、装置上
から脱落していまい、やはりエラーによって製造工程が
停止してしまう。

【００２９】さらに、樹脂基板の重量はガラス基板の約
半分と非常に軽いため、搬送系、特にコロを利用した搬
送系において、樹脂基板がコロを乗り上げて搬送系上か
ら脱落してしまう危険性を無視できない。

【００３０】また、樹脂基板の重量が軽いために、ガラ
ス基板では機能していた重量関知型のセンサー、例え
ば、振り子型スイッチ等が機能せずに工程が停止してし
まう。

【００３１】さらに、樹脂基板はガラスに比べてかなり
柔らかく、通常のガラス用カセットに収納しようとして
も、自重による撓みにより挿入が困難である。また、カ
セットに収まったとしても隣り合った樹脂基板同士が撓
みや反りにより接触する恐れがある。

【００３２】［発明の目的］本発明の目的は、上記課題
を解決し、ガラス基板専用の液晶セル枚葉組立工程に、
薄くて軽く可撓性を有する樹脂基板を、工程からの脱落
や破損無しに、しかも装置を停止せずにスムーズに流す
ことである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液晶セル製造用補助板は、下記記載の構成
を採用する。

【００３４】透明な樹脂製基板を用いた液晶セル製造工
程におけるパターン形成工程で基板に画素パターンを形
成し、配向処理工程で配向処理を施して液晶基板を製造
し、基板重ね合わせ工程で液晶基板を重ね合わせて接着
した後、基板を切断して１個または複数個の液晶セルを
製造する方法であって、上記液晶セル製造過程において
樹脂基板の反り抑制、樹脂基板の装置ないし基板搬送系
からの脱落防止および樹脂基板自動位置合わせ時に発生
する皺やうねりの防止を目的として充分な剛性と質量を
有する板を補助板として樹脂基板に重ねて固定し液晶セ
ル製造工程に投入することを特徴としている。

【００３５】［作用］本発明の補助板は、液晶セルに利
用する薄くて軽く可撓性を有する樹脂基板に比べて充分
に剛性と質量を有する金属板、ガラス板、セラミック板
あるいは樹脂板等から構成する。

【００３６】また補助板は、各液晶セル製造装置の真空
吸着台が、樹脂基板を補助板を介して吸着可能とするた
めに、真空引き用の貫通孔１１を有する。さらに、補助
板は、樹脂基板をテープまたは脱着可能な圧入ピン３２
で補助板に仮固定するためのテープ返し用溝２１あるい
は圧入ピン用穴３１を有する。

【００３７】そして、薄くて軽く可撓性を有する樹脂基
板はテープまたは圧入ピン３２により充分に剛性と質量
を有する補助板に固定されるので、液晶セル製造工程に
おける液晶セル製造装置ないし基板搬送系からの脱落が
回避され、併せて、基板の自動位置合わせで樹脂基板に
皺やうねりの発生することもなくなる。

【００３８】したがって、本発明の補助板により、薄く
て軽く可撓性のある樹脂基板を、ガラス基板専用の液晶
セル製造工程に流すことが可能となる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を実施す
るための最適な実施形態における補助板の構成と使用方
法を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態におけ
る補助板の表面を示す平面図および側面図である。図２
(a)は本発明の第１の実施の形態における補助板の裏面
を示す平面図である。図２(b)は図２(a)のＡ−Ａ線にお
ける断面を示す断面図である。以下図１と図２を参照し
ながら説明する。

【００４０】〔この発明の第１の実施の形態：図１およ
び図２〕本発明の補助板は、液晶セルに利用する薄くて
軽く可撓性を有する樹脂基板に比べて充分に剛性と質量
を有する金属板、ガラス板、セラミック板、または樹脂
板等から構成するが、本発明の第１の実施の形態におい
ては、補助板の材質として、他の材質に比較して耐熱性
および熱伝導性に優れる金属を用いた。さらに、金属の
中でも耐薬品性に優れるチタンを用いた。なお、補助板
の厚さは１mm前後で、外形寸法は樹脂基板と同一か若干
大きい寸法である。

【００４１】また、樹脂基板の材質は、厚さ０．１〜
０．４mmのポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、
アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート等を用いる。

【００４２】本発明の補助板は、各液晶セル製造装置の
有する真空吸着台において樹脂基板を吸着するために、
真空引きのための風穴として、所定の位置に所定の個数
だけ所定の直径の貫通孔１１を有する。

【００４３】また、各液晶セル製造装置の有するそれぞ
れ異なった真空吸着台の真空吸着孔の位置に対応するた
めに、貫通孔１１の裏面側には、貫通孔１１の直径より
も大きな形状で深さが０．２〜０．３mmのポケット２２
を設けてある。このポケット２２により、各液晶セル製
造装置の有する真空吸着台の真空吸着孔の位置が貫通孔
１１からずれていても空気の通り道が確保でき、樹脂基
板を真空吸着可能とする。

【００４４】ところで、液晶基板はパターニング、シー
ル印刷および重ね合わせ工程において所定の位置に精密
に位置合わせするためのアライメントマークを有する。
そこで、本発明の補助板は樹脂基板の有するアライメン
トマークを透過光または反射光で確認するために、所定
の位置にアライメントマーク用窓１２を有している。

【００４５】また、本発明の補助板は樹脂基板をテープ
で固定するに当たり、テープを補助板の裏側に折り返す
が、その際テープの厚み分の段差が真空吸着を破ること
のないように、テープ貼り付け部位に深さ０．２〜０．
３mmのテープ返し用溝２１を有する。なお、本発明の補
助板に樹脂基板を固定するテープとして、耐食性と耐熱
性に優れるイミドテープを用いた。

【００４６】ところで、液晶セル製造工程の概略は従来
技術の説明欄で説明した通りであるが、本発明の補助板
を用いるのは、液晶セル製造工程における配向膜印刷工
程から基板張り合わせ工程までのあいだである。

【００４７】本発明の補助板の使用方法としては、まず
配向膜印刷工程直前に樹脂基板を本発明の補助板にイミ
ドテープで固定して工程内に投入する。そして、本発明
の補助板と補助板に固定した樹脂基板が基板張り合わせ
工程に至ったなら、本発明の補助板と補助板に固定した
樹脂基板が基板張り合わせ装置の真空吸着台に吸着され
た時点で、樹脂基板からイミドテープを剥離させる。

【００４８】そして、樹脂基板がアライメントされ張り
合わされて基板張り合わせ工程を通過すると、真空吸着
台の真空引きが解除されるため、本発明の補助板と分離
することになる。ここで本発明の補助板の役目は完了と
なる。

【００４９】〔この発明の第２の実施の形態：図３およ
び図４〕以下図面を用いて本発明を実施するための最適
な第２の実施形態における補助板の構成と使用方法を説
明する。図３(a)は本発明の第２の実施の形態における
補助板の表面を示す平面図および側面図である。図３
(b)は図３(a)のＢ−Ｂ線における断面を示す断面図と圧
入ピンを示している。図４は本発明の第２の実施の形態
における補助板の裏面を示す平面図である。以下、図３
と図４を参照しながら説明する。

【００５０】本発明の補助板は、液晶セルに利用する薄
くて軽く可撓性を有する樹脂基板に比べて充分に剛性と
質量を有する金属板、ガラス板、セラミック板、または
樹脂板等から構成するが、本発明の第２の実施の形態に
おいては、補助板の材質として、他の材質に比較して耐
熱性および熱伝導性に優れる金属を用いた。さらに、金
属の中でも耐薬品性に優れるチタンを用いた。なお、補
助板の厚さは１mm前後で、外形寸法は樹脂基板と同一か
若干大きい寸法である。

【００５１】また、樹脂基板の材質は、厚さ０．１〜
０．４mmのポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、
アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート等を用いる。

【００５２】本発明の補助板は、各液晶セル製造装置の
有する真空吸着台において樹脂基板を吸着するために、
真空引きのための風穴として、所定の位置に所定の個数
だけ所定の直径の貫通孔１１を有する。

【００５３】また、各液晶セル製造装置の有するそれぞ
れ異なった真空吸着台の真空吸着孔の位置に対応するた
めに、貫通孔１１の裏面側には、貫通孔１１の直径より
も大きな形状で深さが０．２〜０．３mmのポケット２２
を設けてある。このポケット２２により、各液晶セル製
造装置の有する真空吸着台の真空吸着孔の位置が貫通孔
１１からずれていても空気の通り道が確保でき、樹脂基
板を真空吸着可能とする。

【００５４】ところで、液晶基板はパターニング、シー
ル印刷および重ね合わせ工程において所定の位置に精密
に位置合わせするためのアライメントマークを有する。
そこで、本発明の補助板は樹脂基板の有するアライメン
トマークを透過光または反射光で確認するために、所定
の位置にアライメントマーク用窓１２を有している。

【００５５】また、本発明の補助板は樹脂基板を弾性部
材を用いた圧入ピン３２で固定するために圧入ピン用穴
３１を有する。なお、圧入ピン３２の材質としては耐熱
性と耐薬品性に優れるテフロンを用いた。

【００５６】さらに、本発明の補助板に用いた圧入ピン
３２は、その先端に小さな返し３３を有しており、ま
た、圧入ピン用穴３１には、圧入ピン３２先端の返し３
３が引っかかるように返し用段差３４を有しているた
め、液晶セル製造工程において受ける多少の衝撃や振動
では圧入ピン３２が脱落しない構造となっている。

【００５７】ところで、液晶セル製造工程の概略は従来
技術の説明欄で説明した通りであるが、本発明の補助板
を用いるのは、液晶セル製造工程における配向膜印刷工
程から基板張り合わせ工程までのあいだである。

【００５８】本発明の補助板の使用方法としては、まず
配向膜印刷工程直前に樹脂基板を本発明の補助板に圧入
ピン３２で固定して工程内に投入する。そして、本発明
の補助板と補助板に固定した樹脂基板が基板張り合わせ
工程に至ったなら、本発明の補助板と補助板に固定した
樹脂基板が基板張り合わせ装置の真空吸着台に吸着され
た時点で、本発明の補助板と樹脂基板から圧入ピン３２
を取り外す。

【００５９】そして、樹脂基板がアライメントされ張り
合わされて基板張り合わせ工程を通過すると、真空吸着
台の真空引きが解除されるため、本発明の補助板と分離
する事になる。ここで本発明の補助板の役目は完了とな
る。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の補助板は、液晶セルに利用する薄くて軽く可撓性を有
する樹脂基板に比べて充分に剛性と質量を有する金属
板、ガラス板、セラミック板、または樹脂板等から構成
する。

【００６１】また補助板は、各液晶セル製造装置の真空
吸着台が、樹脂基板を補助板を介して吸着可能とするた
めに、真空引き用の貫通孔１１を有する。さらに、補助
板は、樹脂基板をテープまたは脱着可能な圧入ピン３２
で補助板に仮固定するためのテープ返し用溝２１あるい
は圧入ピン用穴３１を有する。

【００６２】そして、薄くて軽く可撓性を有する樹脂基
板はテープまたは圧入ピン３２により充分に剛性と質量
を有する補助板に固定されるので、液晶セル製造工程に
おける液晶セル製造装置ないし基板搬送系からの脱落が
回避され、併せて、基板の自動位置合わせで樹脂基板に
皺やうねりの発生する事もなくなる。

【００６３】したがって、本発明の補助板により、薄く
て軽く可撓性のある樹脂基板を、ガラス基板専用の液晶
セル製造工程に流すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における補助板の表
面を示す平面図および側面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における補助板の裏
面を示す平面図および断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態における補助板の表
面を示す平面図、側面図、および断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態における補助板の裏
面を示す平面図である。

【図５】大板の液晶セルの概略を示す平面図と断面図で
ある。

【符号の説明】

１１：貫通孔 １２：アライメント用窓 １３：テープ返し用溝 ２２：ポケット ３１：圧入ピン用穴 ３２：圧入ピン ３３：返し ３４：返し用段差

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な樹脂製基板を用いた液晶セル製造
   工程におけるパターン形成工程で基板に画素パターンを
   形成し、配向処理工程で配向処理を施して液晶基板を製
   造し、基板重ね合わせ工程で液晶基板を重ね合わせて接
   着した後、基板を切断して１個または複数個の液晶セル
   を製造に使用する液晶セル製造用補助板であって、 上記液晶セル製造過程において樹脂基板の反り抑制、樹
   脂基板の装置ないし基板搬送系からの脱落防止および樹
   脂基板自動位置合わせ時に発生する皺やうねりの防止を
   目的として充分な剛性と質量を有する板を補助板として
   樹脂基板に重ねて固定し液晶セル製造工程に投入するこ
   とを特徴とする液晶セル製造用補助板。
2. 【請求項２】 樹脂基板と補助板との固定に、 耐熱および耐薬品テープを用いる請求項１記載の液晶セ
   ル製造用補助板。
3. 【請求項３】 樹脂基板と補助板との固定に、 耐熱および耐薬品性の弾性部材を利用した圧入ピンを用
   いる請求項１記載の液晶セル製造用補助板。
4. 【請求項４】 請求項１記載の液晶セル製造用補助板で
   あって、 樹脂基板を真空吸着するために、 補助板の所定の位置に真空吸着用の貫通孔を複数個設け
   ることを特徴とする液晶セル製造用補助板。