JP2001215459A - 液晶表示素子製造装置 - Google Patents

液晶表示素子製造装置

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JP2001215459A
JP2001215459A JP2000025207A JP2000025207A JP2001215459A JP 2001215459 A JP2001215459 A JP 2001215459A JP 2000025207 A JP2000025207 A JP 2000025207A JP 2000025207 A JP2000025207 A JP 2000025207A JP 2001215459 A JP2001215459 A JP 2001215459A
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suction
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elastic sheet
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JP2000025207A
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Norihiko Egami
典彦 江上
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2枚の透明基板が正確に位置合わせされた液
晶表示素子を得る製造装置を提供する。 【解決手段】 透光性材料からなる下基板12の上に液
晶材料16を滴下し、真空雰囲気内で該液晶材料の上に
透光性材料からなる上基板14を貼り合わせることによ
り、これら下基板と上基板との間に均一に液晶材料を保
持させる液晶素子製造装置100である。この製造装置
において、下部吸着機構24は、下基板の下に水平方向
に移動可能に配置され、下基板に対向する面に複数の吸
着孔48を有する。また、上部吸着機構28は、上基板
の上に配置され、上基板に対向する面に複数の吸着孔5
4を有する。そして、下基板と下部吸着機構又は上基板
と上部吸着機構との間には、気体密閉構造を含まない弾
性シート50が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ装
置、テレビ受像機等の画像表示パネルとして利用される
液晶表示素子の製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は一般的な液晶表示素子の断面を模
式的に表した図である。この図に示すように、液晶表示
素子10は、透明材料(例えば、ガラス)からなる下基
板12と、同じく透明材料からなる上基板14と、これ
ら下基板12と上基板14との間に保持された液晶材料
16を有する。なお、図示しないが、下基板12と上基
板14の表面には適宜電極が配置されている。下基板1
2と上基板14との接着は、両者の周縁部に沿って連続
的に配置された接着剤18により図られている。この接
着剤18には一定の大きさ(例えば、外径が5μm)の
球状スペーサ20が含まれており、これらのスペーサ2
0により下基板12と上基板14との間隔が一定の値
(スペーサ径に等しい値)に保たれている。
【0003】この液晶表示素子10は、図7に示す工程
に従って製造される。具体的に説明すると、まず下基板
12の上面外縁部に沿って連続的に紫外線硬化型接着剤
18を塗布する(工程a)。図示しないが、接着剤18
には、図6に示すスペーサ20が含まれている。また、
一般に接着剤18の塗布厚は30μm程度である。次
に、下基板12の上面であって接着剤18で囲まれた領
域の内側に、液晶材料16を均等に滴下する(工程
b)。続いて、液晶材料16を保持した下基板12を、
弾性シート22を介して、下部吸着機構24の上に載せ
る。次に、真空雰囲気26の中で、上部吸着機構28に
よって上面が吸着支持された上基板14を下基板12に
向けて下降し、図示するように盛り上がった状態の液晶
材料16を押し広げて該液晶材料16と接着剤18とを
接触させる。その後、下部吸着機構24を水平方向に動
かし、上基板14に対して下基板12を正しく位置させ
る。この状態で、上部吸着機構28と上基板14を下降
し、下基板12と上基板14との間隔が所定の値(スペ
ーサ径)になるまで加圧する。最後に、紫外線ランプ3
0を用いて接着剤18に紫外線32を照射して該接着剤
18を硬化し、液晶表示素子10を完成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶表示素子製造装置では、下基板12と下部吸着機構
との間に配置される弾性シート22として気泡を内包し
た構造(すなわち、気体密閉構造)のものを採用してい
る。そのため、弾性シート22を真空雰囲気26中に入
れると、内包されている気泡が膨張する。そして、上基
板14を下基板12に加圧する際に、膨張した気泡の存
在により、上基板14に対して一度は位置合わせされた
下基板12が水平方向に移動してずれるという問題があ
った。
【0005】そこで、本願発明は、下基板に対して上基
板を加圧する際に下基板又は上基板が他方の基板に対し
て移動することがなく、そのために下基板が上基板に対
して正確に位置合わせされた液晶表示素子を得ることが
できる液晶表示素子製造装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本願発明は、透光性材料からなる下基板の上に液晶
材料を滴下し、真空雰囲気内で該液晶材料の上に透光性
材料からなる上基板を貼り合わせることにより、これら
下基板と上基板との間に均一に液晶材料を保持させる液
晶素子製造装置を改良したもので、下基板の下に水平方
向に移動可能に配置され、下基板に対向する面に複数の
吸着孔を有する下部吸着機構と、上基板の上に配置さ
れ、上基板に対向する面に複数の吸着孔を有する上部吸
着機構と、下基板と下部吸着機構又は上基板と上部吸着
機構との間に配置された、気体密閉構造を含まない弾性
シート(好ましくは、シリコン又はフッ素からなるシー
ト)を有することを特徴とする。
【0007】この液晶表示素子製造装置によれば、基板
と該基板に対応する吸着機構との間に配置される弾性シ
ートは気体密閉構造(すなわち、密閉された気泡を内包
しない構造)であるため、該弾性シートを真空雰囲気中
に置いても弾性シートが膨張することがない。したがっ
て、下基板に対して上基板を加圧しても、弾性シートは
加圧方向にのみ変形し、この加圧方向と交叉する方向
(例えば、水平方向)に変形することがない。そのた
め、既に位置合わせされた両基板の水平方向に関する位
置関係が加圧時に狂いを生じることがなく、両基板を適
正な位置関係に配置した液晶表示素子が得られる。
【0008】本発明の他の形態の液晶表示素子製造装置
は、弾性シートが厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有
することを特徴とする。この液晶表示素子製造装置によ
れば、吸着装置の吸着力を、弾性シートを介して、該弾
性シートに接する基板に及ぼすことができ、吸着装置に
対する基板の移動を確実に防止できる。
【0009】本発明の他の形態の液晶表示素子製造装置
は、弾性シートの各貫通孔が、該弾性シートに隣接する
下部吸着機構又は上部吸着機構の対応する吸着孔に連通
するように配置されていることを特徴とする。また、他
の形態の液晶表示素子製造装置は、貫通孔の内径が5m
m以下であることを特徴とする。さらに、他の形態の液
晶表示素子製造装置は、弾性シートの貫通孔が、該弾性
シートが隣接する下部吸着機構又は上部吸着機構の吸着
孔を含む領域に形成されていることを特徴とする。さら
にまた、他の形態の液晶表示素子製造装置は、弾性シー
トの貫通孔が、該弾性シートに隣接する下部吸着機構又
は上部吸着機構の吸着孔を含む領域の10%以上の面積
を占めることを特徴とする。これらの液晶表示素子製造
装置によれば、貫通孔を介して吸着装置の吸着力を確実
に基板に伝達し、加圧時の基板の移動を更に確実に防止
できる。
【0010】また、本発明の他の形態の液晶表示素子製
造装置は、弾性シートの下基板に対向する面にポリエチ
レンシートが配置され、該ポリエチレンシートには弾性
シートの貫通孔に対応する位置に貫通孔が形成されてい
ることを特徴とする。この液晶表示素子製造装置によれ
ば、加圧接着後、基板を弾性シートから容易に分離でき
る。なお、ポリエチレンシートに代えて弾性シートの下
基板に対向する面にフッ素又はテフロンからなる層をコ
ーティングし、このコーティングされた層には弾性シー
トの貫通孔に対応する位置に貫通孔を形成してもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
にかかる液晶表示素子製造装置の好適な実施の形態を説
明する。なお、本願明細書及び添付図面において、共通
する部材及び部分については同一の符号を使用する。
【0012】(1)実施の形態1 図1から図3は、実施の形態1にかかる液晶表示素子製
造装置(以下、「製造装置」という。)100及び該製
造装置100を用いた液晶表示素子の製造プロセスの一
部を示す。これらの図において、製造装置100は真空
容器40を有する。真空容器40は、上部に開口部を有
する容器本体42と、この容器本体42の上部開口部を
閉鎖する蓋44とを有する。また、真空容器40の内部
は、容器本体42の底部45に接続されている管を介し
て真空源(共に図示せず)に接続されており、底部45
に接する真空容器内部の空間を真空化できるようにして
ある。
【0013】容器本体42の底部45上には、下部吸着
機構24が設けてある。この下部吸着機構24は下部吸
着板46を有する。下部吸着板46は、その上面が所定
の平坦度を有するように加工されており、図示しない水
平移動機構によって、水平方向の第1の方向と該第1の
方向に直交する第2の方向に移動できるようにしてあ
る。下部吸着板46の上面所定領域には、複数の吸着孔
48が一定の密度で又は一定の間隔をあけて形成されて
いる。また、吸着孔48は上述した真空源に接続可能と
してあり、吸着孔48に真空を導入することで下部吸着
板46の上面に物体(具体的には、後述する弾性シート
及び下部基板)を吸着保持できるようにしてある。
【0014】下部吸着板46の上面には、弾性シート5
0が配置される。弾性シート50としては、内部に気泡
を内包しない構造(気体非密封構造)のシートが利用さ
れる。このような構造を採用するためには、弾性シート
50を構成する材料として、シリコンゴム又はフッ素ゴ
ムを利用するのが好ましい。
【0015】弾性シート50の上には、液晶表示素子の
製造一過程で塗布及び滴下された接着剤18と液晶材料
16を保持する下基板12が保持され、その後、図2及
び図3に示すように、下基板12の上に上基板14が重
ね合わされて加圧される。
【0016】図2は、下基板12に上基板14を重ね合
わせる過程を示す。図示するように、この過程では、容
器本体42の内部に上部吸着機構28が配置される。こ
の上部吸着機構28は上部吸着板52を有する。上部吸
着板52は、下面が所定の平坦度を有するように加工さ
れている。また、下部吸着板46の下面の所定領域(具
体的には、後述する上基板14を保持する領域)には、
複数の吸着孔54が一定の密度で又は一定の間隔をあけ
て形成されている。これらの吸着孔54は適宜管を介し
て上述した真空源に接続可能としてあり、吸着孔54に
真空を導入することで上部吸着板52の下面に物体(具
体的には、後述する上基板)を吸着保持できるようにし
てある。
【0017】上部吸着板52の外周部と容器本体42と
の間には適宜シール部材56が配置され、これにより上
部吸着板52の下に密閉空間58が形成されている。こ
の上部吸着板52は、蓋44を貫通する軸60の下端に
支持されている。一方、軸60の上端には、蓋44に固
定された軸昇降機構62が連結されており、軸昇降機構
62を駆動することにより、上部吸着板52が昇降でき
るようにしてある。
【0018】下基板12と上基板14とを接着する過程
において、上部吸着板52の下面所定領域に上基板14
が配置され、その後、吸着孔54に真空が導入されて上
基板14が保持される。そして、上基板14を保持した
上部吸着板52は容器本体42の内部に配置される。ま
た、蓋44が容器本体42に固定される。次に、吸着孔
54と同様に、容器本体42の密閉空間58と下部吸着
板46の吸着孔48に真空が導入される。そして、この
状態で軸昇降機構62を駆動し、上部吸着板52を下降
する。
【0019】その結果、上基板14が、下基板12上に
保持されている接着剤18と液晶材料16に接触し、こ
れら接着剤18を液晶材料16を水平方向に押し広げ
る。上基板14と下基板12との間隔が所定の値(5μ
m)になる前に、水平移動機構によって下部吸着板46
が水平方向に移動し、上基板14に対して下基板12が
水平方向に適正に位置決めされる。位置決め後、上部吸
着板52が更に下降し、上基板14と下基板12との間
隔が所定の値(5μm)になるまで、上基板14が下基
板12に対して加圧される。このとき、気体非密閉構造
の弾性シート50は密閉空間58に真空を導入しても膨
張しないので、上基板14を下基板12に加圧する際に
下基板12が水平方向に移動しない。したがって、水平
方向に位置決めされた下基板12と上基板14の水平位
置関係は最終製品になるまで維持される。
【0020】上基板14と下基板12との間隔が一定の
値になると、密閉空間58から真空を除去し、上部吸着
板52と液晶表示素子10を容器本体42から取り出
す。取り出された液晶表示素子は後に紫外線が照射され
て接着剤18を硬化し、最終製品となる(図7(d)参
照)。
【0021】(2)実施の形態2 図4は、実施の形態2の製造装置100’を示す。この
製造装置100’において、弾性シート70には複数の
貫通孔72が形成されている。各貫通孔72は、弾性シ
ート70に接する下部吸着板46に形成されている吸着
孔48に対応する個所に形成されており、弾性シート7
0を下部吸着板46上に正しく位置決めした状態で、弾
性シート70の貫通孔72が下部吸着板46の吸着孔4
8に連通するようにしてある。したがって、実施の形態
2の製造装置100’によれば、下部吸着板46の吸着
孔48に導入された真空が弾性シート70の貫通孔72
を介して下基板12の下面に作用する。そのため、下基
板12が下部吸着板46に対して正しく位置決めできる
と共に、下基板12の水平移動を効果的に規制する。ま
た、貫通孔72を設けることにより、下基板12を弾性
シート70に対して隙間無く密着させることができるの
で、弾性シート70として変形し易い材料を選択し、こ
れにより下基板12が上基板14の形状に倣って変形で
き、両基板の間隔を全領域で一定に保つようにできる。
【0022】なお、下基板12を十分に吸引するために
は、貫通孔72の開口率(弾性シート70が下基板12
に接する面積に対する貫通孔72の面積の比率)は約1
0%以上とするのが好ましい。また、貫通孔72の孔径
が過剰に大きくすると、この貫通孔72に隣接する部分
の下基板12が変形する。そのため、下基板12の変形
を防止するためには、貫通孔72の孔径は、5mm以下
とするのが好ましい。さらに、下部吸着板46の吸着孔
48に導入される真空を無駄なく下基板12に作用させ
るために、弾性シート70に形成する貫通孔72は、該
弾性シート70が下部吸着板46と下基板12の両方に
接する領域に限るべきである。
【0023】(3)実施の形態3 図5は実施の形態3の製造装置100’’を示す。この
製造装置100’’において、弾性シート70には、実
施の形態2の製造装置100’と同様に複数の貫通孔7
2が形成され、弾性シート70と下基板12との間にポ
リエチレンからなる剥離シート80が介在されている。
また、剥離シート80には、上述した弾性シート70の
貫通孔72に連通する複数の貫通孔82が形成されてお
り、下部吸着板46の吸着孔48に導入された真空が、
弾性シート50の貫通孔72と剥離シート80の貫通孔
82を介して、効果的に下基板12の下面に作用するよ
うにしてある。
【0024】この剥離シート80を有する製造装置10
0’によれば、加圧後の液晶表示素子を取り出す際に、
剥離シート80の存在によって下基板12を下部吸着機
構24から容易に分離できる。そのため、分離時に下基
板12に不要な力が作用して該下基板12が変形すると
いう問題がない。
【0025】なお、ポリエチレンシートに代えて弾性シ
ートの下基板に対向する面にフッ素又はテフロンからな
る層をコーティングし、このコーティングされた層には
弾性シートの貫通孔に対応する位置に貫通孔を形成して
もよい。また、以上の実施形態では、弾性シート、剥離
シートは下基板と該下基板を支持する下部吸着板との間
に配置したが、上基板と該上基板を支持する上部吸着板
との間に弾性シート、剥離シートを設けてもよい。
【0026】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかる液晶表示素子製造装置によれば、2枚の基板の間
に液晶材料を挟持して加圧する過程において、これら2
枚の基板を平面方向に位置ずれ無く保持できる。また、
2枚の基板を貼り合わせた段階の液晶表示素子を変形な
く製造装置から取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる液晶表示素子製造装置の一部
を示す断面図。
【図2】 図1と共に本発明にかかる液晶表示素子製造
装置及び液晶表示素子の製造一過程を示す断面図。
【図3】 図1及び図2と共に本発明にかかる液晶表示
素子製造装置及び液晶表示素子の製造一過程を示す断面
図。
【図4】 本発明にかかる液晶表示素子製造装置の他の
形態及び液晶表示素子の製造一過程を示す断面図。
【図5】 本発明にかかる液晶表示素子製造装置の他の
形態及び液晶表示素子の製造一過程を示す断面図。
【図6】 液晶表示素子を模式的に表した断面図。
【図7】 液晶表示素子の製造過程を説明する断面図。
【符号の説明】
12:下基板、14:上基板、16:液晶材料、24:
下部吸着機構、46:下部吸着板、48:吸着孔、5
0、70:弾性シート、52:上部吸着板、72:貫通
孔、100:液晶表示素子製造装置。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性材料からなる下基板の上に液晶材
    料を滴下し、真空雰囲気内で該液晶材料の上に透光性材
    料からなる上基板を貼り合わせることにより、これら下
    基板と上基板との間に均一に液晶材料を保持させる液晶
    素子製造装置において、 下基板の下に水平方向に移動可能に配置され、下基板に
    対向する面に複数の吸着孔を有する下部吸着機構と、 上基板の上に配置され、上基板に対向する面に複数の吸
    着孔を有する上部吸着機構と、 下基板と下部吸着機構又は上基板と上部吸着機構との間
    に配置された、気体密閉構造を含まない弾性シートを有
    することを特徴とする液晶表示素子製造装置。
  2. 【請求項2】 弾性シートはシリコン又はフッ素からな
    ることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子製造
    装置。
  3. 【請求項3】 弾性シートが厚み方向に貫通する複数の
    貫通孔を有することを特徴とする請求項1又は2のいず
    れか一に記載の液晶表示素子製造装置。
  4. 【請求項4】 弾性シートの各貫通孔は、該弾性シート
    が隣接する下部吸着機構又は上部吸着機構の対応する吸
    着孔に連通するように配置されていることを特徴とする
    請求項3に記載の液晶表示素子製造装置。
  5. 【請求項5】 貫通孔の内径が5mm以下であることを
    特徴とする請求項3又は4のいずれか一に記載の液晶表
    示素子製造装置。
  6. 【請求項6】 弾性シートの貫通孔は、該弾性シートが
    隣接する下部吸着機構又は上部吸着機構の吸着孔を含む
    領域に形成されていることを特徴とする請求項3から請
    求項5のいずれか一に記載の液晶表示素子製造装置。
  7. 【請求項7】 弾性シートの貫通孔は、該弾性シートが
    隣接する下部吸着機構又は上部吸着機構の吸着孔を含む
    領域の10%以上の面積を占めることを特徴とする請求
    項3から請求項6のいずれか一に記載の液晶表示素子製
    造装置。
  8. 【請求項8】 弾性シートの下基板に対向する面にポリ
    エチレンシートが配置され、該ポリエチレンシートには
    弾性シートの貫通孔に対応する位置に貫通孔が形成され
    ていることを特徴とする請求項3から請求項7のいずれ
    か一に記載の液晶表示素子製造装置。
  9. 【請求項9】 弾性シートの下基板に対向する面にフッ
    素又はテフロンからなる層をコーティングし、このコー
    ティングされた層には弾性シートの貫通孔に対応する位
    置に貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項3
    から請求項7のいずれか一に記載の液晶表示素子製造装
    置。
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