JP2003005194A - シール剤塗布装置、液晶滴下貼り合わせ装置および液晶パネル製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネル製造過程において、ＵＶ硬化性樹
脂と液晶との接触によるコンタミネーションを防止する
ことができるシール剤塗布装置の提供。 【解決手段】 シール剤塗布装置は、ＵＶ硬化性樹脂の
シール剤１７を基板４上に吐出するディスペンサ１０
と、基板４に吐出されたシール剤にＵＶ光を照射するＵ
Ｖ光照射ヘッド１１とを有している。ＵＶ光照射ヘッド
１１からは、シール剤１７の表面部分を半硬化させるに
必要な照射量のＵＶ光が出射される。その結果、シール
剤１７の表面部分が半硬化され、シール剤１７と液晶と
が接触してもコンタミネーションが発生するおそれが無
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルの製造
に用いられるシール剤塗布装置および液晶滴下貼り合わ
せ装置、さらに液晶パネル製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報機器等の表示装置に用いられる液晶
パネルは、一対のガラス基板の間にスペーサを挿入して
数μｍ程度の隙間（液晶注入空間）を形成し、その隙間
に液晶を充填したものである。基板間に液晶を充填する
方法の一つとしては、シール剤で貼り合わせ一対の基板
に液晶注入口を形成し、その注入口から差圧を利用して
液晶を注入する方法がある。しかし、基板の大型化や基
板間の隙間寸法の微小化が進むにつれて、このような液
晶注入方法では注入時間が長時間となって生産性が落ち
るという問題があった。

【０００３】そこで、このような注入法に代わって、デ
ィスペンサを用いて一方の基板に液晶を塗布した後に、
その基板を他方の基板と貼り合わせるという方法が行わ
れている。図７は貼り合わせ手順の一例を示す図であ
る。最初に、図７（ａ）に示すように一方の基板４Ａの
周辺部に、ディスペンサ（不図示）を用いてＵＶ硬化性
樹脂のシール剤１７を塗布する。次に、基板４Ａのシー
ル剤１７で囲まれた領域に液晶４６を滴下する。図７
（ｂ）に示す例では、格子点上に液晶４６を滴下してい
る。滴下時には液晶４６は島状になっているが、次第に
基板４Ａ全体に拡がり周辺部ではシール剤１７と接触す
る。その後、シール剤１７および液晶４６が塗布された
基板４Ａに他方の基板４Ｂを貼り合わせる。さらに、基
板４Ａ，４Ｂ間の隙間が所定寸法となるようにプレスし
た後、周辺部のシール剤１７に所定照射量のＵＶ光を照
射してシール剤１７を完全に硬化させる。その結果、基
板４Ａ，４Ｂ同士がシール剤１７により接着される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなパネル形成方法では、図７（ｃ）に示すようにＵＶ
光を照射して硬化させるまでに液状のシール剤１７と液
晶４６とが接触し、この接触部分でコンタミネーション
が生じて液晶劣化の要因となっていた。また、シール剤
１７に関しても、硬化前に液晶４６と接触することによ
りシール性が低下したり、シール寸法の不安定といった
不具合が生じ易くなる。

【０００５】本発明の目的は、液晶パネル製造過程でＵ
Ｖ硬化性樹脂と液晶とが液状で接触することが無く、コ
ンタミネーションを防止することができるシール剤塗布
装置、液晶滴下貼り合わせ装置および液晶パネル製造方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１，図３，図５および図７に対応付けて説明する。 （１）図１，図３および図７に対応付けて説明すると、
請求項１の発明は、液晶４６が塗布された一方の基板上
４Ａにシール用ＵＶ硬化性樹脂１７により他方の基板４
Ｂを貼り合わせた液晶パネルの製造に用いられ、基板４
にＵＶ硬化性樹脂１７を塗布するシール剤塗布装置１に
適用され、ＵＶ硬化性樹脂１７を基板４上に吐出するシ
ール剤吐出部１０と、ＵＶ硬化性樹脂１７の表面部分を
半硬化させるに必要な所定照射量のＵＶ光を出射するＵ
Ｖ光照射部１１と、シール剤吐出部１０を基板４と平行
に二次元的に相対移動させる第１の走査部３，８，１２
と、ＵＶ光照射部１１から出射されたＵＶ光が基板４上
に吐出されたＵＶ硬化性樹脂１７に照射されるように、
ＵＶ光照射部１１を基板４に対して平行に二次元的に相
対移動させる第２の走査部３，８，１２と、を備えて上
述の目的を達成する。 （２）図５および図７に対応付けて説明すると、請求項
２の発明は、液晶４６が塗布された一方の基板４Ａ上に
シール用ＵＶ硬化性樹脂１７により他方の基板４Ｂを貼
り合わせて液晶パネル５０を形成する液晶滴下貼り合わ
せ装置４０において、請求項１に記載のシール剤塗布装
置１を有するものである。 （３）図５および図７に対応付けて説明すると、請求項
２の発明は、液晶４６が塗布された一方の基板４Ａ上に
シール用ＵＶ硬化性樹脂１７により他方の基板４Ｂを貼
り合わせて液晶パネル５０を形成する液晶パネル製造方
法に適用され、基板４ＡにＵＶ硬化性樹脂を塗布する第
１の工程と、基板４Ａに塗布されたＵＶ硬化性樹脂１７
に、ＵＶ硬化性樹脂１７の表面部分を半硬化させるに必
要な所定照射量のＵＶ光を照射する第２の工程と、第２
の工程の後に行われ、一対の基板４Ａ，４Ｂを貼り合わ
せる第３の工程とを含むことにより上述の目的を達成す
る。

【０００７】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態
の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態
に限定されるものではない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明によるシール剤塗布装
置の一実施の形態を示す図であり、シール剤塗布装置の
正面図である。シール剤塗布装置１のベース２上にはｙ
方向にスライド自在な一軸テーブル３が設けられてお
り、基板４は基板チャック５に装着された状態でテーブ
ル３上に載置される。基板４は一対の基板を有する液晶
パネルのいずれか一方の基板であり、例えば、ＴＦＴ基
板やフィルタ基板である。テーブル３はモータ６により
駆動される。

【０００９】ベース２上には、テーブル３を跨ぐように
門型のコラム７が立設されている。コラム７はｘ方向に
沿う水平部７ａを有しており、水平部７ａにはｘ方向に
スライド可能なスライド部８が設けられている。このス
ライド部８は不図示のモータによりスライド駆動され
る。スライド部８には、シール剤塗布用のディスペンサ
１０とＵＶ光照射ヘッド１１とが装着されている。シー
ル剤塗布用ディスペンサ１０およびＵＶ光照射ヘッド１
１は、スライド部８に設けられた保持部１２に保持され
ている。この保持部１２は回転軸１３に関して回転可能
となっており、モータ１４を回転駆動することにより保
持部１２の回転角度を変えることができる。

【００１０】図２（ａ）は、ディスペンサ１０とＵＶ光
照射ヘッド１１とがｘ軸に沿って並ぶように保持部１２
を位置決めした場合の平面図である。この状態からモー
タ１４を駆動して、保持部１２を反時計回りに９０度回
転したものが図２（ｂ）である。図２（ｂ）では、ディ
スペンサ１０とＵＶ光照射ヘッド１１とはｙ軸方向に沿
って並んでいる。後述するように、ディスペンサ１０を
用いてシール剤を図１の基板４に塗布する場合には、基
板４が載置されたテーブル３またはスライド部８の移動
方向に合わせてディスペンサ１０とＵＶ光照射ヘッド１
１との並び方向を変える。

【００１１】図３は本実施の形態におけるシール剤塗布
方法を説明する図である。図３（ａ）に示すように、デ
ィスペンサ１０には管路１５を介してタンク１６からシ
ール剤１７が供給され、ディスペンサ１０の先端に設け
られたノズル１０ａからシール剤１７が吐出される。シ
ール剤１７はガス圧を利用してタンク１６から圧送され
る。本実施の形態では、シール剤１７として、ＵＶ光を
照射すると硬化するＵＶ硬化性樹脂が用いられる。一
方、ＵＶ光照射ヘッド１１には光ファイバ１８を介して
ＵＶ光源１９からのＵＶ光が伝達され、ＵＶ光照射ヘッ
ド１１の先端から基板４に向けてＵＶ光が出射される。

【００１２】図３（ｂ）は、図３（ａ）のようにシール
剤１７を塗布している最中の基板４の平面図である。図
３の（ａ），（ｂ）では、ディスペンサ１０およびＵＶ
光照射ヘッド１１が装着されたスライド部８はｘ軸に沿
ってｘ軸のマイナス方向に移動している。そのため、デ
ィスペンサ１０から基板４上に吐出されたシール剤１７
は、ｘ軸に沿って線状に塗布される。図３（ｂ）の２０
はＵＶ光の照射領域を示したものであり、基板４上にお
ける円形照射領域１２の直径は、基板４に塗布された線
状のシール剤１７の幅より若干大きくなるように設定さ
れている。

【００１３】図３ではディスペンサ１０とＵＶ光照射ヘ
ッド１１とはｘ軸に沿って配設され、かつ、ＵＶ光照射
ヘッド１１はシール剤１７の塗布方向に関してディスペ
ンサ１０よりも下流側に配設されている。そのため、基
板４に塗布されたシール剤１７は、塗布直後にＵＶ光照
射ヘッド１１からのスポット状ＵＶ光が照射されること
になる。このＵＶ光照射はシール剤１７を完全に硬化さ
せるための照射ではなく、シール剤１７の表面付近が半
硬化される程度の予備照射であって、ＵＶ光の照射量も
シール剤表面が半硬化される程度に設定されている。図
３において、シール剤１７の斜線を施した部分１７ａは
半硬化された部分を示している。

【００１４】例えば、シール剤１７が完全に硬化するの
に必要な照射量が３０００（ｍＪ／ｃｍ^２）であった場
合、予備照射では１０００（ｍＪ／ｃｍ^２）程度のＵＶ
光を照射する。図３においてスポット光の直径が０．５
（ｃｍ）で走査速度が０．５（ｃｍ／ｓｅｃ）であった
場合、シール剤１７に対するＵＶ光の照射時間は１（ｓ
ｅｃ）となる。そのため、ＵＶ光照射ヘッド１１の照度
を１０００（ｍＷ／ｃｍ^２）と設定すれば良い。

【００１５】図３（ａ）に示したように、シール剤１７
を塗布する際には、塗布方向と同一方向にディスペンサ
１０が塗布方向の上流側となるようにディスペンサ１０
およびＵＶ光照射ヘッド１１を配設しなければならな
い。図４は塗布手順の一例を示す図であり、基板４の周
辺部にシール剤１７を塗布する場合を例に示したもので
ある。上述したように、ディスペンサ１０およびＵＶ光
照射ヘッド１１の移動方向はｘ方向であり、基板４が載
置されたテーブル３（図１参照）の移動方向はｙ方向で
ある。

【００１６】矩形塗布領域Ｓの上辺部の領域Ｓ１を塗布
する場合には、図４（ａ）に示すようにディスペンサ１
０とＵＶ光照射ヘッド１１がｘ軸方向に沿って並ぶよう
に保持部１２を位置決めし、シール剤１７の塗布および
ＵＶ光の予備照射を行う。図４（ａ）の場合は、保持部
１２が設けられたスライド部８をＲ１方向（マイナスｘ
方向）に移動させつつシール剤塗布および予備照射を行
う。領域Ｓ１へのシール剤塗布が終了したならば、図４
（ｂ）に示すように保持部１２を反時計回りに９０度回
転し、ディスペンサ１０およびＵＶ光照射ヘッド１１を
ｙ軸方向に沿って配設する。その後、基板４をＲ２方向
（プラスｙ方向）に移動させつつ、ディスペンサ１０お
よびＵＶ光照射ヘッド１１によるシール剤塗布および予
備照射を行う。

【００１７】領域Ｓ２へのシール剤塗布が終了したなら
ば、図４（ｃ）のように保持部１２を更に反時計回りに
９０度回転させてディスペンサ１０およびＵＶ光照射ヘ
ッド１１をｘ軸方向に沿って配設させる。この場合、図
４（ａ）とは逆の順にディスペンサ１０およびＵＶ光照
射ヘッド１１が並んでいる。そして、保持部１２をＲ３
方向（プラスｘ方向）に移動させつつシール剤塗布およ
び予備照射を行わせる。領域Ｓ３へのシール剤塗布が終
了したならば、図４（ｄ）に示すように保持部１２を反
時計回りに９０度回転させて、ディスペンサ１０および
ＵＶ光照射ヘッド１１をｙ軸方向に沿って配設させる。
その後、基板４をＲ４方向（マイナスｙ方向）に移動さ
せつつシール剤塗布および予備照射を行わせる。

【００１８】このようにして、基板４上に矩形状にシー
ル剤１７を塗布した直後に、そのシール剤１７を半硬化
させるようにした。その後、図７（ｂ）に示すように液
晶４６を滴下塗布し、他方の基板と貼り合わせる。そし
て、別に設けられたＵＶ照射装置を用いてパネルのシー
ル剤１７の部分にＵＶ光を照射し、シール剤１７を完全
に硬化させて基板同士を接着させる。

【００１９】上述したように、本実施の形態の塗布装置
はシール剤を半硬化させるためのＵＶ光照射装置１１を
備え、そのＵＶ光照射装置１１により塗布直後のシール
剤の表面を半硬化させるようにした。その結果、液晶を
基板に塗布する際にはシール剤表面が既に半硬化してい
るため、シール剤に液晶が接触しても従来のようにコン
タミネーションの発生が無く、液晶の劣化やシール部の
特性劣化およびシール寸法の不安定等を防止することが
できる。また、基板に対する保持部１２の相対速度を一
定に保つことにより予備照射における照射量を高精度に
均一化することができるとともに、シール剤が塗布され
てから予備照射されるまでの時間も一定に保つことがで
きるので、塗布場所に依らず均質なシール剤を形成する
ことが可能となる。

【００２０】《液晶滴下貼り合わせ装置》次に、上述し
たシール剤塗布装置を用いた液晶滴下貼り合わせ装置に
ついて説明する。図５は液晶滴下貼り合わせ装置４０で
行われる各工程を説明する図であり、図６は液晶滴下貼
り合わせ装置４０の平面図である。最初に図５を用いて
各工程について説明する。液晶パネルの一方の基板であ
るＴＦＴ基板４Ａにスペーサを散布し、その後、ＴＦＴ
基板４Ａを装置４０内に設けられた塗布装置１の吸着チ
ャック４４Ａに装着する。

【００２１】塗布装置１のスライド部８には、シール剤
塗布ユニット５５と液晶塗布用のディスペンサ４３とが
装着されている。シール剤塗布ユニット５５には上述し
たシール剤用ディスペンサ１０とＵＶ光照射ヘッド１１
とが設けられており、図示していないがディスペンサ１
０およびＵＶ光照射ヘッド１１の並び方向を変えるため
の機構、すなわち図１の保持部１２およびモータ１４が
設けられている。ディスペンサ４３は、ディスペンサ１
０と同様の構造のものであり、その先端のノズルから液
晶が滴下される。この塗布装置１では、基板４Ａへのシ
ール剤の塗布とともに、液晶の滴下塗布が行われる。

【００２２】塗布装置１では、最初に基板４Ａへのシー
ル剤の塗布動作およびシール剤半硬化動作が行われ、そ
の後、図７（ｂ）に示すように液晶４６が滴下塗布され
る。シール剤１７および液晶４６が塗布された基板４Ａ
は、吸着チャック４４Ａから真空チャンバ４２内に設け
られた静電チャック４５Ａに移し替えられて装着され
る。

【００２３】一方、液晶パネルの他方の基板であるカラ
ーフィルタ基板４Ｂは、後述する反転／搬送ロボット５
４により反転された後、液晶側の面を下方に向けて真空
チャンバ４２内の静電チャック４５Ｂに装着される。静
電チャック４５Ｂは、アライメント／仮貼り合わせ用の
アライメント装置４７の上部装着部４７Ｂに装着されて
おり、その装着面は静電チャック４５Ａの装着面と対向
している。上部装着部４７Ｂはｚ方向（図示上下方向）
に移動可能となっている。また、静電チャック４５Ａは
アライメント装置４７の下部装着部４７Ａに装着されて
おり、下部装着部４７Ａは装着された静電チャック４５
Ａをｘｙ方向およびｚ軸の回りの角度θに関して位置決
めすることができる。真空チャンバ４２内に基板４Ａ，
４Ｂが搬送されたならば、バルブ４９を開いて真空ポン
プ４８によりチャンバ内を真空排気して液晶４６の真空
脱泡を行う。

【００２４】液晶４６の真空脱泡が終了したならば、基
板４Ａと基板４Ｂとのアライメントを行った後に両者の
仮貼り合わせを行う。仮貼り合わせ終了後にチャンバ４
２内を大気開放して、基板４Ａ，４Ｂを貼り合わせた液
晶パネル５０を吸着チャック４４Ｂに装着する。その
後、基板間ギャップが所定寸法となるように非接触エア
プレスで液晶パネル５０をプレスし、ＵＶ光をシール剤
１７の全面に照射して完全に硬化させる。基板４Ａと基
板４Ｂとが貼り合わされて一体化された液晶パネル５０
は、装置４０から取り出される。

【００２５】次いで、図６を用いて貼り合わせ装置４０
の概略構成を説明する。５１は基板４Ａが複数枚収納さ
れる基板カセットであり、搬送ロボット５２により基板
カセット５１から基板４Ａを１枚取り出して塗布装置４
１の吸着チャック４４Ａ上に装着する。なお、基板カセ
ット５１に収納された基板４Ａにはスペーサが既に散布
されている。塗布装置１には図の左右方向（ｘ方向）に
移動可能なテーブル３が設けられており、吸着チャック
４４Ａはこのテーブル３上に載置されている。塗布装置
１では、上述したようシール剤１７および液晶４６の塗
布が行われる。符号６０で示す部分には図５のシール剤
塗布ユニット５５とディスペンサ４３とが設けられてい
る。塗布終了後の基板４Ａは、真空チャンバ４２のゲー
トバルブ４２ａを介してチャンバ内の静電チャック４５
Ａ（図５参照）に装着される。このとき、テーブル３は
図示右方向に移動し、基板４Ａを真空チャンバ４２内ま
で搬送する。

【００２６】一方、基板カセット５３には基板４Ｂが複
数収納されており、反転／搬送ロボット５４により基板
カセット５３から基板４Ｂを１枚取り出し、その基板４
Ｂを１８０度反転させた後に真空チャンバ４２内の静電
チャック４５Ｂ（図５参照）に装着する。基板４Ｂはゲ
ートバルブ４２ｂを介して真空チャンバ４２内に搬入さ
れる。その後、真空チャンバ４２内を真空排気して真空
脱泡および基板４Ａ，４Ｂの仮貼り合わせを行う。貼り
合わせ終了後は真空チャンバ４２内が大気開放され、プ
レス装置５６の移動ステージ６１がゲートバルブ４２ｃ
を介してチャンバ４２内に移動する。貼り合わされた液
晶パネル５０は、チャンバ４２内において移動ステージ
６１上に載置される。

【００２７】その後、移動ステージ６１は図示右方向に
移動して、液晶パネル５０をプレス装置５６の所定位置
に位置決めする。プレス装置５６におけるプレス工程が
終了すると、液晶パネル５０は搬送ロボット５７により
搬送されてパネルカセット５８内に収納される。

【００２８】上述した実施の形態では、シール剤を基板
上に塗布しつつＵＶ光を照射してシール剤表面を半硬化
させたが、基板にシール剤を全て塗布した後に、シール
剤表面を半硬化させるための予備照射をシール剤全体に
対して行うようにしても良い。

【００２９】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、ディスペンサ１０はシール剤
吐出部を、テーブル３，スライド部８および保持部１２
は第１および第２の走査部をそれぞれ構成する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＵＶ硬化性樹脂の表面部分を半硬化させるに必要な所定
照射量のＵＶ光を基板に塗布されたＵＶ硬化性樹脂に照
射して、ＵＶ硬化性樹脂の表面部分を半硬化させるよう
にしたので、液晶塗布時や基板貼り合わせ時にＵＶ硬化
性樹脂に液晶が接触しても従来のようなコンタミネーシ
ョンが発生しない。その結果、液晶の劣化やシール部の
特性劣化およびシール寸法の不安定等を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシール剤塗布装置の一実施の形態
を示す図である。

【図２】ディスペンサ１０とＵＶ光照射ヘッド１１の配
設方法を説明する図であり、（ａ）はｘ軸に沿って配設
した場合を、（ｂ）はｙ軸に沿って配設した場合を示
す。

【図３】シール剤塗布方法を説明する図であり、（ａ）
は保持部１２を正面から見た図であり、（ｂ）はシール
剤塗布時の基板４の平面図である。

【図４】基板上に矩形状のシール塗布部分を形成する際
の塗布動作を説明する図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に
動作が進む。

【図５】液晶滴下貼り合わせ装置４０で行われる各工程
を説明する図である。

【図６】液晶滴下貼り合わせ装置４０の平面図である。

【図７】貼り合わせによる液晶パネル形成方法を示す図
であり、（ａ）〜（ｃ）の順に処理される。

【符号の説明】

１ シール剤塗布装置 ２ ベース ３ 一軸テーブル ４，４Ａ，４Ｂ 基板 ７ コラム ８ スライド部 １０，４３ ディスペンサ １１ ＵＶ光照射ヘッド １２ 保持部 １７ シール剤 １９ ＵＶ光源 ４０ 液晶滴下貼り合わせ装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶が塗布された一方の基板上にシール
   用ＵＶ硬化性樹脂により他方の基板を貼り合わせた液晶
   パネルの製造に用いられ、基板に前記ＵＶ硬化性樹脂を
   塗布するシール剤塗布装置において、 前記ＵＶ硬化性樹脂を前記基板上に吐出するシール剤吐
   出部と、 前記ＵＶ硬化性樹脂の表面部分を半硬化させるに必要な
   所定照射量のＵＶ光を出射するＵＶ光照射部と、 前記シール剤吐出部を基板と平行に二次元的に相対移動
   させる第１の走査部と、 前記ＵＶ光照射部から出射されたＵＶ光が前記基板上に
   吐出されたＵＶ硬化性樹脂に照射されるように、前記Ｕ
   Ｖ光照射部を前記基板に対して平行に二次元的に相対移
   動させる第２の走査部と、を備えることを特徴とするシ
   ール剤塗布装置。
2. 【請求項２】 液晶が塗布された一方の基板上にシール
   用ＵＶ硬化性樹脂により他方の基板を貼り合わせて液晶
   パネルを形成する液晶滴下貼り合わせ装置において、 請求項１に記載のシール剤塗布装置を有することを特徴
   とする液晶滴下貼り合わせ装置。
3. 【請求項３】 液晶が塗布された一方の基板上にシール
   用ＵＶ硬化性樹脂により他方の基板を貼り合わせて液晶
   パネルを形成する液晶パネル製造方法において、 基板にＵＶ硬化性樹脂を塗布する第１の工程と、 前記基板に塗布されたＵＶ硬化性樹脂に、前記ＵＶ硬化
   性樹脂の表面部分を半硬化させるに必要な所定照射量の
   ＵＶ光を照射する第２の工程と、 前記第２の工程の後に、前記一対の基板を貼り合わせる
   第３の工程とを含むことを特徴とする液晶パネル製造方
   法。