JP2004037595A

JP2004037595A - 液晶パネルの製造方法

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Publication number: JP2004037595A
Application number: JP2002191585A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Nakasu; 中須　信昭; Hiroyasu Matsuura; 松浦　宏育; Toshiyuki Koshimo; 小下　敏之; Mitsuaki Shiba; 柴　光明; Hitoshi Azuma; 東　人士; Yoshiteru Tomizuka; 富塚　佳輝; Tsuneo Okada; 岡田　経雄
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-01
Also published as: JP3900027B2

Abstract

【課題】液晶パネルを構成する一対のガラス基板の間のギャップムラを抑制することにより、表示ムラの少ない液晶パネルを提供する。
【解決手段】未硬化の熱硬化性シール材２を間に設けた一対のガラス基板１ａ，１ｂをシート３ａ，３ｂで包み、シート３ａ，３ｂ内を略密閉状態にして減圧し、シート３ａ，３ｂを介し所定ギャップ下で大気圧との差圧によりガラス基板１ａ，１ｂとシール材２に加圧するとともにシート３ａ，３ｂから離れた位置にあるヒータ９ａ，９ｂでシート３ａ，３ｂ、ガラス基板１ａ，１ｂ及びシール材２を加熱し、シール材２を硬化させることにより、一対のガラス基板１ａ，１ｂのギャップを保持させる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルの製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶パネルでは、２枚のガラス基板間に液晶を保持する。例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）方式のパネルの場合、ガラス基板面上には、カラーフィルタ、透明電極、薄膜トランジスタが成膜され、ガラス基板間の間隔はスペーサで略一定に保たれる。
【０００３】
基板間に充填される液晶は熱硬化樹脂であるシール材により密閉状態で保持されるようになっている。このため、液晶パネルの製造にあたっては、２枚のガラス基板の少なくともどちらか一方にシール材を、液晶充填部を囲むようにして設けた後、該２枚のガラス基板どうしを複合体化する処理を行う。
【０００４】
この処理は、表示エリアにおいて、両ガラス基板に対し均一にスペーサが接し、均一なギャップが得られるよう、シール材をつぶしながら硬化させる。
【０００５】
このシール材硬化後、液晶を該シール材で囲まれた領域内に封入する。
【０００６】
特に、シール材として熱硬化性樹脂のものを用いる場合、従来技術において、２枚のガラス基板間のギャップ出しは、主に次の３つの方式で行われている。すなわち、（１）加熱した２枚の平坦状ヒータでガラス基板を挟み、加圧する方式、（２）プレート上にガラス基板を置き、その上に気密性のシートをかぶせ、真空排気して、ガラス基板を大気圧との差圧によって加圧し、片面からプレートに設けたヒータまたは温風炉等で加熱する方式、（３）ガラス基板を両側から気密性のあるシートで挟み、真空排気を行って該ガラス基板を大気圧との差圧によって加圧し、温風炉等で加熱する方式である。いずれも加圧力の均一性を向上させるために開発させた方式であり、２枚のガラス基板を同一温度で加熱している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
（１）の方式では、基板の面積が大きくなるほど、加圧力が必要となり、装置が大形化する。このためクリーンルームでの製造には適さない。また、ガラス基板が急速加熱され、かつ加圧されるため、ガラス基板間の排気が間に合わなくなって基板間ギャップにむらを生じる。また、排気促進のために加圧力を増大させると、内圧が上昇してシール材がパンクしたり、ガラス基板間にずれを生じたりする。
【０００８】
（２）の方式では、プレートを予め加熱しておく場合は、片面からの加熱のため、ガラス基板間に温度差が生じ、熱膨張の差によってガラス基板に反りやずれを生じる。また、ガラス基板を置いてからプレートを加熱する場合は、プレート自体の温度上昇に時間がかかる。温風炉で処理する場合も同様である。
【０００９】
（３）の方式では、昇温に時間がかかる。
また、重ね合わせる２枚のガラス基板において、一方のガラス基板にはＴＦＴ素子が形成され、もう一方のガラス基板にはカラーフィルターされている。従って、ガラス基板に異なる薄膜が形成されることになるので、２枚のガラス基板の熱膨張率が異なることになる。
【００１０】
上記の３方式はいずれの方法も熱硬化性樹脂を硬化するときに２枚のガラス基板を同じ温度で加熱する構造となっているため、２枚のガラス基板の膨張量が異なった状態で固定されてしまう。そのため、硬化後に基板を冷却するに従い、熱膨張係数の大きいガラス基板の方が大きく収縮するため、液晶パネルに反りが生じ、組立誤差を生じていた。
【００１１】
本発明の他の目的は、基板のずれやそりを防止し、基板間ギャップのむらを抑えることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様の一つに、ガラス基板の複合体を形成するステップを含む液晶パネルの製造方法であって、ガラス基板間に熱硬化性のシール材を設ける第１のステップと、該ガラス基板をシートで包み、該シート内を略密閉状態にする第２のステップと、該シート内から排気しつつ、該シートの外側から空間を空けてた該シートから離れた位置にあるヒータでシート及びその内部を加熱する第３のステップと、該シート内を大気に開放する第４のステップと、該シートを該ガラス基板から退避させる第５のステップと、を有するものがある。
【００１３】
他の態様として、ＴＦＴ素子とカラーフィルタがいずれか一方のガラス基板に形成されている一対のガラス基板を有し、その一対のガラス基板の間に熱硬化性樹脂で液晶保持領域を囲む構造を有する液晶パネルの製造方法であって、一対の基板の少なくとも一方の基板に、重ね合わせ用のマークを形成する第１のステップと、一方のガラス基板に熱硬化性樹脂を塗布する第２のステップと、ガラス基板上に形成されたマークの座標を測定し、記憶する第３のステップと、２枚のガラス基板に設けられたマークの相対的位置が、あらかじめ記憶しておいた値とほぼ同じとなるように位置合わせを行いながら熱硬化性樹脂を挟み込むように重ね合わせを行うとともに、マークの位置を記憶し、あらかじめ記憶しておいた数式あるいは表を用いて、２枚のガラス基板の重心位置誤差、基板の傾きおよびマーク間距離の差を求めて記憶する第４のステップと、基板を所定の圧力で加圧しながら、あらかじめ記憶しておいた値で加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させる第５のステップと、ガラス基板を所定の温度まで冷却する第６のステップと、２枚のガラス基板上のマーク位置を測定し、記憶するとともに、あらかじめ記憶しておいた数式あるいは表を用いて２枚のガラス基板の重心位置誤差、基板の傾きおよびマーク間距離の差を求めて記憶する第７のステップと、を有するものがある。
【００１４】
また、他の態様として、ガラス基板の歪みを測定することが可能な回路をガラス基板上に形成するものがある。
【００１５】
また、ガラス基板の歪みを測定することが可能な回路をＴＦＴ素子と同じ材料でＴＦＴ素子と同時にガラス基板上に形成することが好ましい。
【００１６】
また、他の態様として、２枚のガラス基板の間に液晶を保持するために、熱硬化性樹脂で液晶保持領域を囲む構造の液晶パネルの製造方法であって、２枚のガラス基板の一方に前記熱硬化性樹脂を塗布し、その熱硬化性樹脂を挟み込むように重ね合わせた後、所定の圧力で加圧しながら２枚のガラス基板の温度が異なる状態で熱硬化性樹脂を硬化させることによりガラス基板の複合体を形成するものがある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
【００１８】
図１において、１ａ、１ｂは液晶保持用の一対のガラス基板、２はガラス基板１ａ、１ｂ間にあって液晶充填領域を囲み液晶をシールする熱硬化性シール材、３ａ、３ｂは可撓性を有する耐熱性のシート、４はシート３ａ、３ｂの所定位置におけるシート３ａ、３ｂ相互間のギャップを所定範囲に確保するための突起、６は、シート３ａ、３ｂ間を密閉状にするためシート３ａ、３ｂ間の空間から空気を排気する排気口、７は、シート３ａ、３ｂで囲まれる空間部を密閉状に保つためのＯリング、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄはシート３ａ、３ｂを保持し移動させるためのシート保持部材、９ａ、９ｂは熱源としてのヒータ、１８はこれら全体を囲んで支持する筺体である。
【００１９】
熱硬化性シール材２を間に設けた２枚のガラス基板１ａ、１ｂを、搬送装置の搬送機構により、筺体１８内の所定位置に搬入して位置決めする。
【００２０】
シート保持部材８ａ、８ｄは、シート３ａを保持しシート３ａを、ガラス基板１ａの上方からガラス基板１ａの方向に移動させ、シート保持部材８ｂ、８ｃは、シート３ｂを保持しシート３ｂを、ガラス基板１ｂの下方からガラス基板１ｂの方向に移動させる。
【００２１】
シート３ａ、３ｂは互いに、シート３ｂ上の突起４がシート３ａの面と突き当たる位置まで接近する。
【００２２】
突き当たった位置で両シート３ａ、３ｂは空間部を形成し、熱硬化性シール材２及びガラス基板１ａ、１ｂを空間部に包んだ状態で空間部を略密閉状態にする。
【００２３】
Ｏリング７は、シート保持部材８ｂ、８ｃ上にあってシート３ａ、３ｂの端部を囲み両シート３ａ、３ｂで囲まれた空間部を略密閉状態に保つ。
【００２４】
略密閉状態において、排気口６からシート３ａ、３ｂ内部の空気を排気し、内部を減圧する。
【００２５】
突起４は、所定ギャップ状態の両ガラス基板１ａ、１ｂの複合体の全体厚さ寸法に略等しい高さ寸法を有し、ガラス基板１ａ、１ｂの領域の外側で両シート３ａ、３ｂ間のギャップを形成し、減圧用排気時の空気流路を確保するためのものである。
【００２６】
減圧によって、シート３ａ、３ｂはそれぞれ、ガラス基板１ａ、１ｂの表面に密着した状態になる。
【００２７】
この状態において、ガラス基板１ａ、１ｂは、シート３ａ、３ｂを介し大気圧によって減圧分の圧力で押された状態となる。
【００２８】
ガラス基板１ａ、１ｂは押されることにより、熱硬化性シール材２を押しつぶして所定ギャップを形成した状態になる。
【００２９】
本実施例の場合、ガラス基板１ａ、１ｂ間には電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、カラーフィルタ等が存在するが、スペーサ材によって基板相互間の所定ギャップを保持できるようになっている。
【００３０】
加圧状態のシート３ａ、３ｂ、ガラス基板１ａ、１ｂ及び熱硬化性シール材２は、熱源としてのヒータ９ａ、９ｂによって上下両側から加熱される。両ヒータ９ａ、９ｂはそれぞれ、シート３ａ、３ｂから離れた位置に配され、空間部を介し輻射と対流によりシート３ａ、３ｂ側に熱が伝達される。
【００３１】
両ヒータ９ａ、９ｂはそれぞれ、個別に両シート３ａ、３ｂそれぞれとの距離を変えることができ、かつ、個別に発生熱量を変えて熱源温度も変えることができるようになっている。また、電源のオン・オフも可能なようになっている。
【００３２】
また，シート３ａ，３ｂを熱伝導率の異なる材料で作製する，あるいはシート３ａ，３ｂのシートの厚さを変える，シート３ａ，３ｂのヒータ側の面に熱伝導率の異なるシートを張り付ける方法によっても，ガラス基板１ａ，１ｂを異なる温度で加熱することが可能である。
【００３３】
また，シート３ａ，３ｂの表面に可塑性の発熱体を張り付けても良い。
【００３４】
両ヒータ９ａ、９ｂは、加熱のための所定位置に移動するまでに予め所定の熱源温度に達するようにしておくと、加熱処理の時間を短くできる。
【００３５】
シート３ａ、３ｂからの熱がガラス基板１ａ、１ｂ及び熱硬化性シール材２に伝わる。
【００３６】
熱硬化性シール材２は、両ガラス基板１ａ、１ｂ間で押しつぶされた状態で加熱され硬化する。
【００３７】
加熱されたとき、熱硬化性シール材２は、軟化温度に達した時にいったん軟化し始め、軟化温度領域よりもさらに高い温度領域（硬化温度領域）において硬化する。
【００３８】
軟化した状態では熱硬化性シール材２は両ガラス基板１ａ、１ｂに密着した状態となるため、もしも軟化状態で排気処理を行った場合は、両ガラス基板１ａ、１ｂ間空間及び両シート３ａ、３ｂ間空間での空気の流動抵抗が増大し、所定の減圧状態になるまでに時間がかかる等の不具合が生ずる。
【００３９】
このため、少なくとも熱硬化性シール材２の軟化が始まるまで、つまり、熱硬化性シール材２の温度が軟化温度に達するまでに所定の減圧化が終了する（所定の減圧値に達している）ように加熱温度、排気のいずれか一方または両方の制御を行う。
【００４０】
熱硬化温度領域で熱硬化性シール材２が硬化すると、ヒータ９ａ、９ｂの電源をオフにする等して加熱を終了させ、ヒータ９ａ、９ｂを両シート３ａ、３ｂから遠ざけて退避させる。
【００４１】
また、排気動作も終了させて両シート３ａ、３ｂで囲まれた空間部を減圧状態から解放し、大気圧状態に戻す（大気圧開放）。
【００４２】
大気圧開放動作後にまたは大気圧開放動作に並行して、シート保持部材８ａ、８ｄを上方向に、また、シート保持部材８ｂ、８ｃは下方向に移動させて、シート３ａをガラス基板１ａから、また、シート３ｂをガラス基板１ｂから離間させる。
【００４３】
次に、熱硬化性シール材２をはさんだ両ガラス基板１ａ、１ｂの複合体（ワーク）を、搬送装置の搬送機構により筺体１８内から搬出する。
【００４４】
このようにして完成したパネルの断面図を図３に示す。１１は薄膜トランジスタまたは透明電極、１２はカラーフィルタ、１３はスペーサ材、ｇはギャップである。ギャップｇ部に液晶が充填される。充填された液晶は、ガラス基板１ａ、１ｂ間に設けられ処理で熱硬化した熱硬化性樹脂によって漏れないように保持する。
【００４５】
図２において、１２２は搬送装置であって熱硬化性シール材２をはさんだ両ガラス基板１ａ、１ｂをワークとして筺体１８内に搬入し所定位置に位置決めするとともに、熱硬化性シール材２の硬化処理終了後等に位置からワークを筺体１８の外部に搬出するためのものであり、１２０は搬送装置１２２内の搬送機構でワークの搬入、位置決め、搬出等を行うための機構、１０９ｃはワークの位置や姿勢、搬送機構１２０の位置などを検出するための位置検出器、１２１は位置検出器１０９ｃの検出信号（位置情報）に基づき搬送機構１２０の動作を制御するための搬送制御部である。
【００４６】
また、１１５は搬送装置１２２と結合される液晶パネル組立装置、１００は、搬送装置１２２と液晶パネル組立装置１００の全体制御を行う組立装置制御部、１０９ａは図１におけるシート保持部材８ａ〜８ｄまたはシート３ａ、３ｂの位置を検出する位置検出器、１０８ａはシート保持部材８ａ〜８ｄを移動させるアクチュエータ、１０７は位置検出器１０９ａの検出信号と組立装置制御部１００からの情報とに基づきアクチュエータ１０８ａを制御するシート上下制御部、１０６はシート３ａ、３ｂで囲まれる空間部の圧力を検出するための圧力検出器、１１６はシート３ａ、３ｂで囲まれる空間部の圧力を調整する制御弁、１０３は圧力検出器１０６の検出信号と組立装置制御部１００からの情報とに基づき制御弁１１６を制御するシート内圧力制御部、１０４は、図１で説明した大気圧開放のときに積極的に、シート３ａ、３ｂ間の空間部に制御弁１１６を介して空気を供給するためのコンプレッサ、１０５はシート３ａ、３ｂで囲まれる空間部から排気して空間部を減圧状態にするための減圧ポンプ、９はヒータ９ａ、９ｂの発熱部、１０２は発熱部の温度を測定しヒータ温度情報を出力するヒータ温度測定器、１１１はシート３ａ、３ｂで囲まれる空間部の温度を測定し温度情報を出力するためのシート内温度測定器、１０１は、ヒータ温度測定器１０２及びシート内温度測定器１１１からの温度情報と組立装置制御部１００からの制御情報とに基づきヒータ９ａ、９ｂの発熱部９を制御するためのヒータ温度制御部、１０９ｂはヒータ９ａ、９ｂの位置を検出するための位置検出器、１０８ｂはヒータ９ａ、９ｂを移動させるアクチュエータ、１１０は位置検出器１０９ｂの検出信号と組立装置制御部１００からの情報とに基づきアクチュエータ１０８ｂを制御するヒータ上下制御部である。位置検出器１０９ａ、アクチュエータ１０８ａ及びシート上下制御部１０７は、液晶パネル組立装置１１５内においてシート３ａ、３ｂの移動制御系を構成し、圧力検出器、制御弁１１６、シート内圧力制御部１０３、コンプレッサ１０４及び減圧ポンプ１０５は、シート３ａ、３ｂで囲まれる空間部の圧力制御系を構成し、発熱部９、ヒータ温度測定器１０２、シート内温度測定器１１１、ヒータ温度制御部１０１、位置検出器１０９ｂ、アクチュエータ１０８ｂ及びヒータ上下制御部１１０は、加熱制御系を構成する。
【００４７】
液晶パネル組立装置１１５の組立装置制御部１００と搬送装置１２２の搬送制御部１２１との間も制御信号（基板受け渡し信号）を授受する。
【００４８】
この構成において、熱硬化性シール材２を両ガラス基板１ａ、１ｂ間にはさんだ複合体としてのワークを、搬送装置１２２の搬送機構１２０により、液晶パネル組立装置１１５の筺体１８内に搬入し所定位置に位置決めする。
【００４９】
ワーク位置決め後、シート上下制御部１０７で制御したアクチュエータ１０８ａによりシート保持部材８ａ〜８ｄを移動動作させ、シート３ａをワークの上方から下降移動、シート３ｂをワーク下方から上昇移動させ、それぞれを所定位置で止めてシート３ａ、３ｂ間の空間を略密閉状態としこの中にワークを包み込む。
【００５０】
包み込んだ状態で、圧力制御系内の減圧ポンプ１０５により、シート３ａ、３ｂ間の空間部から排気を行い空間部の圧力を大気圧に対し所定の減圧状態にする。
【００５１】
空間部の圧力レベルの調整は、圧力検出器１０６からの圧力情報に基づき圧力制御部１０３で制御弁１１６を制御することにより行う。
【００５２】
減圧ポンプ１０５による排気動作は、空間部が所定の減圧状態に到達した後も継続し、所定の減圧状態の維持や空間部内の水分除去等を行うようにする。
【００５３】
シート３ａ、３ｂを介してのワークの加熱は、本実施例の場合、ヒータ９ａ、９ｂの位置と発熱部９の温度のいずれかまたは両方を制御して行えるようになっている。
【００５４】
位置の制御は位置検出器１０９ｂからの位置情報に基づきヒータ上下制御部１１０でアクチュエータ１０８ｂを制御して行う。
【００５５】
ヒータ９ａ、９ｂの温度が一定の場合は、ヒータ９ａ、９ｂがワークに近い位置にある場合ほど、ワークに対する加熱温度は高い。
【００５６】
また、発熱部９の温度制御は、シート内温度測定器１１１からの温度情報とヒータ温度測定器１０２からの温度情報に基づきヒータ温度制御部１０１で発熱部１０９を制御して行う。
【００５７】
ワークの加熱動作は、シート３ａ、３ｂ間空間部の所定の減圧状態にした後で開始するようにしてもよいし、または所定の減圧状態になる前に開始してもよい。
【００５８】
所定の減圧状態になる前に開始する場合は、特に排気性能の点から、ガラス基板間の熱硬化性シール材２の軟化が所定の減圧状態になってから始まるように加熱温度及びその時間的上昇率を、ヒータ温度制御部１０１及びヒータ上下制御部で制御する。
【００５９】
加熱により熱硬化性シール材２が所定の状態に熱硬化した後、ヒータ９ａ、９ｂの電源をオフ状態にするとともに、ヒータ９ａ、９ｂをそれぞれ、シート３ａの上方、３ｂの下方に退避移動させる。
【００６０】
減圧ポンプ１０５による排気動作もオフし、シート３ａ、３ｂ間の空間部には逆に、コンプレッサ１０４により空気を供給して空間部を大気圧状態に戻す。
【００６１】
さらに、シート上下制御部１０７でアクチュエータ１０８ａを制御しシート保持部材８ａ〜８ｄを移動動作させ、シート３ａはワークの上方に、シート３ｂは下方に移動させて、両シート３ａ、３ｂそれぞれをワークのガラス基板から離間させ、所定の位置まで退避させる。
【００６２】
その後、処理を終えたワークを搬送機構１２０により筺体１８外に搬出する。
【００６３】
組立装置制御部１００は、搬送制御部１２１、シート上下制御部１０７、シート内圧力制御部１０３、ヒータ温度制御部１０１、及びヒータ上下制御部１１０を制御し、ワーク搬入・位置決め動作、シート移動動作、排気・減圧動作、ヒータ移動・加熱動作とその終了、ヒータ退避移動、排気動作終了と大気開放化、シート退避動作、及びワーク搬出動作が一連の処理工程として行われるようにする。
【００６４】
図４は本発明の技術で加熱処理する熱硬化性シール材２の状態を示し、（ａ）はガラス基板１ｂ上に熱硬化性シール材２を設けた（塗布した）状態の斜視図、（ｂ）は２枚のガラス基板１ａ、１ｂ間に熱硬化性シール材２をはさみ、シール材が軟化する前の状態の断面図、（ｃ）はガラス基板１ａ、１ｂ間に熱硬化性シール材２をはさみ、加熱によりシール材が軟化したときの状態の断面図である。
【００６５】
（ａ）において、線状の熱硬化性シール材２が途切れた部分は液晶の封入口である。
【００６６】
（ｂ）の状態ではガラス基板１ａの面との間に小さな隙間２０がある。
【００６７】
減圧ポンプで排気するとき、空気は隙間２０をも通ってシートの外部に排気される。
【００６８】
また、（ｃ）の軟化状態のときの温度よりもさらに加熱温度が上げると、シール材２は（ｃ）と同様の状態で熱硬化する。
【００６９】
図５は、本発明を適用した場合の熱硬化性シール材の温度上昇特性例を示す図である。
【００７０】
横軸に加熱時間、縦軸にシール材の温度をとってある。例えば、本発明の図１の実施例ではヒータ９ａ、９ｂを、シート３ａ、３ｂ、ガラス基板１ａ、１ｂ及び熱硬化性シール材２から離れた位置に配し、空間部を介して輻射と対流によりシート３ａ、３ｂ側に熱を伝達する構成にしてあるため、直接ヒータを被加熱部に接触させる方式に比べ、加熱による熱硬化性シール材の温度上昇が緩やかでシール材の軟化温度に達するまでの時間も長い。特に、ガラス基板１ａ、１ｂ及び熱硬化性シール材２に対し熱が均一に伝達されてそれぞれにおける温度勾配も抑えられる。
【００７１】
軟化温度に達するまでの時間が長いことによっては、シート３ａ、３ｂ間空間部の減圧処理をシール材の軟化前に確実に行えるし、熱が均一に伝達されることによっては、ガラス基板１ａ、１ｂに対してはそり等の変形やずれ等の発生を抑えられるし、シール材２に対しては一部硬化・一部未硬化等のむらを防止することができる。
【００７２】
図６に本発明を適用した場合のガラス基板１ａ、１ｂの温度上昇特性例及び熱硬化性シール材２の硬化特性例を示す。
【００７３】
ガラス基板１ａ、１ｂは、ヒータからの輻射や対流による熱がシート３ａ、３ｂを通して伝わり時間的に緩やかに温度上昇し、間にはさんだ熱硬化性シール材２に熱を伝える。
【００７４】
基板温度は熱硬化性シール材２が熱硬化する温度（シール硬化温度）Ｔ２に達するまで上昇させる（経過時間ｔ２（シール硬化時間））。
【００７５】
一方、熱硬化性シール材２の硬度は、シール材自体の温度上昇につれていったん下がり流動性を有する状態となる。
【００７６】
温度が軟化温度Ｔ１に達する（経過時間ｔ１（シール軟化時間））と軟化し（硬度低下し）て流動性を有するようになり、さらにある温度まで硬度低下し続ける。
【００７７】
さらに、温度が上がると硬度が増加し始め、温度が軟化温度Ｔ１を超えると流動性がなくなってきて次第に固化状態となる。
【００７８】
図７において、シート間空間部の排気を行い（Ｓ４）、空間部の減圧量を測定し（Ｓ４−１）、減圧量が所定値ΔＰ以上のときはヒータを接近させて（Ｓ５）加熱工程に入る。加熱工程では、シール硬化時間ｔ２以上の時間にわたって加熱を行い、シート間空間部の減圧量の確認も行って、さらにガラス基板の温度を測定し（Ｓ５−１）、温度がシール硬化温度Ｔ２以上に達しているときは、ヒータを退避移動させる（Ｓ７）。また、加熱を排気動作中に開始している場合において、シート間空間部の減圧量を測定したとき（Ｓ４−１）、減圧量が所定値ΔＰに達していないときは、ガラス基板の温度を測定し（Ｓ４−２）、温度がシール軟化温度Ｔ１に達していない場合に限って再びシート間空間部の排気を行う。温度がシール軟化温度Ｔ１に既に到達してしまっている場合はガラス基板を不良基板として排出する。
【００７９】
図８は、シート保持部材８ａ〜８ｄのうちの１つの保持部材８ｂ用のアクチュエータ部の構成を示す図である。他の保持部材用のアクチュエータについてもこれと同様である。
【００８０】
図８において、１７はシート保持部材８ｂに固定された部材、１４は部材に設けた孔、１５は孔１４にすき間、特に図の左右方向に十分なすき間をもって係合するピン、１９はピン１５が設けられた部材、１６は部材１９を支える支持部材、１０は表面にねじを有し回転によって支持部材１６を移動させる棒状部材である。
【００８１】
ワーク（熱硬化性シール材をガラス基板間にはさんだ複合体）の加熱処理が終って、ヒータが退避移動した後、シート３ａ、３ｂをワークから離間させるとき、棒状部材１０が回転して支持部材１６を図の下方に移動させ、シート保持部材８ｂを図の下方に移動させる。
【００８２】
この時、シート３ｂを保持しているもう一方のシート保持部材８ｃ側では棒状部材はまだ回転せず支持部材１６も下方への移動を始めていない。従って、シート３ｂは、シート保持部材８ｂ側の部分からワークからの離間を始める。
【００８３】
シート保持部材８ｂが所定位置まで下がったとき、シート保持部材８ｂ側の棒状部材１０の回転を停止させ、シート保持部材８ｂの移動を停止させる。
【００８４】
次に入れ替わって、シート保持部材８ｃ側の棒状部材を回転させ支持部材を移動させてシート保持部材８ｃを下降させ、シート３ｂのシート保持部材８ｃ側の部分をワークから離間させる。
【００８５】
シート保持部材８ｃがシート保持部材８ｂと略同じ位置まで下降した時、シート保持部材８ｂ側の棒状部材１０を再び回転させてシート保持部材８ｂに下降移動を開始させ、シート保持部材８ｂとシート保持部材８ｃを所定位置まで並行的に下降移動させる。
【００８６】
シート３ａを保持するシート保持部材８ａ、８ｄについても同様である。
【００８７】
かかる構成によれば、ワークからのシートの離間が容易となる。
【００８８】
図９は基板（ワーク）の搬入から搬出までの処理手順の例を示す。
【００８９】
この処理は、ガラス基板間に熱硬化性シール材をはさんだ複合体のワークを搬送機構により筺体内に搬入するステップＳ１と、所定位置に位置決めするステップＳ２と、シートを移動させてワークを略密閉状に包み込むステップＳ３と、密閉状空間部から排気を行い空間部を大気圧に対し減圧状態にして大気圧によりワークのガラス基板に負荷をかけるステップＳ４と、ワークの両側から加熱用のヒータを接近させるステップＳ５と、シートに対し空間部を隔てて所定距離離れた位置からシートを加熱しシート内のワークに熱が伝わって行くようにしてワークのガラス基板間の熱硬化性シール材を硬化させるステップＳ６と、熱硬化性シール材の硬化後、ヒータ電源をオフにする等して加熱を終了させるとともにワークの両側から加熱用のヒータを退避させるステップＳ７と、シートで囲まれた空間部を減圧状態から解放し、大気圧状態に戻す（大気開放）ステップＳ８と、シート保持部材の移動により、ワークからシートを離間させて除去するステップＳ９と、ガラス基板間の熱硬化性シール材が硬化したワークを、搬送機構により筺体から搬出するステップＳ１０と、を経る処理である。この処理により、所定ギャップを有した液晶保持用ガラス基板の複合体を形成する。
【００９０】
このステップＳ６の加熱動作は、ステップＳ４でシート間空間部の圧力を所定の減圧状態にした後に開始するようにしてもよいし、または所定の減圧状態になる前に開始してもよい。
【００９１】
この製造方法によれば、シート間空間部からの排気を確実に効率的に行うことができシール材の短時間処理が可能となり、液晶パネルの生産性を改善できる。また、ガラス基板及びシール材に対し、ヒータの温度ばらつきの影響を抑えた均一加熱や、均一加圧を行うことができ、ガラス基板のずれやそりを防止して基板間ギャップを均一にし液晶パネルの高品質化を図れる。また、シール材の硬度特性の管理がし易くなる。また、さらに、基板面積が増大した場合も装置の大形化を抑えられる。ガラス基板からのシートの離間も容易となる。
【００９２】
図１０は液晶パネル製造装置の他の実施例を示す。
【００９３】
この実施例は、シートを冷却するため冷却手段としての送風機を設けた構成例である。全体を囲んで支持する筺体部は図示を省略してある。
【００９４】
図１０において、３０ａ、３０ｂはシート間の空間部に冷却風を送風するための送風機である。送風機３０ａ、３０ｂによる送風は、シート３ａ、３ｂがそれぞれガラス基板１ａ、１ｂから離れている状態の時に行う。送風のタイミング及び送風量等の制御も各送風機毎に行えるようになっている。他部の構成及び作用は図１の実施例の場合とほぼ同様である。
【００９５】
本実施例構成によれば、シート３ａ、３ｂを強制冷却することができ、シート間空間部の減圧を行うときの、ガラス基板に密着するシートの温度を下げることができる。シートの温度が高過ぎると、空間部が所定の減圧状態にならないうちにガラス基板間のシール材が軟化してしまい、正常状態での減圧動作が困難となる危険性があるが、本実施例構成によれば、これを一層確実に防止できる。その他の作用・効果は図１の実施例の場合と同様である。
【００９６】
図１１は本発明の液晶パネル製造装置の他の実施例を示す。
【００９７】
この実施例は、ヒータの上下両側に冷却手段を設けた構成例である。図１１の場合も、全体を囲んで支持する筺体部は図示は省略してある。
【００９８】
図１１において、３１ａ、３１ｂはそれぞれ、ヒータ９ａ、９ｂに近接または接してヒータを冷却するための冷却手段である。
【００９９】
加熱処理終了後、ヒータ９ａ、９ｂを、電源オフの状態にするとともに、冷却手段に近接または接するように移動させて冷却する。
【０１００】
シート３ａ、３ｂをヒータ９ａ、９ｂに対し近接または接するようにした場合は、シート３ａ、３ｂもヒータ９ａ、９ｂを介し冷却可能である。
【０１０１】
冷却手段としては、金属板状のものや水を用いる方式のものであってもよいし、あるいは他の方式のものであってもよい。他部の構成及び作用については図２の実施例の場合とほぼ同様である。
【０１０２】
この実施例の構成によれば、ヒータ９ａ、９ｂを強制冷却することができ、加熱処理を終えたワークも温度が下がった状態で筺体内から搬出できるし、加熱処理するために新たに筺体内に搬入するワークに対しても、ガラス基板間のシール材の早過ぎる軟化を防止できる。
【０１０３】
ワーク搬出・搬入用の搬送機構も温度の下がった環境内で作動させることができる。その他の作用・効果は図１の実施例の場合と同様である。
【０１０４】
なお、先の実施例におけるシート冷却用の冷却手段と、本実施例におけるヒータ冷却用の冷却手段とを併せ持つ構成であってもよい。
【０１０５】
なお、本発明に適用する加熱手段（ヒータ）は、実施例の構成に限定されず、例えば、加熱用空気等を噴出するような構成のものであってもよい。
【０１０６】
図１２は本発明の他の実施例を示す図であり、組立誤差測定装置と基板重ね合わせ装置を付加した液晶パネルの製造装置の制御系全体のブロック構成例を示す。
【０１０７】
２０１は組立誤差測定装置であって、液晶パネル組立装置１１５で組み立てた液晶パネルの組立精度を測定するものであり、２０２はアライメントマークの相対的位置誤差を測定する測定部、２０３は複数のアライメントマークの相対的位置誤差から液晶パネルの組立誤差を計算する組立誤差計算部、２０４は液晶パネルの組立誤差から加熱条件を決定する加熱条件決定部、２０５はこれらを制御する測定装置制御部、２０６は重ね合わせ条件決定部である。
【０１０８】
２０７は基板重ね合わせ装置であって、２枚のガラス基板を位置合わせしながら重ね合わせるものであり、２０８は基板重ね合わせ部、２０９は仮固定部、２１０は重ね合わせ装置制御部、２１１は重ね合わせ条件記憶部である。
液晶パネルは２枚のガラス基板１ａ、１ｂで構成されているが、それぞれのガラス基板上に位置合わせ用のアライメントマークが設けられている。アライメントマークは、薄膜トランジスタ又は透明電極１１あるいはカラーフィルタ１２と同時に形成されるものであり、これらのマークが重なれば液晶パネルの組立誤差が０であることを意味する。
【０１０９】
基板重ね合わせ装置２０７において、基板重ね合わせ部２０８でアライメントマークを用いて２枚のガラス基板の相対的な位置合わせを行いながら重ね合わせる。このとき重ね合わせ条件記憶部２１１より取得した目標値になるように位置合わせを行うことにより、最終的な組立誤差が最小となるようにする。
【０１１０】
仮固定部２０９で仮固定した後、液晶パネル組立装置１１５へ搬送する。
【０１１１】
液晶パネル組立装置１１５において、１１２は加熱条件を記憶する加熱条件記憶部である。
【０１１２】
液晶パネルを組み立てるとき、組立装置制御部１００は加熱条件記憶部１１２から加熱条件を読み込み、ヒータ温度制御部１０１ａ、１０１ｂへそれぞれ目標値を与える。
【０１１３】
それぞれの目標値を使用してヒータ９ａ、９ｂの温度およびガラス基板までの距離を別々に制御する。他部の構成及び作用については図１の実施例の場合とほぼ同様である。
【０１１４】
液晶パネルを組み立てた後、組立誤差測定装置２０１へ液晶パネルを搬入する。
【０１１５】
組立誤差測定装置２０１では、アライメントマークの相対的な位置誤差を測定部２０２にて測定する。通常アライメントマークを複数組測定し、組立誤差測定部２０３において、これらアライメントマークの相対的位置誤差から、最小二乗法等を使用して液晶パネル全体の相対的組立誤差およびマーク間距離を計算する。
【０１１６】
加熱条件決定部２０４では、計算したマーク間距離から加熱条件を決定し、加熱条件記憶部１１２に保存する。
【０１１７】
重ね合わせ条件決定部２０６では、液晶パネル全体の相対的組立誤差から重ね合わせ条件を決定し、重ね合わせ条件記憶部２１１に保存する。
図１３は液晶パネルの組立状態を示し、（ａ）は組み立てた液晶パネルの斜視図、（ｂ）はガラス基板１ａ、１ｂを等温で加熱した状態の断面図、（ｃ）はガラス基板１ｂの加熱温度をガラス基板１ａの加熱温度より高くした状態の断面図である。
【０１１８】
液晶パネルの組立において、（ａ）に示すように、ガラス基板１ａ上に設けられたアライメントマーク２２０ａ、２２０ｂとガラス基板１ｂ上に設けられたアライメントマーク２２０ｃ、２２０ｄが重なるように２枚のガラス基板を重ね合わせる。
【０１１９】
（ｂ）において、Ｌａはアライメントマーク２２０ａ、２２０ｂ間の距離を示し、Ｌｂはアライメントマーク２２０ｃ、２２０ｄ間の距離を示す。
【０１２０】
液晶パネルの組立においてシール材２を硬化させるために加熱する工程があるが、例えばガラス基板１ａ表面には薄膜トランジスタ又は透明電極１１、ガラス基板１ｂ表面にはカラーフィルタ１２というように、性質の異なる膜が形成されているため、それぞれの基板で熱膨張率が異なり、ガラス基板１ａ、１ｂを等温加熱するとマーク間距離Ｌａ、Ｌｂの値が異なってしまう。例えば、等温で加熱したときに（ｂ）のようにマーク間距離Ｌａがマーク間距離Ｌｂより大きい場合、この誤差を解消するために、ガラス基板１ｂの加熱温度をガラス基板１ａより高くすることにより、ガラス基板１ｂをガラス基板１ａよりも多く膨張させ、（ｃ）に示すようにマーク間距離Ｌａ、Ｌｂの差を“０”とすることが可能である。
【０１２１】
本例ではアライメントマーク２対の例を示したが、さらに多くのアライメントマークを使用してマーク間距離誤差を求めることも可能である。
【０１２２】
図１４にガラス基板１ａ、１ｂの加熱温度差によるマーク間距離の誤差変化例を示す。横軸にガラス基板１ａ、１ｂに加える加熱温度差、縦軸にマーク間距離誤差をとってある。
【０１２３】
ここで加熱温度差は、ガラス基板１ａの温度からガラス基板１ｂの温度を引いた値とし、ガラス基板１ａの温度がガラス基板１ｂの温度より高い場合に正の値をとることとする。マーク間距離誤差は、ガラス基板１ａのマーク間距離Ｌａからガラス基板１ｂのマーク間距離Ｌｂを引いた値とし、マーク間距離Ｌａがマーク間距離Ｌｂより大きい場合に正の値をとることとする。
【０１２４】
また，マーク間距離誤差は、ガラス基板１ａのマーク間距離Ｌａからガラス基板１ｂのマーク間距離Ｌｂを引いた値とし、マーク間距離Ｌａがマーク間距離Ｌｂより大きい場合に正の値をとることとする。
【０１２５】
図１４の例では、等温加熱つまり加熱温度差“０”の場合、マーク間距離誤差が正であり、マーク間距離Ｌａがマーク間距離Ｌｂより大きく、図１３（ａ）の状態を示している。
【０１２６】
ここで、ガラス基板１ｂの加熱温度を上昇させる、つまり加熱温度差を負とするとマーク間距離誤差が“０”となる。このときの加熱温度差Ｔｃを目標値として与えればよい。例えば，熱硬化性樹脂２の硬化温度が１２０度で，加熱温度差を２０度とするとき，ガラス基板１ａの加熱温度Ｔａを１２０度，ガラス基板１ｂの加熱温度Ｔｂを１４０度とすればよい。
【０１２７】
また、このときの加熱温度を加熱条件決定部２０４に記憶しておけばよい。
【０１２８】
薄膜トランジスタまたは透明電極１１あるいはカラーフィルタ１２を形成する工程のプロセス変動や装置差により、加熱温度として加熱条件決定部２０４に記憶した値を使用してもマーク間距離誤差が“０”とならない場合がある。この場合も図１４に示す関係を用いれば、マーク間距離誤差を低減する加熱温度差を算出することが可能である。
【０１２９】
図１４の関係を表す式あるいは表を加熱温度決定部２０４に記憶しておき、組立誤差計算部２０３で算出したマーク間距離誤差より新たな加熱条件を決定することが可能である。
【０１３０】
図１５は液晶パネル上に設けた座標系の定義を示したものである。ガラス基板１ａの重心を２３０ａ、ガラス基板１ｂの重心を２３０ｂとする。ガラス基板の重心２３０ａ、２３０ｂを原点とし、ガラス基板の短辺と平行にＸ軸を、ガラス基板の長辺と平行にＹ軸をとる。これらの座標を用いて、液晶パネルの組立誤差を評価する。ガラス基板１ａに対するガラス基板１ｂの位置ずれは、重心位置の誤差（Ｌｘ、Ｌｙ）とガラス基板の角度の誤差θで示される。液晶パネルの組立誤差については、以下この座標系を用いる。
図１６は、組立誤差測定装置２０１で測定した、ガラス基板１ｂの重心２３０ｂ位置の測定結果の一例である。図１６に示すように重心位置はばらつきを持つが、測定値の平均値Ｘ_ＡＶＥ、Ｙ_ＡＶＥが“０”となるように、あらかじめガラス基板１ｂをずらして重ね合わせれば、液晶パネルの組立誤差を最小とすることができる。ガラス基板の傾きθについても同様である。重ね合わせ条件決定部２０６にこれらの測定データを記憶し、例えば過去２０点のデータから平均値を求めて、重ね合わせ時のオフセット量として重ね合わせ条件記憶部２１１で記憶し、基板の重ね合わせ時に使用することができる。
【０１３１】
本実施例の構成によれば、加熱によるマーク間距離誤差を低減できるだけでなく、液晶パネル組立後の組立誤差測定により、次の液晶パネルを組み立てるときの、重ね合わせ条件および加熱条件を動的に変更することが可能であり、液晶パネルの生産性の改善と高品質化を図れる。
【０１３２】
図１７を用いて液晶パネルの製造方法の他の実施例を説明する。
【０１３３】
まず成膜手段Ｓ１により，ガラス基板１ａ上に薄膜トランジスタまたは透明電極を，ガラス基板１ｂ上にカラーフィルタ１２を形成する。
【０１３４】
次に熱硬化性樹脂塗布手段Ｓ２により熱硬化性樹脂２を２枚のガラス基板の一方に塗布した後，マーク座標測定手段Ｓ３により基板上のマーク位置の測定を行う。マーク位置の測定は熱硬化性樹脂の塗布前に実施したり，熱硬化性樹脂塗布手段により測定してもよい。
【０１３５】
Ｓ４は重ね合わせ手段であり，熱硬化性樹脂２を挟み込むようにして，２枚のガラス基板１ａ，１ｂを重ね合わせ，仮硬化する。また重ね合わせ時に測定されたマーク位置を記憶する。
【０１３６】
Ｓ５はギャップ形成手段であり，ガラス基板１ａ，１ｂの複合体を加圧しながら，加熱し，熱硬化性樹脂２を硬化させる。
【０１３７】
Ｓ６は組立精度測定手段であり，２枚のガラス基板１ａ，１ｂの重心位置の誤差（図１５のＬｘ，Ｌｙ）と基板の傾き（図１５のθ），マーク間距離誤差（後述）を測定する。
【０１３８】
Ｓ７は情報統合手段であり，マーク位置測定装置Ｓ３と重ね合わせ装置Ｓ４，組立精度測定装置Ｓ５からマーク位置の測定値を受け取り，この測定値とデータベースに蓄えられている設計寸法や過去の測定値，指令値を考慮して，成膜手段Ｓ１または重ね合わせ手段Ｓ４，ギャップ形成手段Ｓ５に補正値を設定するものである。
【０１３９】
図１８に測定値をギャップ形成プロセスにフィードバックする一例を示す。
【０１４０】
マーク間距離誤差が変動する原因には，薄膜トランジスタまたは透明電極１１あるいはカラーフィルタ１２を形成する工程のプロセス変動とギャップ形成のプロセス変動が考えられる。これらの変動に対して，加熱温度の目標値を一定のまま使用すると組立精度測定結果が変動する。
【０１４１】
現在設定しているガラス基板温度差の目標値がＤ１であるとき，プロセス変動などによりΔＰ（ΔＰ＞０）のマーク間距離誤差が発生したとする。このとき生じたΔＰを補正するために，図１８よりマーク間距離誤差が−ΔＰとなるガラス基板温度差Ｄ２を求めこれを新しい目標値とすればよい。
【０１４２】
図１４の関係を表す式あるいは表を情報統合装置に記憶しておき、組立精度測定装置で測定したマーク間距離誤差より新たな加熱条件を決定し，組立誤差を低減することが可能である。
【０１４３】
マーク間距離誤差の低減に対しては，薄膜トランジスタまたは透明電極１１あるいはカラーフィルタ１２のパターン寸法を変更することでも対処可能である。
【０１４４】
図１９に測定値を液晶パネル重ね合わせプロセスにフィードバックする一例を示す。２枚のガラス基板１ａ，１ｂを重ね合わせ装置で位置あわせを行いながら重ねあわせたのち，ギャップ形成装置で加圧されるが，シート３の経時変化等により加圧時にガラス基板を横にずらす力が発生することがある。重ね合わせ装置から得られたマーク位置の情報を情報統合装置で受け取り，ガラス基板の組立誤差を計算した結果をＡ１，ギャップ形成後に，組立精度測定装置で測定した組立誤差がＡ２であったとする。ここで図１９は図１５に示した座標系を用いている。
【０１４５】
ギャップ形成時にＡ１からＡ２へ組立誤差が変化することがわかるので，あらかじめこの変化量を見込んで２枚のガラス基板１ａ，１ｂを重ね合わせればよい。図１９上で，Ａ２のＡ１に対する点対称の位置Ａ３が示す位置関係で基板を重ね合わせればよい。ここでは説明の都合上，Ｘ，Ｙ方向のみ取り上げたが，基板の傾きθを加えても同様に補正値を決定することが可能である。また，重ね合わせ時の組立誤差が十分小さい，つまりＡ１が原点にあると考えられる場合には，組立精度測定装置での測定結果のみを使用し，Ａ１が原点にあるとして，同様の手法で補正値を決定することが可能である。また，このＡ１とＡ２の差がある一定値を越えた場合には警報を発生し，シート３の調整あるいは取り替えることにより，組立精度を向上させることも可能である。
本実施例の有効性を検証するために，図２０（ａ）に示すような構成でガラス基板１ｂの残留応力を測定した。４０は定盤，４１は歪みゲージ，４２は歪み計，４３は切断線である。シール２を硬化後，定盤４０の上にガラス基板の複合体１ａ，１ｂを置いた。このとき，ガラス基板の複合体１ａ，１ｂは自重で定盤にならい，平坦となった。この状態で，基板１ｂ表面に一般に販売されている歪みゲージ４１を張り付け，歪み計４２に接続した。このときの測定値をＥ１とする。次に切断線４３に沿ってガラス基板１ｂを切断した。これによって，基板の残留応力が解放され，歪みゲージ４１が延ばされあるいは縮められ，歪みが測定された。このときの測定値をＥ２とする。Ｅ２とＥ１の差が，組立時における基板の歪みである。図２０（ｂ）に測定結果を示す。本発明方式は，従来方式より歪みが小さくなっていることがわかった。これにより，基板の反り低減による組立精度の向上や，ガラス基板の歪みにより透明電極１１が断線するなどの不具合を低下させることができた。ここで測定された歪みとヤング率の積が基板の残留応力である。残留応力の測定法としては，他にポーラリメータがあり，同様な結果を得られた。
本実施例によれば、組立精度の測定・管理と迅速なフィードバックによって組立誤差を低減できるため，液晶パネルの生産性の向上と高品質化を図ることができる。
【０１４６】
図２１に他の実施例を示す。図２１において，２１ａ，２１ｂは熱伝導率調整部ａであり，熱伝導率を変える効果を持つ材料で作られている。図１と同様に熱硬化性樹脂２を両ガラス基板１ａ，１ｂ間に挟んだ複合体としてのワークを筐体１８内に搬入し，位置決めする。ワークを位置決め後，シート３ａ，３ｂでワークを包み込み，略密閉状態とする。ワークを包み込んだ状態で，内部の空気を排気口６から排気し，内部を減圧することで，シート３ａ，３ｂを介して大気圧で基板１ａ，１ｂを加圧する。熱硬化性樹脂２を硬化させるため加熱するが，ヒータ９ａ，９ｂの発生熱量が同じであっても，熱伝導率調整部２１ａ，２１ｂを通過することにより，ガラス基板１ａ，１ｂに伝わる熱量が変わるため，ガラス基板１ａ，１ｂの温度を異なる状態にすることが可能である。また，熱伝導率調整部２１ａ，２１ｂをシート３ａ，３ｂのガラス基板側に張り付けても同様な効果が得られる。また，熱伝導率調整部２１ａ，２１ｂを可塑性の発熱体とする，あるいはヒータ９ａ，９ｂの発生熱量をそれぞれ独立に設定できるようにすれば，熱膨張率が異なる数種類の組み合わせの液晶パネルを組み立てることが可能である。
【０１４７】
また，図２１において，シート３ａ，３ｂとシート保持部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄからなる部分を取り外し可能な構造とし，筐体１８外でガラス基板１ａ，１ｂを包み込んだ後，筐体１８内に搬送する方式でもよい。
【０１４８】
この実施例においても，図１の実施例と同じ効果が得られ，高品質な液晶パネルを製造することができる。
【０１４９】
図２２に他の実施例を示す。図２２において，２２ａ，２２ｂは別の熱伝導率調整部ｂであり，熱伝導率を変える効果を持つ材料で作られている。図１と同様に熱硬化性樹脂２を両ガラス基板１ａ，１ｂ間に挟んだ複合体としてのワークを筐体１８内に搬入し，位置決めする。ワークを位置決め後，シート３ａ，３ｂでワークを包み込み，略密閉状態とする。ワークを包み込んだ状態で，内部の空気を排気口６から排気し，内部を減圧することで，シート３ａ，３ｂを介して大気圧で基板１ａ，１ｂを加圧する。熱硬化性樹脂２を硬化させるため加熱するが，ヒータ９ａ，９ｂの発生熱量が同じであっても，熱伝導率調整部２２ａ，２２ｂを通過することにより，ガラス基板１ａ，１ｂに伝わる熱量が変わるため，ガラス基板１ａ，１ｂの温度を異なる状態にすることが可能である。また，熱伝導率調整部２２ａ，２２ｂは熱伝導率が同じであるが厚さが異なるようにしても同様の効果が得られる。また，ヒータ９ａ，９ｂの発生熱量をそれぞれ独立に設定できるようにすれば，熱膨張率が異なる数種類の組み合わせの液晶パネルを組み立てることが可能である。
【０１５０】
また，図２２において，シート３ａ，３ｂとシート保持部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄからなる部分を取り外し可能な構造とし，筐体１８外でガラス基板１ａ，１ｂを包み込んだ後，筐体１８内に搬送する方式でもよい。
【０１５１】
本実施例においても，図１の実施例と同じ効果が得られ，高品質な液晶パネルを製造することができる。
【０１５２】
図２３に他の実施例を示す。ギャップ形成装置以外の装置構成は図１の実施例と同じである。
【０１５３】
図２３において，１０は平坦度が高く剛性が高い平面を持つヒータである。図１と同様に熱硬化性樹脂２を両ガラス基板１ａ，１ｂ間に挟んだ複合体としてのワークを筐体１８内に搬入し，位置決めする。
【０１５４】
ワークを位置決め後，シート３をワークの上方から降下させることにより，シート３とヒータ１０の間の空間を略密閉状態とし，この中にワークを包み込む。ワークを包み込んだ状態で，内部の空気を排気口６から排気し，内部を減圧することで，シート３を介して大気圧で基板１ａ，１ｂを加圧する。このとき，ヒータ１０の平坦度と高剛性を利用して，基板の平坦度を確保している。
【０１５５】
加圧と同時に，ヒータ９，１０によって上下両側から加熱するが，ヒータ９と１０は個別に発生熱量を変えることができ，かつヒータ９はシート３との距離を変えることができる。この機構により，ガラス基板１ａ，１ｂを異なる温度で加熱することが可能である。また，ヒータ１０の表面に熱伝導率を変える効果を持つ材料の張り付けあるいはシート３の厚さや熱伝導率の変更によりガラス基板１ａ，１ｂの温度上昇率や到達温度を変えることが可能である。また，シート３を可塑性の発熱体を取り付けてもよい。熱硬化性樹脂が硬化後，シート３とヒータ１０で囲まれた空間を減圧状態から解放し，大気圧に戻す。大気解放後，シート３を上昇させ，ガラス基板１ａ，１ｂの複合体を搬送機構により筐体１８から搬出する。
【０１５６】
本実施例においても，図１の実施例と同じ効果が得られ，液晶パネルの生産性の向上と高品質化を図ることができる。
【０１５７】
図２４に他の実施例を示す。ギャップ形成装置以外の装置構成は図１の実施例と同じである。図１３において，筐体１８内には断熱材１９が取り付けられ，内部の温度を任意に設定可能な機構を持つ。ガラス基板１ａ，１ｂをシート３とヒータ１０の間の空間に包み込んだのち，内部を排気し，加圧状態にする。筐体１８内は設定温度まで加熱され，ガラス基板１ａ，１ｂおよび熱硬化性樹脂２を加熱する。ガラス基板１ｂはさらにヒータ１０によっても加熱されるため，ガラス基板１ａと１ｂを異なる温度で加熱することが可能である。熱硬化性樹脂が硬化したのち，ガラス基板１ａ，１ｂの複合体を筐体１８から搬出する。
本実施例においても，図１の実施例と同じ効果が得られ，液晶パネルの生産性の向上と高品質化を図ることができる。
【０１５８】
図２５に本発明についての第６の実施例を示す。ガラス基板１ａ，１ｂをシート３ａと３ｂの間の空間に包み込んだのち，内部を排気し，加圧状態にする。筐体１８内には断熱材１９が取り付けられ，隔壁３０とシート３ｂによって加熱室Ａと加熱室Ｂに分けられており，それぞれ任意の温度に設定可能である。加熱室Ａ，Ｂ内の温度を変えることにより，ガラス基板１ａ，１ｂの加熱温度を変え，ガラス基板１ａ，１ｂの温度が異なる状態にすることが可能である。熱硬化性樹脂が硬化したのち，ガラス基板１ａ，１ｂの複合体を筐体１８から搬出する。
【０１５９】
また，図２５において，シート３ａ，３ｂとシート保持部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄからなる部分を取り外し可能な構造とし，筐体１８外でガラス基板１ａ，１ｂを包み込んだ後，筐体１８内に搬送する方式でもよい。
【０１６０】
本実施例においても，図１の実施例と同じ効果が得られ，高品質な液晶パネルを製造することができる。
【０１６１】
図２６に他の実施例を示す。ギャップ形成装置以外の装置構成は図１の実施例と同じである。
【０１６２】
図２６において，１６ａ，１６ｂは平坦度が高く，高い剛性をもつステージであり，１７ａ，１７ｂは柔軟性を持ったヒータである。
【０１６３】
図１と同様に熱硬化性樹脂２を両ガラス基板１ａ，１ｂ間に挟んだ複合体としてのワークを筐体１８内に搬入し，位置決めする。ワークを位置決め後，ヒータ１６ａを降下させ，加圧状態とする。
【０１６４】
ヒータ１６ａ，１６ｂは異なる発熱量に設定されており，ガラス基板１ａと１ｂを異なる温度で加熱することが可能である。ヒータ１６ａ，１６ｂという２つの剛体を重ね合わせる場合，ヒータ１６ａ，１６ｂの平坦度と平行度を厳密に合わせることは難しいため，一般的にガラス基板１ａ，１ｂと接する面には柔軟性シート１７ａ，１７ｂが張り付けられている。この柔軟シートの熱伝導率を変えることによっても，ガラス基板１ａ，１ｂの加熱温度を変えることができる。また，ヒータ１６ａ，１６ｂを平坦度が高く，高剛性のステージとし，発熱体１７ａ，１７ｂを張り付けることによっても，ガラス基板１ａ，１ｂの加熱温度を変えることができる。この場合は，発熱体１７ａ，１７ｂの熱容量を小さくできるため，加熱プロセスを制御しやすいと言うメリットがある。また，ステージへの熱の散逸を防止するため，発熱体１７ａ，１７ｂとステージ１６ａ，１６ｂの間に断熱材を挟む構造としてもよい。
【０１６５】
この実施例においても，図１の実施例と同じ効果が得られ，液晶パネルの生産性の向上と高品質化を図ることができる。
【０１６６】
図２７に他の実施例を示す。図２７において，１６ａ，１６ｂは平坦度が高く，高い剛性をもつステージであり，１７ａ，１７ｂは柔軟性を持ったヒータである。図１と同様に熱硬化性樹脂２を両ガラス基板１ａ，１ｂ間に挟んだ複合体としてのワークを筐体１８内に搬入し，位置決めする。ワークを位置決め後，ステージ１６ａを降下させ，加圧状態とする。ヒータ１７ａ，１７ｂは異なる発熱量に設定されており，ガラス基板１ａと１ｂの温度を異なる状態にすることが可能である。この実施例では，発熱体１７ａ，１７ｂの熱容量を小さくできるため，加熱プロセスを制御しやすいと言うメリットがある。また，ステージへの熱の散逸を防止するため，発熱体１７ａ，１７ｂとステージ１６ａ，１６ｂの間に断熱材を挟む構造としてもよい。
【０１６７】
本実施例においても，図１の実施例と同じ効果が得られ，高品質な液晶パネルを製造することができる。
【０１６８】
図２８，２９にガラス基板の歪みを測定する機構についての実施例を示す。
【０１６９】
図２８において，２１は液晶を保持する領域であり，３１はＴＦＴ素子を構成するとき同時に形成した配線である。
【０１７０】
配線３１ａは熱硬化性樹脂２が塗布されている位置に形成されている例であり，配線３２ｂは熱硬化性樹脂２より液晶保持領域２１側に形成されている例である。これは，例えば切断線Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃでガラス基板を切断したとき，ギャップ形成工程で発生した応力が保持されるのは熱硬化性樹脂で囲まれた領域内であるためである。
【０１７１】
ガラス基板の長さが変わる，例えば長くなると，配線３１も同時に長く延ばされ，配線３１の抵抗が変わる。基板を重ね合わせる前とギャップ形成後の抵抗値の変化を測定することにより，配線の延びを計算でき，これからガラス基板にかかっている応力を計算することができる。ガラス基板にかかっている応力を管理することは，例えば，内部応力によりガラス基板が割れることを防止したり，ガラス基板上の配線も同様に延ばされていることからその応力による断線を防止したり，応力による基板の反りによる組立誤差を防止するなどに利用可能である。
【０１７２】
図２９に配線３１付近の拡大図を示す。（ａ）は平面図であり，（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図である。例えば配線３１は基板１ｂの基板１ａ側の面上に形成されているとすると，配線３１にプローブをあてるためには，基板１ａを取り除く必要がある。
【０１７３】
一般的にＴＦＴ素子の駆動回路を接続するために図１４（ａ）（ｂ）に示すように，基板端に段差が設けられており，容易に配線３１にプローブをあてることができる。また，外部と通信するためのアンテナと配線３１の配線抵抗を測り，アンテナで信号を出力するための駆動回路を同時に作り込むことにより，非接触で応力を測定する方法でもよい。
本実施例により，ガラス基板にかかる応力，基板の反りを管理することができ，液晶パネルの信頼性および歩留まり，組立精度の向上を図ることができる。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶保持用のガラス基板及び樹脂に対し、熱膨張率の違いを考慮した加熱を行うことができ、ガラス基板のずれやそりを防止して液晶パネルの高品質化を図れる。また、継続的なラインの監視を行うことにより，プロセスの変動を迅速にフィードバックできるため，液晶パネル品質を安定的に保つことができる。また，プロセス条件の確認，再調整が不要となり，生産ラインを停止することなく生産可能となるため，液晶パネルの生産性を一層向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図２】液晶パネル製造装置の制御系全体のブロック構成を示し、図１のガラス基板処理部とその周辺部を含めた部分を制御する場合の構成例
【図３】本発明の製造方法で製造される液晶パネルの断面の一部で、熱硬化性シール材のない部分を示す図である。
【図４】本発明の技術で加熱処理する熱硬化性シール材の状態を示す図である。
【図５】本発明の技術による熱硬化性シール材の温度上昇特性例を示す図である。
【図６】本発明の技術によるガラス基板の温度上昇特性例及び熱硬化性シール材の硬化特性例を示す図である。
【図７】排気・減圧処理と加熱処理の手順を示す図である。
【図８】シート保持部材を移動させるアクチュエータ部の構成例である。
【図９】基板の投入（搬入）から搬出までの一連の処理手順を示す図である。
【図１０】液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図１１】液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図１２】液晶パネル製造装置の制御系全体のブロック構成である。
【図１３】温度差加熱の効果を説明する図である。
【図１４】温度差加熱時のマーク間距離誤差特性を説明する図である。
【図１５】液晶パネルの組立状態を示す例である。
【図１６】組立誤差を説明する図である。
【図１７】パネル製造工程の説明図である。
【図１８】プロセス変動によりマーク間距離差が“０”からずれた場合の補正方式説明図
【図１９】
組立誤差を基板重ね合わせプロセスへフィードバックする方式の説明図である
。
【図２０】
基板の残留応力の測定例である。
【図２１】
液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図２２】
液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図２３】
液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図２４】
液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図２５】
液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図２６】
液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図２７】
液晶パネル製造装置のガラス基板処理部の断面構成図である。
【図２８】ガラス基板にかかる応力を測定する機構の説明図である。
【図２９】ガラス基板にかかる応力を測定する機構の拡大図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ…ガラス基板、　２ａ、２ｂ…熱硬化性シール材、　３ａ、３ｂ…シート、　４…突起、　６…排気口、　７…Ｏリング、　８ａ〜８ｄ…シート保持部材、　９ａ、９ｂ…ヒータ、　１０…棒状部材、　１１…電極、薄膜トランジスタ、　１２…カラーフィルタ、　１３…スペーサ材、　１４…孔、　１５…ピン、　１６…支持部材、　１７…シート保持部材、１８…筐体、１９…ピンの支持部材、　２０…隙間、　３０ａ、３０ｂ…送風機、　３１ａ、３１ｂ…冷却手段、　１００…組立装置制御部、　１０１ａ、１０１ｂ…ヒータ温度制御部、　１０２ａ、１０２ｂ…ヒータ温度測定器、　１０３…シート内圧力制御部、　１０４…コンプレッサ、　１０５…油圧ポンプ、　１０６…圧力検出器、　１０７…シート上下制御部、　１０８ａ、１０８ｂ…アクチュエータ、　１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ…位置検出器、　１１０…ヒータ上下制御部、　１１１…シート内温度測定器、　１１２…加熱条件記憶部、　１１５…液晶パネル組立装置、１１６…制御弁、　１２０…搬送機構、　１２１…搬送制御部、　１２２…搬送装置、　２０１…組立誤差測定装置、　２０２…測定部、　２０３…組立誤差計算、２０４加熱条件決定部、２０５…測定装置制御部、２０６…重ね合わせ条件決定部、２０７…基板重ね合わせ装置、２０８…基板重ね合わせ部、２０９…仮固定部、２１０…重ね合わせ装置制御部、２１１…重ね合わせ条件記憶部、　２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ…アライメントマーク、　２３０…基板重心

Claims

ガラス基板の複合体を形成するステップを含む液晶パネルの製造方法であって、
ガラス基板間に熱硬化性のシール材を設ける第１のステップと、
該ガラス基板をシートで包み、該シート内を略密閉状態にする第２のステップと、
該シート内から排気しつつ、該シートの外側から空間を空けてた該シートから離れた位置にあるヒータでシート及びその内部を加熱する第３のステップと、
該シート内を大気に開放する第４のステップと、
該シートを該ガラス基板から退避させる第５のステップと、を有することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
第２のステップでは、前記ガラス基板の両側から２枚のシートで包むことを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。
第３のステップで、ヒータ温度またはヒータ位置により加熱温度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。
第３のステップでは、上記熱硬化性シール材の温度が軟化温度に達するまでに上記排気により上記シート内が所定の減圧状態になるようにすることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。
ＴＦＴ素子とカラーフィルタがいずれか一方のガラス基板に形成されている一対のガラス基板を有し、その一対のガラス基板の間に熱硬化性樹脂で液晶保持領域を囲む構造を有する液晶パネルの製造方法であって、
前記一対の基板の少なくとも一方の基板に、重ね合わせ用のマークを形成する第１のステップと、
一方のガラス基板に前記熱硬化性樹脂を塗布する第２のステップと、
ガラス基板上に形成されたマークの座標を測定し、記憶する第３のステップと、
上記２枚のガラス基板に設けられたマークの相対的位置が、あらかじめ記憶しておいた値とほぼ同じとなるように位置合わせを行いながら上記熱硬化性樹脂を挟み込むように重ね合わせを行うとともに、マークの位置を記憶し、あらかじめ記憶しておいた数式あるいは表を用いて、２枚のガラス基板の重心位置誤差、基板の傾きおよびマーク間距離の差を求めて記憶する第４のステップと、
基板を所定の圧力で加圧しながら、あらかじめ記憶しておいた値で加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させる第５のステップと、
ガラス基板を所定の温度まで冷却する第６のステップと、
２枚のガラス基板上のマーク位置を測定し、記憶するとともに、あらかじめ記憶しておいた数式あるいは表を用いて２枚のガラス基板の重心位置誤差、基板の傾きおよびマーク間距離の差を求めて記憶する第７のステップと、を有することを特徴とする液晶パネル製造方法。
第５のステップにおいて、
２枚のガラス基板を異なる温度で加熱あるいは熱伝導率の異なるシートを介して加熱することにより、２枚のガラス基板の温度が異なる状態で熱硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする請求項５に記載の液晶パネル製造方法。
第３のステップにおいて、マーク座標の測定を熱硬化性樹脂の塗布前、あるいは塗布後に実施することを特徴とする請求項５又は６に記載の液晶パネル製造方法。
前記第７のステップで記憶した２枚のガラス基板の重心位置誤差、基板の傾きおよびマーク間距離の差から、あらかじめ記憶しておいた数式あるいは表を用いて、前記第４のステップにおけるマークの相対的位置の目標値あるいは前記第５のステップにおける加熱温度の目標値の少なくとも一方を決定し、記憶することを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の液晶パネル製造方法。
２枚のガラス基板の重心位置誤差、基板の傾きおよびマーク間距離の差について、前記第４のステップにおける値と前記第７のステップにおける値の変化量から、あらかじめ記憶しておいた数式あるいは表を用いて、前記第４のステップにおけるマークの相対的位置の目標値あるいは前記第５のステップにおける加熱温度の目標値の少なくとも一方を決定し、記憶することを特徴とする請求項５から７に記載の液晶パネル製造方法。
前記第７のステップにおけるマーク間距離の差から、あらかじめ記憶しておいた数式あるいは表を用いて、ガラス基板上に形成するＴＦＴ素子あるいはカラーフィルタの寸法を変更することを特徴とする請求項５から７に記載の液晶パネル製造方法。
前記第３のステップにおけるマーク座標があらかじめ記憶しておいたマーク座標となるように、ガラス基板上に形成するＴＦＴ素子あるいはカラーフィルタの寸法を変更することを特徴とする請求項５から７に記載の液晶パネル製造方法。
前記第３のステップにおけるマーク座標とあらかじめ記憶しておいたマーク座標の差から、あらかじめ記憶しておいた数式あるいは表を用いて、前記第４のステップにおけるマークの相対的位置の目標値あるいは前記第５のステップにおける加熱温度の目標値の少なくとも一方を決定し、記憶することを特徴とする請求項５から７に記載の液晶パネル製造方法。
前記第７のステップにおいて、ガラス基板の歪み量を測定し、歪み量が所定の値以下となるように、あらかじめ記憶しておいた数式あるいは表を用いて、前記第５のステップにおける加熱温度の目標値を決定し、記憶することを特徴とする請求項５から７に記載の液晶パネル製造方法。
ガラス基板の歪みを測定することが可能な回路をガラス基板上に形成することを特徴とする液晶パネル製造方法。
ガラス基板の歪みを測定することが可能な回路をＴＦＴ素子と同じ材料でガラス基板上に形成することを特徴とする請求項１４に記載の液晶パネル製造方法。
ガラス基板の歪みを測定することが可能な回路をＴＦＴ素子と同時にガラス基板上に形成することを特徴とする請求項１４に記載の液晶パネル製造方法。
ガラス基板の歪みを測定することが可能な回路と同時に駆動回路およびアンテナを形成し、非接触にてガラス基板の歪み量を測定できることを特徴とする請求項１４に記載の液晶パネル製造方法。
２枚のガラス基板の間に液晶を保持するために、熱硬化性樹脂で液晶保持領域を囲む構造の液晶パネルの製造方法であって、
上記２枚のガラス基板の一方に前記熱硬化性樹脂を塗布し、その熱硬化性樹脂を挟み込むように重ね合わせた後、所定の圧力で加圧しながら２枚のガラス基板の温度が異なる状態で熱硬化性樹脂を硬化させることによりガラス基板の複合体を形成することを特徴とする液晶パネル製造方法。
請求項１８において、２枚のガラス基板を異なる温度で加熱することを特徴とする液晶パネル製造方法。
請求項１９において、熱伝導率の異なる加圧部材を介して加熱することを特徴とする液晶パネル製造方法。