JP2004086010A

JP2004086010A - Device and method for manufacturing display element

Info

Publication number: JP2004086010A
Application number: JP2002248866A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Shinya; 新屋　博孝
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for manufacturing a display element, in which the deterioration of a substrate due to an ultraviolet ray is prevented and the temperature rising of the substrate is sufficiently suppressed, and to provide a method for manufacturing the display element. <P>SOLUTION: The device 1 for manufacturing a liquid crystal panel is provided with a lower side stage 2 to hold a pair of substrates 5 placed opposite to each other with an ultraviolet ray setting resin 6 disposed in between, an upper side stage 3 placed opposite to the lower side stage 2 and holding a pair of the substrates 5 with the lower side stage 2 and a metal halide lamp 8 to make the ultraviolet ray 9 irradiate the lower side stage 2 from a surface opposite to the surface of the lower side stage 2 holding a pair of the substrates 5. The lower side stage 2 contains an ultraviolet ray transmitting part 2b having a first transmittance with respect to the ultraviolet ray and a mask part 2a having a second transmittance which is smaller than the first transmittance with respect to the ultraviolet ray. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的には、液晶表示素子、有機・無機ＥＬ表示素子などの各種表示素子の製造装置および表示素子の製造方法に関し、より特定的には、紫外線を照射することによって硬化する紫外線硬化性のシール剤を用いて一対の基板を貼り合せる表示素子製造装置および表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノートＰＣ、モニター、携帯電話およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの幅広い製品に用いられている液晶パネルなどの表示素子は主に一対のガラス基板から構成されている。これらの製品の中で携帯電話およびＰＤＡは持ち歩いて使用されることを前提としており、製品の重量および強度に対して特に高い品質が求められる。そこで、一対のガラス基板から構成されている表示素子にプラスチック基板を用いることによって、完成品の軽量化および堅牢化を同時に達成しようとしている。
【０００３】
しかし、現在プラスチック基板を用いた表示素子で実用化されているのは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）型またはＳＴＮ型（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）型などの単純マトリクス型の液晶パネルにとどまっている。近年の携帯電話およびＰＤＡは多機能化しており、その機能を十分に生かすためには現状の単純マトリクス型の液晶パネルのみならず、高コントラストおよび高速応答性を実現することが可能であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）またはＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　Ｍｅｔａｌ）などのスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶パネルが必要となる。
【０００４】
このようなアクティブマトリクス型の液晶パネルにおいて基板上にスイッチング素子を形成するためには、一般的に温度が３００℃を超える熱プロセスを行なわなければならず、耐熱性の低いプラスチック基板では対応することができない。このため、スイッチング素子はガラス基板上に設けて、比較的低い温度で形成することができるカラーフィルターをプラスチック基板に設ける手法がとられている。また、ガラス基板のかわりに、耐熱性が高く不透明で、かつ線膨張係数が小さいＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂基板またはステンレス（ＳＵＳ；ＪＩＳ呼称）基板を用い、これにスイッチング素子を設けようとする動きもある。
【０００５】
このように、異なる材質の基板を一対にして表示素子として使用した場合、対向する位置関係にある基板の線膨張係数が異なるため、基板を貼り合わせる工程において表示素子に反りが発生するという問題が発生する。つまり、基板を貼り合わせる工程において、基板間に設けたシール剤としての熱硬化性樹脂を硬化させるため基板を加熱しなければならない。この際、一方の基板と他方の基板との間で基板の温度上昇によって伸びる長さが異なるため、貼り合わされた後の表示素子に反りが発生する。このため、異なる材質の基板を一対にして表示素子に使用する場合には、基板同士を接合するシール剤として熱硬化性の樹脂ではなく紫外線硬化性の樹脂が使用される。
【０００６】
図１７は、従来用いられている液晶パネル製造装置を示す断面図である。図１７を参照して、液晶パネル製造装置１０１は、上下一対に設けられた上側ステージ１０３および下側ステージ１０２と、メタルハライドランプ１０８とを備える。下側ステージ１０２は、全体がガラスによって形成されている。上側ステージ１０３は、ステンレス鋼（ＳＵＳ；ＪＩＳ呼称）から形成されている。
【０００７】
上側ステージ１０３と下側ステージ１０２との間には、一対の基板１０５が配置される。一対の基板１０５は、上側ステージ１０３および下側ステージ１０２によって所定の力で加圧されながら挟持されている。一対の基板１０５は、上側に位置するプラスチック基板１０５ａと、下側に位置するガラス基板１０５ｂと、プラスチック基板１０５ａとガラス基板１０５ｂとの間に帯状に配置された紫外線硬化性の樹脂１０６とによって構成されている。プラスチック基板１０５ａ、ガラス基板１０５ｂおよび樹脂１０６によって規定される空間１０７には、後に続く工程で液晶が注入される。
【０００８】
下側ステージ１０２に対して一対の基板１０５が位置する側とは反対側には、下側ステージ１０２と所定の距離を隔ててメタルハライドランプ１０８が設けられている。メタルハライドランプ１０８は下側ステージ１０２の位置する方向に紫外光１０９を照射できるように設けられている。
【０００９】
液晶パネル製造装置１０１では、下側ステージ１０２が光学的に透明なガラスから形成されているため、メタルハライドランプ１０８から照射された紫外光１０９が下側ステージ１０２を介して一対の基板１０５に達する。一対の基板１０５に達した紫外光１０９は、紫外線硬化性の樹脂１０６を硬化させる。
【００１０】
また、異なる材質の基板を一対にして液晶パネルに使用する場合に、基板を貼り合わせる工程において基板の温度上昇を防止することが可能な液晶装置の製造装置が、特開２０００−１９３９８６に開示されている。図１８は、特開２０００−１９３９８６に開示されている液晶装置の製造装置を示す断面図である。
【００１１】
図１８を参照して、液晶装置の製造装置１１０は、液晶パネル１２０が載置される搬送用パレット１１１と、搬送用パレット１１１を移送する移送手段１１２と、搬送用パレット１１１の移送路の上方に配置された高圧水銀ランプなどの紫外線ランプ１１３ａ、１１３ｂおよび１１３ｃと、搬送路の側方に配置されて、通過する搬送用パレット１１１上の液晶パネル１２０に向けて風を送る送風ファン１１４とを備える。液晶パネル１２０は、液晶装置の製造装置１１０の内部において始端側のローディング位置１１５から後端側のアンローディング位置１１６まで移送され、この間に紫外線ランプ１１３から紫外線の照射を上方から受ける。
【００１２】
図１９は、図１８中に示した搬送用パレットおよび液晶パネルを示す側面図である。図１９を参照して、下側に位置し搬送用パレット１１１に載置されたシリコン基板１２１が、切断前のウェハの状態で設けられている。シリコン基板１２１上には、図示しない紫外線硬化型樹脂を介在させた状態で、各パネル毎に切断されたガラス基板１２２が複数位置決めされている。搬送用パレット１１１の側面には、冷却フィン１１１ａが複数設けられている。
【００１３】
紫外線ランプ１１３から紫外線の照射を受けることによって搬送用パレット１１１上の液晶パネル１２０の温度は上昇する。しかし、液晶装置の製造装置１１０は、液晶パネル１２０に向けて風を送る送風ファン１１４、および液晶パネル１２０の熱を外部に放熱するための冷却フィン１１１ａを備えるため、液晶パネル１２０の温度上昇は抑制される。これにより、液晶パネル１２０に発生する反りを防止し、シリコン基板１２１およびガラス基板１２２の位置ずれを防止することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
図１７に示した液晶パネル製造装置１０１では、メタルハライドランプ１０８から照射された紫外光１０９を一対の基板１０５に到達させるために、下側ステージ１０２の全体をガラスで形成している。このため、下側ステージ１０２を透過した紫外光１０９は、一対の基板１０５の全面に照射される。しかし、紫外線硬化性の樹脂１０６を硬化させるためには、数千ｍＪ／ｃｍ^２から数万ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギの紫外線を照射させる必要があり、紫外線照射による熱の影響を無視することができない。このため、紫外線硬化性の樹脂１０６が完全に硬化するまで紫外光１０９を照射すると、メタルハライドランプ１０８からの輻射熱などの影響により一対の基板１０５の温度が上昇する。
【００１５】
このような理由から、精度良く位置決めしたガラス基板１０５ｂとプラスチック基板１０５ａとの間で紫外線硬化性の樹脂１０６が硬化する際に位置ずれが生じたり、ガラス基板１０５ｂとプラスチック基板１０５ａとを貼り合せた後に、一対の基板１０５に反りが発生するという問題が発生する。
【００１６】
また、プラスチック基板１０５ａに紫外光１０９が照射されると、内部の有機分子が紫外線を吸収して励起状態となりその励起エネルギを効率的に放出できない場合には、プラスチック基板１０５ａの劣化の原因となる。プラスチック基板１０５ａが紫外光１０９によって劣化されると、黄褐色または乳白色に変化する。このように基板の着色（透過率の減少）が発生することは、液晶パネルにとって致命的であり、一対の基板１０５にプラスチックを使用する場合には紫外線による基板の劣化が問題となる。
【００１７】
また、図１８に示す液晶装置の製造装置１１０では、液晶パネル１２０の温度上昇を抑制するために、送風ファン１１４および冷却フィン１１１ａを備えている。しかし、液晶装置の製造装置１１０は、シリコン基板１２１およびガラス基板１２２のように互いの線膨張係数の差が小さい材料を基板に使用する場合には有効であるが、ガラスとプラスチックのように互いの線膨張係数が著しく異なる材料を基板に使用する場合には十分とは言えない。このような場合には、基板に数十度の温度上昇があっただけで一方の基板と他方の基板との間で大きな伸び量の違いが生じ、液晶パネル１２０に反りが発生したり、上下の基板に位置ずれが発生するという問題が生じる。
【００１８】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、紫外線による基板の劣化を防止し、かつ基板の温度上昇を十分に抑制する表示素子製造装置および表示素子の製造方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った表示素子製造装置は、紫外線硬化性のシール剤を介在させて互いに向い合う一対の基板を保持する第１の保持部材と、第１の保持部材と対向して設けられ、第１の保持部材との間で一対の基板を挟持する第２の保持部材と、第１の保持部材が一対の基板を保持する面と反対側の面から、第１の保持部材に向けて紫外線を照射する紫外線照射部とを備える。第１の保持部材は、紫外線に対して第１の透過率を有する第１の部分と、紫外線に対して第１の透過率よりも小さい第２の透過率を有する第２の部分とを含む。
【００２０】
このように構成された表示素子製造装置によれば、紫外線照射部から、第１の部分と第２の部分とを含む第１の保持部材の全面に向けて紫外線が照射される。たとえば第１および第２の部分は、それぞれガラスおよびステンレス鋼（ＳＵＳ）によって形成されており、紫外線に対する透過率はガラスよりもステンレス鋼の方が小さい。紫外線に対する透過率が相対的に大きい第１の部分を、第１および第２の保持部材によって一対の基板を挟持した状態において、一対の基板に介在するシール剤が位置する部分と第１の部分とが重なり合うように設ける。第１の部分は紫外線に対して相対的に大きい透過率を有するため、第１の部分に照射された紫外線の多くが第１の部分を透過してシール剤に照射されることとなる。これにより、第１の部分に照射された紫外線は、シール剤を硬化させるために有効に利用され、一対の基板の向い合う基板は硬化したシール剤によって貼り合わされる。
【００２１】
また、第２の部分は第１の部分と比較して紫外線に対する透過率が小さいため、第２の部分に照射された紫外線の多くが第２の部分の表面で反射される。このため、第２の部分に照射された紫外線が一対の基板に達しにくくなる。一対の基板においてシール剤が設けられた部分以外には、紫外線を照射する必要がないため、第２の部分の表面で紫外線が反射されたとしても問題はない。
【００２２】
したがって、このように紫外線に対する透過率が相対的に大きい第１の部分を第１の保持部材に設けることによって、第１の部分に多くの紫外線を透過させ紫外線の照射が必要な部分にのみ紫外線照射を行なうことができる。また、紫外線に対する透過率が相対的に小さい第２の部分を第１の保持部材に設けることによって、紫外線の照射による一対の基板の温度上昇を抑制することができる。なお、一対の基板においてシール剤が設けられるのは帯状に延びるわずかな部分にすぎないので、第１の部分が設けられる部分も第１の保持部材が紫外線を受ける全面積から見ればわずかな面積にすぎない。このため、第１の部分を透過した紫外線によって一対の基板が温度上昇することも考えられるが、無視できる範囲内に収まっていると考えて良い。
【００２３】
これにより、一対の基板の向い合う基板が大きく異なる線膨張係数の材料で形成されている場合であっても、温度上昇によって一方の基板と他方の基板との間で大きな伸び量の違いが生じ、その結果一対の基板に反りが発生することを防止できる。また、同様の場合に、一対の基板の温度上昇によって向い合う基板同士の位置関係がずれることを防止できる。
【００２４】
また、一対の基板がプラスチック基板で形成されている場合であっても、第１の部分を透過する紫外線の量はわずかにすぎないので、プラスチック基板が紫外線によって劣化することを抑制できる。
【００２５】
また好ましくは、第１および第２の保持部材の少なくとも一方は、一対の基板の温度を調節するための温度調節手段を含む。このように構成された製造装置によれば、一対の基板の向い合う基板の温度調節を適切に行なうことによって、一対の基板に反りが発生することおよび向い合う基板同士の位置関係にずれが発生することを防止できる。
【００２６】
第１の保持部材側から紫外線を照射することによって、一対の基板のうち、第２の保持部材と接触する基板よりも第１の保持部材と接触する基板の方が温度上昇する。このような場合に、たとえば第１の保持部材に温度調節手段としての冷却手段を設ける。これにより、第１の保持部材と接触する基板の温度を第２の保持部材と接触する基板の温度まで下げることができる。また、本発明では紫外線に対する透過率が相対的に小さい第２の部分を第１の保持部材に設けているため、基板に発生する温度上昇はわずかなものである。したがって、温度調節手段による基板の温度調節は容易に行なうことができる。
【００２７】
また好ましくは、表示素子製造装置は、第１の保持部材と紫外線照射部との間に設けられたベース部材をさらに備える。第１の保持部材はベース部材に着脱自在に取り付けられている。このように構成された表示素子製造装置によれば、第１の保持部材を固定するベース部材を別に備え、そのベース部材に対して第１の保持部材が着脱自在に設けられているので、製造する表示素子の機種ごとに第１の保持部材を取り換えて一対の基板の貼り合せを行なうことができる。
【００２８】
上述のように、紫外線に対する透過率が相対的に大きい第１の部分は、一対の基板に介在するシール剤が位置する部分と重なり合うように設けられる。しかし、シール剤は表示素子の大きさを決定する側壁も兼ねているため、表示素子の機種ごとにシール剤が設けられる位置は異なる。このため、第１の部分を設ける位置もシール剤が設けられた位置に対応して変更しなければならない。したがって、表示素子の機種ごとに所定位置に第１の部分が設けられた第１の保持部材を準備し、適宜ベース部材に対して適当な第１の保持部材を取り付けて表示素子の製造を行なえばよい。これにより、表示素子製造時の作業性を向上させ、表示素子の製造コストを削減することができる。
【００２９】
この発明に従った表示素子の製造方法は、紫外線硬化性のシール剤を介在させて互いに向い合う一対の基板を、紫外線に対して第１の透過率を有する第１の部分と、紫外線に対して第１の透過率よりも小さい第２の透過率を有する第２の部分とを含む第１の保持部材の上に載置する工程と、一対の基板に対して第１の保持部材とは反対側に第２の保持部材を位置決めし、第１および第２の保持部材によって一対の基板を挟持する工程と、一対の基板を挟持した状態で、一対の基板が載置された第１の保持部材の面とは反対側の面から、第１の保持部材に向けて紫外線を照射する工程とを備える。
【００３０】
このように構成された表示素子の製造方法によれば、第１の保持部材に向けて紫外線を照射する工程において、紫外線に対する透過率が相対的に大きい第１の部分では多くの紫外線が透過し、紫外線の照射が必要な部分としての一対の基板においてシール剤が位置する部分に紫外線が照射される。これにより、第１の部分に照射された紫外線はシール剤を硬化させるために有効に利用され、一対の基板の向い合う基板は硬化したシール剤によって貼り合わされる。また、同様の工程において、紫外線に対する透過率が相対的に小さい第２の部分では多くの紫外線が反射され、紫外線の照射によって発生する一対の基板の温度上昇を抑制することができる。これにより、一対の基板に反りが発生すること、および向い合う基板同士の位置関係にずれが発生することを防止できる。
【００３１】
加えて、第１および第２の保持部材によって一対の基板を挟持したまま、第１の保持部材に向けて紫外線を照射する工程を行なうことによって、一対の基板に介在するシール剤が硬化するまでの間、一対の基板の向い合う基板同士の位置関係を固定することができる。また、温度上昇に伴う基板の反りをある程度抑制することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、表示素子としての液晶パネルを形成する場合について説明する。
【００３４】
図１は、この発明の実施の形態１における液晶パネル製造装置を示す断面図である。図１を参照して、表示素子製造装置としての液晶パネル製造装置１は、上下一対に設けられた上側ステージ３および下側ステージ２と、下側ステージ２が設けられたマスク固定用定盤１０と、メタルハライドランプ８とを備える。液晶パネル製造装置１を用いて、上下一対の基板を貼り合わせ液晶パネルを製造する。
【００３５】
マスク固定用定盤１０は、全体がガラスによって形成されており、上面には凹部１０ａが形成されている。凹部１０ａに下側ステージ２が着脱自在に嵌合されて設けられている。マスク固定用定盤１０の大きさは、縦×横×厚さが３００ｍｍ×３００ｍｍ×５０ｍｍである。上側ステージ３の上面から複数のロッド１１が上方に延びており、ロッド１１は図示しない駆動機構に接続されている。図示しない駆動機構により、上側ステージ３を上下方向に移動させることができる。
【００３６】
マスク固定用定盤１０に対して下側ステージ２が位置する側の反対側には、マスク固定用定盤１０と所定の間隔を隔ててメタルハライドランプ８が設けられている。メタルハライドランプ８は、下側ステージ２の位置する方向に紫外光９を照射できるように設けられている。
【００３７】
上側ステージ３と下側ステージ２との間には、一対の基板５が配置される。図示しない駆動機構により上側ステージ３を下方に移動させ一対の基板５を加圧することによって、または上側ステージ３の自重によって、一対の基板５は上側ステージ３および下側ステージ２の間で挟持されている。一対の基板５は、上側に位置するプラスチック基板５ａと、下側に位置するガラス基板５ｂと、プラスチック基板５ａとガラス基板５ｂとの間に帯状に配置された紫外線硬化性の樹脂６とによって構成されている。プラスチック基板５ａ、ガラス基板５ｂおよび樹脂６によって空間７が規定されており、空間７には、後に続く工程で液晶が注入される。
【００３８】
なお、プラスチック基板５ａおよびガラス基板５ｂを貼り合わせる際の上側ステージ３と下側ステージ２との距離は、一対の基板５の設計上の厚さ寸法に合わせて決定される。また、樹脂６が塗布される分量は、プラスチック基板５ａおよびガラス基板５ｂの間において、樹脂６が空間７の側壁を形成できるように決定されている。
【００３９】
図２は、図１中の一対の基板および下側ステージを詳細に示す斜視図である。図２を参照して、ガラス基板５ｂ上には、帯状に延びて長方形の枠型を形成するように、紫外線硬化性の樹脂６が設けられている。樹脂６が形成する枠型の一部には、後工程で液晶を注入するために用いる注入口６ａが設けられている。樹脂６は、３００ｎｍから４００ｎｍ程度の波長の紫外線照射を受けることによって硬化するシール剤であり、接着性および耐薬品性などに優れている。樹脂６は、アクリル系、エポキシ系およびアクリルエポキシ系などの紫外線硬化性の樹脂であればどのようなものであっても良い。
【００４０】
下側ステージ２の大きさは、縦×横×厚さが２００ｍｍ×２００ｍｍ×１５ｍｍである。下側ステージ２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ；ＪＩＳ呼称）によって形成されたマスク部２ａとガラスによって形成された紫外線透過部２ｂとによって構成されている。紫外線に対する透過率は、紫外線透過部２ｂよりもマスク部２ａの方が小さい。紫外線透過部２ｂは、下側ステージ２上にガラス基板５ｂを位置決めした状態において、ガラス基板５ｂ上の樹脂６を設けた帯状部分と重なり合うように形成されている。紫外線透過部２ｂは、紫外線透過部２ｂ上に樹脂６を設けた帯状部分を投影した場合に、樹脂６を設けた帯状部分が紫外線透過部２ｂに含まれるように設けられている。このため、紫外線透過部２ｂも樹脂６を設けた帯状部分と同様に帯状に形成されており、その幅は２ｍｍである。
【００４１】
下側ステージ２とは異なるパターン形状で紫外線透過部２ｂが設けられた下側ステージ２の交換用ステージが複数準備されている。交換用ステージでは、製造する液晶パネルの機種に合わせて、液晶パネルに樹脂６が設けられている部分と紫外線透過部２ｂとが重なり合うようにステンレス鋼にガラスが嵌め込まれている。液晶パネル製造装置１を用いて製造する液晶パネルの機種が変わる場合には、マスク固定用定盤１０から下側ステージ２を取り外し、適当な交換用ステージをマスク固定用定盤１０に固定してから液晶パネルの製造を行なう。
【００４２】
続いて、液晶パネル製造装置１の動作原理について説明する。図１を参照して、一対の基板５が上側ステージ３と下側ステージ２との間で所定の力で加圧を受けている状態において、メタルハライドランプ８から下側ステージ２の位置する方向に向けて紫外光９を照射する。マスク固定用定盤１０の全体が光学的に透明なガラスによって形成されているため、紫外光９はマスク固定用定盤１０を透過し下側ステージ２の表面に達する。その後、下側ステージ２のマスク部２ａに達した紫外光９はマスク部２ａの表面で反射されるが、紫外線透過部２ｂに達した紫外光９はその大部分が反射されずに紫外線透過部２ｂを透過する。紫外線透過部２ｂを透過した紫外光９は一対の基板５に到達し樹脂６に向けて照射される。紫外光９の照射を受けた樹脂６は硬化し、プラスチック基板５ａとガラス基板５ｂとが貼り合わされる。
【００４３】
この発明の実施の形態１に従った表示素子製造装置としての液晶パネル製造装置１は、紫外線硬化性のシール剤としての樹脂６を介在させて互いに向い合う一対の基板５を保持する第１の保持部材としての下側ステージ２と、下側ステージ２と対向して設けられ、下側ステージ２との間で一対の基板５を挟持する第２の保持部材としての上側ステージ３と、下側ステージ２が一対の基板５を保持する面と反対側の面から、下側ステージ２に向けて紫外線としての紫外光９を照射する紫外線照射部としてのメタルハライドランプ８とを備える。下側ステージ２は、紫外線に対して第１の透過率を有する第１の部分としての紫外線透過部２ｂと、紫外線に対して第１の透過率よりも小さい第２の透過率を有する第２の部分としてのマスク部２ａとを含む。
【００４４】
液晶パネル製造装置１は、第１の保持部材としての下側ステージ２と紫外線照射部としてのメタルハライドランプ８との間に設けられたベース部材としてのマスク固定用定盤１０をさらに備える。下側ステージ２はマスク固定用定盤１０に着脱自在に取り付けられている。
【００４５】
このように構成された液晶パネル製造装置１によれば、樹脂６が位置する部分にはガラスからなる紫外線透過部２ｂを設けて、樹脂６に紫外光９が照射されるようにしている。また、それ以外の部分にはステンレス鋼からなるマスク部２ａを設けて、紫外光９が一対の基板５に到達しないようにしている。つまり、下側ステージ２は一対の基板５を保持する役割のほか、紫外光９に対するマスクとしての役割も果たす。このため、紫外光９を確実に樹脂６に照射するとともに、一対の基板５において紫外線の照射の必要がない部分については紫外光９が照射されることを防止している。これにより、一対の基板５が温度上昇することを抑制できる。一対の基板５の温度上昇が抑制されると、温度上昇によってプラスチック基板５ａおよびガラス基板５ｂがそれぞれ異なる長さだけ伸び一対の基板５に反りが発生することを防止できる。また、一対の基板５の温度上昇によってプラスチック基板５ａおよびガラス基板５ｂの相対的な位置関係がずれることを防止できる。加えて、一対の基板５に達する紫外光９はわずかであるため、プラスチック基板５ａが紫外光９によって劣化されることを抑制できる。
【００４６】
さらに、液晶パネル製造装置１では、製造する液晶パネルの機種に合わせて、所定パターンの紫外線透過部２ｂを設けた交換用ステージと下側ステージ２とを交換することができる。このため、液晶パネル製造装置１を用いることによって、異なる機種の液晶パネルの製造に対してフレキシブルに対応することが可能となる。これにより、液晶パネル製造時の作業性を向上させ、液晶パネルの製造コストを削減することができる。
【００４７】
（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２における液晶パネル製造装置を示す断面図である。実施の形態２における液晶パネル製造装置は、実施の形態１における液晶パネル製造装置１と比較して、下側ステージの構造のみが異なる。以下において、重複する構造の説明は省略する。
【００４８】
図３を参照して、表示素子製造装置としての液晶パネル製造装置２１は、基本的には実施の形態１における液晶パネル製造装置１と同様の構造を有するが、上側ステージ３と一対の下側ステージ２２を備える。下側ステージ２２は、ステンレス鋼によって形成されたマスク部２２ａとガラスによって形成された紫外線透過部２２ｂとによって構成されている。
【００４９】
液晶パネル製造装置２１を用いて形成される液晶パネルについて説明する。上側ステージ３と下側ステージ２２との間には、一対の基板２５が配置される。一対の基板２５は、上側に位置するＰＥＳ基板２５ａと、下側に位置するＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂基板２５ｂと、ＰＥＳ（Ｐｏｌｙ　Ｅｔｈｅｒ　Ｓｕｌｆｏｎｅ）基板２５ａとＰＩ樹脂基板２５ｂとの間に帯状に配置された紫外線硬化性の樹脂２６とによって構成されている。ＰＩ樹脂基板２５ｂは、不透明で、低線膨張係数（線膨張係数；２０）を有し耐熱性に優れている。ＰＥＳ基板２５ａは、ＰＩ樹脂基板２５ｂと比較して、高い透明性および高線膨張係数（線膨張係数；８０）を有し、耐熱性に劣っている。ＰＥＳ基板２５ａ、ＰＩ樹脂基板２５ｂおよび樹脂２６によって液晶が注入される空間２７が規定されている。
【００５０】
図４は、図３中の一対の基板および下側ステージを詳細に示す斜視図である。図４を参照して、ＰＩ樹脂基板２５ｂ上には、一対の基板２５から複数の液晶パネルが切り出せるように、帯状に延びて長方形の枠型を形成する樹脂２６のパターンが複数設けられている。樹脂２６が形成するそれぞれのパターンの一部には、後工程で液晶を注入するために用いる注入口２６ａが設けられている。
【００５１】
下側ステージ２２は、ステンレス鋼によって形成されたマスク部２２ａと、ガラスによって形成された紫外線透過部２２ｂとによって構成されている。紫外線透過部２２ｂは、下側ステージ２２上にＰＩ樹脂基板２５ｂを位置決めした状態において、ＰＩ樹脂基板２５ｂ上の樹脂２６を設けた帯状部分と紫外線透過部２２ｂとが重なり合うように設けられている。紫外線透過部２２ｂは、紫外線透過部２２ｂ上に樹脂２６を設けた帯状部分を投影した場合に、樹脂２６を設けた帯状部分が紫外線透過部２２ｂに含まれるように設けられている。
【００５２】
続いて、液晶パネル製造装置２１を用いた液晶パネルの製造方法の工程について説明する。本実施の形態では、ＰＥＳ基板２５ａおよびＰＩ樹脂基板２５ｂを貼り合わせて反射型の液晶パネルを製造する。
【００５３】
図５は、液晶パネルの製造方法の工程を示すフローチャートである。図５を参照して、ＰＥＳ基板２５ａにカラーフィルターを、ＰＩ樹脂基板２５ｂにＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）をそれぞれ形成した後、ＰＥＳ基板２５ａおよびＰＩ樹脂基板２５ｂを液晶パネル製造装置２１によって貼り合わす。その後、液晶注入および偏光板貼り付けなどの工程が行ない、液晶パネルを完成させる。
【００５４】
図６から図１２は、図３に示す液晶パネル製造装置を用いた液晶パネルの製造方法の各工程を示しており、図６、図１０および図１１は断面図であり、図７から図９および図１２は斜視図である。
【００５５】
図６を参照して、ＰＩ樹脂基板２５ｂにＴＦＴおよび反射電極を形成するため以下の工程を行なう。ＰＩ樹脂基板２５ｂの主表面に、チタン（Ｔｉ）からなるゲート電極３１を所定形状に形成する。ＰＩ樹脂基板２５ｂの主表面およびゲート電極３１を覆うように、窒化シリコンからなるゲート絶縁膜層３２を形成する。ゲート絶縁膜層３２上であってゲート電極３１の上方に位置するように、半導体層３３を形成する。半導体層３３はゲート絶縁膜層３２上から順に、真性アモルファスシリコン層３３ａおよびｎ型の不純物がドープされたｎ型アモルファスシリコン層３３ｂの積層膜から構成されている。半導体層３３の側壁および頂面の一部を覆うように、チタンからなるソース電極３５を形成する。半導体層３３に対してソース電極３５が設けられた位置とは反対側に、チタンからなるドレイン電極３６を形成する。ＰＩ樹脂基板２５ｂ上の全ての形成物を覆うように、窒化シリコンからなる層間絶縁膜層３７を形成する。層間絶縁膜層３７にドレイン電極３６の表面の一部に達するホール３９を形成する。層間絶縁膜層３７の頂面、ホール３９の周壁およびドレイン電極３６の露出部分を覆うように、アルミニウム（Ａｌ）からなる反射電極３８を所定のパターン形状で形成する。
【００５６】
なお、本実施の形態では、不透明なＰＩ樹脂基板２５ｂを用いて反射型液晶パネルを製造することから、反射電極３８をアルミニウムによって形成したが、透明基板上に形成したＴＦＴにＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）のような透明導電膜を電極として形成すれば、透過型の液晶パネルを製造することができる。
【００５７】
図７を参照して、ＰＥＳ基板２５ａの表面に、Ｒ（赤）４１ａ、Ｇ（緑）４１ｂおよびＢ（青）４１ｃを順にストライプ状に配列したカラーフィルター４１を形成する。各色相の境界には、図示しない短冊状のＢＭ（Ｂｌａｃｋ　Ｍａｔｒｉｒｉｘ）を形成する。カラーフィルター４１を覆うように図示しないＯＣ（Ｏｖｅｒ　Ｃｏａｔ）層を形成した後、ＯＣ層上にＩＴＯからなる図示しない透明電極を所定のパターン形状で形成する。
【００５８】
カラーフィルター４１を形成したＰＥＳ基板２５ａおよびＴＦＴを形成したＰＩ樹脂基板２５ｂに、ポリイミドからなる配向膜をフレキソ法によって印刷し、これを焼成することによって、配向膜をＰＥＳ基板２５ａおよびＰＩ樹脂基板２５ｂ上に形成する。ＰＥＳ基板２５ａおよびＰＩ樹脂基板２５ｂ上に形成された配向膜にラビング法により配向処理を施す。なお、配向膜は、ＰＥＳ基板２５ａのカラーフィルター４１が形成された面と、ＰＩ樹脂基板２５ｂのＴＦＴが形成された面にそれぞれ形成される。
【００５９】
続いて、ＰＥＳ基板２５ａおよびＰＩ樹脂基板２５ｂを貼り合わせた場合に互いの間隔を一定に保つため、ＰＥＳ基板２５ａのカラーフィルター４１が形成された面にスペーサを散布する。図８を参照して、ディスペンサを用いて、ＰＩ樹脂基板２５ｂのＴＦＴが形成された面に所定のパターンでエポキシ系樹脂からなる紫外線硬化性の樹脂２６を塗布する。樹脂２６が塗布されるパターンの幅は０．５ｍｍであり、厚さは２０μｍである。樹脂２６は、液晶層を形成すべき領域の全周を連続して取り囲むようにして配置する。但し、後の工程で液晶を注入するため、樹脂２６が塗布された部分の一部に樹脂２６が途切れている箇所を設け、これを液晶の注入口２６ａとする。なお、ＰＥＳ基板２５ａおよびＰＩ樹脂基板２５ｂのどちらか一方に、樹脂２６の塗布およびスペーサの散布を行なっても問題はない。
【００６０】
図３を参照して、図示しない駆動機構を用いて上側ステージ３を上方に移動させる。樹脂２６が塗布された面が上側を向くようにして、下側ステージ２２の上面にＰＩ樹脂基板２５ｂを載置する。このとき、ＰＩ樹脂基板２５ｂ上に設けられた樹脂２６と下側ステージ２２の紫外線透過部２２ｂとが重なり合うように、ＰＩ樹脂基板２５ｂを位置決めする。さらに、カラーフィルター４１が形成された面が下側を向くようにして、ＰＩ樹脂基板２５ｂ上にＰＥＳ基板２５ａを精度良く位置決めする。図示しない駆動機構により上側ステージ３を下方に移動させ、上側ステージ３および下側ステージ２２の間で一対の基板２５を９８０（Ｎ）の力で加圧する。一対の基板２５に加圧を施した状態を維持しながら、メタルハライドランプ８から一対の基板２５に向けて紫外光９（波長；３６５ｎｍ）を２分間照射する。このように一対の基板２５に加圧を施すことによって、ＰＥＳ基板２５ａおよびＰＩ樹脂基板２５ｂの位置関係を確実に固定でき、一対の基板２５に発生する反りをある程度抑制することができる。紫外光９の照射後、図示しない駆動機構により上側ステージ３を上方に移動させ、一対の基板２５を液晶パネル製造装置２１から取り外す。
【００６１】
図９を参照して、一対の基板２５を個別の液晶パネルの大きさに分割するために、一対の基板２５を適当に切断する。この結果、切断によって得られる液晶パネル４６には、ＰＥＳ基板２５ａ、ＰＩ樹脂基板２５ｂおよび樹脂２６によって規定される液晶を注入するための空間２７が含まれる。このように１枚の基板から複数の液晶パネルを製造することによって、液晶パネルの生産性を向上させることができる。
【００６２】
図１０を参照して、液晶パネル４６を図示しない真空装置内に収容し、液晶パネル４６に形成された空間２７の内外ともに真空状態とする。この状態で、樹脂２６の切れ目として形成された注入口２６ａを液晶５１に浸し、真空装置内を徐々に大気圧に戻す。すると、空間２７内外の圧力差と毛細管現象とによって液晶５１が空間２７内部に入っていく。図１１を参照して、空間２７が液晶５１に満たされた状態で、注入口２６ａを塞ぐように紫外線硬化性の樹脂５３を塗布する。樹脂５３に紫外線を照射し樹脂５３を硬化させる。
【００６３】
図１２を参照して、液晶パネル４６のＰＥＳ基板２５ａの露出している面に、液晶パネル４６に出入りする光をコントロールするための偏光板５５を貼り合わせる。以上の工程によって、内部に液晶５１が封入された液晶パネル４６が完成する。
【００６４】
この発明の実施の形態２に従った表示素子としての液晶パネルの製造方法は、紫外線硬化性のシール剤としての樹脂２６を介在させて互いに向い合う一対の基板２５を、紫外線に対して第１の透過率を有する第１の部分としての紫外線透過部２２ｂと、紫外線に対して第１の透過率よりも小さい第２の透過率を有する第２の部分としてのマスク部２２ａとを含む第１の保持部材としての下側ステージ２２の上に載置する工程と、一対の基板２５に対して下側ステージ２２とは反対側に第２の保持部材としての上側ステージ３を位置決めし、下側ステージ２２および上側ステージ３によって一対の基板２５を挟持する工程と、一対の基板２５を挟持した状態で、一対の基板２５が載置された下側ステージ２２の面とは反対側の面から、下側ステージ２２に向けて紫外線を照射する工程とを備える。
【００６５】
このように構成された液晶パネルの製造方法によれば、下側ステージ２２に向けて紫外光９を照射する工程において、紫外光９の多くがステンレス鋼からなるマスク部２２ａによって反射されるため、紫外光９が照射されることによって一対の基板２５が温度上昇することを抑制できる。これにより、一対の基板２５を液晶パネル製造装置２１から取り外した後、一対の基板２５に反りが発生することを防止できる。また、紫外光９の照射を行なっている間に、ＰＥＳ基板２５ａおよびＰＩ樹脂基板２５ｂの相対的な位置関係にずれが発生することを防止できる。また、紫外光９はガラスによって形成された紫外線透過部２２ｂを透過して樹脂２６に照射される。これにより、樹脂２６は効率良く硬化するため、基板の貼り合わせを円滑に進めることができる。
【００６６】
（実施の形態３）
図１３は、この発明の実施の形態３における液晶パネル製造装置を示す断面図である。実施の形態３における液晶パネル製造装置は、実施の形態１における液晶パネル製造装置１と比較して、下側ステージの構造のみが異なる。以下において、重複する構造の説明は省略する。
【００６７】
図１３を参照して、表示素子製造装置としての液晶パネル製造装置６１は、基本的には実施の形態１における液晶パネル製造装置１と同様の構造を有するが、上側ステージ３と一対の下側ステージ６２を備える。下側ステージ６２は、全体がガラスによって形成された本体部６３と全体がステンレス鋼によって形成されたマスク部６４とによって構成されている。本体部６３は上側ステージ３との間で一対の基板５を挟持しており、マスク部６４は本体部６３の一対の基板５と接触している面とは反対側の面に貼り合わされている。
【００６８】
図１４は、図１３中の下側ステージを詳細に示す斜視図である。図１４を参照して、下側ステージ６２を構成する本体部６３およびマスク部６４は互いが貼り合わされる面が同面積に形成されている。マスク部６４には、下側ステージ６２に一対の基板５を位置決めした状態において、一対の基板５に樹脂６を設けた帯状部分に沿って開口部６４ａが形成されている。開口部６４ａは、開口部６４ａ上に樹脂６を設けた帯状部分を投影した場合に、樹脂６を設けた帯状部分が開口部６４ａに含まれるように設けられている。紫外線に対する透過率は、開口部６４ａによって露出しているガラスからなる本体部６３よりもステンレス鋼からなるマスク部６４の方が小さい。
【００６９】
図１３を参照して、メタルハライドランプ８から照射された紫外光９の大部分は、ステンレス鋼からなるマスク部６４の表面で反射される。マスク部６４の開口部６４ａに照射された紫外光９は、ガラスからなる本体部６３を透過して一対の基板５の樹脂６に対して照射される。紫外光９の照射を受けた樹脂６は硬化し、プラスチック基板５ａとガラス基板５ｂとが貼り合わされる。
【００７０】
このように構成された液晶パネル製造装置６１によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏することができる。加えて、液晶パネル製造装置６１では、下側ステージ６２の上面全体がガラスによって形成されているため、ステンレス鋼の一部にガラスが嵌め込まれた場合と比較して、一対の基板５と接触する下側ステージ６２の上面の平面度を向上させることができる。これにより、プラスチック基板５ａとガラス基板５ｂとの位置関係をより確実に平行に保った状態で、プラスチック基板５ａおよびガラス基板５ｂの貼り合わせを行なうことができる。また、下側ステージ６２は、本体部６３とプレス加工などにより開口部６４ａを形成したマスク部６４とを貼り合わせることによって完成するので、下側ステージ６２を容易に製造することができる。
【００７１】
（実施の形態４）
図１５は、この発明の実施の形態４における液晶パネル製造装置を示す断面図である。実施の形態４における液晶パネル製造装置は、実施の形態１における液晶パネル製造装置１と比較して、さらに冷却装置を備える。以下において、重複する構造の説明は省略する。
【００７２】
図１５を参照して、表示素子製造装置としての液晶パネル製造装置７１は、基本的には実施の形態１における液晶パネル製造装置１と同様の構造を有するが、マスク固定用定盤１０の凹部１０ａの外周上に設けられた冷却装置７３をさらに備える。冷却装置７３は枠形状を有し、冷却装置７３の内周面７３ａの全体と接触するようにして、下側ステージ２が設けられている。一対の基板５を貼り合わせる工程において、冷却装置７３を稼働させることによって下側ステージ２を冷却する。一対の基板５および下側ステージ２は面接触しているため、冷却装置７３により下側ステージ２を冷却することによって一対の基板５も冷却される。
【００７３】
この発明の実施の形態４に従った液晶パネル製造装置７１では、下側ステージ２および上側ステージ３の少なくとも一方としての下側ステージ２は、一対の基板５の温度を調節するための温度調節手段としての冷却装置７３を含む。
【００７４】
このように構成された液晶パネル製造装置７１によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏することができる。加えて、メタルハライドランプ８からの紫外光９の照射によって生じる一対の基板５の温度上昇をより積極的に抑制することができる。また、冷却装置７３を下側ステージ２に接触させて設けているため、メタルハライドランプ８に近い側に位置し、紫外光９による温度上昇の影響を受けやすいガラス基板５ｂを主に冷却できる。なお、紫外線透過部２ｂを透過して一対の基板５に達する紫外光９はわずかであるため、冷却装置７３にかかる冷却の負担は大きくならない。
【００７５】
さらに、下側ステージ２の全体をガラスによって形成せず、紫外線透過部２ｂを除いてステンレス鋼で形成しているため、冷却装置７３によって効率良く一対の基板５を冷却することができる。つまり、ガラスと比較して熱伝導率の高いステンレス鋼を下側ステージ２の主材料として使用しているため、一対の基板５から効率良く熱を奪いとることができる。
【００７６】
（実施の形態５）
図１６は、この発明の実施の形態５における液晶パネル製造装置を示す断面図である。実施の形態５における液晶パネル製造装置は、実施の形態１における液晶パネル製造装置１と比較して、さらにホットプレートを備える。以下において、重複する構造の説明は省略する。
【００７７】
図１６を参照して、表示素子製造装置としての液晶パネル製造装置８１は、基本的には実施の形態１における液晶パネル製造装置１と同様の構造を有するが、上側ステージ３の上面に設けられた温度調節手段としてのホットプレート８５を備える。上側ステージ３と下側ステージ２との間には、一対の基板８３が挟持されている。一対の基板８３は、上側に位置するガラス基板８３ａと、下側に位置するガラス基板８３ｂと、ガラス基板８３ａとガラス基板８３ｂとの間に介在する紫外線硬化性の樹脂６とによって構成されている。一対の基板８３を貼り合わせる際に、ホットプレート８５を稼働させることによって上側ステージ３を加熱する。一対の基板８３および上側ステージ３は面接触しているため、ホットプレート８５により上側ステージ３を加熱することによって一対の基板８３も加熱される。
【００７８】
このように構成された液晶パネル製造装置８１によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏することができる。加えて、メタルハライドランプ８からの紫外光９の照射によって上下に位置するガラス基板８３ａおよび８３ｂとの間に温度差が生じ、これによりガラス基板８３ａおよび８３ｂの伸びに差が生じることを防止できる。つまり、メタルハライドランプ８に遠い側に位置し、紫外光９による温度上昇の影響を受けにくいガラス基板８３ａを、紫外光９による温度上昇の影響を受けやすいガラス基板８３ｂの温度まで上昇させることによって、ガラス基板８３ａおよび８３ｂは同じ長さだけ伸びる。これにより、ガラス基板８３ａおよび８３ｂを貼り合わせた後に、一対の基板８３に反りが発生することを防止できる。
【００７９】
以上の実施の形態では、液晶パネルを用いて本発明を説明したが、一対の線膨張係数の異なる基板を用いて形成される表示素子に関して本発明を適用することができる。
【００８０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に従えば、紫外線による基板の劣化を防止し、かつ基板の温度上昇を十分に抑制する表示素子製造装置および表示素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における液晶パネル製造装置を示す断面図である。
【図２】図１中の一対の基板および下側ステージを詳細に示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態２における液晶パネル製造装置を示す断面図である。
【図４】図３中の一対の基板および下側ステージを詳細に示す斜視図である。
【図５】液晶パネルの製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図６】図３に示す液晶パネル製造装置を用いた液晶パネルの製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図７】図３に示す液晶パネル製造装置を用いた液晶パネルの製造方法の第２工程を示す斜視図である。
【図８】図３に示す液晶パネル製造装置を用いた液晶パネルの製造方法の第３工程を示す斜視図である。
【図９】図３に示す液晶パネル製造装置を用いた液晶パネルの製造方法の第４工程を示す斜視図である。
【図１０】図３に示す液晶パネル製造装置を用いた液晶パネルの製造方法の第５工程を示す断面図である。
【図１１】図３に示す液晶パネル製造装置を用いた液晶パネルの製造方法の第６工程を示す断面図である。
【図１２】図３に示す液晶パネル製造装置を用いた液晶パネルの製造方法の第７工程を示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態３における液晶パネル製造装置を示す断面図である。
【図１４】図１３中の下側ステージを詳細に示す斜視図である。
【図１５】この発明の実施の形態４における液晶パネル製造装置を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態５における液晶パネル製造装置を示す断面図である。
【図１７】従来用いられている液晶パネル製造装置を示す断面図である。
【図１８】特開２０００−１９３９８６に開示されている液晶装置の製造装置を示す断面図である。
【図１９】図１８中に示した搬送用パレットおよび液晶パネルを示す側面図である。
【符号の説明】
１，２１，６１，７１，８１　液晶パネル製造装置、２，２２，６２　下側ステージ、２ａ，２２ａ，６４　マスク部、２ｂ，２２ｂ　紫外線透過部、３　上側ステージ、５，２５，８３　基板、６，２６　樹脂、８　メタルハライドランプ、９　紫外光、１０　マスク固定用定盤、６３　本体部、７３　冷却装置、８５　ホットプレート。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention generally relates to an apparatus for manufacturing various display elements such as a liquid crystal display element and an organic / inorganic EL display element and a method for manufacturing a display element, and more specifically, to an ultraviolet ray which is cured by irradiating an ultraviolet ray. The present invention relates to a display element manufacturing apparatus and a display element manufacturing method for bonding a pair of substrates using a curable sealant.
[0002]
[Prior art]
A display element such as a liquid crystal panel used in a wide range of products such as a notebook PC, a monitor, a mobile phone, and a PDA (Personal Digital Assistant) is mainly composed of a pair of glass substrates. Of these products, mobile phones and PDAs are assumed to be carried around, and particularly high quality is required for the weight and strength of the products. Therefore, by using a plastic substrate for a display element composed of a pair of glass substrates, it has been attempted to simultaneously achieve weight reduction and robustness of a finished product.
[0003]
However, currently, only a simple matrix type liquid crystal panel such as a TN (Twisted Nematic) type or an STN (Super Twisted Nematic) type has been put into practical use as a display element using a plastic substrate. In recent years, mobile phones and PDAs have become multifunctional, and in order to make full use of their functions, not only the current simple matrix type liquid crystal panel, but also TFTs that can realize high contrast and high-speed response ( An active matrix type liquid crystal panel including a switching element such as a Thin Film Transistor or MIM (Metal Insulator Metal) is required.
[0004]
In order to form a switching element on a substrate in such an active matrix type liquid crystal panel, a thermal process generally having a temperature exceeding 300 ° C. must be performed. Can not. For this reason, a technique has been adopted in which a switching element is provided on a glass substrate and a color filter that can be formed at a relatively low temperature is provided on a plastic substrate. Further, instead of a glass substrate, a PI (Polyimide) resin substrate or a stainless steel (SUS: JIS) substrate having high heat resistance and being opaque and having a small linear expansion coefficient is used, and there is a movement to provide a switching element on the substrate. is there.
[0005]
As described above, when a pair of substrates made of different materials is used as a display element, the substrates that are opposed to each other have different linear expansion coefficients, and thus the display element is warped in the step of bonding the substrates. appear. That is, in the step of bonding substrates, the substrate must be heated in order to cure the thermosetting resin provided as a sealant between the substrates. At this time, since the length of the one substrate and the other substrate that extend due to the temperature rise of the substrates differ, warpage occurs in the bonded display element. Therefore, when a pair of substrates made of different materials is used for a display element, an ultraviolet-curing resin is used instead of a thermosetting resin as a sealant for joining the substrates.
[0006]
FIG. 17 is a sectional view showing a conventional liquid crystal panel manufacturing apparatus. Referring to FIG. 17, liquid crystal panel manufacturing apparatus 101 includes an upper stage 103 and a lower stage 102 provided in a pair in the upper and lower directions, and a metal halide lamp 108. The lower stage 102 is entirely formed of glass. The upper stage 103 is formed of stainless steel (SUS; JIS).
[0007]
A pair of substrates 105 is disposed between the upper stage 103 and the lower stage 102. The pair of substrates 105 are held by the upper stage 103 and the lower stage 102 while being pressed by a predetermined force. The pair of substrates 105 includes an upper plastic substrate 105a, a lower glass substrate 105b, and an ultraviolet curable resin 106 arranged in a band between the plastic substrate 105a and the glass substrate 105b. Have been. Liquid crystal is injected into a space 107 defined by the plastic substrate 105a, the glass substrate 105b, and the resin 106 in a subsequent step.
[0008]
On the opposite side of the lower stage 102 from the side where the pair of substrates 105 are located, a metal halide lamp 108 is provided at a predetermined distance from the lower stage 102. The metal halide lamp 108 is provided so that ultraviolet light 109 can be emitted in the direction where the lower stage 102 is located.
[0009]
In the liquid crystal panel manufacturing apparatus 101, since the lower stage 102 is formed of optically transparent glass, the ultraviolet light 109 emitted from the metal halide lamp 108 reaches the pair of substrates 105 via the lower stage 102. The ultraviolet light 109 that has reached the pair of substrates 105 cures the ultraviolet curable resin 106.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-193986 discloses an apparatus for manufacturing a liquid crystal device capable of preventing a temperature rise of a substrate in a step of bonding substrates when a pair of substrates of different materials is used for a liquid crystal panel. ing. FIG. 18 is a cross-sectional view showing a liquid crystal device manufacturing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-193986.
[0011]
With reference to FIG. 18, a liquid crystal device manufacturing apparatus 110 includes a transport pallet 111 on which a liquid crystal panel 120 is mounted, a transport unit 112 for transporting the transport pallet 111, and an upper portion of a transport path of the transport pallet 111. UV lamps 113a, 113b, and 113c such as a high-pressure mercury lamp disposed at a side, and a blower fan 114 disposed at a side of the transport path and sending wind toward a liquid crystal panel 120 on a transport pallet 111 passing therethrough. Prepare. The liquid crystal panel 120 is transferred from the loading position 115 on the starting end side to the unloading position 116 on the rear end side inside the liquid crystal device manufacturing apparatus 110, and receives ultraviolet irradiation from above from the ultraviolet lamp 113 during this time.
[0012]
FIG. 19 is a side view showing the transport pallet and the liquid crystal panel shown in FIG. Referring to FIG. 19, a silicon substrate 121 located on a lower side and placed on transport pallet 111 is provided in a state of a wafer before cutting. A plurality of glass substrates 122 cut for each panel are positioned on the silicon substrate 121 with an ultraviolet-curable resin (not shown) interposed therebetween. A plurality of cooling fins 111a are provided on a side surface of the transport pallet 111.
[0013]
The temperature of the liquid crystal panel 120 on the transport pallet 111 rises by receiving the irradiation of the ultraviolet light from the ultraviolet lamp 113. However, since the liquid crystal device manufacturing apparatus 110 includes the blower fan 114 for sending air toward the liquid crystal panel 120 and the cooling fins 111a for radiating heat of the liquid crystal panel 120 to the outside, the temperature of the liquid crystal panel 120 does not rise. Is suppressed. Accordingly, it is possible to prevent the liquid crystal panel 120 from being warped and to prevent the silicon substrate 121 and the glass substrate 122 from being displaced.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the liquid crystal panel manufacturing apparatus 101 shown in FIG. 17, the entire lower stage 102 is made of glass in order to allow the ultraviolet light 109 emitted from the metal halide lamp 108 to reach the pair of substrates 105. Therefore, the ultraviolet light 109 transmitted through the lower stage 102 is applied to the entire surface of the pair of substrates 105. However, in order to cure the ultraviolet curable resin 106, several thousand mJ / cm ² To tens of thousands of mJ / cm ² It is necessary to irradiate ultraviolet rays of energy of the above, and the influence of heat by the ultraviolet irradiation cannot be ignored. Therefore, when the ultraviolet light 109 is irradiated until the ultraviolet curable resin 106 is completely cured, the temperature of the pair of substrates 105 rises due to the influence of radiant heat from the metal halide lamp 108 and the like.
[0015]
For this reason, when the ultraviolet curable resin 106 is cured between the precisely positioned glass substrate 105b and the plastic substrate 105a, a positional shift occurs or the glass substrate 105b and the plastic substrate 105a are bonded to each other. Later, there arises a problem that the pair of substrates 105 is warped.
[0016]
Further, when the plastic substrate 105a is irradiated with the ultraviolet light 109, the organic molecules in the plastic substrate 105a become excited by absorbing ultraviolet rays, and when the excitation energy cannot be efficiently released, the plastic substrate 105a is deteriorated. . When the plastic substrate 105a is deteriorated by the ultraviolet light 109, the color of the plastic substrate 105a changes to yellowish brown or milky white. Such coloring of the substrate (decrease in transmittance) is fatal to the liquid crystal panel, and when plastic is used for the pair of substrates 105, deterioration of the substrate due to ultraviolet rays becomes a problem.
[0017]
In addition, the liquid crystal device manufacturing apparatus 110 shown in FIG. 18 includes a blower fan 114 and a cooling fin 111a in order to suppress a temperature rise of the liquid crystal panel 120. However, the liquid crystal device manufacturing apparatus 110 is effective when a material having a small difference in linear expansion coefficient between the silicon substrate 121 and the glass substrate 122 is used for the substrate. Is not sufficient when a material having a significantly different linear expansion coefficient is used for the substrate. In such a case, only a temperature rise of several tens of degrees on the substrate causes a large difference in the amount of elongation between one substrate and the other substrate, causing the liquid crystal panel 120 to warp or A problem arises in that a displacement occurs in the substrate.
[0018]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a display element manufacturing apparatus and a display element manufacturing method that prevent deterioration of a substrate due to ultraviolet rays and sufficiently suppress a temperature rise of the substrate. It is.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The display element manufacturing apparatus according to the present invention is provided with a first holding member that holds a pair of substrates facing each other with an ultraviolet-curable sealant interposed therebetween, and a first holding member that faces the first holding member. A second holding member that sandwiches the pair of substrates between the first holding member and an ultraviolet ray directed from the surface opposite to the surface on which the first holding member holds the pair of substrates toward the first holding member; And an ultraviolet irradiation unit for irradiating the light. The first holding member includes a first portion having a first transmittance for ultraviolet rays and a second portion having a second transmittance smaller than the first transmittance for ultraviolet rays. .
[0020]
According to the display element manufacturing apparatus configured as described above, the ultraviolet irradiation unit irradiates the entire surface of the first holding member including the first part and the second part with the ultraviolet light. For example, the first and second portions are made of glass and stainless steel (SUS), respectively, and stainless steel has a lower transmittance to ultraviolet light than glass. In a state where a pair of substrates is sandwiched by the first and second holding members, a first portion having a relatively high transmittance with respect to ultraviolet light has a portion where a sealant interposed between the pair of substrates is located, and a first portion. Are provided so as to overlap. Since the first portion has a relatively high transmittance to ultraviolet light, most of the ultraviolet light applied to the first portion passes through the first portion and is applied to the sealant. Thus, the ultraviolet light applied to the first portion is effectively used to cure the sealant, and the substrates facing the pair of substrates are bonded by the cured sealant.
[0021]
In addition, since the second portion has a lower transmittance to ultraviolet light than the first portion, most of the ultraviolet light applied to the second portion is reflected on the surface of the second portion. For this reason, it is difficult for the ultraviolet rays applied to the second portion to reach the pair of substrates. Since it is not necessary to irradiate ultraviolet rays to portions other than the portion where the sealant is provided on the pair of substrates, there is no problem even if the ultraviolet rays are reflected on the surface of the second portion.
[0022]
Accordingly, by providing the first portion having a relatively high transmittance for ultraviolet rays on the first holding member, a large amount of ultraviolet rays can be transmitted to the first portion and only those portions which need to be irradiated with ultraviolet rays can be irradiated. Irradiation can be performed. In addition, by providing the second portion having a relatively small transmittance to ultraviolet light on the first holding member, it is possible to suppress a temperature rise of the pair of substrates due to the irradiation of ultraviolet light. Since only a small portion of the pair of substrates is provided with the sealant, the portion where the first portion is provided also has a small area when viewed from the entire area where the first holding member receives ultraviolet rays. It's just For this reason, it is conceivable that the temperature of the pair of substrates rises due to the ultraviolet light transmitted through the first portion, but it may be considered that the temperature falls within a negligible range.
[0023]
As a result, even when the pair of substrates facing each other are formed of materials having greatly different linear expansion coefficients, a large difference in the amount of elongation occurs between the one substrate and the other substrate due to the temperature rise. As a result, warpage of the pair of substrates can be prevented. In a similar case, it is possible to prevent the positional relationship between the facing substrates from being shifted due to the temperature rise of the pair of substrates.
[0024]
Further, even when the pair of substrates is formed of a plastic substrate, the amount of ultraviolet light transmitted through the first portion is only a small amount, so that deterioration of the plastic substrate due to ultraviolet light can be suppressed.
[0025]
Preferably, at least one of the first and second holding members includes a temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the pair of substrates. According to the manufacturing apparatus configured as described above, by appropriately controlling the temperature of the opposing substrates of the pair of substrates, the pair of substrates may be warped and the positional relationship between the opposing substrates may be shifted. Can be prevented.
[0026]
By irradiating the ultraviolet rays from the first holding member side, the temperature of the substrate that contacts the first holding member becomes higher than the temperature of the substrate that contacts the second holding member among the pair of substrates. In such a case, for example, the first holding member is provided with cooling means as temperature adjusting means. Thereby, the temperature of the substrate that contacts the first holding member can be reduced to the temperature of the substrate that contacts the second holding member. Further, in the present invention, since the second portion having a relatively small transmittance with respect to ultraviolet rays is provided on the first holding member, the temperature rise generated on the substrate is small. Therefore, the temperature of the substrate can be easily adjusted by the temperature adjusting means.
[0027]
Preferably, the display element manufacturing apparatus further includes a base member provided between the first holding member and the ultraviolet irradiation unit. The first holding member is detachably attached to the base member. According to the display device manufacturing apparatus configured as described above, the base member for fixing the first holding member is separately provided, and the first holding member is detachably provided to the base member. The first holding member can be replaced for each type of display element to be bonded, and the pair of substrates can be bonded to each other.
[0028]
As described above, the first portion having a relatively high transmittance with respect to ultraviolet light is provided so as to overlap the portion where the sealant interposed between the pair of substrates is located. However, since the sealant also serves as a side wall that determines the size of the display element, the position where the sealant is provided differs for each model of the display element. For this reason, the position where the first portion is provided must be changed corresponding to the position where the sealant is provided. Therefore, it is possible to prepare a first holding member provided with a first portion at a predetermined position for each model of the display element, and attach the appropriate first holding member to the base member to manufacture the display element. Just fine. Thereby, workability in manufacturing the display element can be improved, and the manufacturing cost of the display element can be reduced.
[0029]
The method of manufacturing a display element according to the present invention comprises: a pair of substrates facing each other with an ultraviolet-curable sealing agent interposed therebetween; a first portion having a first transmittance for ultraviolet light; And a second portion having a second transmittance smaller than the first transmittance, and placing the first portion on the first holding member. A step of positioning the second holding member on the opposite side and holding the pair of substrates by the first and second holding members; and a first step of holding the pair of substrates while holding the pair of substrates. Irradiating ultraviolet rays toward the first holding member from the surface opposite to the surface of the holding member.
[0030]
According to the method of manufacturing the display element configured as described above, in the step of irradiating the first holding member with the ultraviolet rays, a large amount of the ultraviolet rays is transmitted in the first portion having a relatively high transmittance for the ultraviolet rays. In addition, ultraviolet rays are applied to a portion of the pair of substrates that need to be irradiated with ultraviolet rays, where the sealant is located. As a result, the ultraviolet rays applied to the first portion are effectively used to cure the sealant, and the substrates facing the pair of substrates are bonded by the cured sealant. Further, in the same step, a large amount of ultraviolet light is reflected in the second portion having a relatively low transmittance with respect to ultraviolet light, so that a temperature rise of the pair of substrates caused by the irradiation of ultraviolet light can be suppressed. Accordingly, it is possible to prevent the pair of substrates from being warped and the positional relationship between the facing substrates from being shifted.
[0031]
In addition, by performing a step of irradiating the first holding member with ultraviolet light while holding the pair of substrates between the first and second holding members, the sealing agent interposed between the pair of substrates is cured. During this time, the positional relationship between the pair of substrates facing each other can be fixed. In addition, the warpage of the substrate due to the temperature rise can be suppressed to some extent.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0033]
(Embodiment 1)
In this embodiment, a case where a liquid crystal panel is formed as a display element will be described.
[0034]
FIG. 1 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, a liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 as a display element manufacturing apparatus includes an upper stage 3 and a lower stage 2 provided as a pair of upper and lower, and a mask fixing surface plate 10 provided with the lower stage 2. And a metal halide lamp 8. A liquid crystal panel is manufactured by bonding a pair of upper and lower substrates using the liquid crystal panel manufacturing apparatus 1.
[0035]
The mask fixing surface plate 10 is entirely formed of glass, and has a concave portion 10a formed on the upper surface. The lower stage 2 is provided so as to be detachably fitted to the concave portion 10a. The size of the mask fixing surface plate 10 is 300 mm × 300 mm × 50 mm in length × width × thickness. A plurality of rods 11 extend upward from the upper surface of the upper stage 3, and the rods 11 are connected to a drive mechanism (not shown). The upper stage 3 can be moved up and down by a drive mechanism (not shown).
[0036]
A metal halide lamp 8 is provided on the side opposite to the side where the lower stage 2 is located with respect to the mask fixing surface plate 10 at a predetermined interval from the mask fixing surface plate 10. The metal halide lamp 8 is provided so that ultraviolet light 9 can be emitted in the direction in which the lower stage 2 is located.
[0037]
A pair of substrates 5 is arranged between the upper stage 3 and the lower stage 2. The pair of substrates 5 is sandwiched between the upper stage 3 and the lower stage 2 by moving the upper stage 3 downward by a driving mechanism (not shown) to press the pair of substrates 5 or by the weight of the upper stage 3. I have. The pair of substrates 5 includes a plastic substrate 5a located on the upper side, a glass substrate 5b located on the lower side, and an ultraviolet curable resin 6 arranged in a band between the plastic substrate 5a and the glass substrate 5b. Have been. A space 7 is defined by the plastic substrate 5a, the glass substrate 5b, and the resin 6, and a liquid crystal is injected into the space 7 in a subsequent process.
[0038]
The distance between the upper stage 3 and the lower stage 2 when bonding the plastic substrate 5a and the glass substrate 5b is determined according to the designed thickness of the pair of substrates 5. The amount of the resin 6 applied is determined so that the resin 6 can form the side wall of the space 7 between the plastic substrate 5a and the glass substrate 5b.
[0039]
FIG. 2 is a perspective view showing the pair of substrates and the lower stage in FIG. 1 in detail. Referring to FIG. 2, ultraviolet curable resin 6 is provided on glass substrate 5b so as to extend in a band shape to form a rectangular frame. In a part of the frame formed by the resin 6, an injection port 6a used for injecting liquid crystal in a later step is provided. The resin 6 is a sealant that is cured by being irradiated with ultraviolet light having a wavelength of about 300 nm to 400 nm, and has excellent adhesiveness and chemical resistance. The resin 6 may be any resin as long as it is an ultraviolet curable resin such as an acrylic resin, an epoxy resin, and an acrylic epoxy resin.
[0040]
The size of the lower stage 2 is 200 mm × 200 mm × 15 mm in length × width × thickness. The lower stage 2 includes a mask portion 2a formed of stainless steel (SUS; JIS) and an ultraviolet transmitting portion 2b formed of glass. The transmittance with respect to the ultraviolet rays is smaller in the mask portion 2a than in the ultraviolet ray transmitting portion 2b. When the glass substrate 5b is positioned on the lower stage 2, the ultraviolet transmitting portion 2b is formed so as to overlap with the band-shaped portion provided with the resin 6 on the glass substrate 5b. The ultraviolet transmitting portion 2b is provided such that when projecting a band-shaped portion provided with the resin 6 on the ultraviolet transmitting portion 2b, the band-shaped portion provided with the resin 6 is included in the ultraviolet transmitting portion 2b. For this reason, the ultraviolet transmitting portion 2b is also formed in a band shape like the band portion provided with the resin 6, and has a width of 2 mm.
[0041]
A plurality of replacement stages for the lower stage 2 provided with the ultraviolet transmitting portions 2b in a pattern shape different from that of the lower stage 2 are prepared. In the replacement stage, glass is fitted into stainless steel so that the portion where the resin 6 is provided on the liquid crystal panel and the ultraviolet transmitting portion 2b overlap each other in accordance with the type of the liquid crystal panel to be manufactured. When the model of the liquid crystal panel to be manufactured using the liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 changes, the lower stage 2 is removed from the mask fixing base 10 and an appropriate replacement stage is fixed to the mask fixing base 10. To manufacture liquid crystal panels.
[0042]
Next, the operation principle of the liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 will be described. Referring to FIG. 1, in a state where a pair of substrates 5 is pressurized with a predetermined force between upper stage 3 and lower stage 2, a direction in which lower stage 2 is positioned from metal halide lamp 8. Irradiation with ultraviolet light 9 is performed. Since the entire mask fixing base 10 is formed of optically transparent glass, the ultraviolet light 9 passes through the mask fixing base 10 and reaches the surface of the lower stage 2. Thereafter, the ultraviolet light 9 that has reached the mask portion 2a of the lower stage 2 is reflected on the surface of the mask portion 2a, but the ultraviolet light 9 that has reached the ultraviolet light transmitting portion 2b is largely reflected without being reflected by the ultraviolet light transmitting portion. 2b. The ultraviolet light 9 transmitted through the ultraviolet transmitting portion 2b reaches the pair of substrates 5 and is irradiated toward the resin 6. The resin 6 irradiated with the ultraviolet light 9 is cured, and the plastic substrate 5a and the glass substrate 5b are bonded.
[0043]
A liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 as a display element manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention holds a pair of substrates 5 facing each other with a resin 6 as an ultraviolet curable sealant interposed therebetween. A lower stage 2 as a holding member, an upper stage 3 as a second holding member provided to face the lower stage 2 and sandwiching the pair of substrates 5 with the lower stage 2; The stage 2 includes a metal halide lamp 8 as an ultraviolet irradiation unit that irradiates the lower stage 2 with ultraviolet light 9 as ultraviolet light from the surface opposite to the surface holding the pair of substrates 5. The lower stage 2 has an ultraviolet transmitting portion 2b as a first portion having a first transmittance for ultraviolet rays, and a second portion having a second transmittance smaller than the first transmittance for ultraviolet rays. And a mask portion 2a as a portion.
[0044]
The liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 further includes a mask fixing surface plate 10 as a base member provided between the lower stage 2 as a first holding member and the metal halide lamp 8 as an ultraviolet irradiation unit. The lower stage 2 is detachably attached to a mask fixing platen 10.
[0045]
According to the liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 configured as above, the ultraviolet ray transmitting section 2b made of glass is provided in the portion where the resin 6 is located, so that the resin 6 is irradiated with the ultraviolet light 9. Further, a mask portion 2a made of stainless steel is provided in other portions to prevent the ultraviolet light 9 from reaching the pair of substrates 5. That is, the lower stage 2 serves not only to hold the pair of substrates 5 but also as a mask for the ultraviolet light 9. Therefore, the resin 6 is reliably irradiated with the ultraviolet light 9, and the ultraviolet light 9 is prevented from being irradiated to a portion of the pair of substrates 5 which does not need to be irradiated with the ultraviolet light. Thereby, it is possible to suppress the temperature of the pair of substrates 5 from rising. When the temperature rise of the pair of substrates 5 is suppressed, it is possible to prevent the plastic substrate 5a and the glass substrate 5b from extending by different lengths due to the temperature rise, and to prevent the pair of substrates 5 from warping. Further, it is possible to prevent the relative positional relationship between the plastic substrate 5a and the glass substrate 5b from being shifted due to the temperature rise of the pair of substrates 5. In addition, since the amount of the ultraviolet light 9 that reaches the pair of substrates 5 is small, the deterioration of the plastic substrate 5a due to the ultraviolet light 9 can be suppressed.
[0046]
Further, in the liquid crystal panel manufacturing apparatus 1, the lower stage 2 can be replaced with the replacement stage provided with the ultraviolet transmitting portion 2b of the predetermined pattern according to the type of the liquid crystal panel to be manufactured. Therefore, by using the liquid crystal panel manufacturing apparatus 1, it is possible to flexibly cope with the manufacture of liquid crystal panels of different models. Thereby, workability in manufacturing the liquid crystal panel can be improved, and the manufacturing cost of the liquid crystal panel can be reduced.
[0047]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The liquid crystal panel manufacturing apparatus according to the second embodiment differs from liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment only in the structure of the lower stage. In the following, description of the overlapping structure will be omitted.
[0048]
Referring to FIG. 3, liquid crystal panel manufacturing apparatus 21 as a display element manufacturing apparatus has basically the same structure as liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 in the first embodiment, but has upper stage 3 and a pair of lower A stage 22 is provided. The lower stage 22 includes a mask part 22a formed of stainless steel and an ultraviolet transmitting part 22b formed of glass.
[0049]
A liquid crystal panel formed using the liquid crystal panel manufacturing apparatus 21 will be described. A pair of substrates 25 is arranged between the upper stage 3 and the lower stage 22. The pair of substrates 25 are arranged in a belt shape between the PES substrate 25a located on the upper side, the PI (Polyimide) resin substrate 25b located on the lower side, and the PES (Poly Ether Sulfone) substrate 25a and the PI resin substrate 25b. And an ultraviolet curable resin 26. The PI resin substrate 25b is opaque, has a low linear expansion coefficient (linear expansion coefficient; 20), and has excellent heat resistance. The PES substrate 25a has higher transparency and a higher linear expansion coefficient (linear expansion coefficient: 80) than the PI resin substrate 25b, and is inferior in heat resistance. A space 27 into which liquid crystal is injected is defined by the PES substrate 25a, the PI resin substrate 25b, and the resin 26.
[0050]
FIG. 4 is a perspective view showing the pair of substrates and the lower stage in FIG. 3 in detail. Referring to FIG. 4, a plurality of patterns of resin 26 extending in a band shape and forming a rectangular frame are provided on PI resin substrate 25b so that a plurality of liquid crystal panels can be cut out from a pair of substrates 25. I have. A part of each pattern formed by the resin 26 is provided with an injection port 26a used for injecting liquid crystal in a later step.
[0051]
The lower stage 22 includes a mask portion 22a formed of stainless steel and an ultraviolet transmitting portion 22b formed of glass. The ultraviolet transmitting portion 22b is provided such that the band-shaped portion provided with the resin 26 on the PI resin substrate 25b and the ultraviolet transmitting portion 22b overlap with each other when the PI resin substrate 25b is positioned on the lower stage 22. The ultraviolet transmitting portion 22b is provided such that when projecting a band-shaped portion provided with the resin 26 on the ultraviolet transmitting portion 22b, the band-shaped portion provided with the resin 26 is included in the ultraviolet transmitting portion 22b.
[0052]
Next, steps of a method for manufacturing a liquid crystal panel using the liquid crystal panel manufacturing apparatus 21 will be described. In the present embodiment, a reflective liquid crystal panel is manufactured by bonding a PES substrate 25a and a PI resin substrate 25b.
[0053]
FIG. 5 is a flowchart showing steps of a method for manufacturing a liquid crystal panel. Referring to FIG. 5, after forming a color filter on PES substrate 25a and forming a TFT (Thin Film Transistor) on PI resin substrate 25b, PES substrate 25a and PI resin substrate 25b are bonded by liquid crystal panel manufacturing apparatus 21. Thereafter, steps such as liquid crystal injection and attachment of a polarizing plate are performed to complete a liquid crystal panel.
[0054]
6 to 12 show steps of a method of manufacturing a liquid crystal panel using the liquid crystal panel manufacturing apparatus shown in FIG. 3, and FIGS. 6, 10 and 11 are sectional views, and FIGS. And FIG. 12 is a perspective view.
[0055]
Referring to FIG. 6, the following steps are performed to form a TFT and a reflective electrode on PI resin substrate 25b. A gate electrode 31 made of titanium (Ti) is formed in a predetermined shape on the main surface of the PI resin substrate 25b. A gate insulating film layer 32 made of silicon nitride is formed so as to cover the main surface of PI resin substrate 25b and gate electrode 31. The semiconductor layer 33 is formed so as to be located on the gate insulating film layer 32 and above the gate electrode 31. The semiconductor layer 33 is composed of a laminated film of an intrinsic amorphous silicon layer 33a and an n-type amorphous silicon layer 33b doped with an n-type impurity in order from the top of the gate insulating film layer 32. A source electrode 35 made of titanium is formed so as to cover a part of the side wall and the top surface of the semiconductor layer 33. A drain electrode 36 made of titanium is formed on the side of the semiconductor layer 33 opposite to the position where the source electrode 35 is provided. An interlayer insulating film layer 37 made of silicon nitride is formed so as to cover all the formations on the PI resin substrate 25b. A hole 39 reaching a part of the surface of the drain electrode 36 is formed in the interlayer insulating film layer 37. A reflective electrode 38 made of aluminum (Al) is formed in a predetermined pattern so as to cover the top surface of the interlayer insulating film layer 37, the peripheral wall of the hole 39, and the exposed portion of the drain electrode 36.
[0056]
In the present embodiment, since the reflection type liquid crystal panel is manufactured using the opaque PI resin substrate 25b, the reflection electrode 38 is formed of aluminum. However, the TFT formed on the transparent substrate is formed of ITO (Indium Tin Oxide). By forming a transparent conductive film as in (1) as an electrode, a transmission type liquid crystal panel can be manufactured.
[0057]
Referring to FIG. 7, a color filter 41 in which R (red) 41a, G (green) 41b and B (blue) 41c are sequentially arranged in a stripe pattern is formed on the surface of PES substrate 25a. A strip-shaped BM (Black Matrix) (not shown) is formed at the boundary of each hue. After forming an OC (Over Coat) layer (not shown) so as to cover the color filter 41, a transparent electrode (not shown) made of ITO is formed in a predetermined pattern on the OC layer.
[0058]
An alignment film made of polyimide is printed on the PES substrate 25a on which the color filter 41 is formed and the PI resin substrate 25b on which the TFT is formed by a flexo method, and is baked to form the alignment film on the PES substrate 25a and the PI resin substrate 25b. Form on top. An alignment process is performed on the alignment film formed on the PES substrate 25a and the PI resin substrate 25b by a rubbing method. The alignment film is formed on the surface of the PES substrate 25a on which the color filter 41 is formed and on the surface of the PI resin substrate 25b on which the TFT is formed.
[0059]
Subsequently, in order to keep the distance between the PES substrate 25a and the PI resin substrate 25b constant when the PES substrate 25a and the PI resin substrate 25b are bonded to each other, spacers are sprayed on the surface of the PES substrate 25a on which the color filters 41 are formed. Referring to FIG. 8, ultraviolet curable resin 26 made of epoxy resin is applied in a predetermined pattern to the surface of PI resin substrate 25b on which the TFT is formed, using a dispenser. The pattern applied with the resin 26 has a width of 0.5 mm and a thickness of 20 μm. The resin 26 is disposed so as to continuously surround the entire periphery of the region where the liquid crystal layer is to be formed. However, in order to inject the liquid crystal in a later step, a portion where the resin 26 is interrupted is provided in a part of the portion where the resin 26 is applied, and this is defined as a liquid crystal injection port 26a. It should be noted that there is no problem even if the resin 26 is applied and the spacers are sprayed on one of the PES substrate 25a and the PI resin substrate 25b.
[0060]
Referring to FIG. 3, upper stage 3 is moved upward using a drive mechanism (not shown). The PI resin substrate 25b is placed on the upper surface of the lower stage 22 such that the surface on which the resin 26 is applied faces upward. At this time, the PI resin substrate 25b is positioned so that the resin 26 provided on the PI resin substrate 25b and the ultraviolet transmitting portion 22b of the lower stage 22 overlap. Further, the PES substrate 25a is accurately positioned on the PI resin substrate 25b such that the surface on which the color filter 41 is formed faces downward. The upper stage 3 is moved downward by a drive mechanism (not shown), and the pair of substrates 25 is pressed between the upper stage 3 and the lower stage 22 with a force of 980 (N). The metal halide lamp 8 irradiates the pair of substrates 25 with ultraviolet light 9 (wavelength: 365 nm) for 2 minutes while maintaining the state in which the pair of substrates 25 is pressed. By applying pressure to the pair of substrates 25 in this manner, the positional relationship between the PES substrate 25a and the PI resin substrate 25b can be reliably fixed, and the warpage generated on the pair of substrates 25 can be suppressed to some extent. After the irradiation of the ultraviolet light 9, the upper stage 3 is moved upward by a drive mechanism (not shown), and the pair of substrates 25 is removed from the liquid crystal panel manufacturing apparatus 21.
[0061]
Referring to FIG. 9, in order to divide the pair of substrates 25 into individual liquid crystal panel sizes, the pair of substrates 25 is appropriately cut. As a result, the liquid crystal panel 46 obtained by the cutting includes the space 27 for injecting the liquid crystal defined by the PES substrate 25a, the PI resin substrate 25b, and the resin 26. By manufacturing a plurality of liquid crystal panels from one substrate in this manner, the productivity of the liquid crystal panels can be improved.
[0062]
Referring to FIG. 10, liquid crystal panel 46 is housed in a vacuum device (not shown), and both inside and outside of space 27 formed in liquid crystal panel 46 are in a vacuum state. In this state, the injection port 26a formed as a cut in the resin 26 is immersed in the liquid crystal 51, and the inside of the vacuum device is gradually returned to the atmospheric pressure. Then, the liquid crystal 51 enters the space 27 due to a pressure difference between the inside and the outside of the space 27 and a capillary phenomenon. Referring to FIG. 11, in a state where space 27 is filled with liquid crystal 51, ultraviolet curable resin 53 is applied so as to close injection port 26 a. The resin 53 is irradiated with ultraviolet rays to cure the resin 53.
[0063]
Referring to FIG. 12, a polarizing plate 55 for controlling light entering and exiting liquid crystal panel 46 is attached to the exposed surface of PES substrate 25a of liquid crystal panel 46. Through the above steps, the liquid crystal panel 46 in which the liquid crystal 51 is sealed is completed.
[0064]
In the method of manufacturing a liquid crystal panel as a display element according to the second embodiment of the present invention, a pair of substrates 25 facing each other with a resin 26 as an ultraviolet-curable sealant interposed therebetween is firstly exposed to ultraviolet light. And a mask portion 22a as a second portion having a second transmittance smaller than the first transmittance with respect to ultraviolet rays. Mounting the upper stage 3 as a second holding member on the opposite side of the lower stage 22 with respect to the pair of substrates 25, A step of holding the pair of substrates 25 by the stage 22 and the upper stage 3, and, in a state where the pair of substrates 25 are held, from a surface opposite to a surface of the lower stage 22 on which the pair of substrates 25 are mounted, Lower stay And a step for applying ultraviolet to the di 22.
[0065]
According to the manufacturing method of the liquid crystal panel configured as described above, in the step of irradiating the ultraviolet light 9 toward the lower stage 22, most of the ultraviolet light 9 is reflected by the mask portion 22a made of stainless steel. Irradiation of the ultraviolet light 9 can suppress a rise in the temperature of the pair of substrates 25. Thus, it is possible to prevent the pair of substrates 25 from being warped after the pair of substrates 25 are removed from the liquid crystal panel manufacturing apparatus 21. In addition, it is possible to prevent the relative positional relationship between the PES substrate 25a and the PI resin substrate 25b from being shifted during the irradiation of the ultraviolet light 9. Further, the ultraviolet light 9 is transmitted through the ultraviolet transmitting portion 22 b formed of glass and is irradiated on the resin 26. Thereby, the resin 26 is efficiently cured, so that the bonding of the substrates can be smoothly performed.
[0066]
(Embodiment 3)
FIG. 13 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The liquid crystal panel manufacturing apparatus according to the third embodiment differs from liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment only in the structure of the lower stage. In the following, description of the overlapping structure will be omitted.
[0067]
Referring to FIG. 13, a liquid crystal panel manufacturing apparatus 61 as a display element manufacturing apparatus has basically the same structure as liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 in the first embodiment, but has upper stage 3 and a pair of lower A stage 62 is provided. The lower stage 62 includes a main body 63 entirely made of glass and a mask 64 entirely made of stainless steel. The main body 63 sandwiches the pair of substrates 5 between the upper stage 3 and the mask 64 is bonded to the surface of the main body 63 opposite to the surface in contact with the pair of substrates 5. .
[0068]
FIG. 14 is a perspective view showing the lower stage in FIG. 13 in detail. Referring to FIG. 14, main body portion 63 and mask portion 64 constituting lower stage 62 have the same area to be bonded to each other. When the pair of substrates 5 are positioned on the lower stage 62, an opening 64a is formed in the mask portion 64 along a band-shaped portion where the resin 6 is provided on the pair of substrates 5. The opening 64a is provided such that, when the band-shaped portion provided with the resin 6 is projected on the opening 64a, the band-shaped portion provided with the resin 6 is included in the opening 64a. The transmittance to ultraviolet rays is smaller in the mask portion 64 made of stainless steel than in the main body portion 63 made of glass exposed through the opening 64a.
[0069]
Referring to FIG. 13, most of ultraviolet light 9 emitted from metal halide lamp 8 is reflected on the surface of mask portion 64 made of stainless steel. The ultraviolet light 9 applied to the opening 64a of the mask 64 is transmitted through the glass body 63 and applied to the resin 6 of the pair of substrates 5. The resin 6 irradiated with the ultraviolet light 9 is cured, and the plastic substrate 5a and the glass substrate 5b are bonded.
[0070]
According to the liquid crystal panel manufacturing apparatus 61 configured as described above, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained. In addition, in the liquid crystal panel manufacturing apparatus 61, since the entire upper surface of the lower stage 62 is formed of glass, the liquid crystal panel manufacturing apparatus 61 comes into contact with the pair of substrates 5 as compared with a case where glass is fitted into a part of stainless steel. The flatness of the upper surface of the lower stage 62 can be improved. Thus, the plastic substrate 5a and the glass substrate 5b can be bonded to each other while the positional relationship between the plastic substrate 5a and the glass substrate 5b is more reliably kept parallel. Further, since the lower stage 62 is completed by bonding the main body 63 and the mask portion 64 having the opening 64a formed by pressing or the like, the lower stage 62 can be easily manufactured.
[0071]
(Embodiment 4)
FIG. 15 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. The liquid crystal panel manufacturing apparatus according to the fourth embodiment further includes a cooling device as compared with liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment. In the following, description of the overlapping structure will be omitted.
[0072]
Referring to FIG. 15, a liquid crystal panel manufacturing apparatus 71 as a display element manufacturing apparatus has basically the same structure as liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 in the first embodiment, but has a concave portion of mask fixing surface plate 10. The apparatus further includes a cooling device 73 provided on the outer periphery of 10a. The cooling device 73 has a frame shape, and the lower stage 2 is provided so as to be in contact with the entire inner peripheral surface 73 a of the cooling device 73. In the step of bonding the pair of substrates 5, the lower stage 2 is cooled by operating the cooling device 73. Since the pair of substrates 5 and the lower stage 2 are in surface contact, by cooling the lower stage 2 by the cooling device 73, the pair of substrates 5 is also cooled.
[0073]
In liquid crystal panel manufacturing apparatus 71 according to Embodiment 4 of the present invention, lower stage 2 as at least one of lower stage 2 and upper stage 3 is a temperature adjusting means for adjusting the temperature of a pair of substrates 5. As a cooling device 73.
[0074]
According to the liquid crystal panel manufacturing apparatus 71 configured as described above, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained. In addition, the temperature rise of the pair of substrates 5 caused by the irradiation of the metal halide lamp 8 with the ultraviolet light 9 can be more positively suppressed. In addition, since the cooling device 73 is provided in contact with the lower stage 2, the glass substrate 5 b, which is located closer to the metal halide lamp 8 and is easily affected by a temperature rise due to the ultraviolet light 9, can be mainly cooled. Since the amount of the ultraviolet light 9 transmitted through the ultraviolet transmitting portion 2b and reaching the pair of substrates 5 is small, the cooling load on the cooling device 73 does not increase.
[0075]
Furthermore, since the entire lower stage 2 is not formed of glass but is formed of stainless steel except for the ultraviolet transmitting portion 2b, the pair of substrates 5 can be efficiently cooled by the cooling device 73. That is, since stainless steel having a higher thermal conductivity than glass is used as the main material of the lower stage 2, heat can be efficiently removed from the pair of substrates 5.
[0076]
(Embodiment 5)
FIG. 16 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. The liquid crystal panel manufacturing apparatus according to the fifth embodiment further includes a hot plate as compared with liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment. In the following, description of the overlapping structure will be omitted.
[0077]
Referring to FIG. 16, a liquid crystal panel manufacturing apparatus 81 as a display element manufacturing apparatus has basically the same structure as liquid crystal panel manufacturing apparatus 1 in the first embodiment, but is provided on the upper surface of upper stage 3. A hot plate 85 as a temperature control means. A pair of substrates 83 is held between the upper stage 3 and the lower stage 2. The pair of substrates 83 includes an upper glass substrate 83a, a lower glass substrate 83b, and an ultraviolet curable resin 6 interposed between the glass substrates 83a and 83b. . When bonding the pair of substrates 83, the upper stage 3 is heated by operating the hot plate 85. Since the pair of substrates 83 and the upper stage 3 are in surface contact, by heating the upper stage 3 by the hot plate 85, the pair of substrates 83 is also heated.
[0078]
According to the liquid crystal panel manufacturing apparatus 81 configured as described above, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained. In addition, irradiation of the ultraviolet light 9 from the metal halide lamp 8 causes a temperature difference between the upper and lower glass substrates 83a and 83b, thereby preventing a difference in elongation between the glass substrates 83a and 83b. That is, by raising the temperature of the glass substrate 83a, which is located far from the metal halide lamp 8 and is not easily affected by the temperature rise by the ultraviolet light 9, to the temperature of the glass substrate 83b which is easily affected by the temperature rise by the ultraviolet light 9, Glass substrates 83a and 83b extend the same length. This can prevent the pair of substrates 83 from warping after the glass substrates 83a and 83b are bonded.
[0079]
In the above embodiments, the present invention is described using a liquid crystal panel. However, the present invention can be applied to a display element formed using a pair of substrates having different linear expansion coefficients.
[0080]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a display element manufacturing apparatus and a display element manufacturing method that prevent deterioration of a substrate due to ultraviolet rays and sufficiently suppress a temperature rise of the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a pair of substrates and a lower stage in FIG. 1 in detail.
FIG. 3 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a pair of substrates and a lower stage in FIG. 3 in detail.
FIG. 5 is a flowchart showing steps of a method for manufacturing a liquid crystal panel.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first step of a method for manufacturing a liquid crystal panel using the liquid crystal panel manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing a second step of the method of manufacturing a liquid crystal panel using the liquid crystal panel manufacturing apparatus shown in FIG.
8 is a perspective view showing a third step of the method for manufacturing a liquid crystal panel using the liquid crystal panel manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing a fourth step of the method for manufacturing a liquid crystal panel using the liquid crystal panel manufacturing apparatus shown in FIG.
10 is a cross-sectional view showing a fifth step of the method for manufacturing a liquid crystal panel using the liquid crystal panel manufacturing apparatus shown in FIG.
11 is a cross-sectional view showing a sixth step of the method for manufacturing a liquid crystal panel using the liquid crystal panel manufacturing apparatus shown in FIG.
12 is a perspective view showing a seventh step of the method for manufacturing a liquid crystal panel using the liquid crystal panel manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 13 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view showing a lower stage in FIG. 13 in detail.
FIG. 15 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a sectional view showing a liquid crystal panel manufacturing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a conventionally used liquid crystal panel manufacturing apparatus.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a liquid crystal device manufacturing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-193986.
19 is a side view showing the transport pallet and the liquid crystal panel shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1, 21, 61, 71, 81 Liquid crystal panel manufacturing apparatus, 2, 22, 62 Lower stage, 2a, 22a, 64 mask section, 2b, 22b UV transmitting section, 3 upper stage, 5, 25, 83 substrate, 6 , 26 resin, 8 metal halide lamp, 9 ultraviolet light, 10 mask fixing surface plate, 63 main body, 73 cooling device, 85 hot plate.

Claims

An ultraviolet-curable sealant including a first portion having a first transmittance for ultraviolet light and a second portion having a second transmittance smaller than the first transmittance for ultraviolet light; A first holding member for holding a pair of substrates facing each other with a
A second holding member that is provided to face the first holding member and that sandwiches the pair of substrates with the first holding member;
A display element manufacturing apparatus, comprising: an ultraviolet irradiator configured to irradiate the first holding member with ultraviolet light from a surface opposite to a surface where the first holding member holds the pair of substrates.

The display element manufacturing apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first and second holding members includes a temperature adjusting unit for adjusting a temperature of the pair of substrates.

The device according to claim 1, further comprising a base member provided between the first holding member and the ultraviolet irradiation unit, wherein the first holding member is detachably attached to the base member. Display element manufacturing equipment.

A pair of substrates facing each other with an ultraviolet-curable sealing agent interposed therebetween is formed into a first portion having a first transmittance for ultraviolet rays and a second portion having a first transmittance smaller than the first transmittance for ultraviolet rays. Placing on a first holding member including a second portion having a transmittance;
Positioning a second holding member on the side opposite to the first holding member with respect to the pair of substrates, and clamping the pair of substrates by the first and second holding members;
A step of irradiating the first holding member with ultraviolet rays from a surface opposite to the surface of the first holding member on which the pair of substrates are mounted, with the pair of substrates held therebetween; A method for manufacturing a display element, comprising: