JP2004157451A - 電気光学パネルの製造装置およびその製造方法 - Google Patents

電気光学パネルの製造装置およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】真空中で形成された2つの基板間のセルギャップや位置合わせ精度を、工程間搬送などによって損なわれないように維持したまま、2つの基板を貼り合せることが可能な電気光学パネルの製造装置を得ること。
【解決手段】第1の基板2を保持する第1の基板保持手段21と、第1の基板2の基板面と平行な基板面となるように第2の基板3を保持する第2の基板保持手段31と、第1および第2の基板2,3の間の位置合わせを行い、第1および第2の基板2,3を重ね合わせて加圧するために第1および/または第2の基板保持手段21,31を駆動する駆動手段24,34と、加圧された位置で重ね合わされた第1および第2の基板2,3を加熱する加熱手段23とを備える。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶滴下法による電気光学パネルの製造装置およびその製造方法において、真空中で形成したセルギャップとアライメント精度を、工程間搬送などで破壊されないように維持することが可能な電気光学パネルの製造装置およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、液晶表示パネルをはじめとする電気光学パネルは、パーソナルコンピュータや携帯電話機の表示手段として、またテレビジョンなどの表示装置として、小型のものから大型のものまで広く使用されるようになっている。この電気光学パネルは、離間して対向配置された一対の基板の間隙に液晶を充填した構成を有している。基板の周縁部には、液晶の漏出を防止するために、双方の基板に挟持された額縁状に形成されたシール材が設けられている。また、液晶が充填される間隙には、2枚の基板の間隙幅を維持する必要がある場合にスペーサが散布される。この液晶表示パネルの製造方法の1つとして、液晶滴下法がある。この液晶滴下法は、簡易な工程でしかも製造時間をかけずに大型の液晶表示パネルを製造することができる。以下、この液晶滴下法の従来技術について説明する。
【0003】
まず、第1の従来技術について説明する(たとえば、特許文献1参照)。まず、液晶分子を配向させるための処理をした一対の電極基板の一方に、紫外線硬化型樹脂からなるシール材を、たとえば電極基板の周縁部を囲むようにスクリーン印刷法によって印刷する。つぎに、シール材によって囲まれた電極基板上のほぼ中央部に液晶を滴下し、もう一方の電極基板を重ね合わせる。この重ね合わせた電極基板にシートを被せて、真空中に置き、被せたシートの逆側から大気圧をかけることによってシート全体に加わる圧力によって貼り合わされた2つの電極基板を加圧し、液晶を2枚の電極基板の間隙全体に拡散させる。そして、シール材を硬化して2枚の電極基板を接着する。このようにして、液晶表示パネルが得られる。
【0004】
つぎに、第2の従来技術について説明する(たとえば、特許文献2参照)。この第2の従来技術は、液晶を滴下した基板にもう一方の基板を重ね合わせて、シール材によって2枚の基板を接着するときに、液晶がシール材に接触する前にシール材を硬化させることを特徴とするものである。図13は、この液晶滴下法を用いた第2の従来技術の液晶封入組立装置の概略全体断面図である。貼り合わせる一対の基板111,112は、基板出し入れ口104を開閉させ、矢印C方向にスライドする基板出し入れスライダ103によって真空チャンバ102内に出し入れされる。基板112が載置されたXYZθテーブル105を、液晶滴下ディスペンサ101の真下に移動し、液晶滴下ディスペンサ101からシール材の内側の基板112上に液晶を滴下する。つぎに、基板112を載せたXYZθテーブル105をX方向、Y方向に移動させかつθ方向に回転させ、基板111,112のそれぞれに2箇所以上設けられた位置合わせマークが互いにちょうど重なるように、基板位置合わせ光学系106によって検出し、位置合わせを行う。その後、増圧し、XYZθテーブル105を矢印Z方向に移動させることによって、基板111,112をシール材を介して重ね合わせた後に貼り合わせる。そして、両基板111,112を組み合わせた液晶セル160の載ったXYZθテーブル105を矢印D方向に移動させ、紫外線または可視光照射ランプ107によって、シール材を硬化させる。
【0005】
【特許文献1】
特開昭62−89025号公報(第4〜5頁)
【特許文献2】
特開平11−109388号公報(第3〜4頁)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第1の従来技術の2つの電極基板を真空状態から大気圧にすることによって加圧した後にシール材を硬化させる方法では、真空状態から大気圧に開放されるときに、接着剤のスプリングバックや2つの電極基板を保持する機械体の振動を原因として、2つの電極基板間の位置やセルギャップの均一性が損なわれてしまうという問題点があった。
【0007】
また、上述した第2の従来技術では、図13に示されているように、2つの基板の位置合わせマークを基板位置合わせ光学系106によって検出し、この位置合わせマークに基づいて2つの基板の位置合わせを行って重ね合わせた後に、紫外線または可視光照射ランプ107が設置されている位置まで、重ね合わされた基板がXYZθテーブルによって搬送される構成を有している。そして、この搬送途中での振動や貼合せ前のそれぞれの基板が持つ応力などによって、位置合わせされた2つの基板111,112間の間にずれが生じる可能性があるという問題点があった。
【0008】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、真空中で形成された2つの基板間のセルギャップや位置合わせ精度を、工程間搬送などによって損なわれないように維持したまま、2つの基板を貼り合せることが可能な電気光学パネルの製造装置およびその製造方法を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる電気光学パネルの製造装置は、第1の基板を保持する第1の基板保持手段と、第2の基板を保持する第2の基板保持手段と、前記第1および前記第2の基板の間の位置合わせを行い、前記第1および前記第2の基板を重ね合わせて加圧するために前記第1および/または前記第2の基板保持手段を駆動する駆動手段と、加圧された位置で前記重ね合わされた第1および第2の基板を加熱する加熱手段と、を備えることを特徴とする。
【0010】
この発明によれば、第1および第2の基板保持手段によって、基板が対向して配置される。また、駆動手段によって、第1および第2の基板の間の位置合わせが行われ、さらに第1および第2の基板が重ね合わされて加圧される。そして、加熱手段によって、加圧された位置で重ね合わされた第1および第2の基板が加熱される。このような構成によって、微位置合わせを行った一対の基板を搬送することなく、その場で加圧して貼り合わせ、加熱して接着させることが可能となる。すなわち、従来の搬送による一対の基板間の位置ずれを抑えることができる。この結果、貼り合わせ精度が高く、また一対の基板間のセルギャップを保持した電気光学パネルを得ることができるという効果を有する。また、一対の基板を加圧や加熱しながら微位置合わせすることが可能となり、最終的に位置合わせ精度の高い電気光学パネルを得ることができるという効果も有する。
【0011】
つぎの発明にかかる電気光学パネルの製造装置は、上記の発明において、前記加熱手段は、前記第1および/または前記第2の基板保持手段に備えられることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、加熱手段が第1および/または第2の基板保持手段に備えられるようにしたので、電気光学パネルの製造装置における加熱手段の設置スペースを省略することができ、よりコンパクトな電気光学パネルの製造装置を実現することができるという効果を有する。
【0013】
つぎの発明にかかる電気光学パネルの製造装置は、上記の発明において、前記加熱手段は、温度を調整された熱媒体を前記第1および/または前記第2の基板保持手段内部に流すことを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、温度を調整された熱媒体を第1および/または第2の基板保持手段内部に流すように加熱手段を構成したので、加熱温度を精確に調整することができるという効果を有する。また、冷却した熱媒体を流すことによって、加熱だけでなく、基板の冷却も速やかに行うことができるという効果を有する。
【0015】
つぎの発明にかかる電気光学パネルの製造装置は、上記の発明において、前記加熱手段は、前記第1または前記第2の基板に形成される熱硬化性のシール材に対応する位置に熱線パターンを設けることを特徴とする。
【0016】
この発明によれば、熱線パターンによって、第1または第2の基板に形成される熱硬化性のシール材の部分のみが加熱される。これによって、基板上に滴下される液晶に対して余計な熱を与えることがないので、熱による液晶の劣化を抑えることができるという効果を有する。
【0017】
つぎの発明にかかる電気光学パネルの製造装置は、上記の発明において、前記加熱手段は、前記第1および前記第2の基板を環境加熱によって加熱することを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、環境加熱によって第1および第2の基板が加熱される。たとえば、真空チャンバ内で一対の基板が重ね合わされて加圧された場合、加熱された空気や窒素ガスなどを真空チャンバ内に導入することによって、基板の加熱と真空チャンバの大気圧への開放を同時に行うことができるという効果を有する。
【0019】
つぎの発明にかかる電気光学パネルの製造装置は、上記の発明において、加圧された前記第1および前記第2の基板に紫外線を照射する紫外線照射手段をさらに備えることを特徴とする。
【0020】
この発明によれば、紫外線照射手段によって、加圧された第1および第2の基板に紫外線が照射される。このような構成によって、貼り合わされた第1および第2の基板から複数の電気光学パネルを製造するときに、第1および第2の基板の微位置合わせを行った状態のままで、基板全体を紫外線硬化性の接着剤によって仮硬化することが可能となる。そして、この仮硬化された状態で、基板内の各電気光学パネルが形成される個々の領域を熱硬化性のシール材で硬化するので、精密に位置合わせが行われた状態の電気光学パネルを得ることができるという効果を有する。
【0021】
つぎの発明にかかる電気光学パネルの製造装置は、上記の発明において、前記紫外線照射手段は、前記第1および前記第2の基板面内の位置によって照射光量または照射光成分を変化させることができることを特徴とする。
【0022】
この発明によれば、第1および第2の基板面内の位置によって照射光量または照射光成分を変化させた紫外線を照射することが可能となる。これにより、基板面内の中心部に形成された紫外線硬化性の接着剤を高い硬化率にし、基板面内の周縁部に形成された紫外線硬化性の接着剤を低い硬化率にすることができる。これにより、貼り合わされた第1および第2の基板から複数の電気光学パネルが製造される場合に、加熱手段で第1および第2の基板を加熱して接着する場合に、加熱の度合の違いによる第1および第2の基板の歪の違いを吸収することができるという効果を有する。
【0023】
つぎの発明にかかる電気光学パネルの製造方法は、一対の貼り合わせた基板から複数の電気光学パネルを製造する電気光学パネルの製造方法であって、離間して対向配置された一対の基板のうちいずれか一方の基板に、熱硬化性のシール材を枠状に形成する工程と、前記枠状に形成されたシール材の内側領域に液晶を滴下する工程と、前記一対の基板が対向する面であって、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に紫外線硬化性の接着剤を形成する工程と、前記対向配置された一対の基板の位置合わせを行い、前記第1および前記第2の基板を所定の圧力で加圧する工程と、前記基板の重ね合わされた面内の中心付近と周縁部とで照射光量または照射光成分を変化させた紫外線を照射して前記接着剤を硬化させる工程と、前記第1および前記第2の基板を加熱して前記シール材を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。
【0024】
この発明によれば、一対の貼り合わせた基板から複数の電気光学パネルを製造する場合に、一対の基板が対向する面であって、一対の基板のうち少なくとも一方の基板の面の電気光学パネルが形成されない中心付近と周縁部に紫外線硬化性の接着剤を形成し、一対の基板を対向配置して位置合わせを行い、その場で重ね合わせて所定の圧力で加圧し、基板の重ね合わされた面内の中心付近と周縁部とで照射光量または照射光成分を変化させた紫外線を照射することによって、基板面内の中心部に形成された紫外線硬化性の接着剤を高い硬化率にし、基板面内の周縁部に形成された紫外線硬化性の接着剤を低い硬化率にしている。これによって、一対の基板を加熱して接着する工程で、加熱の度合の違いによるそれぞれの基板の歪の違いを低い硬化率にした一対の基板の周縁部で吸収することができるという効果を有する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電気光学パネルの製造装置およびその製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0026】
(第1の実施の形態)
図1は、この発明にかかる電気光学パネルの製造装置の第1の実施の形態の構成を示す概略図である。この図において、液晶が滴下される基板上の面が水平面となるようにし、この水平面をX−Y面とする。そして、このX−Y面に垂直な方向をZ方向とする。したがって、この図に示される電気光学パネルの製造装置おいて、2枚の基板は、液晶が挟まれる面をX−Y面となるように配置され、Z方向(上下方向)に移動され、2枚の基板のX−Y面が互いに重なり合うようにして貼り合わされる。
【0027】
この電気光学パネルの製造装置は、真空チャンバ10内に貼り合わせる2枚の基板2,3うち下側の基板2を保持する下部基板保持台21と、もう一方の上側の基板3を保持する上部基板保持台31とを有している。この実施の形態1では、下部基板保持台21は、基板2を保持する基板保持部22と基板を加熱する基板加熱部23とを有するように構成されている。真空チャンバ10は、たとえば上部の蓋14を上下に移動させることによって内部が開放された状態となり、下部基板保持台21および上部基板保持台31にそれぞれ基板2,3を取り付けることができる。
【0028】
下部基板保持台21と上部基板保持台31とは、基板2,3を保持する面が互いに平行になるように配置されている。下部基板保持台21には、下部基板保持台21をX−Y面内の各方向に移動させ、下部基板保持台21の中心位置を基準にしてX−Y面内で回転させることが可能なXYθテーブル24が設けられている。上部基板保持台31には、上部基板保持台31をZ方向(上下方向)に移動させ、2枚の基板2,3を加圧するZ軸加圧部34が支持棒33を介して設けられている。また、上部基板保持台31には、上下の基板2,3に付された図示しない位置合わせマークを観察するための貫通孔32が設けられている。
【0029】
これらの下部および上部基板保持台21,31は、基板2,3を保持するためにチャック機構をそれぞれ備えている。なお、下部基板保持台21において、基板保持部22がこのチャック機構に対応している。チャック機構として、たとえば、下部および上部基板保持台21,31に開けられた穴や溝から真空吸引して基板2,3を保持する真空チャック機構、吸着電極を誘電体で挟み込んで誘電体による静電気力で基板2,3を保持する静電チャック機構、粘着力を用いた両面テープなどで基板2,3を保持するチャック機構、基板2,3の端部を爪で引っかけて押さえつける機械的保持方法などを挙げることができる。
【0030】
また、真空チャンバ10には、内部を真空にするために図示しない真空ポンプとつながるフランジ11と、基板2,3位置を確認するための覗き窓12が設けられている。覗き窓12は、上部基板保持台31に設けられた貫通孔32の鉛直(Z軸)上方に設けられている。また、この覗き窓12と貫通孔32を通る直線上の真空チャンバ10の外部には、2枚の基板2,3の精密な微位置合わせを行うための顕微鏡35が設けられている。
【0031】
ここで、下部および上部基板保持台21,31は特許請求の範囲の第1および第2の基板保持手段に相当し、XYθテーブル24とZ軸加圧部34は同じく駆動手段に相当し、そして基板加熱部23は同じく加熱手段に相当する。
【0032】
図2は、この電気光学パネルの製造装置の下部基板保持台の構成の一例を示す概略図である。この下部基板保持台21は、静電チャック機構を用いて基板2を保持する基板保持部22と、熱媒体による基板加熱機構を用いて載置された基板を加熱および冷却する基板加熱部23とを有する。静電チャック機構は、下部基板保持台21上部を構成する絶縁体222中に埋め込まれた吸着電極221と、この吸着電極221にRFバイアスを印加する高周波電源223とから構成される。なお、図示を省略しているが、上部基板保持台31も同様な静電チャック機構を有している。
【0033】
また、熱媒体による基板加熱部23は、下部基板保持台21を加熱したり冷却したりするために加熱または冷却された熱媒体が流れる熱交換ジャケット231と、熱交換ジャケット231の上方に配置され熱交換ジャケット231の平坦な熱交換面の温度分布の不均一を緩和する均熱プレート232と、熱交換ジャケット231に流す熱媒体をヒータなどによって加熱する媒体加熱部233と、熱媒体を媒体加熱部233と熱交換ジャケット231との間で循環させるポンプ234と、基板2の温度を調整するためにまたは基板2の温度を下げるために、熱交換ジャケット231に流す熱媒体を冷却水などに接触させることによって冷却する媒体冷却部235と、熱媒体の温度を検出する温度センサ236とを有する。ここで、熱媒体として、弗化炭素系の熱媒体などを用いることができる。この熱媒体による基板加熱部23によれば、ポンプ234によって送り出された熱媒体は、媒体加熱部233を通過するときに加熱される。加熱された熱媒体はポンプ234によってさらに下部基板保持台21内部の熱交換ジャケット231へと送出され、再びポンプ234へと戻る。この循環の過程で温度センサ236によって熱媒体の温度が検出され、この検出された温度を基に媒体加熱部233のヒータの温度の調整や媒体冷却部235の作動を行う。また、熱交換ジャケット231から放出される熱は、均熱プレート232によって下部基板保持台21の基板2を保持する面の全体に伝わり、基板2を加熱する。
【0034】
なお、上述した説明では、基板加熱部23が下部基板保持台21に設けられる場合について示したが、基板加熱部23を上部基板保持台31に設けてもよいし、下部基板保持台21と上部基板保持台31の両方に設けてもよい。
【0035】
つぎに、このような構成を有する電気光学パネルの製造装置を使用した電気光学パネルの製造方法について説明する。
【0036】
図3は、一対の基板から1枚の電気光学パネルを製造する工程を示すフローチャートである。まず、貼り合わされる2枚の基板2,3のうち、いずれか一方の基板2,3またはそれぞれの基板2,3の周縁部を囲むように熱硬化性のシール材51を形成し、同時に上下の基板に形成された電極を導通するための上下基板導通材52を形成する(ステップS1)。そして、シール材51が形成された一方の基板2のシール材51によって囲まれた内側に液晶53を滴下する(ステップS2)。このとき、必要に応じて、たとえば、作製する電気光学パネルの大きさに応じて、基板2,3の間隔を決めるギャップ材の散布を行ってもよい。図4は、ステップS1〜S2によって、一対の基板2,3のうち一方の基板2に熱硬化性のシール材51と上下基板導通材52が形成され、さらに液晶53が滴下された状態を示している。以下の説明では、液晶53が滴下された方の基板2を第1の基板といい、もう一方の基板3を第2の基板という。
【0037】
つぎに、シール材51や上下基板導通材52が形成され液晶53が滴下された準備の済んだ一対の基板2,3を下部および上部基板保持台21,31に載せ、しっかりと保持する(ステップS3)。この場合、液晶53が滴下された方の第1の基板2を下部基板保持台21に載せてチャック機構によって保持し、もう一方の第2の基板3を上部基板保持台31に載せてチャック機構によって保持する。たとえば、図2では、チャック機構として静電チャック機構を用いているが、上述したように、真空チャック機構や粘着力を用いたチャック機構、または機械的保持方法を用いて基板2,3を保持するようにしてもよい。ただし、真空チャック機構を用いる場合には、後の工程で真空チャンバ10内の圧力より小さい圧力で基板2,3を吸着する必要がある。
【0038】
つぎに、2枚の基板2,3を、これらの基板2,3の間隙を埋める部材51〜53が接触しない距離まで接近させ、2枚の基板2,3の粗位置合わせを行う(ステップS4)。ここで、2枚の基板2,3の間隙を埋める部材51〜53が接触しない距離とは、図5に示されるように、第1の基板2上に形成された液晶53やシール材51、ギャップ材などのうち、第1の基板2の表面から最も高い位置に頂点を有するものの高さをh1とし、2枚の基板2,3間の距離をdとしたときに、h1<dとなる条件を有する2枚の基板2,3間の距離dをいう。なお、上側の第2の基板3にもシール材51やギャップ材などを設けた場合には、上側の第2の基板3の表面から最も高い位置に頂点を有するものの高さをh2としたときに、h1+h2<dとなる条件を有する2枚の基板2,3間の距離dをいう。この2枚の基板2,3間の距離dは、基板2,3同士を貼り合わせる都度、真空チャンバ10の側面に設けられた図示しない覗き窓を確認しながら行ってもよいが、基板2,3上に所定量のシール材51、上下基板導通材52、液晶53およびギャップ材がどのように形成されたとしても、それらの部材が2枚の基板2,3間で接触しない安全な距離を予め所定値として設定し、毎回その所定値となるように2枚の基板2,3間の距離を設定するようにしてもよい。
【0039】
この粗位置合わせの後に、真空チャンバ10内を真空ポンプによって所定の圧力値となるまで排気する(ステップS5)。なお、下部および上部基板保持台21,31の位置合わせ精度などに問題があり、ステップS4での粗位置合わせのときやこのステップS5で真空チャンバ10内を真空に排気するときに、2枚の基板2,3の間隙を埋める部材51〜53が接触してしまう虞がある場合には、真空ポンプによって所定の圧力値となるように真空チャンバ10内のガスを排気した後に、粗位置合わせを行ってもよい。
【0040】
つぎに、2枚の基板2,3をさらに接近させ、要求される精度まで微位置合わせを行う(ステップS6)。微位置合わせは、真空チャンバ10の外部に設けられた顕微鏡35で、上下の基板2,3に付された位置合わせマークが所定の位置関係となるように、XYθテーブル24をXY面内で移動させたり、XY面内で回転させたりすることによって行う。このとき、2枚の基板2,3の間隙を埋める部材51〜54は接触してもしていなくてもどちらでもよい。
【0041】
つぎに、Z軸加圧部34によって、上部基板保持台31を下部基板保持台21に向けて移動させ、2枚の基板2,3を指定圧力となるまで加圧する(ステップS7)。このとき、基板2,3にギャップ材が散布されているときには、ギャップ材形状が所定の機能を果たす圧力となるまで加圧する。
【0042】
つぎに、真空チャンバ10内を大気圧に開放した後に、2枚の基板2,3を貼り付けるために形成された熱硬化性のシール材51を所定の条件で加熱して硬化させ、2枚の基板2,3を接着する(ステップS8)。このシール材51の加熱は、下部基板保持台21に設けられた図2に示されるような基板加熱部23によって行われる。すなわち、基板加熱部23によって、加熱された熱媒体が下部基板保持台21内部に配設された熱交換ジャケット231を流れ、均熱プレート232によって基板2が加熱される。なお、真空チャンバ10内を大気圧に開放する際に、下部または上部基板保持台21,31のうち少なくとも一方の基板保持部による基板保持力を開放してもよい。いずれか一方の基板保持力を開放した場合には、開放した側の基板保持台21,31と貼り合わされた基板2,3との間隔を確保する。これは、真空チャンバ10が大気圧に開放されるときに生じる振動などが、機械的に貼り合わされた基板2,3の形状を破壊することを防ぐためである。また、この場合には、基板2,3の保持力を開放したままの状態で加熱してもよい。
【0043】
そして、真空チャンバ10から貼り合わされた基板を取り出し、2枚の基板2,3の貼り合わせが完了する。なお、上述の加熱工程で、シール材51を完全に硬化させていない場合などには、さらに未硬化部分のシール材51を硬化させる。
【0044】
なお、ステップS6の上下2枚の基板2,3の微位置合わせとステップS7の上下2枚の基板2,3を加圧する工程を一つの工程として行ってもよい。たとえば、ステップS7での指定加圧力に至る途中の圧力または最終的な指定圧力をかけた状態で微位置合わせを行ってもよい。
【0045】
また、ステップS7での加圧による2枚の基板2,3の位置ずれやステップS8での加熱による2枚の基板2,3の位置ずれを、ステップS6であらかじめオフセットという形でずらしておき、加圧および加熱後の貼りあわされた2枚の基板間の位置合わせ精度を保証することも可能である。
【0046】
さらに、上述したステップS8では、真空チャンバ10内を大気圧に開放した後に、第1の基板2を加熱してシール材51を硬化するようにしているが、先に第1の基板2を加熱してシール材51を加熱した後に、真空チャンバ10を大気圧に開放するようにしてもよい。
【0047】
この第1の実施の形態によれば、貼り合わせのための精密な位置合わせを行った2枚の基板2,3を移動することなく、その場で加圧し、加熱して一対の基板2,3を接着するようにしたので、精密な位置合わせが行われた貼り合わせ基板を得ることが可能となる。また、加圧時や加熱時において、顕微鏡35によって上下の基板2,3に付された位置合わせマークを確認して、微調整することも可能となる。
【0048】
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、一対の基板2,3から1つの電気光学パネルを製造する場合の電気光学パネルの製造装置について説明したが、この第2の実施の形態では、貼り合わせた基板内に複数の電気光学パネルが含まれる場合の電気光学パネルの製造装置およびその製造方法について説明する。なお、以下では、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
【0049】
図6と図7は、この発明にかかる電気光学パネルの製造装置の第2の実施の形態の構成を示す概略図である。これらの図では、図1に示される電気光学パネルの製造装置において、覗き窓を介して真空チャンバ内の基板に紫外線を照射するための紫外線照射器36が設けられている。紫外線照射器36は、紫外線を発生する光源(ランプ)からの紫外光をファイバに導いて照射を行う構成を有する。この紫外線照射器36は、図6に示されるように、基板2,3の貼り合わせ面に対して垂直な方向から照射するように配置してもよいし、図7に示されるように、下部基板保持台21に保持される基板の上側の表面とほぼ平行な位置に覗き窓を設け、基板2,3の貼り合わせ面とほぼ平行に紫外線が照射されるように配置してもよい。また、図6のように基板2,3の貼り合わせ面に対して垂直な方向から照射する場合には、基板2,3全面に対して照射してもよいし、マスクなどを介することによって基板2,3上の任意の箇所に選択的に紫外線を照射してもよい。
【0050】
このような構成を有する電気光学パネルの製造装置を使用した製造方法について、図8のフローチャートを参照しながら説明する。まず、図9に示されるように、パネルとして後の工程で切り出される基板上の領域(図中の破線で区切られた領域)の周縁部に熱硬化性のシール材51、上下基板導通材52を形成し、さらに切り出される領域外の基板2の中心付近や周縁部に紫外線硬化性の接着剤54を形成する(ステップS11)。紫外線硬化性の接着剤54は、複数の電気光学パネルが作製される基板2,3を貼り合せる場合において、複数の電気光学パネルのそれぞれのシール材51を硬化する前に、2つの基板2,3の間を仮硬化させて、その形状を保持するために形成される。なお、この紫外線硬化性の接着剤54は、シール材51または上下基板導通材52と同一の成分材料であってもよいし、異なる成分材料であってもよい。
【0051】
つぎに、図9に示されるように、切り出される基板2上の領域の周縁部に形成された熱硬化性のシール材51の内側に液晶53を滴下する(ステップS12)。この際、貼り合わされる一対の基板2,3間隔を所定の値に保持するためのギャップ材を必要に応じて散布してもよい。
【0052】
その後、第1の実施の形態の図4のステップS3〜S7と同じように、一対の基板2,3を電気光学パネルの製造装置内に導入して、微位置合わせを行う(ステップS13〜S17)。すなわち、液晶53を滴下した側の第1の基板2を下部基板保持台21に載せ、もう一方の第2の基板3を上部基板保持台31に載せてそれぞれ基板保持部による保持機構で保持し、上下2枚の基板2,3の間隙を埋める部材51〜54が接触しない位置まで両基板2,3の間隔を接近させる。そして、真空チャンバ10内を真空に排気した後に、両基板2,3の間隔を狭めて微位置合わせを行い、指定圧力となるまで両基板2,3をZ軸加圧部34によって加圧する。
【0053】
その後、ファイバ照射などの紫外線照射器36を用いて紫外線硬化性の接着剤54に対して照射を行い、基板形状保持のための接着剤54を硬化させ、上下の基板2,3を接着させる(ステップS18)。なお、紫外線照射による接着剤54の硬化は、両基板2,3間にかかる圧力が指定圧力に到達した直後に行ってもよいし、両基板2,3にかかる圧力が指定圧力に到達後それぞれのシール材51の内側に滴下された液晶53がシール材51まで到達したときに行ってもよい。
【0054】
そして、第1の実施の形態のステップS8と同様に、紫外線硬化性の接着剤54によって貼り合わされた上下2枚の基板2,3を加熱して、シール材51を硬化させる。このとき、真空チャンバ10内を大気圧に開放してから基板2,3を加熱してもよいし、真空チャンバ10内を大気圧に開放する前に基板2,3を加熱してもよい。その後、真空チャンバ10から貼り合わされた基板を取り出し、基板の貼り合わせが完了する。なお、取り出された基板を電気光学パネルの切り出し装置に搬送し、この基板を所定の領域で切断することによって、複数の電気光学パネルが得られる。
【0055】
なお、上述したステップS18の紫外線照射による接着剤54の硬化において、図9の第1の基板2の中心付近に形成された接着剤54の硬化率を70〜80%とし、第1の基板2の周縁部に形成された接着剤54の硬化率を5〜10%とすることによって、ステップS19で基板2,3を加熱する際に生じる基板2,3の熱のひずみを抑えることが可能となる。すなわち、基板2,3の中心部を強固に接着し、基板2,3の周縁部を柔らかく接着する状態にしておくことによって、加熱工程での基板の熱膨張差を吸収することが可能となる。このような基板2,3の中心付近の接着剤54と周縁部の接着剤54のそれぞれの硬化率を変える方法として、照射光量または照射光成分を変化させることによって行うことができる。具体的には、照射光量を変える方法として、照射する紫外線の照射時間やファイバ径、光経路距離、フィルタの透過率を基板2,3の中心付近と周縁部とで変えたり、シャッタ開口率やランプ出力を変えたりする方法がある。また、照射光成分を変える方法として、基板2,3の中心付近と周縁部とで照射に用いる波長カットフィルタやランプの種類を変える方法がある。
【0056】
また、ステップS11で基板2,3上にギャップ材を散布しない場合や、ギャップ材の存在するエリアが限られている場合には、図10に示すように、圧力を必要とする場所、たとえば、シール材51が形成される位置にのみ接触し、それ以外の部分を切り抜いたシート状部材55を下部基板保持台21と第1の基板2との間に挿入してもよい。
【0057】
この第2の実施の形態によれば、一対の基板2,3から複数の電気光学パネルを切り出す場合に、精密な位置合わせをした後に、その場で加圧し、紫外線硬化性接着剤54を硬化して両基板2,3を仮固定させ、そして基板2,3を加熱して一対の基板2,3の中に形成される複数のシール材51を接着するようにしたので、微位置合わせを行った精度で上下の基板2,3を貼り合わせることが可能となる。また、微位置合わせ、加圧、仮固定、加熱の各手段を同じ位置で実現することができるので、従来の各手段の間で基板2,3を搬送する必要がないので、基板2,3間の位置合わせ精度を保つことができる。さらに、加圧時や加熱時において、顕微鏡35によって上下の基板2,3に付された位置合わせマークを確認して、微調整することも可能となる。
【0058】
(第3の実施の形態)
図11は、別の基板加熱機構を備える下部基板保持台の平面図である。この第3の実施の形態では、基板2,3のシール材形成位置に対応して、下部基板保持台21に熱線パターンを埋め込むものである。たとえば、図11に示される下部基板保持台21に埋め込まれた熱線パターン241は、図4の基板2の周縁部に形成されたシール材51に対応するように形成される。この熱線パターン241を加熱させることによって、微位置合わせが行われた2枚の基板2,3の間に存在するシール材51を硬化して、2枚の基板2,3が貼り合わされる。
【0059】
なお、このような熱線パターン241を下部基板保持台21でなく上部基板保持台31に設けてもよいし、下部基板保持台21と上部基板保持台31の両方に設けてもよい。
【0060】
この第3の実施の形態によると、熱硬化性のシール材51が形成される部分に対応する基板上の位置のみを加熱するようにしたので、液晶53に対して不要な熱を与えることがなく、液晶53の熱による性質の劣化を防止することが可能となる。また、所定のシール材形状を有する基板2,3を多数貼り合せる場合に有効である。
【0061】
(第4の実施の形態)
図12は、この発明にかかる電気光学パネルの製造装置の第4の実施の形態の構成を示す模式図である。この図12は、図1に示される電気光学パネルの製造装置において、下部基板保持台21の基板加熱部23が取り除かれ、真空チャンバ10に設けられたフランジ16を介して熱流体導入部40が設けられている。以下では、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【0062】
熱流体導入部40は、真空チャンバ10に熱流体を送風するためのブロア41、ブロア41から送りこまれる熱流体を加熱するためのヒータユニット42、およびヒータユニット42と真空チャンバ10を繋ぐ熱流体導入路43とを有する。なお、熱流体導入路43には、図示を省略しているが、真空チャンバ10内を真空に排気する際に必要なバルブなどが配置されている。ここで、熱流体として、空気や窒素ガスなどを用いることができる。また、ヒータユニット42は、たとえば、抵抗加熱によって加熱されたヒータ上を通過する熱流体を温めるようにしている。
【0063】
このような構成の電気光学パネルの製造装置でシール材51を加熱する際は、第1の実施の形態の図4のステップS8において、真空チャンバ10が真空の状態で、熱流体導入路43のバルブを開き、ブロア41から吹き出され、ヒータユニット42を通過した熱流体が真空チャンバ10内に流れ込むことになる。これにより、真空チャンバ10内は加熱された雰囲気ガスで満たされることになり、シール材51が温められて硬化して上下の基板2,3を接着することになる。そして、シール材51が硬化された後、真空チャンバ10内の圧力と大気圧とを等しい状態にしてから、貼り合わされた基板が取り出される。
【0064】
なお、このような熱流体導入部43を第2の実施の形態の下部基板保持台21に設けられた基板加熱部23に代えて用いてもよい。
【0065】
この第4の実施の形態によれば、貼り合わせるために精密な位置合わせを行った2枚の基板2,3を移動することなく、その場で加圧し、加熱して一対の基板2,3を接着するようにしたので、精密な位置合わせを行った貼り合わせ基板を得ることが可能となる。また、加圧時や加熱時において、顕微鏡35によって上下の基板2,3に付された位置合わせマークを確認して、微調整することも可能となる。
【0066】
なお、上述した実施の形態では例えば図9に示されているように、高温ポリシリコンTFTが形成された基板と対向基板の貼り合わせを例にし説明した。この形態以外にも、低温ポリシリコンTFTが形成された基板と対向基板との貼り合わせ、またパッシブ型液晶装置に関する工程についても、本発明を適用することができる。
【0067】
また、このように形成した液晶表示装置としての電気光学パネルは、携帯電話の表示機器、さらにカーナビゲーション装置等のモニターに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の電気光学パネルの製造装置の第1の実施の形態の構成を示す概略図である。
【図2】下部基板保持台の構成の一例を示す概略図である。
【図3】電気光学パネルの製造工程を示すフローチャートである。
【図4】電気光学パネルの製造装置に搬入される一対の基板の状態を示す図である。
【図5】上下の基板の粗位置合わせの状態を説明するための図である。
【図6】この発明の電気光学パネルの製造装置の第2の実施の形態の構成を示す概略図である。
【図7】この発明の電気光学パネルの製造装置の第2の実施の形態の構成を示す概略図である。
【図8】電気光学パネルの製造工程を示すフローチャートである。
【図9】電気光学パネルの製造装置に搬入される一対の基板の状態を示す図である。
【図10】抜き間紙を下部基板保持台と下部基板との間に挿入した状態を示す図である。
【図11】熱線パターンが埋め込まれた下部基板保持台の平面図である。
【図12】この発明の電気光学パネルの製造装置の第4の実施の形態の構成を示す模式図である。
【図13】従来の液晶封入組立装置の概略全体断面図である。
【符号の説明】
2,3 基板
10 真空チャンバ
11,16 フランジ
12,13,15 覗き窓
21 下部基板保持台
22 基板保持部
23 基板加熱部
24 XYθテーブル
31 上部基板保持台
32 貫通孔
33 支持棒
34 Z軸加圧部
35 顕微鏡
36 紫外線照射器
40 熱流体導入部
41 ブロア
42 ヒータユニット
43 熱流体導入路
51 熱硬化性のシール材
52 上下基板導通材
53 液晶
54 紫外線硬化性の接着剤
55 シート状部材
221 吸着電極
222 絶縁体
223 高周波電源
231 熱交換ジャケット
232 均熱プレート
233 媒体加熱部
234 ポンプ
235 媒体冷却部
236 温度センサ
241 熱線パターン

Claims (8)

  1. 第1の基板を保持する第1の基板保持手段と、
    第2の基板を保持する第2の基板保持手段と、
    前記第1および前記第2の基板の間の位置合わせを行い、前記第1および前記第2の基板を重ね合わせて加圧するために前記第1および/または前記第2の基板保持手段を駆動する駆動手段と、
    加圧された位置で前記重ね合わされた第1および第2の基板を加熱する加熱手段と、
    を備えることを特徴とする電気光学パネルの製造装置。
  2. 前記加熱手段は、前記第1および/または前記第2の基板保持手段に備えられることを特徴とする請求項1に記載の電気光学パネルの製造装置。
  3. 前記加熱手段は、温度を調整された熱媒体を前記第1および/または前記第2の基板保持手段内部に流すことを特徴とする請求項2に記載の電気光学パネルの製造装置。
  4. 前記加熱手段は、前記第1または前記第2の基板に形成される熱硬化性のシール材に対応する位置に熱線パターンを設けることを特徴とする請求項2に記載の電気光学パネルの製造装置。
  5. 前記加熱手段は、前記第1および前記第2の基板を環境加熱によって加熱することを特徴とする請求項1に記載の電気光学パネルの製造装置。
  6. 加圧された前記第1および前記第2の基板に紫外線を照射する紫外線照射手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の電気光学パネルの製造装置。
  7. 前記紫外線照射手段は、前記第1および前記第2の基板面内の位置によって照射光量または照射光成分を変化させることができることを特徴とする請求項6に記載の電気光学パネルの製造装置。
  8. 一対の貼り合わせた基板から複数の電気光学パネルを製造する電気光学パネルの製造方法であって、
    離間して対向配置された一対の基板のうちいずれか一方の基板に、熱硬化性のシール材を枠状に形成する工程と、
    前記枠状に形成されたシール材の内側領域に液晶を滴下する工程と、
    前記一対の基板が対向する面であって、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に紫外線硬化性の接着剤を形成する工程と、
    前記対向配置された一対の基板の位置合わせを行い、前記第1および前記第2の基板を所定の圧力で加圧する工程と、
    前記基板の重ね合わされた面内の中心付近と周縁部とで照射光量または照射光成分を変化させた紫外線を照射して前記接着剤を硬化させる工程と、
    前記第1および前記第2の基板を加熱して前記シール材を硬化させる工程と、
    を含むことを特徴とする電気光学パネルの製造方法。
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