JP2005106980A - 電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板上に塗布されたシール材の形状変化を効果的に防止し、もって高歩留まりにて電気光学装置を製造することができ、好ましくは電気光学材料とシール材との接触をも効果的に防止できる製造方法を提供する。
【解決手段】 上基板（第１の基板）２０の封止面２０ａにシール材５２を設ける工程（ａ）と、下基板（第２の基板）１０上に液晶材料５０を配置する工程（ｂ）と、前記シール材５２が設けられた封止面２０ａを下側に向けて前記上基板２０を支持し、前記上基板２０と、その下方に配置された前記下基板１０とを貼り合わせる工程（ｃ）とを含む製造方法とした。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置の製造装置に関するものである。

携帯電話等の電子機器におけるカラー画像表示部には、液晶装置等の電気光学装置が使用されている。液晶装置は、一対の透明基板の間に液晶層が挟持されて構成されている。この液晶装置を形成するには、まず一方の基板の表面周縁部にシール材（封止材）を塗布する。その際、シール材の一部に液晶の注入口を形成しておく。次に、シール材の内側にスペーサを散布し、シール材を介して他方の基板を貼り合わせる。これにより、一対の基板とシール材とによって囲まれた領域に液晶セルが形成される。次に、真空中で液晶セル内を脱気し、液晶注入口を液晶槽内に浸漬した状態で、全体を大気圧下に戻す。すると、液晶セルと外部との圧力差および表面張力によって、液晶セル内に液晶が充填される。しかしながら、上述した方法で液晶を充填した場合には、充填時間が非常に長くなる。特に、対角１ｍ以上の大型の基板を使用する場合には、液晶の充填に１日以上を要することになる。

そこで、上記液晶注入口を有しない枠状のシール材を設けた基板上に液晶を滴下し、基板の貼り合わせを行う滴下組立法が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。この方法は、まず一方の基板の表面周縁部に、熱硬化性樹脂等からなるシール材を塗布する。次に、そのシール材の内側に、液滴吐出装置により所定量の液晶を滴下する。最後に、シール材を介して他方の基板を貼り合わせ、液晶装置を形成するというものである。
特開昭６３−１７９３２３号公報

上述した滴下組立法では、基板上にシール材を塗布した後、液晶の滴下工程を経て、真空中で基板の貼り合わせが行われる。そのため、シール材の塗布後から基板が貼り合わされるまでに比較的長い時間が経過することになり、基板上に塗布したシール材が基板表面で広がり、その塗布高さが低くなるおそれがある。塗布したシール材の高さが変化し、特に基板面内でその高さに不均一が生じていると、基板を貼り合わせた際にシール材と基板との間に液晶が浸入し、基板の接着強度を著しく損なうことになる。また、特許文献１に記載の方法では、基板上に塗布された液晶が濡れ広がってシール材に到達する以前に基板を貼り合わせることとしているが、この液晶の拡散制御は困難性が高く、塗布された液晶の粘度が低く濡れ広がり速度が速い場合には、濡れ広がった液晶が硬化前のシール材と接触して液晶への異物混入が生じ、この異物の混入により、液晶の配向性が低下して表示ムラが発生する可能性が高くなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、基板上に塗布されたシール材の形状変化を効果的に防止し、もって高歩留まりにて電気光学装置を製造することができ、好ましくは電気光学材料とシール材との接触をも効果的に防止できる製造方法、並びに製造装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するために、電気光学材料を挟持して対向配置された第１の基板及び第２の基板を備え、前記電気光学材料が前記両基板の周縁部に設けられたシール材により前記両基板間に封入されてなる電気光学装置の製造方法であって、前記第１の基板に前記シール材を設ける工程と、前記シール材が設けられた面を下側に向けて前記第１の基板を支持し、前記第１の基板と、前記シール材が設けられた面と対向配置された前記第２の基板との間に前記電気光学材料を配置して前記両基板を貼り合わせる工程とを含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法を提供する。
この製造方法によれば、シール材を第１の基板の面上に配置した後、その第１の基板のシール材配置面を下側に向けて保持するので、第１の基板上に配置されたシール材の高さが経時的に変化するのを防止でき、もって基板貼り合わせ時にシール材と第２の基板との間に電気光学材料が浸入して基板同士の接着力が低下するのを防止することができる。このように本方法によれば、電気光学装置を高歩留まりにて製造することができる。

本発明の電気光学装置の製造方法では、前記電気光学材料を前記第２の基板に配置する工程を含むこともできる。この製造方法によれば、シール材は第１の基板に配置され、電気光学材料は第２の基板に配置されて基板の貼り合わせ工程に供されるので、シール材と電気光学材料とが基板貼り合わせ時まで接触せず、従ってシール材成分の電気光学材料への溶出を防止することができる。これにより、前記成分の溶出による電気光学材料の変質を防止でき、高画質の表示が得られる電気光学装置を製造することができる。

本発明の電気光学装置の製造方法では、前記第１の基板にシール材を配置した後、前記シール材が設けられた面に前記電気光学材料を配置する工程を含むこともできる。この製造方法では、前記第１の基板上にシール材と電気光学材料とを配置するが、本発明の製造方法において前記第１の基板は、シール材と電気光学材料とを配置する工程の後、前記シール材配置面を下側に向けて保持されるため、前記電気光学材料が第１の基板上で濡れ広がるのを防止でき、シール材との接触も防止できる。従って本製造方法によれば、高画質の表示が得られる電気光学装置を製造することができる。

本発明の電気光学装置の製造方法では、前記電気光学材料の粘度が、１３０Ｐａ・ｓ〜２５０Ｐａ・ｓの範囲であることが好ましい。

本発明の電気光学装置の製造方法では、前記電気光学材料を配置する基板上に、基板間隔を保持するためのスペーサを設ける工程を含むことができる。この製造方法によれば、電気光学材料が配置される基板上にスペーサが配置されているので、電気光学材料の分散が前記スペーサにより阻害され、電気光学材料が基板上で濡れ広がるのを効果的に防止することができる。

本発明の電気光学装置の製造方法では、前記電気光学材料を配置される基板は、画素に対応して設けられたスイッチング素子が形成された基板であることが好ましい。この製造方法によれば、電気光学材料の配置に先だってのスペーサの分散／形成工程を良好に行うことができる。すなわち、スイッチング素子が形成されている基板では、基板の内面（電気光学材料を挟持する面）側に絶縁膜が形成されているため、表面が均一に帯電し易く、スペーサの自然帯電を利用してスペーサを分散させる場合に、基板上でスペーサの分布が均一化されやすくなる。また、前記スペーサとして、フォトリソグラフィ技術を用いて柱状に立設されたフォトスペーサを用いる場合、前記スイッチング素子の形成と連続的にフォトスペーサの形成が行えるため、効率的な製造が可能になる。

本発明の電気光学装置の製造方法では、液滴吐出法を用いて前記電気光学材料を前記基板上に配置することが好ましい。
この製造方法によれば、電気光学材料の滴下に液滴吐出法を用いるので、滴下する電気光学材料の量を正確に調節することができる。そのため、第１の基板、第２の基板、及びシール材により封入される電気光学材料の量を正確に調節することができ、ひいてはセルギャップを正確に制御することができる。特に、基板上に配置した電気光学材料量が多すぎる場合には、シール材と基板との間に電気光学材料が浸入し、シール材の接着力が低下するおそれがあるが、本製造方法では電気光学材料量を適切に制御できるため、この不具合が生じるのを効果的に防止でき、高歩留まりにて電気光学装置を製造することができる。

本発明の電気光学装置の製造方法では、前記シール材の粘度は、２０万ｃｐｓ以下であってもよい。シール材の粘度が２０万ｃｐｓより低い場合には、経時的なシール材の高さ変化が顕著であり、従来の製造方法では、基板貼り合わせを正確に行うことが困難になるが、本製造方法では、シール材の経時的な高さ変化を効果的に抑制できるため、低粘度のシール材を用いた場合にも、良好な基板貼り合わせが可能である。

本発明の電気光学装置の製造方法では、前記電気光学材料が液晶であって、前記第１の基板上に、当該液晶装置のドット領域内で液晶層厚を異ならせるための液晶層厚調整層を形成する工程を含むこともできる。すなわち本発明は、マルチギャップ構造を備えた半透過反射型の液晶装置の製造にも好適に用いることができる。

次に、本発明は、電気光学材料を挟持して対向配置された第１の基板及び第２の基板を備え、前記電気光学材料が前記両基板の周縁部に設けられたシール材により前記両基板間に封入されてなる電気光学装置の製造装置であって、前記第１の基板にシール材を描画するシール材描画装置と、前記第１の基板及び前記第２の基板のそれぞれを保持面にて保持可能とされ、前記保持面を対向させて上下に配置された上チャック部と下チャック部とを備え、前記基板貼り合わせ装置への前記第１の基板及び前記第２の基板の給材に際して、前記第１の基板の前記上チャック部への給材を、前記第２の基板の給材に先立って行い、互いの前記保持面を接近させることで前記第１の基板と前記第２の基板との貼り合わせを行う基板貼り合わせ装置と、を備えることを特徴とする電気光学装置の製造装置を提供する。
この製造装置によれば、高画質の電気光学装置を高歩留まりにて製造することができる。

本発明の電気光学装置の製造方法では、上記の電気光学装置の製造装置を用い、前記基板貼り合わせ装置への第１の基板及び第２の基板の給材に際して、前記第２の基板の前記上チャック部への給材を、前記第２の基板の給材に先立って行うことが好ましい。
この製造方法によれば、前記シール材が設けられた第１の基板を、基板貼り合わせ装置に先に給材するので、第１の基板及び第２の基板の対向面の清浄性を保持しつつ貼り合わせを行うことができ、信頼性に優れた電気光学装置を高歩留まりにて製造することができる。前記第２の基板を先に基板貼り合わせ装置に給材すると、第１の基板の給材時に第２の基板上に異物が堆積するおそれがある。

次に、本発明の電気光学装置は、先に記載の本発明の製造方法により得られたことを特徴とする。この構成によれば、第１の基板と第２の基板とが高い接着力をもってシール材により貼り合わされ、高い信頼性を有する電気光学装置を安価に提供することができる。

次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、信頼性に優れ、高品質の表示が得られる表示部を備えた電子機器が提供される。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（液晶装置）
まず、本発明に係る製造方法により得られる電気光学装置の一形態である液晶装置について説明する。
図１は、本発明に係る液晶装置について、各構成要素とともに示す対向基板（上基板）側から見た平面図であり、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３は、液晶装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図で、図４は、液晶装置の部分拡大断面図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

図１及び図２において、本実施の形態の液晶装置（電気光学装置）１００は、対をなすＴＦＴアレイ基板（下基板）１０と対向基板（上基板）２０とが光硬化性の封止材であるシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に封入材としての液晶（電気光学材料）５０が封入、保持されている。シール材５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されてなり、液晶注入口を備えないものとなっている。

シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。

なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶装置１００においては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
また、液晶装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板２０において、ＴＦＴアレイ基板１０の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。

このような構造を有する液晶装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。

画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極９と対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、画素電極９の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶装置１００を実現することができる。

図４は液晶装置１００の部分拡大断面図であって、ガラス基板１０’を主体として構成されるＴＦＴアレイ基板１０上には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を主体とする透明電極にて構成された画素電極９がマトリクス状に形成されており（図３参照）、これら各画素電極９に対して画素スイッチング用のＴＦＴ３０（図３参照）がそれぞれ電気的に接続されている。また、画素電極９が形成された領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０がデータ線６ａおよび走査線３ａに対して接続されている。すなわち、データ線６ａは、コンタクトホール８を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続され、画素電極９は、コンタクトホール１５及びドレイン電極６ｂを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域に電気的に接続されている。なお、画素電極９の表層にはポリイミド主体として構成される膜に対してラビング処理を行った配向膜１２が形成されている。

一方、対向基板２０においては、上基板側のガラス基板２０’上であって、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極９の縦横の境界領域と対向する領域に、ブラックマトリクスまたはブラックストライプと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側にはＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成されている。また、対向電極２１の上層側には、ポリイミド膜からなる配向膜２２が形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５０がシール材５２（図１参照）により基板内に封入されている。

（液晶装置の製造方法）
＜デバイス製造装置＞
次に、液晶装置１００の製造のうち、シール材の形成から、液晶滴下、基板貼合わせ、シール材硬化に至る工程を行うデバイス製造装置（電気光学装置製造装置）について説明する。
図５は、デバイス製造装置６１の概略構成図である。
デバイス製造装置６１は、図５に示すように、基板の給材及び除材を行う基板給除部６２と材料供給部６３と基板貼り合わせ部６４と精密アライメント部１６４とを主体に構成されている。

図６は、基板給除部６２および材料供給部６３の概略構成図である。なお、以下の説明では、基板の表面に沿う方向をＸ方向（例えば図６中、左右方向）及びＹ方向（例えば図６中、紙面と垂直な方向）とし、ＸＹ平面と直交する方向をＺ方向として説明する。
材料供給部６３は、図６に示すように、基板を保持してＸ方向、Ｙ方向及びθ方向（Ｚ軸と平行な軸周りの回転方向）に移動自在なテーブル６５と、テーブル６５の上方に配設され液晶材料（電気光学材料）を吐出、滴下する液滴吐出ヘッド６６と、液滴吐出ヘッド６６の近傍に配設されシール材を塗布するシール材塗布部６７とを主体に構成されている。

シール材塗布部６７から塗布されるシール材には、略球形状のギャップ制御材が含まれており、ギャップ制御材の直径は、基板のセルギャップを所定厚さ（例えば３μｍ）に保持できる寸法（例えば直径８μｍ）に形成されている。
なお、液晶材料を滴下させるのに液滴吐出ヘッド６６の他に、精密薬液吐出機（計量型ディスペンサ）など、滴下する液晶材料量を制御できるものであればどのような装置を用いてもよい。また、ギャップ制御材は略球形状に形成され、シール材に含まれるものに限られることなく、繊維形状に形成されシール材に含まれるものや、シール材に含まれず基板から柱状に突出して形成されたもの等さまざまなものを使用することができるが、基板の所定位置に固定され、基板の貼り合わせ時等において基板上を移動しないものを用いることが好ましい。

また、基板給除部６２は、材料供給部６３と基板貼り合わせ部６４との間、および基板貼り合わせ部６４と精密アライメント部１６４との間で基板を搬送するキャリアを主な構成要素としている。
なお、また基板給除部６２は、図６に示した構成の他に、搬送ロボットを用いたり、材料供給部６３と基板貼り合わせ部６４と精密アライメント部１６４とを接続する搬送機能を有したユニットを含んで構成されていてもよい。

図７は、基板貼り合わせ部６４の概略構成図である。
基板貼り合わせ部６４は、図７に示すように、基板を保持してＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に移動自在なテーブル６８と、テーブル６８上に設置された下チャック部６９と、下チャック部６９の上方に配置された真空チャンバ７０と、真空チャンバ７０内に下チャック部６９と対向配置された上チャック部７１と、上チャック部７１をＺ方向に移動自在に支持し、且つ下チャック部６９に向けて加圧する下降機構７２とを備えて構成されている。
真空チャンバ７０の壁面には、覗き窓７０ａと排気部７６とが配設されている。覗き窓７０ａの上方には、覗き窓７０ａを介して基板上のアライメントマークを拡大、観測する貼り合わせ用顕微鏡７４と、拡大観測されたアライメントマークの画像を取り込むＣＣＤカメラ８１とを備えた光学測定手段が設けられている。排気部７６には、収容空間７０ｂ内の気体を排気（真空引き）するための真空ポンプ等を備えた吸引装置（排気手段）７８が接続されている。

また、真空チャンバ７０には、ＵＶ照射ユニット８２が備えられている。ＵＶ照射ユニット８２には、シール材５２を仮硬化させるための紫外線を放射する水銀ランプ等のＵＶランプが備えられ、必要に応じて、ファイバなどの導光手段が備えられる。
なお、ＵＶ照射ユニット８２は、シール材５２の粘度を高める程度のエネルギーを供給できればよい。また、シール材５２にエネルギーを与える手段は、ＵＶランプに限られることなく、加熱・冷却装置や、可視光照射装置など、シール材５２の性質によりさまざまな装置を用いることができる。

さらに、基板貼り合わせ部６４には、ＣＣＤカメラ８１により取り込まれた画像を処理する画像処理部８３と、画像処理部８３により処理された画像情報に基づいてテーブル６８と下降機構７２とを制御する制御部８４が設けられている。

また、下チャック部６９及び上チャック部７１には、互いに対向する保持面６９ａ、７１ａでそれぞれ基板を保持するための保持機構（図示せず）が備えられている。
なお下チャック部６９及び上チャック部７１には、静電気力や粘着力を用いたチャック機構、または機械的に基板を保持する機械的保持機構など、略真空雰囲気においても基板を保持できる機構であればどのような機構が備えられていてもよい。例えば、基板に石英ガラスを用いた場合、静電気力による保持方法を用いると保持力が弱く、基板の相対位置を十分な精度で調整することができない。その一方、接着力、分子間力、真空力、機械式保持等の保持方法であれば、石英ガラスでも十分な保持力を発揮することができるため、下チャック部６９及び上チャック部７１の保持機構に用いて好適である。

図８は、精密アライメント部１６４の概略構成図である。
精密アライメント部１６４は、基板を保持してＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に移動自在なテーブル１６８と、テーブル１６８上に設置された下チャック部１６９と、下チャック部１６９と対向配置された上チャック部１７１と、上チャック部１７１をＺ方向に移動自在に支持し、且つ下チャック部１６９に向けて加圧する加圧機構１７２と、基板上のアライメントマークを拡大、観測するアライメント用顕微鏡１７４と、シール材５２を硬化させる紫外線を照射する水銀ランプ等のＵＶランプ１８２とから概略構成されている。アライメント用顕微鏡１７４は、拡大観測されたアライメントマークの画像を取り込むＣＣＤカメラ１８１とともに本装置の光学測定手段を構成している。
さらに、精密アライメント部１６４には、ＣＣＤカメラ１８１により取り込まれた画像を処理する画像処理部１８３と、画像処理部１８３により処理された画像情報に基づいてテーブル１６８を制御する制御部１８４が設けられている。

下チャック部１６９及び上チャック部１７１には、互いに対向する保持面１６９ａ、１７１ａでそれぞれ基板を真空吸着するための吸着機構（図示せず）が備えられている。
なお下チャック部１６９及び上チャック部１７１には、静電気力や粘着力を用いたチャック機構、または機械的に基板を保持する機械的保持機構など、貼り合わされた基板をＸ軸、Ｙ軸方向に動かすのに十分な保持力を発揮できる機構であれば、どのような機構が備えられていてもよい。
また、精密アライメント部１６４には、上チャック部１７１を下チャック部１６９に向けて加圧する加圧機構１７２が設けられていなくてもよい。
また、ＵＶランプ１８２は、シール材５２を硬化させることができればよく、ＵＶランプ１８２の他に、例えば加熱・冷却装置や、可視光照射装置など、シール材５２の性質によりさまざまな装置を用いることができる。

図６に示した液滴吐出ヘッド６６としては、例えば図９に示す構成の液滴吐出ヘッドを用いることができる。液滴吐出ヘッド６６のヘッド本体９０には、リザーバ９５および複数のインク室（圧力発生室）９３が形成されている。リザーバ９５は、各インク室９３に液晶等の電気光学材料を含むインクを供給するための流路になっている。また、ヘッド本体９０の一方端面には、インク吐出面６６Ｐを構成するノズルプレートが装着されている。そのノズルプレートには、各インク室９３に対応して、インクを吐出する複数のノズル９１が開口されている。そして、各インク室９３から対応するノズル９１に向かって流路が形成されている。一方、ヘッド本体９０の他方端面には振動板９４が装着されている。
この振動板９４はインク室９３の壁面を構成している。その振動板９４の外側には、各インク室９３に対応して、ピエゾ素子（圧力発生手段）９２が設けられている。ピエゾ素子９２は、水晶等の圧電材料を一対の電極（図示せず）で挟持したものである。

図１０は、ピエゾ素子の駆動電圧波形Ｗ１と、その駆動電圧に対応した液滴吐出ヘッド６６の動作を示す概略図である。以下には、ピエゾ素子９２を構成する一対の電極に対して、波形Ｗ１の駆動電圧が印加された場合について説明する。まず正勾配部ａ１，ａ３では、ピエゾ素子９２が収縮してインク室９３の容積が増加し、リザーバ９５からインク室９３内にインクが流入する。また負勾配部ａ２では、ピエゾ素子９２が膨張してインク室９３の容積が減少し、加圧されたインク９９がノズル９１から吐出される。そして、この駆動電圧波形Ｗ１の振幅および印加回数等により、インクの塗布量が決定される。

なお液滴吐出ヘッド６６の駆動方式として、ピエゾ素子９２を用いたピエゾジェットタイプに限られず、例えば熱膨張を利用したサーマルインクジェットタイプなどを採用してもよい。また液晶の塗布手段として、インクジェットヘッド以外の塗布手段を採用することも可能である。インクジェットヘッド以外の液晶塗布手段として、たとえばディスペンサを採用することができる。ディスペンサは、インクジェットヘッドに比べて大口径のノズルを有しているので、粘度が高い状態の液晶を吐出することも可能である。

＜液晶装置の製造手順＞
次に、上記のデバイス製造装置６１により液晶装置１００を製造する手順について図１１ないし図１４を参照して説明する。
まず、図４に示すように、ガラス基板１０’上にＴＦＴ３０を形成し、さらに画素電極９及び配向膜１２等を形成してＴＦＴアレイ基板１０を得る一方、ガラス基板２０’上に遮光膜２３、対向電極２１、配向膜２２等を形成して対向基板２０を得る。
なお、以下の説明においては、ＴＦＴアレイ基板１０を下基板１０と称し、対向基板２０を上基板２０と称して説明する。下基板１０は、本発明における第２の基板に対応し、上基板２０は本発明における第１の基板に対応している。

対向電極等が形成された上基板２０は、図１１（ａ）に示すように、基板給除部６２により運搬され、封止面２０ａを上側に向けて材料供給部６３のテーブル６５上に給材される。その後、テーブル６５を移動させつつ、上基板２０上にシール材塗布部６７からシール材が閉ざされた枠状（図１参照、符号５２）に塗布される。上記シール材５２の塗布後、上基板２０は基板給除部６２により運搬されるとともに上下面を反転され、図１１（ｃ）に示すように、基板貼り合わせ部６４の上チャック部７１に給材される。そして、保持機構により保持面７１ａに保持される。

上記基板給除部６２による上基板２０の反転動作は、材料供給部６３からの基板排出後、直ちに行うことが好ましい。シール材５２は、塗布後の時間経過とともに上基板２０上で広がり、塗布高さが低くなる。特に、シール材５２の粘度が２０万ｃｐｓ以下である場合、上記塗布高さの変化が顕著になる。そこで、シール材５２塗布後に直ちに上基板２０を反転させて保持しておくことで、シール材５２の広がりを抑え、シール材の「だれ」を低減することができる。その結果、上基板２０と下基板１０との貼り合わせ強度を保持することができ、信頼性に優れた液晶装置を製造することが可能になる。

一方、ＴＦＴ等が形成された下基板１０は基板給除部６２により運搬され、図１１（ｂ）に示すように、封止面１０ａを上側に向けて材料供給部６３のテーブル６５上に給材される。その後、テーブル６５を移動させつつ、液滴吐出ヘッド６６から液晶を吐出、滴下して、封止面１０ａ上の所定位置に液晶５０を配置する。上記液晶の配置後、下基板１０は基板給除部６２により運搬され、図１１（ｃ）に示すように、基板貼り合わせ部６４のチャック部６９に給材され、保持機構により保持面６９ａに保持される。
なお、図１１（ｂ）では、液晶５０は封止面１０ａ上の１ヶ所に滴下するように図示しているが、１ヶ所に滴下するものに限られることなく、複数ヶ所に滴下してもよい。また、本実施形態において、下基板１０の封止面１０ａに滴下する液晶５０の粘度は、１３０Ｐａ・ｓ〜２５０Ｐａ・ｓとすることが好ましい。液晶５０の粘度を上記範囲とすることで、液晶５０がシール材５２と下基板１０との接着領域にまで濡れ広がるのを効果的に防止することができ、基板１０，２０の貼り合わせを確実に行えるようになる。

本実施形態の場合、上記上基板２０の基板貼り合わせ部６４への給材を、下基板１０の給材に先立って行うようになっており、下基板１０及び上基板２０の封止面１０ａ、２０ａにおける清浄性を保持しつつ両基板１０，２０の貼り合わせを行えるようになっている。下チャック部６９に保持される下基板１０の基板貼り合わせ部６４への給材を先に行うと、上チャック部７１への上基板２０の給材時に、既に配置されている下基板１０上、及びその封止面１０ａに配置された液晶５０に対し異物が堆積するおそれがあり好ましくない。
また、本実施形態では、単一の材料供給部６３により上基板２０上へのシール材５２の配置工程、及び下基板１０上への液晶５０の配置工程を行うこととしているが、２台の材料供給部６３を用いて上記シール材５２及び液晶５０の配置工程を行うこともできる。この場合、上記２工程を並行して行うことができるため、スループットを向上させることができる。

その後、図１２（ｄ）に示すように、真空チャンバ７０を下降させて下チャック部６９に当接させ、収容空間７０ｂを密封状態に閉塞する。収容空間７０ｂが密封状態となったら、排気部７６から負圧吸引して収容空間７０ｂ内を略真空状態（１．３３Ｐａ〜１．３３×１０^−２Ｐａ）とする。

収容空間７０ｂ内が略真空状態となったら、図１２（ｅ）に示すように、上基板２０と下基板１０とに形成されたアライメントマーク（図示せず）を貼り合わせ用顕微鏡７４、７４を用いて拡大してＣＣＤカメラ８１に取り込む。ＣＣＤカメラ８１に取り込まれたアライメントマークの画像データは、画像処理部８３に入力され、画像処理部８３にて上基板２０と下基板１０との相対位置が検出される。制御部８４は、画像処理部８３により検出された相対位置に基づきテーブル６８を駆動して上基板２０を水平移動させ、下基板１０との相対位置のズレが±１０μｍ以内になるように粗位置決めする。

なお、上記収容空間７０ｂ内の真空引きと、基板１０、２０の粗位置決めとは、同時に併行して実施してもよいし、粗位置決めを先に実施して真空引きを後から実施してもよい。真空引きと粗位置決めとを同時に実施した場合は、製造時間を短縮することができる。
また、上チャック部７１には、貼り合わせ用顕微鏡７４及び覗き窓７０ａの直下の位置に貫通孔７１ｂが形成されており、この貫通孔７１ｂを介して各基板１０、２０のアライメントマークを検出するようになっている。

基板１０、２０が粗位置決めされたら、図１２（ｆ）に示すように、下降機構７２により上チャック部７１を下降（相対移動）させて対向する基板１０、２０を貼り合わせる。さらに上チャック部７１を下チャック部６９に向けて下降させ、基板１０、２０に加圧してシール材５２を所定厚さまで圧縮する。
基板１０、２０の貼り合わせが完了すると、ＵＶ照射ユニット８２により紫外線を照射してシール材５２を仮硬化させ、シール材の粘度を高める。

なお、基板１０、２０を貼り合わせた後の加圧は、製造のプロセスおよびシール材５２などの選択によっては実施しなくてもよい。また、ＵＶ照射ユニット８２によるシール材５２の仮硬化も同様にシール材５２によっては実施しなくてもよい。
また、貼り合わせ後から後述する精密位置合わせまでの間に、両基板の位置ズレの発生が予想され、そのズレ幅、方向が統計的に予想される場合には、位置ズレ発生後の基板１０、２０の位置関係が上述した範囲内に収まるように、あらかじめオフセットさせて粗位置決めしてもよい。

この後収容空間７０ｂ内に大気が導入され、略真空状態から大気圧に戻される。真空チャンバ７０の収容空間７０ｂが大気圧になると、圧力差により両基板１０、２０は押圧されてシール材５２はさらに圧縮される。その後、上チャック部７１と下チャック部６９との保持を解除し、図１３（ｇ）に示すように、真空チャンバ７０を上昇させる。そして、下チャック部６９に非保持状態で載置されている基板（この場合は基板１０、２０が貼り合わされた液晶装置１００）を基板給除部６２により除材する。

貼り合わされた液晶装置１００は基板給除部６２により精密アライメント部１６４へ運搬され、図１４に示すように、上基板２０が上チャック部１７１側に、下基板１０が下チャック部１６９側になるように給材される。上チャック部１７１と下チャック部１６９とは、それぞれ設けられた吸着機構により上基板２０と下基板１０とを真空吸着する。
下基板１０と上基板２０との保持が完了すると、大気圧下において、両基板１０、２０に形成されたアライメントマーク（図示せず）をアライメント用顕微鏡１７４、１７４を介してＣＣＤカメラ１８１、１８１に取り込む。ＣＣＤカメラ１８１に取り込まれたアライメントマークの画像データは、画像処理部１８３に入力され、上基板２０と下基板１０との相対位置が検出される。制御部１８４は、画像処理部１８３により検出された相対位置に基づき、テーブル１６８を駆動して上基板２０と下基板１０との相対位置のズレが±１μｍ以内になるように精密位置決めする。
また、上チャック部１７１には、アライメント用顕微鏡１７４の直下の位置に貫通孔１７１ｂが形成されており、この貫通孔１７１ｂを介して各基板１０、２０のアライメントマークを検出するようになっている。

基板１０、２０が精密位置決めされたら、加圧機構１７２により上チャック部１７１をさらに下降（相対移動）させて対向配置されている基板１０、２０を加圧する。すると、シール材５２はさらに圧縮され、シール材５２に含まれるギャップ制御材５２ａが基板１０、２０に当接し、基板１０、２０の間隔が略３μｍ以下になるように調節される。
なお、加圧機構１７２による加圧方法は、一括して押圧力を加える加圧方法や、段階的に押圧力を上げる加圧方法、連続的に押圧力を上げる加圧方法、押圧してその押圧力を一時保持しその後押圧力を上げるＳ字加圧など、さまざまな加圧方法で加圧してもよい。

また、上チャック部１７１と下チャック部１６９とが上基板２０と下基板１０と接触して押圧する領域は、接触している面全体で押圧してもよいし、シール材５２に含まれているギャップ制御材５２ａが配置されている領域のみに接触して押圧してもよい。ギャップ制御材５２ａが配置されている領域のみを押圧する方法では、ギャップ制御材５２ａが配置されていない領域を押圧しないので、基板１０、２０の撓みによる基板の狭ギャップ化や、基板上に配置されたスペーサによる構成部材の破損を防ぐことができる。

基板１０、２０のギャップが調節されると、ＵＶランプ１８２により紫外線をシール材５２に照射して硬化させ、基板１０、２０のギャップを保持させる。
なお、ＵＶランプ１８２の照射は、加圧機構１７２の押圧力が所定圧力に到達した直後から照射したり、所定時間放置して液晶が液晶装置１００のすみずみまで行き渡るまで待ってから照射したりするなど、さまざまなタイミングで照射を行ってもよい。また、使用するシール材によっては、必要な接着力を得るために、シール材硬化の工程をさらに追加してもよい。

シール材５２の硬化が完了すると、上チャック部１７１と下チャック部１６９とによる保持を上下順次または同時に開放し、下チャック部６９に非保持状態で載置されている液晶装置１００を基板給除部６２により除材する。
このようにして、液晶装置１００の製造が完了する。

上記の製造方法によれば、上基板２０上にシール材５２を配置した後、上基板２０の上下面を反転させ、封止面１０ａにシール材５２を保持した状態にて材料供給部６３から基板貼り合わせ部６４への搬送を行うとともに、基板貼り合わせ部６４での基板貼り合わせ工程においても、シール材５２を保持した上基板２０を液晶を配置した下基板１０の上方に配置して貼り合わせるので、上基板２０上に配置されたシール材５２が基板上で広がり、その高さが低くなるのを防止でき、基板貼り合わせ時にシール材５２と両基板との接触面積が不均一になるのを防止することができる。

また、液晶５０を下基板１０に配置するようになっているので、基板貼り合わせ前に液晶５０とシール材５２とが接触することによるシール材５２の接着力の低下や液晶５０への異物の混入を効果的に防止することができる。これにより、液晶装置１００の製造歩留まりを向上させることができる。また、基板１０，２０が貼り合わされる直前まで硬化前のシール材５２と液晶５０とは接触せず、貼り合わせ後直ちにシール材５２の硬化が行われるため、硬化前のシール材５２と液晶５０との接触時間を短くすることができる。これにより、両者の接触によって硬化前のシール材５２に含まれる成分の液晶５０への溶出が低減され、液晶５０の変質を防止して液晶装置１００の閾値ムラを低減することができ、高画質の表示が可能な液晶装置を製造することができる。

また、材料供給部６３から排出して以降、シール材５２が配置された封止面２０ａを下側に向けた状態で上基板２０を保持するので、工程間にて長時間の待機が生じた場合にも、上基板２０上でシール材５２の高さが変化せず、工程に不慮の停止が生じたとしても歩留まりの低下が生じ難くなっている。さらには、封止面２０ａを下側に向けて保持することで、上記待機時に大気中を浮遊する異物がシール材５２上に堆積するのを防止する効果も得られる。

液晶装置１００のように液晶注入口を有さない、いわゆる封口レスのシール材５２を備えた液晶装置を製造する場合、液晶５０を基板上に配置した後に基板の貼り合わせを行うので、セルギャップを保持するために液晶５０中に混入されるスペーサが動きやすく、スペーサの分布が不均一になり易くなる。そこで、係る構成の液晶装置では、一方の基板上に固定される固着型のスペーサや、一方の基板上にフォトリソグラフィ技術を用いて形成した柱状のスペーサ（フォトスペーサ）を用いることが好ましい。

固着型スペーサは固着するための加熱工程が必要であり、また、固着に先立ちスペーサを均一に基板上に分散させる必要がある。フォトスペーサでは露光、現像工程が必要となる。そこで、加熱によるカラーフィルタの損傷や、スペーサの分散性、さらにはフォトリソグラフィ工程の連続性を勘案して、ＴＦＴ３０が設けられた下基板１０側に固着スペーサやフォトスペーサを形成することが好ましい。下基板１０の表面には、ＴＦＴ３０を覆う絶縁膜が被覆されており、比較的均一に帯電しやすくなっているので、スペーサの自然帯電を利用してスペーサの散布を行う場合にはスペーサの分布を均一化し易い。
そして、本実施形態では、これらのスペーサが設けられている下基板１０上に液晶５０を滴下するので、基板上に固定されたスペーサにより液晶５０の分散が阻害され、シール材５２と液晶５０との接触が生じ難くなっている。

上記実施形態では、上基板２０上にシール材５２を設け、下基板１０上に液晶５０を滴下する場合について説明したが、液晶５０は、上基板２０に設けられたシール材５２に囲まれる領域内に滴下することもできる。このような製造方法を採用すれば、材料供給部６３においてシール材５２の配置と液晶５０の滴下を同一装置にて行えるため、製造の効率化が可能であるとともに、上基板２０は材料供給部６３からの排出後、封止面２０ａを下側に向けて保持されるため、液晶５０が上基板２０上で濡れ広がるのを防止でき、シール材５２と液晶５０との接触も効果的に防止できる。さらには、液晶５０に異物が堆積し難くなるので、液晶５０の変質も防止することができる。

上記実施形態では、透過型の液晶装置１００の製造に本発明の製造方法を適用する場合について説明したが、本発明に係る製造方法は、反射型、半透過反射型の液晶装置の製造にも好適に用いることができる。特に、半透過反射型の液晶装置であって、各ドット領域内を反射表示領域と透過表示領域とに区画するとともに、両領域の液晶層厚を異ならせた、いわゆるマルチギャップ構造の液晶装置の製造に用いる場合に本発明は有効である。

上記液晶層厚調整層が基板内面（封止面）に形成されている場合、透過表示領域と反射表示領域との間に、液晶層厚調整層による段差部が形成される。そして、この段差部は通常複数のドット領域に跨るように基板面内に延在するので、複数のドット領域の透過表示領域が連なった溝部が基板上に存在することとなる。そして、このような溝部を有する基板に対して液晶の滴下を行うと、前記溝部に沿って液晶が濡れ広がり、シール材と接触したり、シール材により接着される領域まで液晶が広がるおそれがある。そこで、本発明では、液晶を滴下する基板（本実施形態では下基板１０）には、上記液晶層厚調整層が設けられていない構成とすることが好ましい。このような方法を採用することで、上記溝部に沿って基板上にて液晶が濡れ広がるのを効果的に防止することができる。

本実施形態の製造方法では、大気圧雰囲気下で基板１０、２０の精密位置決めを行っているため、略真空状態での粗位置決めでは位置決め精度に対する要求が低くなる。そのため、基板貼り合わせ部６４のテーブル６８や下降機構７２など位置決めに関する装置を簡略化することができ、基板貼り合わせ部６４の簡略化、小型化を図ることができる。また、１工程の位置決め動作における位置決め精度が緩和されるので、貼り合わせに要する処理時間を短縮することができる。
また、基板１０、２０の精密位置決めは、大気圧雰囲気下で行われるので、例えば、略真空雰囲気下でも使用できる部品を用いる、真空チャンバ７０内に収める等の制約が緩和される。そのため、精度の高い位置決め機構を用いることができ、十分な精度で相対位置を決めることができる。

基板貼り合わせ部６４と精密アライメント部１６４とにおいて、基板１０、２０の相対位置決めが、各基板１０、２０に設けられたアライメントマークをＣＣＤカメラ８１、１８１により画像に取り込み、画像処理部８３、１８３により処理した画像情報に基づき行われている。そのため、各基板１０、２０に設けられたアライメントマークの計測をより正確に、かつ素早く行うことができ、基板の粗位置決めや精密位置決めに要する処理時間を短縮することができる。

基板の保持方法に真空力および接着力、分子間力、機械式保持を用いているため、例えば、基板に石英ガラスを用いても、静電気力による保持方法のような保持力低下がなく、十分な保持力を発揮することができる。そのため、必要な相対位置精度を得やすくなる。

基板貼り合わせ部６４において貼り合わせ完了後にシール材５２の仮硬化を行っているので、硬化を行うまでに、略真空状態から大気圧に移る時の圧力変化や、基板貼り合わせ部６４から精密アライメント部１６４への搬送時の振動などの力により粗位置決めした基板１０、２０の相対位置がずれるのを防ぐことができる。

液晶材料の滴下に液滴吐出ヘッド６６を用いることにより、滴下する液晶材料の量を正確に調節することができる。そのため、基板１０、２０とシール材５２に封入される液晶材料量を正確に調節することができ、ひいては基板１０、２０のセルギャップを正確に制御することができる。

（電子機器）
次に、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図１５（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１５（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図１５（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１５（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図１５（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１５（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図１５（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるので、高精度に基板が貼り合わされ、液晶の閾値ムラが低減された高品質の表示が可能な表示部を有する電子機器となる。

図１は、液晶装置の平面構成図。 図２は、図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面構成図。 図３は、液晶装置の等価回路図。 図４は、同、液晶装置の部分断面構成図。 図５は、実施形態に係るデバイス製造装置の概略構成図。 図６は、同、基板給除部および材料供給部の概略構成図。 図７は、同、基板貼り合わせ部の概略構成図。 図８は、同、精密アライメント部の概略構成図。 図９は、液滴吐出ヘッドの一構成例を示す斜視構成図。 図１０は、圧電素子の駆動電圧波形と、液滴吐出ヘッドの動作を示す説明図。 図１１は、同、液晶装置の製造手順を示す図。 図１２は、同、液晶装置の製造手順を示す図。 図１３は、同、液晶装置の製造手順を示す図。 図１４は、同、液晶装置の製造手順を示す図。 図１５は、実施形態に係る電子機器の斜視構成図。

符号の説明

１０ ＴＦＴアレイ基板（下基板；第２の基板）、２０ 上基板（第１の基板）、５０ 液晶（電気光学材料）、５２ シール材、５２ａ ギャップ制御材、６１ デバイス製造装置（電気光学装置製造装置）、６６ 液滴吐出ヘッド、１００ 液晶装置（電気光学装置）

Claims (9)

1. 電気光学材料を挟持して対向配置された第１の基板及び第２の基板を備え、前記電気光学材料が前記両基板の周縁部に設けられたシール材により前記両基板間に封入されてなる電気光学装置の製造方法であって、
   前記第１の基板に前記シール材を設ける工程と、
   前記シール材が設けられた面を下側に向けて前記第１の基板を支持し、前記第１の基板と、前記シール材が設けられた面と対向配置された前記第２の基板との間に前記電気光学材料を配置して前記両基板を貼り合わせる工程と
   を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
2. 前記電気光学材料を前記第２の基板に配置する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の製造方法。
3. 前記第１の基板にシール材を配置した後、前記シール材が設けられた面に前記電気光学材料を配置する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の製造方法。
4. 前記電気光学材料の粘度は、１３０Ｐａ・ｓ〜２５０Ｐａ・ｓの範囲であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電気光学装置の製造方法。
5. 前記電気光学材料を配置する基板上に、基板間隔を保持するためのスペーサを設ける工程を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電気光学装置の製造方法。
6. 前記電気光学材料を配置される基板は、画素に対応して設けられたスイッチング素子が形成された基板であることを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置の製造方法。
7. 液滴吐出法を用いて前記電気光学材料を前記基板上に配置することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電気光学装置の製造方法。
8. 前記シール材の粘度は、２０万ｃｐｓ以下であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電気光学装置の製造方法。
9. 電気光学材料を挟持して対向配置された第１の基板及び第２の基板を備え、前記電気光学材料が前記両基板の周縁部に設けられたシール材により前記両基板間に封入されてなる電気光学装置の製造装置であって、
   前記第１の基板にシール材を描画するシール材描画装置と、
   前記第１の基板及び前記第２の基板のそれぞれを保持面にて保持可能とされ、前記保持面を対向させて上下に配置された上チャック部と下チャック部とを備え、
   前記基板貼り合わせ装置への前記第１の基板及び前記第２の基板の給材に際して、前記第１の基板の前記上チャック部への給材を、前記第２の基板の給材に先立って行い、
   互いの前記保持面を接近させることで前記第１の基板と前記第２の基板との貼り合わせを行う基板貼り合わせ装置と、
   を備えることを特徴とする電気光学装置の製造装置。

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