JP2005128415A - 電気光学装置の製造方法及び電気光学装置の製造装置及び電気光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気光学材料に気泡が残留してしまったり、電気光学材料が封止材を乗り越えて外部に漏れ出ることを防止して、所望の電気光学特性を得る。
【解決手段】 加熱装置６３１の加熱動作を開始し、テーブル６５上に載置される下基板１０の温度が所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるように設定した後に、液滴吐出ヘッド６６から液晶を吐出、滴下して、シール材５２で囲まれた所定位置に液晶５０を配置する。液晶５０に対して超音波発生装置６３３により超音波を照射して液晶５０を拡散させる。収容空間内を略真空状態とし、各チャック部６９，７１に保持される各基板１０，２０の温度が互いに同等の所定温度となるようにして各加熱装置６９１，７１１の加熱動作を開始した後、各基板１０、２０を貼り合わせる。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置の製造方法及び電気光学装置の製造装置及び電気光学装置に関する。

従来、携帯電話等の電子機器におけるカラー画像表示部には、液晶表示装置等の電気光学装置が使用されており、例えば液晶表示装置は、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。この液晶表示装置を形成する方法として、インクジェット等の液滴吐出装置やスピンコータを用いて基板上に液晶を塗布する方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。これらの方法では、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、シール材によって周囲を囲まれる領域内に所定量の液晶を塗布する。そして、シール材を介して他方の基板を貼り合わせ、液晶表示装置を形成するようになっている。
ところで、例えば対角１ｍ以上等の大型の基板上に液晶を塗布し、一対の基板同士を液晶層を介して貼り合わせる場合には、液晶層内に気泡が残留してしまったり、液晶がシール材を乗り越えて外部に漏れ出ることによってシール材による密封性が劣化してしまうという問題が生じる場合がある。
これらの問題に対し、例えばシール材の配置状態とほぼ相似形状に液晶を多点滴下することによって、一対の基板を貼り合わせて液晶を拡散させる際に液晶がシール材の内周部全体に均等に到達するように設定する方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。
また、例えば液晶を溶媒に溶解させてなる溶液を基板上に塗布し、この後、溶媒を乾燥等によって除去する方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。
また、例えば基板上に液晶を滴下した後に、一対の基板を液晶の透明点以上の温度に加熱した状態で貼り合わせる方法（例えば、特許文献３参照）が知られている。
特開昭６３−１７９３２３号公報 特開平９−８０４３８号公報 特開平９−５７６２号公報

しかしながら、上記従来技術において液晶を多点滴下する方法では、滴下位置や滴下量によって液晶層内に気泡が残留してしまったり、液晶がシール材を乗り越えて外部に漏れ出る場合があるという問題が生じる。
また、上記従来技術において液晶を溶媒に溶解させる方法では、液晶の拡散性を向上させることが出来るが、液晶中に溶媒に含まれる不純物が新たに混入してしまう虞がある。
また、上記従来技術において基板を液晶の透明点以上の温度に加熱する方法では、液晶中に含まれる不純物の濃度分布を均一化させる作用があるが、液晶を構成する多種の成分の蒸気圧が互いに異なるため、成分組成が変化してしまい、所望の電気光学特性を得ることが困難になるという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電気光学材料に気泡が残留してしまったり、電気光学材料が封止材を乗り越えて外部に漏れ出ることを防止して、所望の電気光学特性を得ることが可能な電気光学装置の製造方法及び電気光学装置の製造装置及び電気光学装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板が封止材を介して対向配置されてなり、前記封止材により区画される領域に電気光学材料が封入されてなる電気光学装置の製造方法であって、少なくとも一方の前記基板の温度を所定温度に加熱する加熱工程と、前記電気光学材料を前記一方の基板上に供給する供給工程と、前記電気光学材料が供給された前記一方の基板に前記封止材を介して他方の前記基板を貼り合わせる貼合わせ工程とを含むことを特徴としている。

上記の電気光学装置の製造方法によれば、所定温度以上に加熱された基板上に電気光学材料が供給されることから、基板上に供給された電気光学材料の粘度を低下させることができる。これにより、基板上での電気光学材料の拡散性を向上させることができると共に、電気光学材料中に気泡が残留することを防止することができ、所望の電気光学性能を有する電気光学装置を製造することができる。

さらに、本発明の電気光学装置の製造方法では、前記封止材は、閉じた環状に形成されてなることを特徴としている。
さらに、本発明の電気光学装置の製造方法では、前記加熱工程は、前記基板の温度が４０〜１００℃の範囲になるように前記基板を加熱制御することを特徴としている。
上記の電気光学装置の製造方法によれば、電気光学材料の種類にかかわらずに電気光学材料を所望の粘度状態に設定することができる。
さらに、本発明の電気光学装置の製造方法では、前記加熱工程は、前記供給工程の後で、且つ、前記貼合わせ工程の前に行われることを特徴としている。
上記の電気光学装置の製造方法によれば、基板上での電気光学材料の拡散性を向上させることができると共に、電気光学材料中に気泡が残留することを防止することができ、さらに、各基板の熱変形状態を同等の状態に設定することができ、一方の基板と他方の基板との貼り合わせ精度を向上させることができる。

さらに、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記貼合わせ工程の実行に先立って前記一対の前記基板の各温度を同等の温度に加熱制御する加熱制御工程を含むことを特徴としている。

上記の電気光学装置の製造方法によれば、一方の基板と他方の基板とを貼り合わせるのに先立って各基板の温度を同等の温度に加熱制御しておくことにより、各基板の熱変形状態を同等の状態に設定することができる。これにより、一方の基板と他方の基板との貼り合わせ精度を向上させることができる。

さらに、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記供給工程の前に、前記電気光学材料の温度を所定の温度に加熱する材料加熱工程を含み、前記供給工程において、前記材料加熱工程にて所定の温度に加熱された前記電気光学材料を一方の前記基板上に供給することを特徴としている。

上記の電気光学装置の製造方法によれば、予め電気光学材料の粘度を低下させることができ、より一層、基板上での電気光学材料の拡散性を向上させることができると共に、電気光学材料中に気泡が残留することを防止することができる。

さらに、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記供給工程にて一方の前記基板上に供給された前記電気光学材料に物理力を作用させる物理作用工程を含み、前記物理力は、少なくとも超音波振動および風圧および遠心力の何れかひとつであること特徴としている。

上記の電気光学装置の製造方法によれば、物理力の作用によって電気光学材料の拡散性を向上させることができると共に、電気光学材料中に気泡が残留することを防止することができる。

さらに、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記供給工程において、前記物理力の作用方向に応じて、前記封止材により区画された一方の前記基板上の所定領域の中心部からずれた位置に前記電気光学材料を供給することを特徴としている。

上記の電気光学装置の製造方法によれば、基板上に供給された電気光学材料に遠心力等の物理力を作用させる場合には、この物理力が電気光学材料に対して作用する方向に応じて、例えばこの作用方向に対する反対方向に向かい所定領域の中心部からずれた位置に電気光学材料を滴下する。これにより、物理力の作用によって電気光学材料が作用方向へ向かい拡散し、所定領域内において電気光学材料がほぼ均一に拡散するようになる。

また、本発明の電気光学装置の製造装置は、一対の基板が封止材を介して対向配置されてなり、前記封止材により区画される領域に電気光学材料が封入されてなる電気光学装置の製造装置であって、少なくとも一方の前記基板の温度を所定温度に加熱する加熱手段と、前記一方の基板上に前記電気光学材料を供給する供給手段と、前記電気光学材料が供給された前記一方の基板に前記封止材を介して他方の前記基板を貼り合わせる貼合わせ手段とを備えることを特徴としている。

上記構成の電気光学装置の製造装置によれば、所定温度以上に加熱された基板上に電気光学材料が供給されることから、基板上に供給された電気光学材料の粘度を低下させることができる。これにより、基板上での電気光学材料の拡散性を向上させることができると共に、電気光学材料中に気泡が残留することを防止することができ、所望の電気光学性能を有する電気光学装置を製造することができる。

さらに、本発明の電気光学装置の製造装置は、前記貼合わせ手段にて一方の基板と他方の基板とを貼り合わせるのに先立って前記一対の前記基板の各温度を同等の温度に加熱制御する加熱制御手段を備えることを特徴としている。

上記構成の電気光学装置の製造装置によれば、一方の基板と他方の基板とを貼り合わせるのに先立って各基板の温度を同等の温度に加熱制御しておくことにより、各基板の熱変形状態を同等の状態に設定することができる。これにより、一方の基板と他方の基板との貼り合わせ精度を向上させることができる。

さらに、本発明の電気光学装置の製造装置は、前記電気光学材料の温度を所定の温度に加熱する材料加熱手段を備え、前記供給手段は、前記材料加熱手段により所定の温度に加熱された前記電気光学材料を一方の前記基板上に供給することを特徴としている。

上記構成の電気光学装置の製造装置によれば、予め電気光学材料の粘度を低下させることができ、より一層、基板上での電気光学材料の拡散性を向上させることができると共に、電気光学材料中に気泡が残留することを防止することができる。

さらに、本発明の電気光学装置の製造装置は、一方の前記基板上に供給された前記電気光学材料に物理力を作用させる物理作用手段を備え、前記物理力は、少なくとも超音波振動および風圧および遠心力の何れかひとつであること特徴としている。

上記構成の電気光学装置の製造装置によれば、物理力の作用によって電気光学材料の拡散性を向上させることができると共に、電気光学材料中に気泡が残留することを防止することができる。

さらに、本発明の電気光学装置の製造装置では、前記供給手段は、前記物理力の作用方向に応じて、前記封止材により区画された一方の前記基板上の所定領域の中心部からずれた位置に前記電気光学材料を供給することを特徴としている。

上記構成の電気光学装置の製造装置によれば、基板上に供給された電気光学材料に遠心力等の物理力を作用させる場合には、この物理力が電気光学材料に対して作用する方向に応じて、例えばこの作用方向に対する反対方向に向かい所定領域の中心部からずれた位置に電気光学材料を供給する。これにより、物理力の作用によって電気光学材料が作用方向へ向かい拡散し、所定領域内において電気光学材料がほぼ均一に拡散するようになる。

また、本発明の電気光学装置は、本発明の電気光学装置の製造方法により製造されたことを特徴としている。

上記構成の電気光学装置によれば、基板上での電気光学材料の拡散性を向上させることができると共に、電気光学材料中に気泡が残留することを防止することができ、所望の電気光学性能を得ることができる。

また、本発明の電気光学装置は、本発明の電気光学装置の製造装置により製造されたことを特徴としている。

上記構成の電気光学装置によれば、基板上での電気光学材料の拡散性を向上させることができると共に、電気光学材料中に気泡が残留することを防止することができ、所望の電気光学性能を得ることができる。

また、本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えることを特徴としている。

上記構成の電子機器によれば、所望の電気光学性能を有する電気光学装置によって表示品質に優れた電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る電気光学装置の製造方法及び電気光学装置の製造装置及び電気光学装置及び電子機器について添付図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の製造方法により製造される電気光学装置として、例えば液晶表示装置について説明する。
図１は、本発明に係る液晶表示装置について、各構成要素とともに示す対向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、液晶表示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、液晶表示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表示装置（電気光学装置）１００は、対をなすＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが光硬化性の封止材であるシール材（封止材）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、液晶注入口を備えず、封止材にて封止された痕跡がない構成となっている。

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、液晶表示装置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、液晶表示装置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表示装置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表示装置１００を実現することができる。

図４は液晶表示装置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、対向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。

次に、液晶表示装置１００の製造方法に含まれる複数の処理工程の中、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電気光学装置の製造装置について説明する。
図５は、電気光学装置の製造装置６１の概略構成図である。
本実施の形態に係る電気光学装置の製造装置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）に移動自在かつ中心軸Ｐ周りに回転可能なテーブル６５と、テーブル６５の上方に配設され液晶材料を吐出、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、テーブル６５を所定温度に加熱するヒータ等を具備する加熱装置６３１と、テーブル６５の表面近傍の温度を検出する温度センサ６３２と、超音波発生装置６３３と、テーブル６５および液滴吐出ヘッド６６およびシール材塗布部６７および加熱装置６３１および超音波発生装置６３３の各動作を制御する制御部６３４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と略同じ寸法（直径略３μｍ）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。
なお、制御部６３４は、温度センサ６３２にて検出されるテーブル６５の表面近傍の温度の検出値に基づき、テーブル６５上に載置される基板の温度を算出し、この基板の温度に応じて、例えば基板の温度が所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるようにして加熱装置６３１の加熱動作を制御する。

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、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とを接続する搬送機能を有したユニットで構成されたりしてもよい。

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、下チャック部６９を所定温度に加熱するヒータ等を具備する下チャック部加熱装置６９１と、下チャック部６９の表面近傍の温度を検出する温度センサ６９２と、上チャック部７１を所定温度に加熱するヒータ等を具備する上チャック部加熱装置７１１と、上チャック部７１の表面近傍の温度を検出する温度センサ７１２とを備えて概略構成されている。
真空チャンバ７０には、覗き窓７０ａと排気部７６とが設けられている。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が配置され、貼り合わせ用顕微鏡７４には、拡大されたアライメントマークの画像を取り込むＣＣＤカメラ（光学測定手段）８１が備えられている。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の吸引装置７８が接続されている。

また、真空チャンバ７０には、シール材５２を仮硬化させる紫外線を照射する水銀ランプ等のＵＶランプからファイバなどを経路として使用したＵＶ照射ユニット８２が備えられている。
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により処理されたデータ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。
なお、制御部８４は、各温度センサ６９２，７１２にて検出される各チャック部６９，７１の表面近傍の温度の検出値に基づき、各チャック部６９，７１に保持される各基板の温度を算出し、各基板の温度が互いに同等の所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるようにして各加熱装置６９１，７１１の加熱動作を制御する。

液滴吐出ヘッド６６は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮してその圧力波で液体を吐出させるもので、一列又は複数列に配列された複数のノズル（ノズル孔）を有している。
この液滴吐出ヘッド６６の構造の一例を説明すると、液滴吐出ヘッド６６は、図８（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート３１２と振動板３１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）３１４を介して接合したものである。ノズルプレート３１２と振動板３１３との間には、仕切部材３１４によって複数の空間３１５と液溜まり３１６とが形成されている。各空間３１５と液溜まり３１６の内部は液晶材料で満たされており、各空間３１５と液溜まり３１６とは供給口３１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート３１２には、空間３１５から液晶材料を噴射するためのノズル３１８が形成されている。一方、振動板３１３には、液溜まり３１６に液晶材料を供給するための孔３１９が形成されている。
さらに、液滴吐出ヘッド６６は、液溜まり３１６に満たされる液晶材料を所定温度に加熱するヒータ等を具備する加熱装置３１６ａと、液晶材料の温度を検出する温度センサ３１６ｂと、制御部３１６ｃとを備え、制御部３１６ｃは、温度センサ３１６ｂにて検出される液晶材料の温度が所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるようにして加熱装置３１６ａの加熱動作を制御する。

また、振動板３１３の空間３１５に対向する面と反対側の面上には、図８（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）３２０が接合されている。この圧電素子３２０は、一対の電極３２１の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子３２０が接合されている振動板３１３は、圧電素子３２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間３１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間３１５内に増大した容積分に相当する液晶材料が、液溜まり３１６から供給口３１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子３２０への通電を解除すると、圧電素子３２０と振動板３１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間３１５も元の容積に戻ること
から、空間３１５内部の液晶材料の圧力が上昇し、ノズル３１８から基板に向けて液晶材料の液滴３２２が吐出される。
なお、液滴吐出ヘッド６６のインクジェット方式としては、前記の圧電素子３２０を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式を採用してもよい。

続いて、上記の電気光学装置の製造装置６１により液晶表示装置１００を製造する手順について説明する。
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。

対向電極等が形成された上基板２０は基板給除部６２により運搬され、図１０（ａ）に示すように、上チャック部７１に給材され、保持機構により上基板２０は保持される。
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、材料供給部６３のテーブル６５上に給材される（図６参照）。
ここで、例えば図９に示すステップＳ０１において、加熱装置６３１の加熱動作を開始し、テーブル６５上に載置される下基板１０の温度が所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるように設定する（第１工程）。
次に、ステップＳ０２において、テーブル６５を移動させつつ、下基板１０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（第２工程）。
次に、ステップＳ０３において、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、図１０（ｂ）に示すように、シール材５２で囲まれた所定位置に液晶５０を配置する（第３工程）。
次に、ステップＳ０４において、液晶５０に対して超音波発生装置６３３により超音波を照射して液晶５０を拡散させる（第４工程）。
なお、図１０（ｂ）では、液晶５０はシール材５２で囲まれた領域の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。

次に、ステップＳ０５において、液晶が滴下され、表面上において液晶が均一に拡散させられた下基板１０は基板給除部６２により運搬され、図１０（ｃ）に示すように、下チャック部６９に給材され（なお、以下の説明では便宜上、液晶５０及びシール材５２の図示を省略する）、保持機構により保持される（第５工程）。
そして、ステップＳ０６において、図１１（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（第６工程）。
このとき、各温度センサ６９２，７１２にて検出される各チャック部６９，７１の表面近傍の温度の検出値に基づき、各チャック部６９，７１に保持される各基板１０，２０の温度を算出し、各基板１０，２０の温度が互いに同等の所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるようにして各加熱装置６９１，７１１の加熱動作を開始する（第７工程）。この場合、真空引きと加熱動作とを同時に実行することで、製造時間を短縮することができる。

そして、ステップＳ０７において、収容空間７０ｂ内が略真空状態となったら、図１１（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と下基板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（第８工程）。

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および上チャック部加熱装置７１１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ことができる。

そして、ステップＳ０８において、基板１０、２０が粗位置決めされたら、図１１（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（第９工程）。
そして、ステップＳ０９において、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を押しつぶす（第１０工程）。
そして、ステップＳ１０において、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（第１１工程）。

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、ズレの発生が予想され、そのズレ量、方向が統計的に予想される場合には、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、ステップＳ１１において、図１２（ｇ）に示すように、収容空間７０ｂ内に大気が導入され、略真空状態から大気圧または大気圧よりも圧力の低い所定の圧力雰囲気に調節する（第１２工程）。
なお、収容空間７０ｂ内の圧力を大気圧または大気圧よりも圧力の低い所定の圧力雰囲気に調節する前に、上チャック部７１の保持力を解除して、一度、上基板２０を離し、再び上基板２０を保持し直してもよいし、保持し直さずにそのまま大気圧または大気圧よりも圧力の低い所定の圧力雰囲気に調節してもよい。
また、大気圧の場合には、真空チャンバ７０を開放して精密位置決めを行ってもよい。
そして、ステップＳ１２において、収容空間７０ｂ内が大気圧または大気圧よりも圧力の低い所定の圧力雰囲気となったら、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（第１３工程）。

そして、ステップＳ１３において、基板１０、２０が精密位置決めされたら、加圧機構７２により上チャック部７１をさらに下降（相対移動）させて対向する基板１０、２０を加圧する。すると、シール材５２はさらに押しつぶされ、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（第１４工程）。
なお、加圧機構７２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７１と下チャック部６９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が撓んで基板のギャップが狭くなりすぎることを防ぐことができる。

そして、ステップＳ１４において、基板１０、２０のギャップが調節されると、ＵＶランプ８２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（第１５工程）。
なお、ＵＶランプ８２の照射は、加圧機構７２の押圧力が所定圧力に到達した直後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。

そして、ステップＳ１５において、シール材５２の硬化が完了すると、上チャック部７１と下チャック部６９とによる保持を上下順次または同時に開放し、収容空間７０ｂ内が大気圧よりも圧力の低い所定の圧力雰囲気である場合には、収容空間７０ｂ内に大気が導入され、真空チャンバ７０の収容空間７０ｂが大気圧になると、図１２（ｈ）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表示装置１００）を基板給除部６２により除材する（第１６工程）。これにより、一連の処理を終了する。
このようにして、液晶表示装置１００の製造が完了する。

上記構成の電気光学装置の製造装置および上述した電気光学装置の製造方法によれば、液滴吐出ヘッド６６により液晶材料が滴下される基板を所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるように加熱する加熱装置６３１を備え、液晶材料の滴下に先立って基板の温度を所定温度に設定しておくことにより、基板上に滴下された液晶材料の粘度を低下させ、基板上における液晶材料の拡散性（つまり液晶材料の濡れ拡がり性）を向上させることができると共に、液晶材料中に気泡が残留することを防止することができる。ここで、基板の温度を、４０〜１００℃の所定温度に設定することにより、液晶材料の種類にかかわらずに液晶材料を所望の粘度状態に設定することができる。例えば下記表１には、種類の異なる３つの液晶材料（液晶Ａ，Ｂ，Ｃ）の粘度状態に係るフロー粘度（ｍｍ^２／ｓｅｃ）の温度依存性のデータを示した。

表１に示すように、液晶材料（液晶Ａ，Ｂ，Ｃ）の温度が４０〜１００℃の所定温度となる状態において、各液晶材料（液晶Ａ，Ｂ，Ｃ）がほぼ同等のフロー粘度（ｍｍ^２／ｓｅｃ）を有することがわかる。しかも、液晶材料の温度が１００℃を超える過剰な高温状態になることがないように制御されることから、加熱装置６３１での消費電力の増大を抑制することができると共に、加熱によって液晶材料の成分組成が変化してしまうことを防止することができ、所望の電気光学特性を容易に得ることができる。
さらに、超音波発生装置６３３を備え、基板上に滴下された液晶材料に超音波を照射することによって、より一層、基板上での液晶材料の拡散性を向上させることができると共に、液晶材料中に気泡が残留することを防止することができる。

また、液晶５０及びシール材５２を介して一対の下基板１０および上基板２０を貼り合わせる際に、各基板１０，２０を互いに同等の所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるように加熱する各加熱装置６９１，７１１を備え、下基板１０および上基板２０の貼り合わせに先立って各基板１０，２０の温度を互いに同等の所定温度に設定しておくことにより、各基板１０，２０の熱変形状態を同等の状態に設定することができ、貼り合わせ精度を向上させることができる。
しかも、この場合、液晶５０の温度が４０〜１００℃の所定温度となって、各基板１０，２０上における液晶５０の拡散性（つまり液晶材料の濡れ拡がり性）が向上し、液晶５０が所望の拡散状態、例えばシール材５２によって周囲を囲まれた領域内にて液晶５０がほぼ均一に濡れ拡がった状態で、下基板１０および上基板２０が貼り合わされることになり、液晶５０がシール材５２を乗り越えて外部に漏れ出ることを防止することができる。

なお、上述した実施の形態においては、液滴吐出ヘッド６６により液晶材料を滴下させる際に、液滴吐出ヘッド６６に具備される加熱装置３１６ａを作動させ、液晶材料の温度が所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるようにして設定してもよい。これにより、より一層、基板上での液晶材料の拡散性を向上させることができると共に、液晶材料中に気泡が残留することを防止することができる。

なお、上述した実施の形態においては、ステップＳ０１〜ステップＳ１５に示すように、下基板１０の温度が所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるように加熱制御（ステップＳ０１）した後に、下基板１０に液晶を滴下（ステップＳ０３）して、下基板１０と上基板２０とを貼り合わせる（ステップＳ０８）としたが、これに限定されず、例えば、下基板１０に液晶を滴下した後に、下基板１０の温度が所定温度（例えば、４０〜１００℃の所定温度）となるように加熱制御して、下基板１０と上基板２０とを貼り合わせてもよい。

なお、上述した実施の形態において、材料供給部６３は超音波発生装置６３３を備えるとしたが、これに限定されず、超音波発生装置６３３に加えて、あるいは、超音波発生装置６３３に代わりに、所定ガスを基板上に滴下された液晶材料に吹き付けるエアカッター等の風圧発生装置を備えてもよい。
また、上述した実施の形態において、液滴吐出ヘッド６６により液晶材料が基板上に滴下された後に、テーブル６５を中心軸Ｐ周りに回転駆動させることで、基板上に滴下された液晶材料に遠心力を作用させ、この遠心力によって基板上での液晶材料の拡散性を向上させてもよい。なお、この場合、例えばシール材５２で区画された複数の領域５２_１，…，５２_ｎ（ｎは任意の自然数）内に液晶５０を滴下する際には、例えば図１３（ａ）に示すように、各領域５２_１，…，５２_ｎ内の各中心位置から、テーブル６５の中心軸Ｐに向かいずれた位置に液晶５０を滴下し、この後、テーブル６５を中心軸Ｐ周りに回転駆動させることで、例えば図１３（ｂ）に示すように、各領域５２_１，…，５２_ｎ内において液晶５０に作用する遠心力によって液晶５０がほぼ均一に拡散するようになる。

なお、上述した実施の形態においては、ＴＦＴアレイ基板１０を下基板１０とし、対向基板２０を上基板２０としたが、これに限定されず、例えば図１３（ａ），（ｂ）に示すような、シール材５２で区画された複数の領域５２_１，…，５２_ｎ（ｎは任意の自然数）に液晶５０が滴下されてなる大面積の基板、いわゆるマザーボードを下基板１０とし、この下基板１０と同等形状のマザーボードを上基板２０とし、マザーボード同士を貼り合わせてもよい。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、液晶装置の製造方法に適応して説明したが、液晶装置の製造方法に限られることなく、エレクトロルミネッセンス装置の製造方法等、その他各種装置の製造方法に適応することができるものである。
また、上基板が対向基板で、下基板がＴＦＴアレイ基板であってもよく、必要に応じて、工程間の基板給除部で上下基板を反転してもよい。

以下に、上述した実施の形態に係る液晶表示装置１００を備えた電子機器の具体例について説明する。
図１４は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１４において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記の液晶表示装置１００からなる表示部を示している。この携帯電話にあっては、表示部１００１が、表示品位に優れた液晶表示装置１００からなっているので、表示特性に優れたものとなる。
なお、上述した実施の形態に係る液晶表示装置１００は、携帯型情報処理装置や、腕時計型電子機器など、各種の電子機器における表示部として好適に用いることができる。

液晶表示装置を対向基板の側から見た平面図である。 図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。 液晶表示装置の等価回路図である。 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の部分拡大断面図である。 本発明の実施の形態に係るデバイス製造装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る基板給除部および材料供給部の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る基板貼り合わせ部の概略構成図である。 液滴吐出ヘッドの概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造工程を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造手順を示す図である。 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造手順を示す図である。 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造手順を示す図である。 基板上に滴下された液晶の配置状態の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を具備する電子機器の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 下基板（基板）
２０ 上基板（基板）
５２ シール材（封止材）
６５ テーブル（物理作用手段）
６６ 液滴吐出ヘッド（供給手段）
７２ 下降機構（貼合わせ手段）
１００ 液晶表示装置（電気光学装置）
３１６ａ 加熱装置（材料加熱手段）
６３１ 加熱装置（加熱手段）
６９１ 下チャック部加熱装置（加熱制御手段）
７１１ 上チャック部加熱装置（加熱制御手段）
６３３ 超音波発生装置（物理作用手段）

Claims (10)

1. 一対の基板が封止材を介して対向配置されてなり、前記封止材により区画される領域に電気光学材料が封入されてなる電気光学装置の製造方法であって、
   少なくとも一方の前記基板の温度を所定温度に加熱する加熱工程と、
   前記電気光学材料を前記一方の基板上に供給する供給工程と、
   前記電気光学材料が供給された前記一方の基板に前記封止材を介して他方の前記基板を貼り合わせる貼合わせ工程と
   を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
2. 前記封止材は、閉じた環状に形成されてなる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. 前記加熱工程は、前記基板の温度が４０〜１００℃の範囲になるように前記基板を加熱制御する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. 前記加熱工程は、前記供給工程の後で、且つ、前記貼合わせ工程の前に行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気光学装置の製造方法。
5. 前記貼合わせ工程の実行に先立って前記一対の前記基板の各温度を同等の温度に加熱制御する加熱制御工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかひとつに記載の電気光学装置の製造方法。
6. 前記供給工程の前に、前記電気光学材料の温度を所定の温度に加熱する材料加熱工程を含み、
   前記供給工程において、前記材料加熱工程にて所定の温度に加熱された前記電気光学材料を一方の前記基板上に供給することを特徴とする請求項１から請求項５の何れかひとつに記載の電気光学装置の製造方法。
7. 前記供給工程にて一方の前記基板上に供給された前記電気光学材料に物理力を作用させる物理作用工程を含み、
   前記物理力は、少なくとも超音波振動および風圧および遠心力の何れかひとつであること特徴とする請求項１から請求項６の何れかひとつに記載の電気光学装置の製造方法。
8. 前記供給工程において、前記物理力の作用方向に応じて、前記封止材により区画された一方の前記基板上の所定領域の中心部からずれた位置に前記電気光学材料を供給することを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置の製造方法。
9. 一対の基板が封止材を介して対向配置されてなり、前記封止材により区画される領域に電気光学材料が封入されてなる電気光学装置の製造装置であって、
   少なくとも一方の前記基板の温度を所定温度に加熱する加熱手段と、
   前記一方の基板上に前記電気光学材料を供給する供給手段と、
   前記電気光学材料が供給された前記一方の基板に前記封止材を介して他方の前記基板を貼り合わせる貼合わせ手段と
   を備えることを特徴とする電気光学装置の製造装置。
10. 請求項１から請求項８の何れかひとつに記載の電気光学装置の製造方法により製造されたことを特徴とする電気光学装置。
    
    

Images